BIOLOGÍA DE LA CONTAMINACIÓN

-CG1 Reconocer y valorar los mecanismos y estructuras de funcionamiento, los organismos y sistemas biológicos.
-CG3 Continuar estudios de postgrado en áreas especializadas en áreas de Biología o multidisciplinares.
-CG4 Expresar rigurosamente los conocimientos biológicos adquiridos de modo que sean bien comprendidos en el ámbito docente y/o especializado.
-CG6 Analizar y resolver problemas cualitativos y cuantitativos en el área de la Biología.
-CG8 Evaluar, interpretar y sintetizar datos e información biológica.
-CT2 Demostrar razonamiento crítico y autocrítico.
-CT4 Gestionar información científica de calidad, bibliografía, bases de datos especializadas y recursos accesibles a través de Internet.
-CT6 Adquirir conciencia de los riesgos y problemas medioambientales que conlleva su ejercicio profesional.
-CT10 Integrar creativamente conocimientos y aplicarlos a la resolución de problemas biológicos utilizando el método científico.
-CT16 Adquirir capacidad para la toma de decisiones y de dirección de recursos humanos.

-CE1 Capacidad para analizar, identificar y clasificar los organismos vivos, así como sus restos y señales de su actividad y evidencias paleontológicas.
-CE2 Capacidad para planificar, desarrollar y controlar procesos biológicos industriales, agropecuarios y biotecnológicos.
-CE3 Capacidad para producir, transformar, manipular, conservar, identificar y controlar la calidad de los organismos y materiales de origen biológico, incluidos los alimentos.

-CE4 Capacidad para identificar, evaluar y controlar los agentes biológicos que afectan a la conservación de toda clase de materiales y productos, incluidos los alimentos.
-CE5 Capacidad para desarrollar estudios biológicos y control de la acción de productos químicos y biológicos de utilización en la sanidad, agricultura, industria y servicios.
-CE6 Capacidad para identificar y evaluar los agentes biológicos patógenos y sus productos tóxicos. Controlar infecciones y plagas.

- Conocer los ciclos de los principales elementos biogénicos y los grupos fisiológicos microbianos que intervienen en las distintas etapas.

- Conocer los principales tipos de contaminación ambiental, su origen y naturaleza.

- Conocer los principales tipos de contaminantes ambientales, sus mecanismos de acción, dispersión y circulación

- Aprender los efectos de distintos contaminantes en los diferentes niveles de la escala de organización biológica, desde el nivel de organización molecular hasta el de comunidad.

- Conocer los diferentes mecanismos de resistencia de los sistemas biológicos frente a contaminantes ambientales.

- Aprender los principales instrumentos biológicos (Biomarcadores, biosensores, bioensayos y bioindicadores) para detectar la contaminación ambiental, sus aplicaciones y limitaciones, así como valorar la calidad ecológica.

- Conocer las diferentes estrategias de biorrecuperación de ambientes contaminados por metales pesados

- Conocer distintas metodologias biológicas de biorrecuperación de ambientes contaminados con compuestos orgánicos xenobióticos.

- Aprender distintas alternativas no contaminantes de origen biológico a productos de uso agrícola e industrial.

La docencia teórica se llevara a cabo de manera presencial en el aula. Se utilizará el Campus Virtual como plataforma de apoyo para el proceso de aprendizaje tutelado de los alumnos, allí dispondrán de material complementario para prácticas, seminarios y exposiciones, así como material bibliográfico, calendario y foro de debate.

Se prevén seminarios de dos tipos; por una parte, exposiciones o conferencias impartidas por los profesores y expertos sobre aspectos complementarios del programa teórico y por otra parte, la preparación en grupos de temas multidisciplinares relacionados con el programa teórico. Se realizarán de forma semi-presencial. Algunos temas serán presentados y discutidos de forma presencial mientras que otros serán dirigidos y tutorizados en remoto. 

Los contenidos de la asignatura se completan con el desarrollo de experiencias prácticas en el laboratorio, análisis de casos prácticos y una salida al campo para analizar la contaminación de determinados ecosistemas de la Comunidad de Madrid.

Bloque I: Aspectos ecológicos de la contaminación

Bloque II: Ciclos biogeoquímicos. Perturbaciones.

Bloque III: Biotransformación y mecanismos de toxicidad de los contaminantes.

Bloque IV: Sistemas biológicos para la detección de la contaminación

Bloque V: Bioprevención y bioeliminación de la contaminación

La evaluación de la asignatura será global y se desarrollará de forma presencial.

Los criterios de evaluación serán los siguientes:
Teoría: un 60% de la calificación global.
Prácticas: 30% de la calificación global.
Seminarios: 10 % del total (asistencia y participación 5%, realización de trabajos y su defensa 5 %)

Bloque temático I: Aspectos ecológicos de la contaminación

Tema 1. Contaminación. Tipos de contaminación .Origen, dispersión y circulación de los contaminantes ambientales. Escalas de acción de la contaminación.

Bloque temático II: Ciclos biogeoquímicos. Perturbaciones

Tema 2.. La energía y la materia: Ciclos biogeoquímicos. Ciclo del carbono. Afloramientos. Metanogénesis. Metilotrofía. Oxidación anaerobia de metano por consorcios microbianos.

Tema 3. Ciclo del nitrógeno. Fijación biológica de nitrógeno. Nitrificación. Desnitrificación. Oxidación anaerobia de amonio. Incidencia de los ciclos del carbono y nitrógeno en el calentamiento global y destrucción capa de ozono.

Tema 4. Ciclo del azufre. Sulfooxidación. Reducción de sulfatos. Ciclo del hierro. Bacterias oxidantes y reductoras de hierro. Drenaje ácido. Lluvia ácida.

Bloque temático III: Biotransformación y toxicidad de contaminantes

Tema 5. Biotransformación. Naturaleza y tipos de contaminantes químicos. Toxicocinética. Reacciones de fase I y de fase II. Interacciones entre contaminantes.

Tema 6. Efectos tóxicos de contaminantes. Dianas moleculares y celulares de contaminantes químicos y físicos. Mecanismos biológicos de resistencia. Efectos ecotoxicológicos. Contaminación trófica. Eutrofización.

Bloque temático IV: Sistemas biológicos de detección de la contaminación

Tema 7. Biomarcadores. Clasificación y especificidad. Principales biomarcadores. Biosensores: elementos y tipos. Biosensores moleculares y celulares.

Tema 8. Bioindicadores. Concepto y tipos. Principales bioindicadores animales, vegetales y microbianos. Bioensayos. Parámetros biológicos y medidas de respuesta. Bioensayos validados de citotoxicidad y de genotoxicidad.

Bloque temático V: Bioprevención y bioeliminación de la contaminación

Tema 9. Bioprevención de la contaminación. Desulfuración de carbón. Plásticos de origen biológico. Abonos microbianos. Insecticidas biológicos.

Tema 10. Biorrecuperación. Cometabolismo. Biorrecuperación "ex situ". Compostaje. Biorreactores. Columnas de adsorción. Biorrecuperación "in situ". Bioestimulación. Bioincremento. Estrategias de manipulación genética para la biorrecuperación.

Tema 11. Introducción a la fitorremediación. Definición. Tecnologías. Estrategias de Fitorremediación. Plantas en fitorremediación. Ventajas y desventajas de la fitorremediación.

- Bioensayos de citotoxicidad . Biosensores.

- Determinación de la calidad biológica del agua, aplicando índices biológicos normalizados.

- Ensayos de biorremediación. Consorcios.

- Detección de contaminación microbiana de origen fecal. Impacto ambiental

- Análisis de casos reales de contaminación y biorrecuperación

Se realizarán una salida al campo con una duración de jornada completa.

- Biorrecuperación de la contaminación por hidrocarburos.

- Biodegradación y biodetección de materiales explosivos.

- Bioindicadores microbianos de la calidad del agua.

- Biondicadores vegetales de la calidad ambiental.

- Interacciones planta-microorganismos en la biorrecuperación

- Fitorrecuperación de suelos.

- Diseño de protocolos para evaluar la genotoxicidad de compuestos industriales.

- Contaminantes prioritarios: Evaluación de riesgos con fines legislativos.

- Aplicaciones de ingenieria genética en biorrecuperación: Estrategias y limitaciones. Contención

- El programa REACH ( Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemical substances)

Atlas, R.M. and Philip, J. 2014. Bioremediation: Applied microbial solutions for a real-world environmental cleanup. ASM Press.
Conti, M.E. 2008. Biological monitoring: Theory and Applications. WIT Press.
Fulekar, M.H. 2010. Environmental biotechnology. CRC Press.
Sibi. G. 2023. Environmental Biotechnology. Fundamentals to Modern Techniques. 1st Ed. CRC Press
Jorgensen, E. 2010. Ecotoxicology. Academic Press.
Hill, M.K. 2020. Understanding Environmental Pollution. 4ª Ed. Cambridge University Press.
Landis, W.G. y Sofield, R.M. 2018. Introduction to environmental toxicology. 5ª Ed. CRC Press.
Maier, M. M., Pepper. I. L., and Gerba. C. P.  1999. Environmental Microbiology. Academic Press.

Malik, J.A. 2022. Advances in Bioremediation and Phytoremediation for Sustainable Soil Management. Springer.
Markert, B.A. et al. 2003. Bioindicators and biomonitors: principes, concept and applications. Academic Press.
Newman, L. et al. 2023. Phytoremediation. Management of Environmental Contaminants, Volume 7. Springer.
Sánchez-Hernández, J.C. 2019. Bioremediation of agricultural soils. CRC Press.
Silby, R.M.y Walker, C.H. 2012. Principes of ecotoxicology. 4ª ed. CRC Press.
Singh, S.N. 2007. Environmental bioremediation technologies. Springer.
Yu, M.-H. 2011. Environmental toxicology: Biological and health effects of pollutants. 3ª ed. CRC Press.

Textos disponibles en la biblioteca de la Universidad Complutense
Clements, W. y Newman, M.C. 2002. Community Ecotoxicology. John Wiley & Sons. Crawford, R.L. & D.L.
Crawford. 2005. Bioremediation: Principes and applications. Cambridge University Press.
Hoffman, D.J. et al. 2003. Handbook of ecotoxicology. Lewis Publishers.
Manahan, S.E. 2007. Introducción a la química ambiental. Ed. Reverté.
Ramade, F. 2005. Écologie appliquée, 6ª éd. Dunod.
Spiro, T.G. y Stigliani, W.M. 2004. Química medioambiental. 2ª ed. Ed. Pearson-Prentice Hall.
Talley, J.W. 2006. Bioremediation of recalcitrant compounds. Taylor and Francis
Vallero, D.A. 2010. Environmental Biotechnology: a biosystem approach. Academic Press.

Algunas páginas web útiles
- Comisión Europea. Medio Ambiente: http://www.ec.europa.eu/environment
- Ministerio  para la Transición Ecológica y el reto demográfico: https://www.miteco.gob.es
-  Agencia Europea de Medio Ambiente: http://www.eea.europa.eu/es

- Unites States Environmental Protection Agency: http://www.epa.gov
- Intergovernmental Panel on Climate Change: http://www.ipcc.ch/
- Programa de las Naciones Unidas para el Medioambiente: http://www.unep.org/
-PROTOCOLOS DE MUESTREO BIOLÓGICOS (Método de Evaluación de la Calidad de las Aguas Para determinar el estado ecológico de las masas de agua se han puesto en marcha los nuevos Programas de Seguimiento del estado de las aguas superficiales que, entre otros parámetros, proporcionan la información necesaria sobre los elementos de calidad biológicos definidos en el anexo V de la Directiva Marco del Agua para la clasificación del estado ecológico. Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico): http://www.marm.es/es/agua/temas/estado-y-calidad-de-las-aguas/