Η κατανόηση των φυτικών λειτουργιών μέσα στο πλαίσιο του φυσικού περιβάλλοντος στο οποίο ζουν και αναπτύσσονται τα φυτά. Προσφέρει τη δυνατότητα στους φοιτητές να αντιληφθούν με ολοκληρωμένο τρόπο τους μηχανισμούς και τη σημασία των αλληλεπιδράσεων μεταξύ αφενός των λειτουργιών και διεργασιών ενός φυτού και αφετέρου των βιοτικών και αβιοτικών παραγόντων του περιβάλλοντος.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές/τριες αναμένεται να έχουν αποκτήσει επιστημονικές γνώσεις αλλά και κριτική σκέψη για τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ φυτικών λειτουργιών και περιβάλλοντος (συμπεριλαμβανομένης και της κλιματικής αλλαγής) σε διάφορα επίπεδα οργάνωσης (όργανα, ολόκληρα φυτά, πληθυσμοί) και με διαφόρους τρόπους προσέγγισης (μοριακή βιολογία, κλασική πειραματική φυσιολογία, περιβαλλοντική φυσιολογία, οικολογία) όσο και να έχουν κατανοήσει σε θεωρητικό επίπεδο τη σπουδαιότητα της επιστημονικής μεθόδου των παρατηρήσεων και του πειραματισμού.

Με τις εργαστηριακές ασκήσεις, οι οποίες είναι επιλεγμένες και άμεσα συνδεδεμένες με το θεωρητικό μέρος του μαθήματος, οι φοιτητές/τριες αναμένεται να αποκτήσουν προσωπική ("αυθεντική", βιωματική) εμπειρία όσον αφορά τις ερευνητικές διαδικασίες και προσεγγίσεις που ακολουθούνται στην επίλυση επιστημονικών προβλημάτων.

Τέλος, με την εκπόνηση συνθετικής εργασίας, οι φοιτητές/τριες εξοικειώνονται με τη σύγχρονη, διεθνή βιβλιογραφία και αναπτύσσουν δεξιότητες αναζήτησης, κριτικής αξιολόγησης, επεξεργασίας και παρουσίασης (με τη μορφή σεμιναρίου) της επιστημονικής πληροφορίας.

Εισαγωγή (2 Ώρες): Τι είναι Οικοφυσιολογία - ο ρόλος και η σημασία της. Θεμελιώδεις έννοιες: προσαρμογή – προσαρμοστικότητα, στρατηγική – τακτική, προσαρμοστικοί μηχανισμοί, φυσική επιλογή.

Το αβιοτικό περιβάλλον των φυτών (4 Ώρες): Ηλιακή ακτινοβολία, προσαρμοστικοί μηχανισμοί σε διάφορα φωτεινά καθεστώτα, θερμοκρασία, ενεργειακό ισοζύγιο, έδαφος, ανόργανα θρεπτικά κ.λπ.

Οικοφυσιολογία των Σπερμάτων και της Φύτρωσης (8 Ώρες) Τύποι αναπαραγωγής, η αρχή του επιμερισμού. Αναπαραγωγική προσπάθεια. Τα σπέρματα – ιδιότητες, μέγεθος και αριθμός. Προδιασπαρτικοί κίνδυνοι, πληροκαρπία. Διασπορά: καμπύλες, παράγοντες, φάσμα διασποράς. Εδαφικές και υπέργειες σπερματικές τράπεζες. Λήθαργος: τύποι, μηχανισμοί αναίρεσης, οικολογικός ρόλος, εξέλιξη. Φύτρωση: αβιοτικοί παράγοντες και προσαρμοστικοί μηχανισμοί.

Οικοφυσιολογία της Φωτοσύνθεσης (4 Ώρες): Η λειτουργική σημασία των διαφoρετικών ατραπών (pathways) στη φωτοσυνθετική δέσμευση του CO₂. Το βιοχημικό, φυσιολογικό και οικολογικό πλαίσιο των φωτοσυνθετικών τύπων C₃, C₄ και CAM. Προσαρμοστικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα κάθε τύπου σε διάφορους οικότοπους.

Οικοφυσιολογία της Ανόργανης Θρέψης (6 Ώρες): Εισαγωγή: θρεπτικά στοιχεία και μορφές πρόσληψης από τα φυτά. Παράγοντες που επιδρούν στην πρόσληψη των θρεπτικών στοιχείων από τα φυτά. (Αβιοτικοί παράγοντες: κλιματικές συνθήκες, σύσταση και ιδιότητες εδάφους. Βιοτικοί παράγοντες: συμβίωση με μικροοργανισμούς, μυκόρριζες). Οικονομία της ανόργανης θρέψης (ο ρόλος της αειφυλλίας στην οικονομία της ανόργανης θρέψης και ο ρόλος της μεταφοράς οργανικών ενώσεων μέσω του φλοιώματος (translocation)).

Βιοϊστορία και Λειτουργικοί Τύποι (2 Ώρες): Διαφορετικές στρατηγικές βιοϊστορίας (life history). Αυξητικές μορφές, μονοκαρπία - πολυκαρπία, ανταγωνιστές – ανθεκτικοί – περιθωριακοί. Λειτουργικοί τύποι φυτών (plant functional types) και η καθοριστική σημασία συγκεκριμένων μορφολογικών και φυσιολογικών χαρακτήρων.

Οικοφυσιολογία της Φυλετικής Αναπαραγωγής (4 Ώρες): Τύποι φυλετικής αναπαραγωγής. Κόστη και οφέλη. Συστήματα αναπαραγωγής και προγράμματα γονιμότητας. Φυλετική ασυμβατότητα, φυλετική έκφραση, φυλοκαθορισμός. Μονοικία – διοικία, ροή γονιδίων στα διάφορα στάδια της φυλετικής αναπαραγωγής.

Οικοφυσιολογία της Περιβαλλοντικής Καταπόνησης (12 Ώρες): Στοιχεία ορολογίας. Η ροή του νερού στα φυτά. Απώλεια και αποθήκευση νερού. Υδατοδιαθεσιμότητα και παραγωγικότητα. Υδατικό έλλειμμα (ξηρασία). Πλημμύρισμα. Αλατότητα. Υψηλή θερμοκρασία. Χαμηλή θερμοκρασία. Κοινοί μηχανισμοί απάντησης των φυτών στην περιβαλλοντική καταπόνηση. Γονίδια καταπόνησης.

Οικοφυσιολογικός Ρόλος των Δευτερογενών Μεταβολιτών (6 Ώρες): Εισαγωγή, σύντομη περιγραφή των δευτερογενών μεταβολιτών και σύνδεση των οδών παραγωγής τους με το βασικό μεταβολισμό. Ρόλος των δευτερογενών μεταβολιτών στη φυτική άμυνα (τερπένια, φαινολικές ενώσεις, αλκαλοειδή). Προστασία από αβιοτικούς παράγοντες (θερμοκρασία, υγρασία, υπεριώδης ακτινοβολία). Επίδραση των αβιοτικών παραγόντων στην παραγωγή δευτερογενών μεταβολιτών. Χημική άμυνα σε βιοτικούς παράγοντες: φυτοφάγα ζώα, έντομα, μικρόβια. Αλληλοπάθεια. Ρόλος των δευτερογενών μεταβολιτών στην επικονίαση και τη διασπορά.

Οικοφυσιολογία Aπειλουμένων Φυτών – Βιολογία Διατήρησης (4 Ώρες): Φυτική ποικιλότητα - με ιδιαίτερη αναφορά στην Ελλάδα. Σπανιότητα ειδών, εξαφάνιση φυτικών ειδών, εισβολή ξενικών ειδών. Αναπαραγωγική βιολογία απειλουμένων ειδών. Διαχείριση και προστασία απειλουμένων ειδών, προγράμματα ανάκαμψης απειλουμένων ειδών, επιτόπου (in situ) και εκτός τόπου (ex situ) διατήρηση.

1. Κλίμα και επεξεργασία μετεωρολογικών δεδομένων. 2. Όργανα και μεθοδολογία παρακολούθησης περιβαλλοντικών παραγόντων (φωτός & θερμοκρασίας). 3. Μεταπυρική αναγέννηση - εμφάνιση και επιβίωση αρτιβλάστων. 4. Ρυθμιστικοί μηχανισμοί της φύτρωσης στο πεδίο – εδαφική σπερματική τράπεζα. 5. Επίδραση του εδαφικού pH στην ανάπτυξη αρτιβλάστων. 6. Περιβαλλοντική καταπόνηση και ανάπτυξη αρτιβλάστων. 7 - 10. Βιβλιογραφική εργασία (short project, διάρκειας 4 εβδομάδων) σε 2μελείς ομάδες φοιτητών υπό την καθοδήγηση των διδασκόντων. Επιλογή θεμάτων πρόσφατης βιβλιογραφικής ανασκόπησης, κριτική ανάγνωση – επεξεργασία πληροφοριών, προφορική παρουσίαση σε σεμινάριο και σε γραπτή μορφή.

Συνθετική Εργασία (Σεμινάριο): Βιβλιογραφική εργασία (short project, διάρκειας 4 εβδομάδων) σε 2μελείς ομάδες φοιτητών/τριών υπό την καθοδήγηση των διδασκόντων. Επιλογή θεμάτων πρόσφατης βιβλιογραφικής ανασκόπησης, κριτική ανάγνωση – επεξεργασία πληροφοριών, προφορική παρουσίαση σε σεμινάριο και σε γραπτή μορφή.

Η διαδικασία αξιολόγησης των φοιτητών/τριών γίνεται στην ελληνική γλώσσα (υπάρχει η δυνατότητα εξέτασης στην αγγλική για τους φοιτητές του Erasmus), και περιλαμβάνει: Α. Γραπτή Εξέταση στο τέλος του εξαμήνου με α) Ερωτήσεις ανάπτυξης (δοκιμίων) προσδιορισμένης έκτασης, β) Διεξαγωγή εργαστηριακών ασκήσεων, γ) Γραπτές αναφορές εργαστηριακών ασκήσεων και δ) Γραπτή εργασία και προφορική παρουσίαση εργασίας.