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ECOLOGÍA QUÍMICA
Curso: Ecología Química
Dictado por: Laboratorio de Ecología Química, Departamento de Biociencias y
Departamento de Química Orgánica, Facultad de Química
Docentes encargados:
([email protected])
Andrés
González
([email protected]),
Carmen
Rossini
Horario 2010: Martes y Jueves 8:30 – 10:00, Salón 3er Piso, Edificio principal.
Docentes invitados en 2010: Iris Scatoni, Paula Altesor, Soledad Camerano, Carolina Sellanes
Créditos: 6 (3 horas teórico semanales en 16 semanas)
Objetivo:
El objetivo general del curso es que el estudiante se familiarice con la importancia de la química
en la mediación de interacciones entre organismos en la naturaleza, ya sean estas interacciones
intra- o inter-específicas. Se apuntará a que dichas interacciones sean comprendidas desde el
punto de vista químico de la señal (semioquímico) involucrada, así como desde el punto de vista
ecológico-evolutivo de la interacción. En este contexto se enfatizará en las características de las
interacciones, ya sean estas detrimentales, neutras o beneficiosas para los organismos
participantes.
Este curso se plantea como optativo para los estudiantes de Facultad de Química, siendo de
especial interés para aquellos estudiantes de la carrera de Químico que quieran darle a sus
estudios un perfil marcado en química agrícola. Así mismo, el curso se propone para estudiantes
de la Maestría en Química y de otras Maestrías en áreas relacionadas de la Universidad.
Breve descripción del contenido:
El curso cubre los conceptos más importantes manejados en el campo que actualmente se
conoce como “Ecología Química”. El enfásis del curso estará en las interacciones químicas entre
organismos, revisándose el concepto de comunicación en biología. Se cubre la comunicación
química en organismos primitivos y superiores, tanto en hábitats marinos como terrestres. Como
ejemplo de estas interacciones se estudiarán las relaciones planta-insecto, analizando el
significado adaptativo de los metabolitos secundarios de plantas; las defensas químicas y toxinas
en animales; la comunicación intra-específica (feromonas); y las interacciones químicas en
sistemas de tres niveles tróficos. Se estudiarán las aplicaciones de la Ecología Química en el
manejo de plagas, en particular el uso de feromonas sexuales en control y monitoreo de plagas,
y las perspectivas futuras del uso de semioquímicos como método de control incuo para el medio
ambiente. Finalmente, se revisarán técnicas de estudio de uso frecuente en Ecología Química.
Desde el punto de vista del estudio estructural de los semioquímicos se tratarán técnicas
específicas de microextracción y derivatización en microescala, utilizando ejemplos reales de la
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Tel. ++ 598 2 924 2535
Fax ++ 598 2 924 1906
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literarura. Entre los aspectos biológicos del estudio de interacciones mediadas por
semioquímicos se incluirán estudios de campo, bioensayos, técnicas electrofisiológicas y una
breve reseña al uso de tests estadísticos.
Conocimientos previos requeridos:
El estudiante deberá tener conocimientos de Química Orgánica, incluyendo generalidades sobre
técnicas de elucidación estructural de compuestos orgánicos y de los grandes grupos de
metabolitos secundarios, así como de Bioquímica.
Estructura del Curso:
El curso se dictará bajo el formato de clases teóricas dictadas por el docente, con algunas
semanas ocupadas con seminarios preparados por los estudiantes a modo de evaluación (ver
abajo).
Duración en semanas: 16 (en una estructura de semestres de 18 semanas con 4 semanas de
evaluaciones).
Carga horaria semanal: 3 hs (2 clases de 90minutos)
Créditos: 6
Semestre en que se dictará el curso: impar, años alternados
Evaluación:
La evaluación se basará en una presentación oral (seminario) por parte de los estudiantes, un
control final con preguntas para desarrollar y un examen. Los seminarios se presentarán a partir
de la quinta semana del curso y serán discusiones de trabajos científicos sorteados entre los
estudiantes en las dos semanas previas a la presentación. Dichos seminarios se evaluarán sobre
la base de 20 puntos y el control final sobre 30, ajustándose la calificación del curso a la
modalidad prevista en el PE2000 de la Facultad de Química, para cursos teóricos. Esto es:
* Exoneración del examen: 31 o más puntos entre las dos primeras instancias de evaluación
(seminario y control final)
* Aprobación del curso: entre 18 o más puntos y 30 o menos puntos entre las dos primeras
instancias de evaluación (seminario y control final). El estudiante debe rendir el examen
(debe aprobarse con más del 50%).
* Reprobación del curso: menos de 18 puntos entre las dos primeras instancias de evaluación
(seminario y control final) al día del inicio del siguiente dictado. Hasta ese entonces, el
estudiante puede rendir el examen en las 5 fechas del calendario anual.
Temario detallado:
•
Unidad 1: Ecología química. Desarrollo del campo de estudio. Introducción a las
posibles interacciones entre organismos. Interacciones químicas. Concepto de
comunicación en biología. Participantes de un proceso de comunicación. Emisor,
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receptor, señales. Tipos de comunicación y señales. Propiedades fisicoquímicas de las
señales químicas.
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Unidad 2: Comunicación química en organismos simples. Comunicación en
procariotas y protozoarios, quimiotaxis bacteriana, inducción de defensas en rotíferos.
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Unidad 3: Interacciones químicas en organismos marinos. Comunicación química
en algas. Atracción química de gametos.
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Unidad 4: Interacciones químicas de plantas 1: Planta - herbívoros. Tipos de
resistencia en plantas: toxinas vegetales. Resistencia inducida en plantas. Calidad
nutritiva de las plantas para sus herbívoros. Formas de evitar las defensas de plantas
por parte de los herbívoros. Modos en que los herbívoros encuentran y reconocen sus
plantas hospederas. Estimulantes y deterrentes en plantas. Estimulantes de oviposición
(puesta).
•
Unidad 5: Interacciones químicas de plantas 2: Planta - planta, planta microorganismos. Alelopatías y fitoalexinas.
•
Unidad 6: Interacciones químicas de plantas 3: Interacciones tritróficas. Espionaje
químico en la naturaleza. Interacciones planta-hervíboro-parásito.
•
Unidad 7: Defensas en animales. Concepto de alomonas. Defensas en vertebrados
e invertebrados. Toxinas animales. Mimetismo y su relación con la química defensiva en
insectos.
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Unidad 8: Comunicación química intra-específica. Feromonas en invertebrados.
Feromonas sexuales y de alarma. Feromonas en la determinación de castas en insectos
sociales. Feromonas en vertebrados. Sincronía menstrual en humanos, bases químicas
de la comunicación feto-madre, bebé-madre.
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Unidad 9: Métodos de estudio y aplicaciones 1. Análisis estructural de
semioquímicos, microextracción y derivatización en microescala.
•
Unidad 10: Métodos de estudio y aplicaciones 2. Estudios de campo, bioensayos,
técnicas electrofisiológicas, análisis estadístico. Semioquímicos en el manejo de plagas:
teoría, antecedentes y perspectivas futuras. Feromonas sexuales en el manejo de
plagas en Uruguay.
Cronograma tentativo:
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Unidad 1: Ecología química. 3 clases
Unidad 2: Comunicación química en organismos simples. 1 clase
Unidad 3: Interacciones químicas en organismos marinos. 1 clase
Unidad 4: Interacciones químicas de plantas 1: Planta - herbívoros. 2 clases
Unidad 5: Interacciones químicas de plantas 2: Planta – planta. 2 clases
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Unidad 6: Interacciones químicas de plantas 3: Interacciones tritróficas. 2 clases
Unidad 7: Defensas en animales. 2 clases
Unidad 8: Comunicación química intra-específica. 4 clases
Unidad 9: Métodos de estudio y aplicaciones 1. 2 clases
Unidad 10: Métodos de estudio y aplicaciones 2. 4 clases
Seminarios: clases restantes, 2a clase de la semana a partir de la 5a semana
Bibliografía:
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Millar LG & Haynes KF (eds) 1998 Methods in chemical ecology. Volúmenes 1 y 2
Chapman & Hall, Norwell, Mass.
Eisner T & Meinwald J (eds) 1995 Chemical Ecology: The chemistry of biotic interactions.
Nat. Acad. Press.: Washington DC
Agosta WC 1992 Chemical communication. W.H. Freeman & Co: New York
Lista de artículos científicos: Se ha preparado una lista de artículos de reciente aparición en la
literatura del área para cada unidad. Estos artículos serán incluidos en una cuaderneta que se
realizará para el curso.
Cuaderneta: Material preparado por los docentes, disponible en Biblioteca de Facultad de
Química.
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Material de Apoyo al Curso (Requiere contraseña) : http://mail.fq.edu.uy/~leq/ORG311
(atención el dominio de esta dirección cambiará en 2010).
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