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Perché siamo qui???

Perché l’ecologia?

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Le attività umane hanno trasformato le terre emerse (azione più evidente), aggiunto o tolto specie, alterato i

cicli biogeochimici

- circa il 50% delle terre emerse è stato direttamente modificato

- sup. agricole e aree urbane sono circa 10-15% terre emerse; i pascoli sono il 6-8%

- utilizziamo 50% dell’acqua di deflusso

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- cambiamento di uso del suolo è la principale ragione di perdita di biodiversità

- invasione biologica: specie non indigene > 20% (in certe isole anche 50%)

- introdotti nuovi composti: DDT, CFCs, isotopi radioattivi

Ecosistemi marini

- 22% delle riserve marine sono sovrasfruttate o esauritee 44% sono al limite dello sfruttamento

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Tutti gli ambienti sono stati direttamente o indirettamente modificati dall’attività dell’uomo

Morale…

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Sintesi effetti indotti

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Compito dell’ecologo è descrivere e capire “la natura” e, sulla base della comprensione,

cercare di predire, gestire e proteggere

Cosa possiamo fare noi?

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Siamo intervenuti anche sulle foreste

Le foreste sono state gestite empiricamente(prova.. e guarda se funziona)

Adesso non è più possibile

- aumento domande di risorse

- tempo di risposta troppo lungo

- sempre più scarsa accettazione di “errori”

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Bisogna fare PREDIZIONI accurate degli effetti delle nostre attività

Le predizioni possono essere fatte SOLO sesi conosce come “funziona” la foresta

Ossia se si conosce l’ecologia forestale

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Ecologia forestale è la base per una “gestione sostenibile”

GS= gestione di una foresta per fornire in perpetuoun flusso (continuo o periodico) di prodotti, servizi o benefici

In perpetuo = per le generazioni future, senza intaccare il capitale

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Ecologia

Si occupa di...

- interazioni tra organismi viventi e ambiente

- Funzionalità dei sistemi

- distribuzione e abbondanza organismi

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Organismi viventi = enorme diversità biologica

biodiversità — evoluzione

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Charles Darwin (1859) On the origin of speciesTeoria dell’evoluzione

Elementi fondamentali

tutti gli organismi necessitano di risorse

le risorse sono limitate

alcuni organismi muoiono senza riprodursi

altri hanno molti discendenti

ossia NON tutti gli individui danno lo stesso contributo alla generazione successiva(successo differenziale degli individui)

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Come mai?

…. Per puro caso

Ricombinazione genica e mutazioni (errori)fanno comparire nuovi caratteri

Nuovi caratteri SENZA direzione precisa

Se il carattere è favorevole gli individui producono più progenie perché riescono a sfruttare meglio le risorse

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Ci sono più probabilità che anche la progenie abbia lo stesso carattere (positivo)

La progenie sfrutta meglio l’ambiente e ha maggiori probabilità di sopravvivererispetto agli altri consimili (condannati dalla “concorrenza”)

Il processo di eliminazione naturale=selezione

La selezione determina l’adattamento

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Un esempio di selezione antropogena

Anni 1850-1900 Inghilterra forte inquinamento

Caratteristiche di una farfalla notturna Biston betularia L.

Forma tipica“peppered”

forma melanica

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tipica

melanica

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Inquinamento: meno licheni su cortecce

Maggiore predazione

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Area NON inquinata Area inquinata

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… dopo le politiche di riduzione di inquinanti

Percentuale di forma melanica

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Riassumendo

- gli individui di una popolazione NON sono identici

- alcune variazioni tra individui sono ereditabili

-tutte le popolazioni producono una progenie cheinvaderebbe tutto l’ambiente

- Non tutti gli individui contribuiscono allo stesso modo alla progenie

- restano gli individui che sfruttano meglio le risorse

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In sintesi la selezione naturale è:

La variazione differenziale della frequenza relativa di genotipi, dovuta alla differente capacità dei rispettivi fenotipi di essere

rappresentati nella generazione successiva

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Diverse visioni dell’evoluzione

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Evoluzione convergente

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Evoluzioneparallela

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Attenzione pero’…...

- la direzione dell’evoluzione NON è definita

- possono rimanere caratteri NON sfavorevoli

- se cambia l’ambiente gli adattamenti possono NON essere più efficaci (nessun obiettivo futuro)

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Ecologia

Si occupa di...

- interazioni tra organismi viventi e ambiente

- distribuzione e abbondanza organismi

Ecologia forestale = fondamenta per una “gestione sostenibile” della foresta

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- Cos’è la foresta?

Non solo alberi

La foresta è formata da:

Alberi

Substrato (nutrienti + acqua)

Altre piante (ombreggiamento, competizione)

Animali (mangiano le piante, si proteggono..)

Microrganismi (effetti benefici o di antagonismo)

Atmosfera e clima

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Questi “elementi” non sono separatima strettamente interagenti tra loro

…. Forse è meglio dare una definizione più funzionale

La foresta è un ecositema

Una unità che include tutti gli organismi in una certa area che interagiscono con l’ambiente fisico cosicché il flusso di energia

determina una struttura trofica, una diversità biotica e cicli biogeochimici ben definiti

(Odum 1971)

Unità funzionale costituita da organismi interagenti + ambiente che agisce su di loro e su cui loro agiscono (Whittaker 1975)

Ecositema è un concetto più che una specifica entità fisica

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ECOSISTEMA

Concetto con 5 attributi importanti

1) attributo: struttura

autotrofi

eterotrofi

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2) attributo: funzione

C’è un costante flusso di energia e di materiatra ambiente fisico e comunità biotica

3) attributo: complessità

È il risultato dell’alto livello di integrazione biologica. Ogni evento (condizione) viene determinato in modo multiplo. Ciò rende molto difficile la predizione degli effetti

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4) attributo: interazione e interdipendenza

L’interdipendenza tra comunità biotica e ambiente è talmente stretta che ogni variazione di un componente porta ad una conseguente modifica in quasi tutti gli altri

… morale devo fare molta attenzione quandoagisco sulla “natura” (ossia su ogni ecosistema)

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5) attributo: variazione temporale

Gli ecosistemi non sono STATICI: funzione e struttura possono cambiare nel tempo

Visione ecosistemica della FORESTA dà importanza a:

struttura, complessità dell’organizzazione, interazione, interdipendenza, funzionalità

(ma molto poco ai confini fisici del sistema)

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L’ecosistema è definito da alcuni parametri quantitativi

Come, per esempio:

-biomassa totale (Mg ha-1) -o carbonio totale (MgC ha-1)

Carbonio ≈ 0.5 massa secca totale

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LAI = 2

LAI = 4

- indice di area fogliare (leaf area index) m2 m-2

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-produzione primaria netta (NPP) gC m-2 d-1

( o anche in g sostanza secca)

Ossia quantità di C fissato al netto della respirazione delle piante

Fotosintesi lorda complessiva = GPPProduzione primaria lorda (tutto quello che viene fissato con la fotosintesi)

GPP - R autotrofa = NPP

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- flusso annuale di azoto (kg ha-1 y-1)

- velocità di degradazione della lettiera (y)

Questi ed altri parametri ci consentono di raggruppare ecosistemi simili

BIOMI