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LE SUCCESSIONI

ECOLOGICHE

Prof. Pierpaolo Cavallo

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ECOSISTEMI NEL TEMPO: LE SUCCESSIONI

ECOLOGICHE

Gli ecosistemi non si mantengono stabili nel tempo, ma subiscono variazioni come risultato dell’evoluzione delle interazioni tra i membri della comunità e tra quest’ultima e le sue componenti.

La successione ecologica è il processo attraverso il quale le specie occupano un ambiente fisico e ne determinano le modificazioni.

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SUCCESSIONI PRIMARIE E SECONDARIE

Con successione primaria si indica la colonizzazione di un territorio ancora vergine, cioè mai occupato da esseri viventi. Questo processo è apportato in genere da specie molto resistenti a condizioni estreme, quali microbi, muschi e licheni. Per questa caratteristica, queste specie sono definite "specie pioniere".

Si parla di successione secondaria quando una comunità rimpiazza un’altra o colonizza un ambiente già occupato da una comunità distrutta.

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SUCCESSIONI ECOLOGICHE

In generale, per ogni comunità, si può tracciare una storia che parte dalle specie pioniere fino ad una comunità che è in grado di resistere molto a lungo nel tempo.

Si ha una sequenza di comunità che, partendo da una comunità pioniera, si succedono l’una all’altra nel tempo (stadi di una serie), fino ad una comunità che presenta un certo grado di stabilità (comunità climax).

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EVOLUZIONE DELL’ECOSISTEMA1

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COMUNITÀ E SUCCESSIONI

La successione risulta controllata dalle comunità le cui popolazioni modificano continuamente l’ambiente determinando le condizioni che provocano la scomparsa di alcune specie e favoriscono l’insediamento di altre; queste, a loro volta, determineranno ulteriori cambiamenti nell’ambiente, fino alla formazione di comunità climax, in grado di tollerare le modificazioni dell’ambiente da esse provocate.

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SUCCESSIONI E LORO TEMPI

Il concetto di successione è stato inizialmente usato per lo studio della vegetazione; in seguito è stato esteso allo studio dell’intera comunità (piante e animali).

Le successioni primarie hanno tempi lunghi (millenni) quelle secondarie più brevi (decenni, alcuni secoli), in quanto la successione inizia su suoli già formati e non devono essere completati i processi pedogenetici.

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PROCESSI PEDOGENETICI

Essi sono dati da quelle variazioni che avvengono nel suolo sotto l'influenza dei fattori di formazione ed hanno come risultato lo sviluppo del profilo del suolo e delle sue proprietà.

Sono riconducibili a flussi di materia e di energia che avvengono tra il suolo e l'ambiente circostante, e, tramite questi processi, materiali possono essere addizionati al suolo, possono essere persi, possono essere traslocati da una porzione all'altra del profilo e possono essere trasformati.

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SUCCESSIONE ECOLOGICA: SCOMPARSA

DI UN AMBIENTE ACQUATICO

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TEMPO 30 FORESTA DI ALBERELLI

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eTEMPO 95 FORESTA DI MEDIO FUSTO

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TEMPO 150 FORESTA DI QUERCE

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SUCCESSIONI ETEROTROFICHE

Le successioni eterotrofiche si impiantano su sostanza organica morta vegetale e/o animale, depositi fecali, etc, e si realizzano su una scala di tempi più brevi, terminando quando la risorsa viene completamente metabolizzata e mineralizzata.

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SUCCESSIONI AUTOTROFICHE

Le successioni autotrofiche iniziano con la colonizzazione di un habitat da parte di piante verdi, si realizzano su una scala di tempi più lunghi, l’habitat non viene degradato e non scompare, ma viene colonizzato e modifica nel tempo la sua composizione in specie.

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FASI DI UNA SUCCESSIONE

In una successione, la comunità è composta inizialmente da specie pioniere che sono buoni invasori (stadio giovanile).

Successivamente queste specie vengono sostituite da altre che risultano migliori competitori (stadio maturo).

Infine la comunità raggiunge uno stadio stazionario, detto climax, che corrisponde ad una utilizzazione ottimale delle risorse disponibili.

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POSIZIONE DELLE SINGOLE SPECIE

La posizione di una specie in una successione dipende da:

�La velocità con cui essa invade un habitat neoformato o perturbato;

�Le variazioni delle caratteristiche ecologiche dell’ambiente (per es. la disponibilità di nutrienti) che si realizzano nel corso della successione.

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DINAMICA DI UNA SUCCESSIONE

Tre meccanismi sembrano essere alla base della dinamica di una successione:

�Facilitazione: la capacità presente soltanto in certe specie pioniere ad insediarsi in un certo luogo;

� Inibizione: il meccanismo per cui la presenza di certe specie è in grado di impedire l’ insediamento di altre;

�Tolleranza: il meccanismo per cui le modificazioni dell’ambiente realizzate dai colonizzatori non influenzano la probabilità di insediamento di altre specie.

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COMPOSIZIONE DELLA COMUNITÀ

La comunità prodotta dalla successione risulta costituita dalle specie più efficienti nello sfruttamento delle risorse esistenti e non esiste alcuna specie in grado di insediarsi e di accrescersi in presenza delle specie residenti.

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CLIMAX

Le successioni tendono verso una fase finale, che corrisponde ad una utilizzazione ottimale delle risorse disponibili.

In questa fase la crescita del sistema viene progressivamente a cessare e la nuova materia organica, che viene via via prodotta per fotosintesi, è trasferita al terreno o ai consumatori.

Il sistema viene dunque a trovarsi in una condizione stazionaria e non è in grado di crescere ulteriormente.

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eDAI LICHENI ALLA CLIMAX FOREST

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DURATA DEL CLIMAX

La condizione di climax si prolunga fino a quando non intervenga una perturbazione a modificare le condizione esterne (variazioni climatiche, uragani, incendi, ecc.) oppure interne (comparsa di nuove specie da taxa persistenti).

Il climax rappresenta pertanto l’unico punto di relativa stabilità nella successione.

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SPECIE E COMUNITÀ

Lo studio della componente biotica dell’ecosistema può essere ottenuto da due metodi:

� Quantitativo: i viventi vengono considerati globalmente (es. la biomassa in un ecosistema in un dato momento e in una data area viene misurata in g di peso secco per m2 o altre unità di misura simili);

� Qualitativo: i viventi vengono distinti, in base alle loro caratteristiche, in regni (procarioti, protisti, funghi, piante, animali), phyla, classi, ordini, famiglie, generi, specie, popolazioni.

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eINTEGRAZIONE DI METODI

I due metodi sono tra loro complementari ed i risultati di due tipi di analisi si integrano a vicenda; esiste, inoltre, la possibilità di utilizzare i due metodi in sequenza, così da ottenere prima una definizione qualitativa dei viventi presenti e quindi una misura quantitativa di ciascuno di essi.

Si hanno, quindi, tre possibili metodi:� Analisi qualitativa: per definire la specie,

inquadrabili come flora e fauna;� Analisi quantitativa: per definire biomasse;� Analisi quali-quantitativa: per definire comunità.

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FLORA E FAUNA

Il caso di un ecosistema la cui componente autotrofa sia costituita da una sola specie è estremamente raro e limitato a condizioni estreme.

Gli ecosistemi includono produttori, consumatori e decompositori, quindi una pluralità di specie che, oltre a vegetali e animali, comprende anche batteri, ed è divisa in

� Flora, che comprende protisti fotosintetici, i funghi e le piante in senso stretto;

� Fauna, che comprende i protisti non fotosintetici (protozoi) e gli animali in senso stretto.

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BIOMASSA

È definita come: “La quantità di materia organica vivente che si trovi in un determinato sito”.

Può essere costituita da vegetali da animali o, più spesso, da tutti e due assieme.

Molti animali sono mobili ed appartengono alla biomassa di un certo sito solo per un periodo limitato; i vegetali invece sono fissi e per questo vengono indicati come fitomassa.

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MATERIA ORGANICA

La materia organica è costituita da composti del carbonio presenti come carboidrati, grassi, proteine, ed altri tipi di composti, di solito in forma ridotta.

Essa viene prodotta dagli organismi autotrofi, la gran parte dei quali utilizza l’energia luminosa catturata con il processo fotosintetico; mediante la respirazione, la fermentazione o la combustione l’energia viene restituita all’ambiente esterno, generalmente come energia termica a bassa temperatura.

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COMUNITÀ BIOTICA

Può essere definita come: “Un insieme di organismi viventi in una data area, caratterizzato da un determinata composizione specifica, dall’esistenza di interrelazioni, di fenomeni di dipendenza reciproca a dall’adattamento di determinate condizioni ambientali.”

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COMPONENTI DELLA COMUNITÀ BIOTICA

Nelle comunità si possono distinguere componenti diverse:

�Autotrofe ed eterotrofe�Mobili e sessiliTra gli organismi mobili prevalgono i rapporti di predazione, mentre tra quelli fissi prevale la competizione per gli spazi e per i nutrienti.

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eCONFINI TRA LE COMUNITÀ

Il passaggio da una comunità all’altra può essere più o meno graduale.

La zona di transizione (detta “Ecotono”) può misurare alcuni km (ad esempio un estuario) o soltanto pochi metri (ad esempio tra un bosco e una radura o tra un campo e una strada sterrata).

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ECOTONO ED ECOSISTEMA DI TRANSIZIONE

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