NATURVETENSKAPLIGA FAKULTETSNÄMNDEN MAR105, Grundläggande evolutionära och ekologiska principer, 7,5 högskolepoäng Basic principles in evolution and ecology, 7.5 higher education credits Grundnivå/First Cycle 1. Fastställande Kursplanen är en historisk, äldre version, faställd av Naturvetenskapliga fakultetsnämnden 2011-06-21 och senast reviderad 2012-01-12. Den reviderade kursplanen gällde från och med 2012-01-12. Utbildningsområde: Naturvetenskapligt 100 % Ansvarig institution: Institutionen för marin ekologi 2. Inplacering Programkurs Grundnivå. Kursen är en baskurs under andra terminen av kandidatprogrammet i marina vetenskaper Huvudområde Marin vetenskap Fördjupning G1F, Grundnivå, har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav 3. Förkunskapskrav Genomgångna kurser MAR101, MAR102, MAR103 och MAR104 eller motsvarande 4. Innehåll Kursen ger en beskrivning av grundläggande ekologiska och evolutionsbiologiska begrepp, sammanhang och modeller, presenterade med framförallt marina exempel på både prokaryoter och eukaryoter. Kursen inleds med en generell beskrivning över livets utveckling på jorden fram till dagens fördelning av biodiversiteten (progression utifrån kunskaper erhållna under MAR101 och MAR102) Denna del har en tydlig tyngdpunkt på släktskap mellan grupper (fylogeni) men innehåller också beskrivning av modeller för artbildning (allopatriska-parapatrisk-sympatriska), en översikt över den historiska utvecklingen av biodiversiteten inklusive massutrotningar och dess tänkbara orsaker. Därefter följer en genomgång av mikroevolutionära begrepp och processer; genotyp fenotyp, genetisk differentiering. Vad genetisk variation är diskuteras (progression ifrån MAR104) med betoning på processer för uppkomst och eliminering av genetisk variation 2/ 4 såsom mutationer, genetisk drift, naturlig selektion, sexuell selektion samt migration/genflöde och horisontell genöverföring mellan prokaryota organismer. Uppkomsten av och betydelsen av lokal anpassning presenteras. Betydelsen av effektiv populationsstorlek diskuteras samt hur denna påverkas av avvikelse från slumpmässig parning såsom sneda könskvoter, ålders/storlekspåverkad reproduktion mm. (ex. inom fiskbestånd). Vidare diskuteras betydelsen av genetisk variation för populationers långsiktiga överlevnad. Den ekologiska delen av kursen inleds med att beskriva ekosystemen komponenter utifrån olika organisationsnivåer (individ-population-art-samhälle-ekosystem). Därefter förklaras och illustreras populationsekologiska begrepp och processer såsom demografi, populationstillväxt hos både prokaryoter och eukaryoter (logaritmisk tillväxt, Lotka-Volterra, carrying capacity) och populationsreglerande mekanismer (migration, inom- och mellanartskonkurrens, predation, symbios, parasitism). Marina arters olika livshistoriestrategier och relaterade begrepp presenteras, såsom r- och K-strateger, planktotrofi-lecitotrofidirektutveckling, och sexuell - asexuell förökning. I sammanhanget studeras också olika marina arters spridningsbiologi och i förekommande fall livscykler (speciellt makroalger och nässeldjur). Effekten av störningar såsom jakt och fiske på naturliga populationer undersöks med hjälp av populationsekologisk teori (inklusive livshistoriestrategier). Påföljande avsnitt berör marina ekosystem, littorala och andra zoneringar, skiktningar och gradienter, där speciellt de fysiska faktorernas reglerande roller diskuteras. Slutligen diskuteras begreppen nyckelarter, biotopbildande arter, invasiva arter samt ekosystemreglerande faktorer (top-down och bottom-up reglering inklusive microbial loop), ekosystemens funktionella grupper, samt kopplingen mellan biodiversitet och ekosystemfunktioner. Ekosystemens dynamik kan belysas och i detta sammanhang kan också begrepp som hav i balans, resilience, flippande ekosystem och hållbart nyttjade diskuteras. Obligatoriska moment: För djupare förståelse för mikroevolution och därtill kopplad populationsgenetik, samt för demografi och populationsdynamik genomförs ett antal räkneövningar under kursen. (Obligatorisk närvaro krävs inte, men räkneuppgifterna ska inlämnas och godkännas för godkänd kurs.) 5. Mål Efter avslutad kurs förväntas studenten kunna: Kunskap och förståelse · visa på grundläggande kunskaper och förståelse om centrala begrepp och sammanhang som rör livets uppkomst och utveckling på jorden (inklusive tidsskalor och viktigare händelser); evolutionära begrepp och processer som reglerar utvecklingen av biologisk mångfald (mellan och inom arter) hos prokaryota och eukaryota grupper; ekologiska begrepp och processer som reglerar populationers dynamik inklusive interaktioner mellan och inom arter. Färdighet och förmåga · redogöra för följande: 3/ 4 i) Den historiska bilden (makroevolution) Olika modeller för livets uppkomst, olika modeller för hur nya arter utvecklas, de stora makroevolutionära skeendena inklusive ungefärliga tidsperioder för kraftiga ökningar och minskningar i biodiversitet och tänkbara orsaker till dessa, utvecklingen av dagens marina organismgrupper och deras ungefärliga fylogenetiska relationer samt (översiktligt) metoder för att kartlägga släktskap och artavgränsningar hos såväl eukaryota som prokaryota organismer. ii) Evolution pågår (mikroevolution) Skillnaden mellan genotyp och fenotyp, begreppen, fenotypisk plasticitet och genetisk differentiering, redovisa hur genetisk variation uppstår och förändras i eukaryota och prokaryota populationer, förklara olika processer för lokal anpassning och ange hur förklaringsmodeller kan testas experimentellt, förstå och förklara skillnaden mellan populationsstorlek och effektiv populationsstorlek och exemplifiera orsaker till avvikelser samt analysera innebörden av detta. iii) Populationsdynamik Hur populationer tillväxer och hur tillväxten regleras och hur man med enklare matematiska modeller beskriver och analyserar tillväxt och reglering, vilken roll organismers livshistoriestrategier (inklusive spridningsmekanismer och potentialer) och vilken roll livscykler spelar för deras populationsdynamik, vad olika typer av interaktioner inom och mellan arter betyder för inblandade organismer. iv) Ekosystemens dynamik och funktion Hur ekosystemen kan beskrivas utifrån funktionella komponenter, olika övergripande processer för reglering av ekosystemens struktur och produktion, kopplingen mellan biodiversitet och ekosystemfunktion. Värderingsförmåga och förhållningssätt · Kritiskt värdera och diskutera ekologiska begrepp och företeelser utifrån ett vetenskapligt förhållningssätt. Exempel på begrepp för en sådan diskussion är ekosystemens resilience, ekosystem i balans, kopplingen mellan biodiversitet och ekosystemfunktion. Studenten ska också ha förmågan att se dagens ekosystem i ett historiskt perspektiv och ska kunna värdera politiska/socioekonomiska förslag ur ett ekologiskt perspektiv, och ha en ekologisk kunskap för översiktlig värdering av sammanhang inom hållbar utveckling. Slutligen ska studenten kritiskt kunna värdera argument som står i strid med evolutionsteorin. 6. Litteratur Litteratur till kursen kommer att fastställas senast åtta veckor innan kursstart. 4/ 4 7. Former för bedömning Examination sker genom skriftligt prov (salstentamen). För godkänd kurs krävs närvaro vid fältmoment (eller godkänd kompensationsuppgift) samt godkända räkneuppgifter. I det fall en kurs har upphört eller genomgått större förändringar ska studenten garanteras tillgång till minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) under en tid av åtminstone ett år med utgångspunkt i kursens tidigare uppläggning. Student har rätt till byte av examinator, om det är praktiskt möjligt, efter att ha underkänts två gånger på samma examination. En sådan begäran ställs till institutionen och skall vara skriftlig. 8. Betyg Betygsskalan omfattar betygsgraderna Underkänd (U), Godkänd (G), Väl godkänd (VG). Betygskalan omfattar betygsgraderna Underkänd (U), Godkänd (G) och Väl godkänd (VG). För Godkänd kurs krävs normalt 60 % av maxpoängen på skriftlig tentamen samt genomförda obligatoriska moment. För Väl godkänd kurs krävs normalt 85 % av maxpoängen på skriftlig tentamen samt genomförda obligatoriska moment. För studerande som ej blivit godkänd vid ordinarie prov erbjuds ytterligare provtillfällen. Angående tillämpning av ECTS-skalan för betyg var god se Rektors beslut 2007-05-28, dnr G 8 1976/07 samt beslut 2011-02-28, dnr O 2009/5545. 9. Kursvärdering 10. Övrigt Undervisningsspråk: engelska och svenska. Föreläsningar och övningar på svenska. Litteratur huvudsakligen på engelska Medverkande institutioner: Institutionen för kemi och molekylärbiologi