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Modulo 12 di 12: Conservazione degli ecosistemi e biodiversità Corso di Ecologia a cura di Renato Casagrandi e Marino Gatto

Cos’e` la

biodiversità?


I livelli di biodiversità

Diversità genetica

Diversità interspsecifica

Diversità ecosistemica


Qua

nte

spec

ie c

i son

o?


Quante specie conosciamo?

1,8 milioni di specie catalogate

Stima del numero di specie esistenti: 3-30 milioni


indici dibbiiooddiivveerrssiittàà

Ramon Margalef (1919-2004)


N. specie di formica dai tropici verso il polo nord

Brasile 222 Trinidad 134 Cuba 101 Utah 63 Iowa 73 Alaska 7 Alaska artico 3

Gradienti di diversità: Nord-Sud

# specie di pesci:

• Grandi Laghi Nord America 172

• America Centrale 456

• Rio delle Amazzoni > 1000

# specie di alberi in 2 ettari di foresta:

• temperata 15

• pluviale 200


Gradienti di diversità: Nord-Sud

# specie di uccelli nidificanti nelle diverse regioni del Nord America

http://birds.cornell.edu


Altri gradienti di diversitàInvertebrati foresta

di Ashdown (UK)

Uccelli in Nuova Guinea

• Altitudine

• Qualità dell’ambiente fisico-chimico

• Est-Ovest (?)


La biodiversità nelle isole

R.H. MacArthur

E.O. Wilson


L’effetto area


L’effetto distanzaSpecie di uccelli (arcipelago Nuova Guinea)


Curve di ricolonizzazionedi quattro isole a mangrovia (Florida Keys)

Dinamica del numero di specie su un’isola

• dati

• teoria

• effetto area e distanza alla luce della teoria


perdita dibiodiversitàbiodiversità


Galapagos, il paradiso è in pericolo(Corriere della Sera, 24 gennaio 2001)


Uccelli Mammiferi Pesci Piante

Perc

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spec

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inac

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e di

est

inzi

oneTassi di estinzione

Tempo di vita medio di una specie animalericavata dai record fossili: 1-10 milioni di anni

Dai tassi di estinzione documentati nelsecolo scorso si ricava una riduzione del tempo di vita media a 10.000 anni

Dai tassi di estinzione correnti si ricavaun tempo di vita medio per uccelli e mammiferi di 200-400 anni

Es tinzio ni do c ume ntate , dal 1600 ad o ra

Taxa Estinzioni isole

Estinzioni Terraferma

Estinzioni Oceani Totale %Estinzioni

in isole % Taxon estinta

Mammiferi 51 30 4 85 60 2.1 Uccelli 92 21 0 113 81 1.3 Rettili 20 1 0 21 95 0.3 Anfibi 0 2 0 2 0 0.05 Pesci 1 22 0 23 4 0.1 Molluschi 151 40 0 191 79 Invertebrati 48 49 1 98 49 0.01 Piante 139 245 0 384 36 0.2


Il Dronte o Dodo di Mauritius

(estinto nel 1660)


Il piccione viaggiatore

(estinto nel 1914)


Il 44% di tutte le species di piante vascolari e il 35% di tutte le specie in quattro gruppi di vertebrati sono ospitate in

25 hotspots che comprendono solo l’ 1.4% della superficie emersa della terra.

Myers et al. Nature (2000)Biodiversity hotspots for conservation priorities

La distribuzione della biodiversità


Importanza percentuale delle cause di estinzione e di minaccia per le specie di uccelli mondiali.

Specie estinte Specie minacciate Distruzione dell’habitat 20% 60% Introduzione specie esotiche 22% 12% Caccia 18% 11% Cattura per commercio (animali domestici e zoo) 1% 9% Malattie 1% 1% Inquinanti e pesticidi 0% 1% Disturbo umano 0% 2% Uccisione accidentale 1% 1% Causa sconosciuta 37% 3% 100% 100% Cause di minaccia delle specie in pericolo negli Stati Uniti. Per ciascuna causa è indicata la percentuale delle specie, sottospecie o popolazioni per cui essa costituisce pericolo di estinzione. Le categorie in cui sono suddivise le cause di minaccia non sono mutuamente esclusive e quindi la somma delle diverse percentuali può essere maggiore di 100. Le specie considerate costituiscono il 75% delle specie minacciate negli Stati Uniti.

Tutte le specie Vertebrati Invertebrati PianteDegradazione e distruzione dell’habitat*

85% 92% 87% 81%

Introduzione specie esotiche 49% 47% 27% 57% Inquinamento 24% 46% 45% 7% Sovrasfruttamento 17% 27% 23% 10% Malattie 3% 11% 0% 1% * il disturbo antropico associato alle attività ricreative, sportive e militari è incluso nella degradazione dell’habitat


3. ATTIVITÀ DI PRELIEVO

1. DEGRADAZIONE e DISTRUZIONE dell’HABITAT

4. TURISMO

presenza, distribuzione e abbondanza

della fauna selvatica

interazioni interspecifiche

2. INTRODUZIONE SPECIE ALLOCTONE


CAMBIAMENTI di USO del SUOLO

FRAMMENTAZIONE e PERDITA di HABITAT

DECLINO ed ESTINZIONE di SPECIE

– relazione area-specie– edge effect– vulnerabililità ad episodi critici – difficoltà di ricolonizzazione

1. DEGRADAZIONE e DISTRUZIONE dell’HABITAT


Caratteristiche di un habitat frammentato

Xingu river


17 June 1975 (Landsat 2)10 July 1992 (Landsat 4)1 August 2000 (Landsat 7)

http://landsat.usgs.gov/gallery/detail/381/

La distruzione e frammentazione degli habitat è ormai veloce

Modulo 12 di 12: Conservazione degli ecosistemi e biodiversità Corso di Ecologia a cura di Renato Casagrandi e Marino Gattohttp://svs.gsfc.nasa.gov/search/Keywords/Rondonia.html

16 June 19751 August 198622 June 19927 February 2001

La saga della soia


Percentuale delle specie, sottospecie o popolazioni che sono minacciate da diversi tipi di degradazione e distruzione dell’habitat negli Stati Uniti. Le categorie in cui sono suddivise le cause di minaccia non sono mutuamente esclusive e quindi la somma delle diverse percentuali può essere maggiore di 100.

Tutte le specie

(n=1207)

Vertebrati(n=329)

Invertebrati (n=155)

Piante (n=723)

Agricoltura 38% 40% 57% 33% Pascolo bestiame 22% 17% 10% 33% Estrazione di minerali, petrolio e gas 11% 12% 31% 11% Taglio del legname 12% 16% 25% 7% Sviluppo di infrastrutture 17% 16% 12% 20% Costruzione e manutenzione di strade 15% 15% 10% 17% Attività militari 4% 2% 1% 5% Attività ricreative e sportive 27% 16% 19% 33% Veicoli fuoristrada 13% 6% 12% 16% Sviluppo rete idrica 30% 47% 66% 15% Dighe e altre barriere al flusso idrico 17% 28% 54% 5% Inquinamento 20% 27% 66% 7% Conversione del suolo per attività commerciali

35%

30%

42%

36%

Alterazione del ciclo dei fuochi 14% 5% 6% 20%


Foca monaca (Monachus monachus)


Starna Perdix perdix


Scoiattolo rosso e scoiattolo grigio

2. INTRODUZIONE

SPECIE ALLOCTONE


Cinghiale Sus scrofa


Gli organismi transgenici

GloFish: Pesci transgenici fluorescenti

Le principali colture transgeniche


Un campo di canola (Brassica napus)

Persistenza di transgeni non

voluti nel granoturco negli

USA

Roundup Ready canola (glyphosate resistant)

Liberty Link (glufosinate resistant)

After 2 years volunteer canola plants possessed both forms of resistance

Possiamo tenere i transgeni al guinzaglio?


Colture farmaceutiche transgenicheOver 200 field trials conducted to

date for GM crops producing pharmaceutical or industrial products, over 75% involved corn – a wind-pollinated and out-crossing food crop(UCS 2003).

The editorial board of Nature Biotechnology (2004) wrote: “It seems that an industry in which thePhD is the intellectual norm is either incapable of learning a simple lesson from the past or cannot bring itself to act appropriately, despite what it has learned previously”.

Pharmaceutical crops make the issueof containment and human error amatter of public health as well as an environmental concern.


3. Una caccia dissennata ha portato

al declino o all’estinzionemolte specie

della fauna selvatica


Stambecco Capra ibex ibex

1816: solo 100 capi nel PN Gran Paradisooggi: 21000 capi sulle Alpi


Lupo Canis lupus


ATTIVITÀ VENATORIA

costituisce una minaccia per le specie quando: tasso prelievo > tasso di rinnovamento specie

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.0019

80

1981

1982

1983

1984

1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

anno

n° c

acci

ator

i (m

ilioni

)

Quanti sono i cacciatori in Italia?


I grandi mammiferiafricani in pericolo


Il declino mondiale delle risorse ittiche

R. Watson and D. Pauly (2001) Nature 414, 534 - 536


La pesca si sposta sempre più giù nella

catena trofica


4. TURISMO e ATTIVITA’ RICREATIVE↓

DISTURBO ANTROPICO↓

STRESS DELLA FAUNA↓ ↓

↓ ↓ELEVATO CONSUMO ENERGETICO

↓MINOR SUCCESSO RIPRODUTTIVO,

MINORE SOPRAVVIVENZA↓ ↓

calo densità abbandono↓ ↓

DECLINO ed ESTINZIONE di SPECIE

ALTERAZIONI FISIOLOGICHE/METABOLICHE aumento del ritmo cardiaco,

problemi digestivi

ALTERAZIONI COMPORTAMENTALI

aumento degli “home ranges”, ricerca di nuovi territori


LE ALPI7 milioni di abitanti

120 milioni di turisti ogni anno


Il valore della biodiversità

diretto – risorse biologiche (alimentazione, legname, medicinali)

indiretto – servizi agli ecosistemi

– integrità biologica

intrinseco – ricreativo

– culturale

– estetico

– spirituale

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