Gli indicatori biologici

Stefano Dumontet

Avvertenza

I materiali presenti in queste diapositive sono frutto sia di lavoro personale che di ricerche effettuate sul web, su libri

e su articoli scientifici e divulgativi.

Ove possibile, sono state riportate le fonti da cui si è desunto il materiale.

Il quadro di riferimento scientifico e culturale

Il rapporto uomo-natura

Le concezioni attuali del nostro rapporto con la natura, ed in ultima analisi sulla nostra identità, possono suddividersi in due grandi categorie:

1) l’assoluta separazione tra natura e cultura 2) l’assoluta identificazione o indistinzione tra

natura e cultura.

Separazione tra natura e cultura Le concezioni dell’assoluta separazione tra natura e cultura sono tipiche della bioetica e dell’etica della qualità della vita. Se si distingue in modo netto tra vita biologica e vita biografica e si attribuisce a quest’ultima tutto il vero e proprio senso della vita umana, sicché una vita senza qualità non è degna di essere vissuta, allora è chiaro che la dimensione puramente biologica o naturale non ha più un ruolo identificativo, ma è un supporto funzionale agli stati di coscienza.

Separazione tra natura e cultura

Si sviluppa così una concezione della persona che si va progressivamente affrancando dalla corporeità umana in quanto tale e persino dalla corporeità in generale. Il supporto naturale verrebbe sostituito dal supporto tecnologicoSecondo questa linea di pensiero il post-umano è il superamento del supporto naturale della specie umana. La tecnica prende definitivamente congedo dalla natura. Le teorie della separazione conducono inevitabilmente all’eliminazione della rilevanza della natura,

Teorie unitarie: il pan-tecnologismo

Prende le mosse da una concezione della natura in generale, e dell’essere umano in particolare, già pensata come un oggetto tecnologico. GiàHobbes, ad esempio, non vedeva alcuna differenza tra gli esseri viventi e gli automi, in cui era annullata la differenza aristotelica tra natura e artificio.Infatti, l’automa è un artificio che ha in se stesso il principio del movimento.

Teorie unitarie: il pan-tecnologismo

L’utopia moderna persegue un programma strategico che si fonda sulla scienza e sulla tecnica, ha per oggetto lo stesso essere umano e possiede finalità pratiche: fare uomini, progettare uomini, eliminare uomini.

Il fine ultimo è quello stesso già indicatoda Cartesio, cioè il “benessere dell’uomo”. In questa luce il post-umano è un mondo totalmente tecnologico,

Teorie unitarie: il pan-naturalismoLa natura è concepita come un immenso e unitario ecosistema, che ha nel suo complesso valore in sé e, quindi, deve essere conservato nel suo difficile equilibrio.

Gli individui, anche umani, sono parti funzionali al tutto e, quindi, di per sé sono privi di valore.

Tuttavia, anche questa concezione è nella sostanza tecnologica, perché è tale il concetto di ecosistema, ben diverso da quello cristiano di “creazione” e da quello pagano di “universo degli esseri”.

Da dove veniamo?

Terra e cosmo sono il riferimento primo di tutti i miti

IL MITO DELLA DEA MADRE

La Dea Madre non è la semplice Dea della terra nutrice, ma incarna l’ambivalenza di tutto ciò che ha luogo nella natura ed esprime l’impossibilità per gli esseri umani di domare, sottomettere la natura creatrice e distruttrice.Il culto della Dea Madre riconosce che nascita, trasformazione e dissoluzione sono intrecciate insieme in unico multiforme divenire

Il mito della terra madre secondo Esiodo

"Prima era il Caos, poi Gea eterna sede di tutte le divinità che abitavano l'Olimpo. Gea, prima di ogni altra cosa, partorì un essere uguale a sé, il cielo stellato, Urano, affinché questi l'abbracciasse interamenteEssa partorì, poi, le grandi montagne, nelle cui valli dimorarono volentieri le Ninfe. Infine diede alla luce il mare deserto e spumeggiante, e tutto ciò creò da sola, senza accoppiamento".

Il suolo secondo i nativi americani

"La terra era una volta un essere umano, ed ancora oggi è vivente.

Ma è stata trasformata e non possiamo vederla. Eppure ha gambe, braccia, una testa, un cuore, carne, ossa e sangue.

Il suolo è la sua pelle, gli alberi e le piante i suoi capelli, le rocce le ossa ed il vento il suo respiro".

Mi chiedete di lavorare il terreno? Potrei forse prendere il coltello per conficcarlo nel seno di mia madre? Se lo facessi ella non mi accoglierebbe più nel suo seno quando sarò morto. Volete che vanghi e scavi le pietre? Potrei forse scavare le carni di mia madre fino alle ossa? Non potrei più entrare allora nel suo corpo per resuscitare a nuova vita. Volete che tagli l'erba ed il fieno per venderlo, per arricchirmi come fanno i bianchi? Ma potrei forse tagliare i capelli di mia madre?

Il suolo secondo i nativi americani

“Come potete comprare o vendere il cielo, il calore della terra? L’idea mi è estranea.Insegnate ai vostri bambini che la terra è nostra madre. Qualsiasi cosa accade alla terra, accade anche ai figli della terra. La terra non appartiene all’uomo, l’uomo appartiene alla terra..Tutte le cose sono collegate, come il sangue che unisce una famiglia.Cosa resta nella vita se l’uomo non può ascoltare ilrichiamo solitario del lupo o le discussioni delle rane intorno ad uno stagno, di notte?”

Capo Seattle in risposta a Isaac Stevens, Governatore per gli affari indiani nel territorio di Washington, che chiedeva di acquistare la terra dei Suquamish – 1854

Agricoltura e consapevolezza diesistere (ec-sistere)

L'agricoltura, fondamento indispensabile della civilizzazione, fa la sua comparsa una volta emersi tempo, linguaggio, numero e arte.

L'agricoltura è la nascita della produzione, nella sua caratteristica

essenziale di modificazione della vita e della coscienza.

La terra stessa diventa lo strumento di produzione ele specie viventi del pianeta i suoi oggetti, esprimendo una dualità che influisce notevolmente sul nostro essere, introducendo, relativamente in fretta, la frattura rispetto all'unione con la natura che caratterizzò l'era precedente.

L’uomo capisce di esistere (ec-sistere, vivere fuori)

L’uomo scopre l’estraneità e l’indifferenza della natura rispetto all’ordine dei suoi fini e

si sente straniero sulla terra.

L’uomo ec-siste

L’uomo è estraneo al mondo che abita

“Gettato nell’infinita immensità degli spazi che ignoro e che non mi conoscono, provo spavento.”Pascal

L’uomo in cerca di patria

L’uomo cerca di ritrovare la sua appartenenza

al mondo

ScienzaCulturaReligione

Sovrapposizione culturale e religiosa al mondo

Visione simbolicadel mondo

Conoscenza del mondo risolta in un progettosimbolico trascendente

Identità tra istanza scientificache sovrappone al mondo la sua

visione del mondo eistanza religiosa che evoca Dio

come senso del mondo

Effetti della perdita di riferimento simbolico

• ogni anno scompaiono tra 4.000 e 90.000 specie• le foreste tropicali scompaiono al tasso dell’1% all’anno• la diversità genetica delle coltivazioni agrarie scompapre al tasso del 2% all’anno• almeno 1/4 dei nostri suoli irrigati sono seriamente erosi• il 37% delle terre coltivate sono state erose dal 1945 ad oggi e tra 5 e 12 milioni

di ha sono seriamente erosi ogni anno• il consumo di acqua potabile è circa il doppio della ricostituzione delle risorse• sono movimentate circa 20 tonnellate di suolo all’anno per ogni abitante della

terra• Alla metà del 21° secolo praticamente tutti gli ecosistemi della terra

saranno abitati da popolazioni che non hanno lingue indigene per descrivere, usare e conservare la diversità residua

• il 2% delle lingue della terra si estingue ogni anno

Dove siamo oggi?

Bioconversion and Biorefineries of the Future

Linda L. Lasure and Zhang Min

Proceedings of the St. Michaels II Workshop, April 2003

Estimates of microbiological diversity still uncharacterized

ranging from 90 to 99%.It is logical to predict that the application of such new

technologies as genomics, proteomics and metabolomics will result in the discovery of new microorganisms and new enzymes

to improve biomass bioconversion.

THE STARTING POINT

The “ultra-reductionist” approach

• Mechanical duck, built by Jaques de Vaucanson (1738, France).

Descartes held that non-human animals could be reductively explained as automataDe homines, 1662.

The “ultra-reductionist” approach

In the same way, all natural systems can be considered as complex intertwined chains of objects, ordered hierarchicaly, having different degrees of relevance in the functioning of the system.

The “ultra-reductionist” approach The soil functional diversity is very high

The richness of soil species outstrips soil functional diversity

The soil systems have a high level of functional redundancy

Indices of species richness probably contribute little to understanding the functioning of soil ecosystems

«Keystone» organisms play an exceptionally important role in determining the structure and function of ecosystems

1 2

Soil complexity as a whole

Both views tend to ignore the importance of biodiversity in maintaining the numerous and complex interactions among organisms in soils and their contributions to biogeochemical cycling.

Spatial heterogeneity is supported by a number of biologically relevant spheres of influence that include the detritusphere, the drilosphere, the porosphere, the aggregatusphere and the rhizosphere.

Soil complexity as a wholeReal advances in understanding the significance of biodiversity in biogeochemical cycling will come from taking a broader view of biodiversity

1) the importance of biodiversity in specific biogenic transformations

2) the complexity and specificity of biotic interactions in soils that regulate biogeochemical cycling

3) how biodiversity may operate on different hierarchically arranged spatial and temporal scales to influence the structure and function of ecosystems

Spores and microorganisms can be carried, and then dispersed, in the soil ecosystem, in “micro-carvings” and in the waxy tegument of meso-fauna

Premessa metodologicaalla gestione e valutazione

Unione Internazionale Conservazione della Natura (IUCN)

http://www.youtube.com/watch?v=BxJviYxNrnQ

Il paradosso degli indici sintetici

Qualità del suolo

La valutazione della qualità del suolo è

l’indicatore principale

della gestione

sostenibile del

territorio(Karlen et al.,

1997)

Inherent quality

Dynamic quality

Inherent quality

Dynamic quality

LIMITATIONS OF DATA AND MONITORING: Soils can vary considerably in chemical, physical and biological properties, both vertically through the soil profile, and horizontally, so that it may be difficult to select representative sites for monitoring.

POSSIBLE THRESHOLDS: Threshold values for chemical and physical degradation vary according to the usage of soils for agricultural, forestry, waste disposal, and other purposes.

OVERALL ASSESSMENT: Soil quality is a sensitive indicator of natural and human-induced perturbations of the environment: changes may affect the quality of surface and groundwater. Monitoring changes in soil properties can assist in predicting the future value of soils for agricultural, forestry and other purposes.

????

Qualità biologica di un suolo

• Non esiste al mondo un solo sito dove siano state studiate e descritte tutte le specie animali della lettiera e del suolo

(Global Litter Invertebrate Decomposition Experiment - GLIDE, 2000). http://www.nrel.colostate.edu/projects/glide/

Carlo Jacomini, APAT, Seminario al Corso di Scienza del Suolo, Università Parthenope, 2005

Si sono selezionate le variabili con coefficienti maggiori in valore assoluto a 0.15 per gli acidi grassi e per gli enzimi, a 0.10 per le analisi chimiche ed i metalli totali.

Qualità biologica di un suolo

• Non esiste al mondo un solo sito dove siano state studiate e descritte tutte le specie animali della lettiera e del suolo

(Global Litter Invertebrate Decomposition Experiment - GLIDE, 2000). http://www.nrel.colostate.edu/projects/glide/

Carlo Jacomini, APAT, Seminario al Corso di Scienza del Suolo, Università Parthenope, 2005

Conoscenza dell’edaphon: stato dell’arte (modificato da Brussard et al., 1997)

Microrganismi

Speciedescritte

Sintesi biogeograficaglobale

Batteri & archaea 3 200 (*) noFunghi: 18 - 35 000 no

F. d. Ectomicorrize 10 000 noF. d. Micorr. Arbusc. 200 no

Microfauna

Protozoi 1 500 noCiliati 400 no

Nematodi 5 000 no

(*) numero totale; frazione edafica sconosciuta

MesofaunaSpecie

descritteSintesi

biogeografica

Acari ca 30 000 parz.Collemboli 6 500 sìEnchitreidi > 600 no

MacrofaunaInsetti erbivori delle radici ca 40 000 noTermiti 2 000 sìFormiche 8 800 sìLombrichi 3 627 sì

Carlo Jacomini, APAT, Seminario al Corso di Scienza del Suolo, Università Parthenope, 2005

C h a rt T itle

H ydro b ios

B a tte ri F u n g hi A lghe

Mic roretiO rga n is m i < 0 ,2 m m

B a tte ri, F u n gh i, A lgheH ydro b io s (P ro to z o i, R o tife ri, N e m a to d i)

E n ch itre id i

A ca ri C o llem b o li

S in fili D ip lu ri

P a u ropo di P ro tu ri

P s e u do sco rp io n i la rve e n in fe

M ic ro a rtro po di

Mesoreti0 ,2 m m <O rg a n is m i<2 m m

E n ch itre id i (A n e llida , O ligo ch a e ta )M ic ro a rtro po d i (A ca ri, C o lle m b o li ...)

In s e tti A ra cn id i "M iriapo d i" Is o po di

Mac roretiO rga n is m i > 2 m m

L o m b rich i (A n e llida , O ligo ch a e ta )M a c ro a rtro po di

E daphonO rga n is m i vive n ti n e i s u o li

In tro d u z io n e : b io d ive rs ità de i s u o liM e to d i d i s tu d io e a n a lis i

Reti trofiche nel suolo

Carlo Jacomini, APAT, Seminario al Corso di Scienza del Suolo, Università Parthenope, 2005

GAT: geofili attivi temporanei (EDAFOXENI)GIT: geofili inattivi temporanei (EDAFOXENI)GP: geofili periodici o EDAFOFILIGb: geobionti o EDAFOBI (Parisi, 1974, Bullini et al., 1998)

gli EDAFOBI compiono tutto il loro ciclo nel suolo

gli EDAFOFILI possono trovare condizioni favorevoli nel suolo, ma spesso vivono in altri ambienti

gli EDAFOXENI, detti pure Geofili attivi, trascorrono nel suolo stadi particolari (ad es. come larve o pupe), oppure periodi di quiescenza (Geofili inattivi)

Carlo Jacomini, APAT, Seminario al Corso di Scienza del Suolo, Università Parthenope, 2005

Secondo Pearson (1994), i gruppi animali da utilizzare per monitorare l’ecosistema a livello di comunità dovrebbero:

Indicatori/Indici biologici•Attività/Respirazione batterica

•Folsomia candida •Eisenia fetida, Lumbricus rubellus

•Maturity Index (MI, MI 2-5)•Weighted Coenozoic Index

•Comunità di Coleotteri Carabidi•Rapporto Acari/Collemboli

•Rapporto Oribatei /Altri Acari •Indice di qualità del suolo (IQ)

•Soil Health Index•QBS-ar, QBS-c

1. avere una tassonomia ben conosciuta e stabile,2. essere noti in tutti gli aspetti principali della loro storia

naturale,3. essere facili da campionare, manipolare ed

identificare,4. avere taxa maggiori (genere, famiglia, ordine) diffusi

ampiamente, sia da un punto di vista geografico, sia nel numero di habitat,

5. avere taxa minori (specie, sottospecie) specializzati e sensibili ai cambiamenti ambientali,

6. avere un elevato significato economico,7. avere modelli di biodiversità riflessi da altri taxa, vicini

o no.

Carlo Jacomini, APAT, Seminario al Corso di Scienza del Suolo, Università Parthenope, 2005

“Semplificata”

“schema semplificato”

CARATTERISTICHE DEGLI INDICATORI

http://www.provincia.bergamo.it/provpordocs/A21_86.pdf

http://www.provincia.bergamo.it/provpordocs/A21_86.pdf

http://www.provincia.bergamo.it/provpordocs/A21_86.pdf

SVILUPPO SOSTENIBILE

SOSTENIBILITA’ AMBIENTALE

PROJECT CYCLE MANAGEMENT(PCM)