Funkcje ekologiczne i znaczenie toksyn zwierzęcych 2600-OG-FEZT

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z funkcjami ekologicznymi toksyn i jadów produkowanych przez zwierzęta (głównie kręgowe) oraz ich znaczeniem w życiu człowieka.

Treści wykładów:
Podstawowe definicje i pojęcia dotyczące jadowitości i toksyczności zwierząt (toksyna, jad, trucizna, toxungens)
Różnice pomiędzy jadowitością i toksycznością
Źródła toksyczności/jadowitości u zwierząt (synteza toksyn de novo, wtórne szlaki metaboliczne, sekwestracja toksyn, przykładowe gatunki zwierząt)
Różnice w składzie i toksyczności jadów, ich przyczyny oraz konsekwencje (wpływ czynników środowiskowych: typ siedliska, zasięg geograficzny, wysokość nad poziomem morza; wpływ cech osobniczych: wiek, stadium rozwojowe, płeć, masa i kondycja ciała)
Funkcje ekologiczne jadów i toksyn zwierzęcych (polowanie, zdobywanie i gromadzenie zapasów pokarmu - teoria optymalnego żerowania; obrona przed drapieżnikami, pasożytami i mikroorganizmami; rola jadów w interakcjach międzyosobniczych: konkurencja wewnątrz- i między-gatunkowa; komunikacja socjalna; opieka nad potomstwem; przykładowe gatunki zwierząt)
Przegląd jadowitych i toksycznych zwierząt (przykłady toksycznych i jadowitych ryb, toksycznych płazów, jadowitych gadów, toksycznych ptaków, jadowitych ssaków)
Koszty produkcji jadów/toksyn – podłoże i konsekwencje (metaboliczne koszty produkcji toksyn, teoria optymalizacji jadu, teoria dawkowania jadu, behawioralna kontrola wydzielania toksyn/jadów, przykładowe gatunki zwierząt)
Znaczenie jadów i toksyn pochodzenia zwierzęcego dla człowieka (historia wykorzystania toksyn naturalnych przez człowieka, znaczenie toksyn w medycynie i farmakologii, potencjalne wykorzystanie toksyn jako broni biologicznej – bioterroryzm)

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (20 godz.): - udział w wykładach – 15 godz. - konsultacje z nauczycielem akademickim – 5 godz. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (20 godz.): - przygotowanie do wykładu – 5 godz. - czytanie fachowej literatury – 5 godz. - przygotowanie do egzaminu - 10 godz. Łącznie: 40 godz. (2 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: zna i rozumie podstawowe pojęcia dotyczące toksynologii, toksyczności i jadowitości zwierząt oraz ekologii i ewolucji jadów – K_W02 W2: zna i rozumie związki pomiędzy anatomią, morfologią, fizjologią i toksycznością/jadowitością zwierząt kręgowych – K_W02, K_W04 W3: zna i rozumie w zaawansowanym stopniu fakty, pojęcia i zjawiska dotyczące produkcji jadów, kosztów ich produkcji, zróżnicowania ich składu i toksyczności oraz ekologii i ewolucji toksyn – K_W04, K_W05 W4: zna i potrafi podać przykłady jadowitych i toksycznych zwierząt oraz potrafi określić ich przynależność systematyczną – K_W05 W5: zna i rozumie funkcje ekologiczne toksyn/jadów zwierzęcych – K_W06 W6: zna i rozumie wpływ toksyn pochodzenia zwierzęcego na zdrowie człowieka – K_W07 W7: w pogłębionym stopniu zna i rozumie aktualne problemy w zakresie biologii i ekologii jadowitych zwierząt (głównie kręgowych) – K_W15 W8: zna fachową literaturę polsko- i obcojęzyczną z zakresu wybranej specjalizacji – K_W16

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: wykorzystuje wiedzę z zakresu anatomii, morfologii, fizjologii w analizie procesów przyrodniczych – K_U02 U2: stawia poprawne hipotezy naukowe oparte na logicznym rozumowaniu – K_U07 U3: wykazuje umiejętność korzystania z podstawowych źródeł literaturowych z zakresu toksynologii i toksykologii zwierząt oraz ekologii i ewolucji jadów – K_U04, K_U09, K_U11, K_U12 U4: prawidłowo ocenia zagrożenia dla zdrowia i życia człowieka – K_U05

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: rozumie potrzebę pogłębiania wiedzy i ma świadomość jej praktycznego zastosowania K_K01 K2: zna wartość zdobytej wiedzy i umiejętności i na ich podstawie rozwiązuje problemy poznawcze dotyczące ekologii zwierząt - K_K02 K3: racjonalnie i krytycznie odnosi się do wyników swojej pracy oraz informacji pozyskanych ze źródeł literaturowych mając świadomość odpowiedzialności za rzetelność wykonywanych badań K_K03, K_K06 K4: jest odpowiedzialny za pracę własną i innych oraz zdolny do pracy zespołowej K_K10, K_K11 K5: ma świadomość konieczności przestrzegania zasad etyki K_K04 K6: jest świadomy znaczenia znajomości języków obcych w komunikacji oraz przyswajaniu informacji – K_K13

Metody dydaktyczne

Metody dydaktyczne podające: - wykład informacyjny z prezentacjami multimedialnymi, - wykład konwersatoryjny, - wykład problemowy, - dyskusja prowadzona różnymi technikami.

Metody dydaktyczne podające

- wykład konwersatoryjny
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Metody dydaktyczne w kształceniu online

- metody służące prezentacji treści
- metody wymiany i dyskusji

Rodzaj przedmiotu

przedmiot fakultatywny

Wymagania wstępne

Znajomość podstaw biologii i ekologii zwierząt.

Koordynatorzy przedmiotu

Krzysztof Kowalski

Kryteria oceniania

Zaliczenie wykładu:
- obecność na wykładach – obowiązkowa
- aktywność na zajęciach
- egzamin pisemny w formie testu

test końcowy: wymagany próg na ocenę dostateczną - 51-60%, dostateczny plus - 61-70%, dobry - 71-80%, dobry plus 81-90%, bardzo dobry - 91-100%.

Praktyki zawodowe

nie dotyczy

Literatura

Arbuckle, K. 2017. Evolutionary Context of Venom in Animals. In Evolution of Venomous Animals and Their Toxins; Gopalakrishnakone, P., Malhotra A., Eds.; Toxinology. Springer, Dordrecht. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6458-3_16
Bücherl, W.; Buckley, E.E.; Deulofeu, V. 1968. Venomous animals and their venoms. Academic Press, New York-London.
Casewell, N.R.; Wüster, W.; Vonk, F.J.; Harrison, R.A.; Fry, B.G. 2013. Complex cocktails: the evolutionary novelty of venoms. Trends Evol. Ecol. 28, 219-229.
Clark, G.C.; Casewell, N.R.; Elliott, C.T.; Harvey, A.L.; Jamieson, A.G.; Strong, P.N.; Turner, A.D. 2019. Friends or foes? Emerging impacts of biological toxins. Trends Biochem. Sci. 44, 365-379.
Dufton, M.J. 1992. Venomous mammals. Pharmacol. Ther. 53, 199-215.
Fry, B.G.; Roelants, K.; Champagne, D.E.; Scheib, H.; Tyndall, J.D.; King, G.F.; Nevalainen, T.J.; Norman, J.A.; Lewis, R.J.; Norton, R.S.; Renjifo, C.; de la Vega, R.C. 2009. The toxicogenomic multiverse: convergent recruitment of proteins into animal venoms. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 10, 483-511.
Gopalakrishnakone, P. 2015. Biological Toxins and Bioterrorism. Springer Science+Business Media Dordrecht.
Harris, R.J.; Jenner, R.A. 2019. Evolutionary Ecology of Fish Venom: Adaptations and Consequences of Evolving a Venom System. Toxins 11, 60. doi:10.3390/toxins11020060.
Holland, J.S. 2013. Jad który leczy. National Geographic Poland 2, 70–85.
King, G.F. 2011. Venoms as a platform for human drugs: translating toxins into therapeutics. Expert Opin. Biol. Ther. 11, 1469-1484.
Kowalski, K.; Rychlik, L. 2014. Jadowite ssaki. Kosmos 2014, 63, 643-655.
Kowalski, K.; Rychlik, L. 2018. The role of venom in the hunting and hoarding of prey differing in body size by the Eurasian water shrew, Neomys fodiens. J. Mammal. 99, 351–362.
Kowalski, K.; Rychlik, L. 2021. Venom use in eulipotyphlans: evolutionary and ecological approach. Toxins 13, 231.
Ligabue-Braun, R. 2016. Venom use in mammals: Evolutionary aspects. In Evolution of Venomous Animals and Their Toxins, Toxinology; Gopalakrishnakone, P., Malhotra, A., Eds.; Springer Science+Business Media. Dordrecht, Netherlands.
Ligabue-Braun, R.; Carlini, C.R. 2015. Poisonous birds: A timely review. Toxicon 99, 102-108.
Ligabue-Braun, R.; Verli, H.; Carlini, C.R. 2012. Venomous mammals: A review. Toxicon 59, 680-695.
McCue, M. 2006. Cost of producing venom in three North American pitviper species. Copeia 2006, 818-825.
Mebs, D. 2001. Toxicity in animals. Trends in evolution? Toxicon 39, 87-96.
Mebs, D. 2002. Venomous and poisonous animals. Medpharm, Stuttgart.
Morgenstern, D.; King, G.F. 2013. The venom optimization hypothesis revisited. Toxicon 63, 120-128.
Nelsen, D.R.; Nisani, Z.; Cooper, A.M.; Fox, G.A.; Gren, E.C.K.; Corbit, A.G.; Hayes, W.K. 2014. Poisons, toxungens, and venoms: redefining and classifying toxic biological secretions and the organisms that employ them. Biol. Rev. 89, 450-465.
Pintor, A.F.V.; Winter, K.L.; Krockenberger, A.K.; Seymour, J.E. 2011. Venom physiology and composition in a litter of Common Death Adders (Acanthopis antarcticus) and their parents. Toxicon 57, 68-75.
Pucek, M. 1968. Chemistry and pharmacology of insectivore venoms. In Venomous animals and their venoms; Bücherl, W., Buckley, E.E., Deulofeu, V., Eds.; Academic Press, New York, pp. 43-50.
Rode-Margono, J.E.; Nekaris, K.A.I. 2015. Cabinet of curiosities: Venom systems and their ecological function in mammals, with a focus on primates. Toxins 7, 2639-2658.
Saporito, R.A.; Donnelly, M.A.; Spande, T.F.; Garraffo, H.M. 2012. A review of chemical ecology in poison frogs. Chemoecology 22, 159-168.
Sunagar, K.; Morgenstern, D.; Reitzel, A.M.; Moran, Y. 2016. Ecological venomics: How genomics, transcriptomics and proteomics can shed new light on the ecology and evolution of venom. J. Proteom. 135, 62-72.
Wiłkomirski, B. 2015. Toksyczny świat. Zarys historii trucizn. Kieleckie Towarzystwo Naukowe, Kielce.
Yuan, H., Ma, Q., Ye, L., Piao, G. 2016, The traditional medicine and modern medicine from natural products. Molecules 21, 559, doi:10.3390/molecules21050559.
Zhan, X., Wu, H., Wu, H., Wang, R., Luo, C., Gao, B., Chen, Z., Li, Q. 2020. Metabolites from Bufo gargarizans (Cantor, 1842): a review of traditional uses, pharmacological activity, toxicity and quality control. J. Ethnopharmacol. 246, 112178.
Zhang, Y. 2015. Why do we study animal toxins? Zool. Res. 36, 183-222.

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 2600-OG-FEZT w USOSweb