L’uomo,i viventi, l’ambienteLezione 7Dinamiche di popolazione, capacità portante e biologia della conservazione

Luca Fiorani

Luca Fiorani – L’uomo,i viventi, l’ambiente

Dinamiche di popolazione e capacità portante Le popolazioni sono dinamiche:

rispondendo alle condizioni ambientali, cambiano in: grandezza (numero di individui) densità (rapporto tra numero di individui e

area) dispersione distribuzione

di età

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Dinamiche di popolazione e capacità portante La grandezza di una popolazione cambia

per: nascite morti immigrazioni emigrazioni

Crescita zero: nascite+immigrazioni=morti+emigrazioni

Potenziale biotico: capacità di crescita di una popolazione

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Dinamiche di popolazione e capacità portante

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Dinamiche di popolazione e capacità portante La percentuale intrinseca di

accrescimento (r) è la velocità alla quale la popolazione crescerebbe se avesse risorse illimitate

Gli individui di una popolazione ad alta percentuale intrinseca di accrescimento: si riproducono presto hanno corti tempi di generazione (tempi tra

due generazioni successive) si riproducono molte volte (lunga vita

riproduttiva) hanno molti figli a ogni riproduzione

La crescita di una popolazione è sempre limitata

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Dinamiche di popolazione e capacità portante La resistenza ambientale è composta da

tutti quei fattori che limitano la crescita di una popolazione

La grandezza di una popolazione è l'equilibrio fra potenziale biotico e resistenza ambientale che, assieme, determinano la capacità portante (K), cioè il numero di individui di una data specie che può vivere per un tempo indefinito in un dato spazio

Una popolazione che non ha limitazioni di risorse cresce esponenzialmente

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Dinamiche di popolazione e capacità portante In realtà, all'inizio si ha una crescita

esponenziale, quindi una diminuzione della crescita (resistenza ambientale) e infine una fluttuazione attorno alla capacità portante (crescita logistica)

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Dinamiche di popolazione e capacità portante Pecore della Tasmania

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Dinamiche di popolazione e capacità portante In alcuni casi una popolazione eccede la

capacità portante per il ritardo del tempo di riproduzione, cioè il periodo richiesto dal tasso di nascita per diminuire e dal tasso di morte per aumentare

la popolazione può andare incontro a diminuzione o eliminazione, a meno che l'eccesso di individui non diventi una nuova risorsa o se ne vada

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Dinamiche di popolazione e capacità portante Renne in isoletta dell'Alaska

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Dinamiche di popolazione e capacità portante Le specie hanno tre tipi generali di ciclo di

popolazione: stabile, esplosivo e ciclico

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Dinamiche di popolazione e capacità portante Esempi dalla storia umana:

Isola di Pasqua (distruzione degli alberi di palma)

Irlanda (un fungo distrusse le patate nel 1845: un milione di morti e tre milioni di emigrati)

La capacità portante della Terra per la specie umana è aumentata per cambiamenti tecnologici, sociali e culturali

Fino a che punto potrà aumentare?

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Dinamiche di popolazione e capacità portante La capacità portante è influenzata da:

competizione all'interno della specie e fra le specie

immigrazioni ed emigrazioni catastrofi (naturali o causate dall'uomo) fluttuazioni stagionali di cibo, acqua,

nascondigli, siti di nidificazione… Alcuni controlli della popolazione sono

indipendenti dalla sua densità: inondazioni, uragani, siccità, condizioni meteo eccezionali, fuoco, distruzione dell'habitat, pesticidi…

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Dinamiche di popolazione e capacità portante Altri controlli della popolazione sono

dipendenti dalla sua densità: competizione per le risorse, predazione, parassitismo, malattie…

La peste bubbonica (batterio in roditore, mosca, uomo) è dilagata nelle città popolose con cattive condizioni sanitarie e infestate dai topi (Peste nera in Europa, 1347, 25 milioni di morti)

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Strategie riproduttive e sopravvivenza Le specie r-strateghe (r è la percentuale

intrinseca di accrescimento): si riproducono presto hanno corti tempi di generazione (tempi tra

due generazioni successive) si riproducono molte volte (lunga vita

riproduttiva) hanno molti figli a ogni riproduzione forniscono poche cure parentali sono opportuniste: si riproducono molto con

condizioni favorevoli ma possono collassare rapidamente

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Strategie riproduttive e sopravvivenza Le specie K-strateghe (K è la capacità

portante): si riproducono tardi hanno lunghi tempi di generazione (tempi

tra due generazioni successive) si riproducono poche volte (corta vita

riproduttiva) hanno pochi figli a ogni riproduzione i figli si sviluppano all'interno del corpo

materno, sono piccoli, maturano lentamente e sono curati fino all'età riproduttiva da uno o due genitori

competono bene quando la loro grandezza di popolazione è vicina alla capacità portante

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Strategie riproduttive e sopravvivenza Specie r-strateghe (alghe, batteri,

roditori, piante annuali, insetti…) e K-strateghe (grandi mammiferi, uccelli predatori, piante a vita lunga…)

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Strategie riproduttive e sopravvivenza Le r-strateghe hanno cicli irregolari, le K-

strateghe seguono la curva logistica Molte specie hanno strategie intermedie o

le cambiano in funzione delle condizioni ambientali

L'uomo si serve sia di r-strateghe (cereali), sia di K-strateghe (bestiame)

Ciò che determina la grandezza della popolazione è la disponibilità di un habitat adatto per gli individui della popolazione in quell'area

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Strategie riproduttive e sopravvivenza Le curve di sopravvivenza mostrano il

numero di sopravvissuti per età (speranza di vita)

La curva di sopravvivenza si può esprimere anche in tabella (tabella di vita)

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La biologia della conservazione: il sostegno delle popolazioni selvatiche La conservazione comporta un uso attento

delle risorse naturali da parte dell'uomo L'obiettivo della biologia della

conservazione (anni '70 del XX secolo) è l'indagine dell'impatto umano sulla biodiversità e sullo sviluppo di approcci pratici per mantenerla e assicurarsi che continui l'esistenza delle popolazioni di specie selvatiche

La gestione della vita selvatica si occupa della grandezza di popolazione di specie sfruttate nella caccia e nella pesca

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La biologia della conservazione: il sostegno delle popolazioni selvatiche I biologi della conservazione ritengono

che si deva preservare l'integrità biologica: qualità dell'habitat integrità della comunità biologica

(biodiversità, comunità, specie chiave, aliene, in pericolo…)

integrità dei processi ecologici (ciclo chimico, flusso di energia, produttività, successione…)

qualità di acqua e suolo identificazione dei fattori chiave (ecologici,

economici e sociali) che determinano l'integrità dell'ecosistema

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La biologia della conservazione: il sostegno delle popolazioni selvatiche

disturbo attuale e potenziale da parte di: variabilità naturale (fuochi, inondazioni,

siccità…) diffusione di malattie e infestanti interventi umani (disboscamento,

inquinamento…) influenze esterne (cambiamenti climatici,

innalzamento del livello del mare…)

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La biologia della conservazione: il sostegno delle popolazioni selvatiche La biologia della conservazione si basa su

tre principi: la biodiversità e l'integrità ecologica sono

necessarie a tutte le forme di vita sulla terra e non dovrebbero essere ridotte dalle azioni umane

l'uomo non dovrebbe causare estinzioni o disturbare i processi ecologici vitali

il modo migliore per preservare la biodiversità e l'integrità ecologica è quello di proteggere gli ecosistemi in modo che forniscano habitat per sostenere le popolazioni 23

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La biologia della conservazione: il sostegno delle popolazioni selvatiche La biologia della conservazione si basa sul

principio etico di Aldo Leopold (ecologo) secondo cui un'azione è giusta quando tende a mantenere i sistemi che sostengono la vita della Terra per noi e le altre specie

Capire lo stato delle popolazioni naturali significa: misurare la grandezza delle popolazioni determinare come questa grandezza possa

variare determinare se le popolazioni esistenti

possono essere sostenute24

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L'impatto umano sugli ecosistemi: imparare dalla natura Per sopravvivere, abbiamo modificato la

natura in molti modi: frammentando e degradando gli habitat semplificando gli ecosistemi naturali

(monocolture, invase da piante infestanti: insetti, funghi, batteri e virus)

rafforzando alcune specie infestanti con un uso eccessivo di pesticidi

eliminando alcuni predatori introducendo deliberatamente o

accidentalmente nuove specie

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L'impatto umano sugli ecosistemi: imparare dalla natura

usando in maniera eccessiva le risorse potenzialmente rinnovabili

interferendo con i normali cicli chimici e con il flusso di energia negli ecosistemi

Per sopravvivere dobbiamo modificare la natura

Cominciamo a capire che ogni azione ha effetti multipli e imprevedibili (Brunei)

La sfida è l'equilibrio tra gli ecosistemi semplificati (modificati dall'uomo) e gli ecosistemi complessi (naturali) per garantire la nostra sopravvivenza

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L'impatto umano sugli ecosistemi: imparare dalla natura I sistemi viventi hanno sei caratteristiche

fondamentali: interdipendenza diversità resilienza adattabilità imprevedibilità limiti

Dobbiamo imparare dai processi di adattamento con cui la natura si autosostiene

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L'impatto umano sugli ecosistemi: imparare dalla natura Per uno stile sostenibile dovremmo

ricordare che: le nostre vite, gli stili di vita e l'economia

sono totalmente dipendenti dal Sole e dalla Terra

non possiamo semplicemente "fare una cosa" (ogni intrusione nella natura ha effetti collaterali)

ogni cosa è connessa ad altre (l'ecologia indaga le connessioni più importanti)

dovremmo minimizzare il danno inferto alla natura

dobbiamo usare attenzione, limitazioni, umiltà e cooperazione con la natura quando alteriamo l'ecosfera per venire incontro a bisogni e desideri

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Soluzioni: lavorare con la natura per aiutare a guarire gli ecosistemi L'ecologia del recupero sostiene che molti

danni ambientali sono recuperabili, almeno in parte: proteggendo gli ecosistemi degradati

(permettendo loro di recuperare con una successione ecologica secondaria)

ripiantando foreste, pulendo fiumi, ripristinando zone umide

Per Wendell Berry (filosofo) dobbiamo chiederci: che cosa c'è qui? che cosa ci permette di fare la natura qui? cosa fa la natura per aiutarci a farlo?

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Soluzioni: lavorare con la natura per aiutare a guarire gli ecosistemi La riabilitazione consiste nel far tornare

produttivo un terreno degradato Il recupero attivo comporta lavorare con

la natura per recuperare biodiversità e processi ecologici

La sostituzione rimpiazza un ecosistema degradato con un altro

Tutte queste azioni richiedono un insieme adeguato di specie esistenti: ecco perché è importante la biodiversità…

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Soluzioni: lavorare con la natura per aiutare a guarire gli ecosistemi Il recupero ambientale è sempre

imperfetto Alcuni governi permettono di distruggere

un ecosistema purché se ne protegga, recuperi o crei una simile: questo approccio di mitigazione è meglio di niente, ma è meglio prevenire che curare

"Non possiamo comandare alla natura se non obbedendole" (Francesco Bacone, filosofo)

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Fine della lezione…