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LEZIONE DELL’8/04/
All’equatore ci sono abbondanti precipitazioni tutto l’anno e quindi non ci sono le stagioni. Il clima è molto caldo e siccome c’è molta acqua in atmosfera è molto afoso, è il clima tipico della foresta bengalese ad esempio. La temperatura globale non scende mai sotto ai 18° nemmeno nel mese più freddo di gennaio. Nella cella di hadley in corrispondenza del 30esimo di latitudine l’aria che è secca lo diviene ancora di più perché giunta in altitudine viene compressa ulteriormente e attirata dalla bassa pressione. si chiama questa zona high-dry in all season, molto secco in tutte le stagioni, che è la fascia dove arriva sempre aria secca e calda e ci sono i deserti. Tra il perennemente piovoso e il perennemente secco c’è una via di mezzo dove una stagione ovvero l’estate è umida e una ovvero l’inverno è secco. Poi c’è la fascia delle basse pressioni subpolari dove l’aria calda scivola sopra il fronte polare e per contatto si raffredda e si formano le nubi attorno al 60esimo di latitudine. Il clima è fresco e piovoso in tutte le stagioni, ad esempio nella zona britannica. La via di mezzo tra clima super secco e caldo e questo invece piovo e fresco è il clima mediterraneo che ha inverno umido ed estate secca, da noi è il contrario che nella via di mezzo precedente, piove più in inverno e in estate meno. Nel fronte polare c’è una cella discendente dove l’aria scende e si riscalda e perde umidità. Quindi l’aria è secca anche se all’stremo freddo rispetto al 30esimo di latitudine.
C’è chi ha classificato anche in base alla presenza delle piante ad esempio quella a foglia larga sono presenti dove c’è molta acqua e quelle a foglia stretta o aghiformi si trovano dove c’è poca acqua o fa freddo. I climi megatermici sono quelli con grandi temperature sia secche che umide. Abbiamo infatti i climi tropicali che sono caldi e umidi: equatoriale e delle savane (che è la via di mezzo, ha l’inverno secco). Poi abbiamo i climi aridi che sono ad esempio il clima steppico (semiarido) e desertico (arido). Poi abbiamo i mesotermici in cui ci sono i climi temperati e umidi: mediterraneo (ha estate secca), sinico (clima cinese, estate umida e inverno secco) e poi c’è il temperato umido che non ha stagione secca (=Francia, Inghilterra…). Poi abbiamo i microclimi in cui distinguiamo i climi continentali che sono freddi e abbiamo il freddo umido e il freddo secco. E anche i climi nivali che sono il polare alpino che si dividono in polare e subpolare. Nella immagine in alto a destra si vede che c’è una classificazione in base alla piovosità di una zona e alla temperatura che determina la vegetazione. Si scoprì che dove c’era molta acqua e alta temperatura c’erano le foreste pluviali, mentre a parità di temperatura, ma con meno acqua divenivano foreste temperate. Riducendo ancora di più l’acqua nemmeno le piante reggevano e veniva sostituite dalle praterie e poi ancora con meno acqua dai deserti. Ci dice che c’è una relazione incredibile tra clima di un luogo e biosistema. Sull’asse delle y c’è la latitudine che corrisponde alla temperatura quindi in basso abbiamo l’equatore e in alto i poli, mentre sull’asse delle x abbiamo le precipitazioni. Ai bambini possiamo far vedere le due immagini sopra per spiegargli i climi e magari alcune relazioni tra temperatura, piovosità e bioma ovvero la vegetazione e la fauna di un posto. Le trasgressioni si vedono solo di fronte alle grandi montagne.
integrato capace di autoregolazione. È un’uinità fatta da più parti integrate in grado di autoregolarsi. L’ambiente fisico (biotopo , habitat): contiene i fattori abiotici: fattori fisico, chimici, ed edafici. Mentre l’ambiente biologico (biocenosi ) contiene i fattori biotici che sono gli organismi (popolazioni, comunità) e loro interazioni (competizione…). Il termine «sistema» contenuto in «eco-sistema» indica che: i sistemi ecologici cono costituiti da diverse parti, che sono tra loro interconnesse e dipendenti. Le loro interazioni tra le parti generano una sorta di «controllo» e regolazione interna che mira all’omeostasi che sono le condizioni ottimali per le parti, l’equilibrio. I sistemi ecologici hanno un confine e possono quindi essere definiti aperti, chiusi o isolati e per funzionare hanno bisogno di energia e materiali. LE DIVERSE PARTI VANNO INTERCONNESSE Si parla di omeostasi quisotto. Guardando ai sistemi artificiali sono formati da un subsistema controllato e da un regolatore che sono appunto termostato e caldaia ad esempio. La taiga è una sterminata foresta di conifere che è costituita da diverse componenti, che costituiscono la biodiversità. Essa è la varietà degli esseri viventi di un ecosistema (non solo specie animali e vegetali, ma anche funghi, protisti e batteri). Viene valutata sulla base: 1. della ricchezza in specie (=numero di specie) 2. della loro abbondanza relativa /equiripartizione (=quanti individui di ciascuna specie Si stabilisce una relazione alimentare. Gli insetti mangiano l’erba e a loro volta sono mangiati dagli uccelli carnivori, che sono mangiarti dalla volpe, che una volta morta viene mangiata dai funghi che la decompongono. Le frecce indicano il flusso di energia, le varie parti dipendono le une dalle altre per il flusso di energia.
Il termostato se non c’è la temperatura necessaria attiva la caldaia. La caldaia fa uscire aria calda che quando arriva al termostato fa fermare la caldaia alla temperatura impostata. Quindi le due parti si controllano a vicenda. Il feedback negativo avviene perché l’aria riscaldata dalla caldaia ritorna indietro al sistema controllore che è il termostato appunto, si chiama sistema retroazionato. Se io ho tanti erbivori significa che si stimolerà la nascita di nuovi carnivori, che però se sono tanti mangeranno tanti erbivori, che cominceranno a scarseggiare e quindi a far morire di stenti anche i carnivori. Quando ci sono pochi carnivori gli erbivori possono moltiplicarsi senza particolari pericoli, allora dopo anche i carnivori e così via. I due si controllano a vicenda con un sistema retroazionato, il numero di erbivori in uscita è controllato dai carnivori. In questo modo invece raggiungono un equilibrio, l’omeostasi controllandosi a vicenda, se no potrebbero esserci sono carnivori oppure troppi erbivori che distruggono le foreste. HANNO UN CONFINE LIVELLI SUPERIORI ALL’ECOSISTEMA I Dei biomi fa parte il deserto polare che sarebbe un ecosistema marino perché non c’è il continente sotto, mangia le foche che si nutrono di pesci che mangiano i gamberetti che mangiano il plancton. È una catena marina quindi. L’orso polare c’è solo al polo nord, al sud ci sono pinguini e non l’orso (antartide significa senza orso). Attraverso i confini possono avvenire scambi di energia e materia. Un ecosistema che scambia solo energia ma non materiali è chiuso. Uno che scambia materiali e anche energia si dice aperto. L’energia è la luce che entra dal di fuori e si traduce in fotosintesi e indirettamente alimenta tutti. L’acqua è uno dei materiali invece che serve a tutti. L’energia può entrare come solare e uscire ad esempio sotto forma di Il paesaggio è un’area territoriale eterogenea composta da un insieme (mosaico) di ecosistemi interagenti. Ad esempio come nell’immagine in parte abbiamo l’ecosistema prateria che convive e interagisce con quello fluviale e quello foresta. Poi abbiamo l’ecotono che è nell’interfaccia tra l’ecosistema naturale e l’ecosistema in cui si trova l’uomo (=specie cotonale). Il bioma che è un’unità regionale ampia (su scala regionale o subcontinentale) caratterizzata da un certo tipo di vegetazione e di clima (ad es. Foresta decidua temperata, Tundra etc.). li vediamo
Diventano steppe quando si riduce ulteriormente l’erba e l’acqua nelle praterie. Quindi esse sono delle praterie arbustate. I DESERTI FREDDI sono poveri di biodiversità vegetale, ma ci sono molti semi che danno sostentamento a molte specie di uccelli, insetti e roditori. Ad esempio quello del sud patagonia quello del nevada, tibetano… I DESERTI CALDI sono caratterizzati dall’assenza di acqua per lunghi periodi durante l’anno. Il deserto è un ambiente caratterizzato da scarse o nulle precipitazioni e temperature assai elevate, condizioni che lo rendono inadatto alla vegetazione. C’è sempre anche nella scarsità qualcosa che nutre ad esempio i dromedari, i roditori… La MACCHIA MEDITERRANEA è dominata da arbusti sempreverdi capaci di resistere alla perdita di acqua e ai frequenti incendi naturali. Ci sono le sclerofille che sono delle foglie che si sono indurite e riescono a mantenere meglio l’acqua, sembrano delle foglie legnoso come quella del leccio. Sfruttano i tre mesi di acqua invernale quindi
non sono caducifoglie, ma nemmeno sempreverdi. La SAVANA è una prateria alberata popolata da mandrie di erbivori grandi che, spostandosi durante la stagione secca, impediscono l’espansione della foresta spinosa. LA FORESTA TROPICALE DECIDUA si sviluppa nelle pianure calde, ricche di flora e fauna. L’attività biologica è intensa nella stagione calda e piovosa, nella stagione secca invece si riduce notevolmente. Quindi c’è alternanza di biomassa. Anche gli animali sono altalenanti nei periodi secchi hanno meno da mangiare. Le FORESTE PLUVIALI sono costituite da piante sempreverdi (non fa mai né freddo né cado quindi non hanno bisogno di perdere le foglie). Sono i biomi con la massima ricchezza di specie: accolgono infatti più della metà di tutte le specie conosciute. Ci sono 40mila specie contro le 500 delle nostre foreste, ma perché lì il clima è più favorevole, le piante ci sono sempre e quindi anche il cibo per gli animali.
Essi sono ad esempio molluschi, coralli e anellidi e larve di insetti. Necton sono quegli organismi nuotanti come ad esempio i pesci, le tartarughe, i delfini, i pinguini… Le acque marine sono divise in base alla capacità di penetrazione della luce in due zone: la zona fotica (spessore di acqua attraversato dalla luce, qualche decina di metri) e la zona afotica (è la zona abissale). L’acqua se è limpida è più fotica, invece se è torbida è meno fotica. Nella zona fotica vive il plancton, i coralli e tartarughe, pesci…. Nelle zone scure ci sono balene, capodogli…. E sul fondo ancora gli organismi bentonici. ACQUA DOLCE si tratta FIUMI E RUSCELLI Vengono studiati in funzione di alcune caratteristiche geometriche: pendenza dell’alveo, velocità dell’acqua e granulometria del fondo. Esse sono tutti indicatori dell’ossigeno, ma più facilmente rilevabili. Maggiore è la pendenza dell’alveo, maggiore la granulosità del fondo e più incespica l’acqua andando ad ossigenarla. Maggiore è la temperatura, minore è l’ossigeno che c’è in acqua, vinee liberato nell’aria. L’ossigeno è fondamentale perché è quello che determina gli esseri viventi presenti lì. Si possono differenziare anche in base alla zona degli oceani e dei mari: la zona costiera, il dominio pelagico e il dominio bentonico. La zona costiera va dalla linea di riva fino al margine della piattaforma continentale, che è ancora placca continentale e non oceanica e non va sotto ai 200mt di profondità. Qui ci sono molti nutrienti che vengono trasportati dai fiumi. Poi abbiamo invece il dominio pelagico che è vera e propria parte oceanica in cui l’acqua raggiunge i 3-5mila mt di profondità. Qui c’è una penuria di nutrienti si chiamano anche Si parla di river continum per l’ecosisteam fluviale perché non c’è un cambio netto di habitat ma si trasforma piano piano dalla cima della montagna fino alla foce. Sulla cima della montagna ci sarà più ossigeno, man mano che si scende sempre meno e quindi avremo altri animali e vegetazione. Dove
Dove c’è meno ossigeno abbiamo il persico, la scardola… Dove è ancora di meno le carpe, le passere, delle specie di anguille… I vertebrati sono ad esempio i pesci. Gli invertebrati vivono in genere sul fondo e vengono chiamati macroinvertebrati, e sono tutti stadi larvali di insetti che poi sfarfalleranno. Gli organismi, le risorse e i processi sono distribuiti a chiazze nei fiumi e sono influenzati da fattori sia di larga scala (es. climatici, idrologici, geomorfologici), sia locali (es. biotici). Il River Continuum Concept fornisce un modello interpretativo che spiega i cambiamenti biologici lungo il fiume come conseguenza dei suoi rapporti con l’ambiente terrestre. Nei piccoli corsi d’acqua montani, a causa dell’ombreggiamento operato dalla vegetazione riparia, la produzione primaria è largamente sopravanzata dagli apporti fogliari (CPOM). Il metabolismo fluviale è eterotrofico, la respirazione supera la fotosintesi (P/R1) e questi cambiamenti di energia disponibile si riflettono in comunità dominate da collettori e raschiatori. Nei grandi fiumi la torbidità, la profondità e l’instabilità del substrato limitano la fotosintesi; si torna ad un sistema eterotrofico (P/R). Gaia ipotesi (1979 – 1983) di James Lovelock (1919 -2022) ci dice che l’ecosfera è essa stessa un organismo vivente. Lui è un chimico dell’atmosfera che fu ingaggiato dalla NASA per sviluppare gli strumenti per l'analisi delle atmosfere extraterrestri e della superficie dei pianeti alla ricerca di forme di vita extraterrestre. Studiando l'atmosfera marziana in contrasto a quella terrestre, Lovelock postulò che la presenza di organismi viventi avrebbe dovuto alterare la composizione dell’atmosfera di qualunque pianeta, facendogli assumere una caratteristica chimicamente dinamica. L'atmosfera di Marte invece era stabile e prossima all'equilibrio chimico, con pochissimo ossigeno metano o idrogeno e una sovrabbondanza di anidride carbonica, lo portò ad escludere a priori l’esistenza di forma di vita su Marte. Perché se ci fossero gli esseri viventi avrebbero cambiato l’atmosfera. L'ipotesi Gaia è una teoria formulata “New Look at Life on Earth". Esso è il nome dato al pianeta vivente anche Gea. L’ipotesi: gli oceani, i mari , l'atmosfera , la crosta terrestre e tutte le altre componenti geofisiche del pianeta terra si mantengano in condizioni idonee alla presenza della vita proprio grazie al comportamento e all'azione degli organismi viventi, vegetali e animali. Questa omeostasi è l'effetto dei processi di feedback attivo svolto in maniera autonoma e inconsapevole dal biota. Tutte variabili, pur in equilibrio, evolvono in sincronia con il biota. Quindi l’evoluzione non riguarda solo gli organismi o l'ambiente naturale, ma l'intera Gaia. Grazie alla incessante Non c’è una suddivisione così netta, ma c’è una piccola variazione continua dalla sorgente fino alla foce. Alla sorgente abbiamo un fiume piccolo e molto ossigenato e ricco di vegetazione ripariali che determina la caduta in acqua di detriti vegetali che fanno in modo che ci siano tanti trituratori e raccoglitori e i pesci sono ossigeno esigenti. Qui si verifica più fotosintesi invece andando più verso la fonte essa è in equilibrio con la respirazione e abbiamo raccoglitori e raschiatori (non più tritatori non ci sono più così tanti detriti vegetali) e i pesci sono meno ossigeno esigenti. Vicino alla foce ci sono solo raccoglitori che tollerano l’assenza di ossigeno.
Se io definisco il giusto confine dell’ecosistema ovvero giungendo fino ai bacini di acqua, l’acqua che viene persa per ruscellamento evapora e forma le nubi e poi le precipitazioni. Quindi c’è una sorta di riciclo dell’acqua. Per fare tutto questo serve dell’energia che in questo caso è quella luminosa, l’energia solare. Tutto avviene tramite la fotosintesi attraverso la quale l’energia luminosa viene trasformata in energia chimica tramite la riduzione dell’anidride carbonica. Questa energia chimica viene conservata negli zuccheri che si formano dopo la fotosinetesi. La fotosintesi: 6 molecole di CO2 vengono ridotte da 6 molecole di acqua a formare una molecola di zucchero (C6H12O6) e sei molecole di ossigeno. E l’energia solare che non viene utilizzata esce sotto forma di calore. Il carbonio quindi viene reciclato. La fotosintesi e la respirazione sono tra di loro l’opposto. A questo riciclo di carbonio contribuiamo anche noi prendendo i combustibili fossili, che sono ottenuti dalla decomposizione della necromassa. La necromassa presente all’aria aperta (=decomposizione aerobica) in pochi mesi si decompone e restano solo Questo sistema riceve acqua con le precipitazioni o con il ruscellamento da monte. Ne perde una parte per deflusso superficiale (ruscellamento) e sotterraneo (infiltrazione). Anche dalle foglie delle piante (50% di quella che assorbono dalle radici) viene persa dell’acqua ad esempio con l’evotraspirazione. Questo avviene perché le piante accettano di perderla pur di prenderne altra dalle radici, se le piante non Quindi l’energia luminosa ed avviene la fotosintesi. Il carbonio organico che era nella pianta entra nello scoiattolo attraverso la catena alimentare e in tutti gli animali erbivori. Esso può fluire verso un consumatore secondario attraverso la predazione (es: scoiattolo che viene mangiato dell’aquila). I predatori non rilasciano carbonio organico in vita bensì quando muoiono nella decomposizione e quindi arriverà ai funghi e ai batteri. L’energia solare entra con la
le ossa, rilasciando la CO2. Se invece la necromassa cade nella palude, dove c’è il fango che non permette all’ossigeno di passare (ambiente anaerobico), allora essa si trasforma in idrocarburi e carbone. Il carbone è un pezzo di pianta, mentre i corpi degli animali divengono liquidi o addirittura gassosi. Le piante riescono a catturare solo lo 0,5% dell’energia solare che gli arriva. Per gli erbivori viene assorbito circa il 10%, il 90% dell’energia viene dissipata. La stessa percentuale viene passata ai predatori e anche ai decompositori. L’omlanging ovvero la superficie su cui cacciano è molto superiore nei carnivori perché hanno bisogno di più energia.
