Ecologia schemi riassuntivi, Schemi e mappe concettuali di Ecologia

Scarica Ecologia schemi riassuntivi e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Ecologia solo su Docsity! CORSO DI ECOLOGIA CORSO di Tecniche della Prevenzione dell'ambiente e dei luoghi di lavoro • Docente: Marco Ciolli Parte I Ecologia Vegetale Autoecologia Sinecologia Interazioni fra organismi (specie o popolazione) ed i fattori abiotici Distinzione didattica spesso arbitraria Microbica Animale Umana Studio delle popolazioni come queste si modifichino nel tempo di popolazioni ecosistemica Come le popolazioni si adattano all’ambiente ecc. Distinzione didattica spesso arbitraria Studio del funzionamento degli ecosistemi Ecologia: 1869 Ernst Haeckel (oikos logos) Il corpo di conoscenze concernenti l’economia della natura, l’investigazione dell’insieme delle relazioni dell’animale col suo ambiente, sia organico che inorganico 1985 Krebs 1987 Fenchel 1987 Ehrlich e Roughgarden Studio scientifico delle interazioni che determinano la distribuzione e l’abbondanza degli organismi Studio dei principi che governano gli andamenti temporali e spaziali per il raggruppamento degli organismi Studio delle relazioni tra organismi e la totalità dei fattori fisici e biologici 1971 Odum Studio della struttura e del funzionamento degli ecosistemi Ecologia: tutte le definizioni sono insufficienti Studio della natura come sua struttura e funzionamento include: • descrizione della distribuzione e dell’abbondanza degli organismi • influenza esercitata su di essi dai fattori biotici ed abiotici dell’ambiente • spiegazione di come una popolazione cresca e interagisca nella comunità. • studio dei fenomeni di competizione, predazione, mutualismo e del trasferimento di nutrienti ed energia dell’attività umana nella biosfera L’ecologia coinvolge varie discipline con un background comune. E’ un elemento unificatore come nella biologia la biologia molecolare (meccanismi elementari comuni a tutti gli esseri viventi) e la teoria evoluzionistica (tenta di spiegare la loro comune genesi) Lindeman 1942 Sviluppa il concetto di ecosistema ed indica come non sia possibile distinguere la comunità biotica dalla struttura che la supporta Dà il nome all’ecologia, la rivoluzione darwiniana pone le osservazioni “ecologiche” sotto un’ottica completamente diversa 1869 Ernst Haeckel si rifà a Darwin Come nasce? Tansley 1935 Introduce il termine ed il concetto di ecosistema H.T. ed E.P. Odum Interpretano le relazioni fra i componenti dell’ecosistema come scambi di energia Svolta negli anni ‘50 Ci si accorge che la crescita della popolazione umana è in contrasto con le limitate risorse di cibo e con le possibilità biologiche della biosfera Ecologia Applicata Uno dei compiti principali dell’EA Gestione e conservazione delle risorse naturali Gestione è il termine più appropriato Specie umana deve gestire le risorse animali e vegetali disponibili e far fronte a nuove situazioni (es. infestanti) Conservazione Specie umana deve affrontare il problema dell’estinzione di specie e della perdita di biodiversità Ambiente Porzione di spazio con caratteristiche tali da contenere la vita (o suscettibile di) Terra C’è vita più o meno dappertutto Sole o luna Non c’è vita Ambiente, umwelt, ambient, environment Termini che presuppongono un osservatore centrale; significato: l’ambiente che sta intorno Mezzo Liquido Acqua (ma anche sangue x endoparassiti) Aria Gli organismi che vivono nel suolo o nel fango sono circondati da una pellicola di acqua o di aria Mezzo liquido Gassoso Mezzo gassoso Acqua 1 g/cm3 Cambiamenti di profondità comportano forti variazioni di pressione 1 atmosfera ogni 10 m Resistenza Organismi terrestriOrganismi acquatici Sono più pesanti del mezzo ed hanno strutture di sostegno molto sviluppate Aria Densità 0,001 g/cm3 (0 mslm) Sono più leggeri del mezzo ed hanno strutture di sostegno meno sviluppate Coeff. Viscosità acqua 60 volte quello dell’aria La densità della materia vivente è simile a quella dell’acqua marina 850 volte quella dell’aria Vel max 50 km/h Vel max >200 km/h uccelli >100 terrestri Substrato Superficie su cui gli organismi poggiano e si muovono, offre: Sostegno protezione e nutrimento agli organismi che vi poggiano Substrati: Rocce e loro derivati, pellicola superficiale dell’acqua (gerridi), altri organismi (epibionti) Il più importante substrato terrestre: il suolo Aggregato complesso di frammenti di materiale minerale ed organico, acqua e aria che occupano gli spazi nelle particelle La dimensione ed il modo di aggregazione delle particelle influenzano la porosità e quindi la disponibilità di acqua e ossigeno per gli organismi Fattori Ecologici Ogni variabile fisica, chimica e biologica dell’ambiente in grado di influire sulla vita di un organismo, almeno in una fase del suo ciclo vitale Abiotici Biotici Fattori climatici E caratteristiche : Fisiche e chimiche del suolo Acqua Luce Temperatura Interazioni intraspecifiche Competizione Interazioni interspecifiche Predazione Parassitismo Simbiosi mutualistica Competizione V 9.1 p 296 Temperatura di ebollizione dell’acqua Temperatura del sangue Temperatura di congelamento dell’acqua Temperature invernali sulle alture montane Temperature di sorgenti calde 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 -10 -20 -30 -40 -50 R ange d vita per le piante M esofile T erm ofile C riofile -100 -273 La presenza ed il successo ecologico di un organismo sono determinati da quel fattore (o complesso di fattori) che più si avvicina alla soglia di tolleranza (Shelford 1913) Questo enunciato è un’estensione della legge del minimo di Liebig 1840 Per i nutrienti delle piante, Liebig aveva osservato che il complesso degli elementi nutritivi assorbiti da una pianta è utilizzato in proporzione a quello presente in quantità minima relativamente ai bisogni della pianta stessa Quindi: non tutti i fattori ambientali hanno la medesima importanza Se una pianta agraria necessita di 5 nutrienti in un rapporto: 1 : 7 : 22 : 50 : 100 A : B : C : D : E Se E è presenta in rapporto 90 è inutile aggiungere gli altri nutrienti perché E è il fattore limitante Questo riveste una particolare importanza per le concimazioni dei suoli agrari I biomi e D Tropical Rainforest U] Grassland D Tropical Savanna D Temperate Deciduous Forest [_] pesert [O temperate Boreal Forest D Chaparral UU] Arctic and Alpine Tundra Nicchia ecologica Ruolo funzionale di un dato organismo in un ecosistema, comprende l’insieme di tutte le interrelazioni di un dato organismo con l’ambiente in cui vive Nicchia potenziale Nicchia realizzata Intervalli delle varie risorse che possono essere utilizzati da una specie in assenza di competitori o di altri fattori di disturbo Porzione di nicchia potenziale occupata in una comunità in presenza di competitori e altre limitazioni biotiche ed abiotiche La Nicchia ecologica è il “mestiere” dell’organismo Habitat Area geografica caratterizzata da determinati intervalli di condizioni e di risorse e descritta per esempio dalla comunità di vegetazione dominante Savana, foresta, prateria La presenza di una specie in un certo habitat dipende da fattori storici, dalla dinamica di popolazione e da fenomeni di migrazione L’habitat è il “luogo di lavoro” dell’organismo Energia nei sistemi ecologici i “livelli trofici” sono due respirazione Autotrofi (produttori) entrambi i livelli respirano reazioni di ossido riduzione che portano alla formazione di legami altamente energetici nelle molecole di ATP Eterotrofi (consumatori) fotosintesi chemiosintesi Produzione di energia da legami chimici Respirazione Aerobia (batteri, piante, animali superiori) l’accettore di elettroni è l’ossigeno gassoso Fermentazione Anaerobia (batteri, lieviti, saprofagi) l’accettore di elettroni è un composto organico o inorganico (desulfovibrio riducono i solfato SO4 ad acido solfidrico gassoso nei sedimenti profondi ed in acque povere di ossigeno Mar Nero) (batteri, lieviti) il composto organico ossidato è anche l’accettore di elettroni C6H12O6- > 2C2H5OH+2CO2 Struttura trofica Componente abiotica Produttori In un ecosistema l’energia immagazzinata dai produttori sotto forma di energia chimica di legame Consumatori Decompositori Questa serie di trasferimenti di energia viene chiamata catena alimentare Ogni anello è un livello trofico Molti organismi appartengono a più livelli trofici si parla di reti trofiche più che di catene alimentari Ecosistema maturo Rapporto fra PPL e R è indice della maturità di un sistema Qualche considerazione su: 1) gli ecosistemi naturali 2) la foresta come “polmone” del mondo 3) l’effetto serra PPL=R Primi stadi di un ecosistema PPL>R Ecosistema in condizioni sfavorevoli (es. siccità) PPL<R Pioniera stadio 2 Gli ecosistemi non sono stabili ma subiscono variazioni come risultato dell’evoluzione delle interazioni tra i membri della comunità e tra quest’ultima e le componenti abiotiche stadio 3 Climax Evoluzione dell’ ecosistema o successione ecologica Sequenza di comunità che partendo da una comunità si succedono l’un l’altra nel tempo (stadi di una serie) Fino a formare una comunità che presenta un certo grado di stabilità Le popolazioni modificano l’ambiente determinando le condizioni che provocano la scomparsa di alcune specie e favoriscono l’insediamento di altre La successione ecologica viene “controllata” dalla comunità Queste cambiano ancora l’ambiente provocano la scomparsa di alcune specie e favoriscono l’insediamento di altre Fino al Climax Queste cambiano ancora l’ambiente provocano la scomparsa di alcune specie e favoriscono l’insediamento di altre * Incendio, Val di Ledro, Trentino, 1999 * Formazioni vegetali: resistenti resilienti Ipertesto di biologia: http://www.mit.edu:8001/afs/athena/course/other/esgbio/ www/chapters.html Una raccolta di siti sull’educazione nelle scienze: http://bluebonnet.bio.swt.edu/General/Favorites.html Sito di Harvard: http://mcb.harvard.edu/BioLinks.html