ECOLOGIA

(dal greco oikos=casa e logos=discorso, trattazione, studio)

• l’Ecologia è lo studio delle relazioni che intercorrono tra gli organismi e il loro ambiente.

• l’AUTOECOLOGIA Studia i rapporti fra l’individuo ed i fenomeni ambientali di tipo fisico energetico

• SINECOLOGIA si interessa degli aggregati degli individui nei loro rapporti con altre società di specie o popolazioni differenti

FATTORI ECOLOGICI

• Fattori edafici e pedologici.Fattori climatici. (temperatura, precipitazioni, venti, luce).Fattori bioticì (interazioni).Fattori topografici (altitudine, esposizione).

agiscono su tutti gli ecosistemi, modificandone la struttura e composizione.

Luce, temperatura, acqua, ossigeno, sali minerali sono fattori ecologici importanti sulla terraferma. Luce, temperatura, salinità, pressione, ossigeno, sali minerali sono fattori ecologici importanti in ambienti acquatici.

In base al grado di tolleranza, una serie di termini che usano il prefisso steno—, nel significato di “stretto” ed euri—, nel significato di “ampio” ,

sono divenuti usuali in ecologia:

• stenotermo — eritermo (temperatura)

• stenoidrico — euriidrico(acqua)

• stenoalino — eurialino(salinità)

• stenofago — eurifago (cibo)

• stenobato — euribato (pressione)

• stenoecio — euriecio (habitat)

In una specie stenoecia (in questo caso stenoterma) il minimo, l’optimum e il massimo

sono molto vicini. Quindi, un modesto cambiamento di temperatura (che per una specie

euriterma avrebbe un minimo effetto) si rivela spesso critico.

• L’evoluzione di stretti intervalli di tolleranza potrebbe essere considerata una forma di specializzazione, che si risolve in una maggiore efficienza a spese dell’adattabilità e contribuisce ad incrementare la diversità della comunità nel suo insieme

HABITAT• L’habitat di un organismo è l’ambiente naturale in cui esso normalmente

vive

• l’habitat dell’aquila reale sono le zone montagnose poste al di là del limite degli alberi sotto il livello delle nevi perenni

• il koala vive esclusivamente nell’habitat costituito dalle foreste di eucalìpto dell’Australi orientale

• gli scoiattoli hanno un habitat arboreo

• l’habitat del castoro di montagna è costituito da fitti boschi in prossimità dell’acqua

• le talpe un habitat sotterraneo

tarli

• muffe

• termiti

• La POPOLAZIONE è un gruppo di organismi della stessa specie (individui che possono potenzialmente incrociarsi fra di loro):

• producendo progenie fertile

• possiedono un patrimonio genetico comune)

• occupano lo stesso spazio nello stesso periodo di tempo (interagiscono fra loro nello spazio e nel tempo)

• condividono uno stesso ruolo funzionale (ossia una medesima nicchia ecologica)

• reagiscono in modo simile allo stimolo dei fattori ambientali

• formano un sistema biologico dotato di propri meccanismi di controllo.

• Una COMUNITA è un’associazione di popolazioni di specie diverse che hanno lo stesso habitat, legate tra loro, direttamente o indirettamente, attraverso una varietà di interazioni.

• Caratteristiche di una comunità sono la diversità biologica, vale a dire il numero delle specie che vivono in un dato habitat. il numero di individui di ciascuna specie (abbondanza relativa) e la loro dispersione nell’habitat.

• Queste caratteristiche sono influenzate dall’azione combinata di vari fattori:

• — la piovosità, la temperatura, la composizione del suolo e altre caratteristiche geochimiche e climatiche dell’habitat;

• — il tipo e la quantità di cibo e di altre risorse disponibili;

• - gli adattamenti anatomici, fisiologici e comportamentali, grazie ai quali i componenti di una specie sono in grado di sfruttare determinate risorse;

• - le interazioni tra le diverse specie presenti nell’habitat.

• In un dato habitat ogni specie occupa una sua nicchia ecologica,

• non è un luogo ma un modo di vita,• un ruolo• comprende tutte le condizioni fisiche, chimiche e

biologiche di cui la specie necessita per vivere e riprodursi (luce, anidride carbonica, ossigeno acqua e sostanze nutritive, temperatura, tipo di cibo, predatori, specie che competono per le stesse risorse).

NICCHIA ECOLOGICA

Le specie, in genere, occupano nicchie tanto più diverse quanto più diverse sono le loro abitudini alimentari e ciò perché in questo modo viene a mancare un importante

fattore di competizione.

Vi sono specie chiamate specialiste e altre generaliste.

Le prime hanno nicchie limitate, possono vivere in un solo tipo di habitat, si nutrono di un solo tipo di cibo e sono

molto sensibili alle variazioni dei fattori ambientalie climatici.

Ne sono esempio il panda gigante della Cina e il koala australiano, che si alimentano esclusivamente di piante di bambù ed eucalipto rispettivamente. Sulle Alpi stenofagi

sono il capriolo, la donnola, l’ermellino.

I generalisti sono gli organismi che hanno nicchie ampie e grande capacità di adattamento. Sono

specie generaliste le mosche, gli scarafaggi, i ratti, gli esseri umani.

• Negli ambienti in cui le condizioni si mantengono costanti nel tempo, come le foreste pluviali, sono avvantaggiati gli specialisti mentre i generalisti, essendo più adattabili sono favoriti negli ambienti soggetti a repentini cambiamenti.

L'Unità funzionale di base dell'Ecologia è L'ECOSISTEMA (Tansley, 1955)

BIOTOPO (spazio fisico inanimato in cui vive una biocenosi)e

BIOCENOSI(insieme di tutti gli organismi viventi che coabitano in un biòtopo)

ricevono energia termica dal sole e si scambiano materia ed energia tra loro, influenzandosi reciprocamente.

• Un ECOSISTEMA è reso funzionale da:

• una comunità

• un flusso di energia

• un ciclo di materiali

Gli ecosistemi possono essere di dimensioni variabili e si caratterizzano per la loro struttura, il funzionamento e la storia.

Inoltre ecosistemi diversi contigui interagiscono tra di loro attraverso scambi di materia e energia.

Ecosistema può essere definito un lago, un corso d'acqua, una prateria, un bosco, ma anche un singolo albero o una foglia.

In alcuni casi si possono definire abbastanza esattamente le dimensioni di un ecosistema, mentre altre volte non è possibile definire

i confini.

• Essi si suddividono in:

• Microsistemi (ad esempio un tronco di albero morto) • Mesosistemi (foresta, stagno, etc.) • Macrosistemi (oceano)

EVOLUZIONE DI UN ECOSISTEMA

• L'evoluzione ecosistemica culmina con una fase detta CLIMAX per raggiungere la quale si succedono una serie di passaggi graduali (stati serali).Lo stadio finale CLIMAX, dinamicamente stabile, persiste finché non intervengano grosse perturbazioni esterne.

Catene e reti alimentari

Efficienza del riciclo dei nutrienti

• Efficienza dell'uso dell'energia

• Resistenza / resilienza

• Maturità dell’ecosistema

• specie r strategiche specie k-strategiche 

CATENA ALIMENTARE

• In tutti gli ecosistemi naturali la fonte di energia primaria è il sole. La maggior parte di questa energia viene persa sotto forma di calore, mentre una piccolissima parte viene utilizzata nella fotosintesi, come primo gradino della catena alimentare.

• PRODUTTORI AUTOTROFI: vegetali che, tramite il processo di fotosintesi clorofilliana sono grado di sintetizzare la materia organica partendo da sostanze inorganiche, utilizzando la luce solare come fonte di energia: 12 H20 + 6 C02 = C6H1206 + 6 02 + 6H20

Le catene alimentari sono numerose, in quanto diversi consumatori si nutrono di più tipi di cibo. Gli animali che appartengono a più di una catena alimentare collegano una catena all’ altra formando una rete

alimentare

• CONSUMATORI (ETEROTR0FI): animali erbivori (consumatori primari) e carnivori (consumatori secondari, terziari etc.) che si nutrono di altri organismi viventi.

• DECOMPOSITORI (Saprofiti): eterotrofi (principalmente batteri, protozoi, funghi) che ottengono la loro energia sia demolendo tessuti organici morti, sia assorbendo materia organica disciolta. Rimettono in circolazione la materia organica.

CATENA DEL PASCOLO

CATENA DEL DETRITO

Produttivita’

• La produttività primaria lorda e le caratteristiche principali degli ecosistemi

• terrestri possono essere semplicemente riferite a due fattori principali: la

temperatura (condizione)

la piovosità (risorsa).

Fattori Ambientali

• Condizioni:• fattori abiotici che determinano le

caratteristiche dell'ambiente. Le condizioni possono variare nello spazio e nel tempo e determinano risposte differenziate negli organismi.

• Gli organismi sono influenzati dalle condizioni ambientali ma non le "consumano" e non le "esauriscono".

• Esempi: temperatura, salinità

Fattori Ambientali

• Risorse:• Fattori ambientali che vengono utilizzati e

consumati dagli organismi.• Esempi: acqua, sostanze nutrienti.• Esistono risorse che possono determinare

specifiche condizioni ambientali.• Esempi:• Luce : energia luminosa (risorsa)• illuminazione (condizione)• Acqua: disponibilità idrica (risorsa)• umidità del suolo (condizione)

Produttivita’

• La produttività primaria lorda e le caratteristiche principali degli ecosistemi terrestri possono essere semplicemente riferite a due fattori principali: la

temperatura (condizione)

la piovosità (risorsa).

Strategie di adattamento

• In un ambiente scarsamente affollato o mutevole (soggetto a uragani. stress etc.) le pressioni selettive favoriscono specie con elevato potenziale riproduttivo

(Specie r—strateghe ) alta resilienza, bassa resistenza

In un ambiente affollato o fisicamente stabile le pressioni selettive favoriscono specie con basso potenziale riproduttivo ma elevate possibilà di utilizzo delle risorse

(Specie K—strateghe) alta resistenza, bassa resilienza

Selezione r• Rusticità ed adattabilità ambientale

•Specie pioniere di habitat disturbati

•riproduzione in stadi molto precoci

•Rapidità di accrescimento

•si possono riprodurre in diversi modi

•Resistono a fattori ambientali avversi

•Produzione di semi più di una volta per anno

•specie particolarmente adattate a particolari ambienti con i loro meccanismi di dispersione dei semi

•· Capacità di emergere da profondità notevoli

•· Elevata abilità competitiva per nutrienti, luce, e acqua

successione ecologica.

• La successione ecologica è una sequenza continua di modificazioni delle componenti biotiche e abiotiche di un'area;

La sequenza delle comunità che via via si sostituiscono nell'ecosistema è detta "serie" e sono definiti "stadi seriali" le diverse fasi di transizione.

roccia

muschi

licheni• Frantumazione della roccia da parte delle radici

• Produzione di humus

• Insediamento di piante erbacee

Duna sabbiosa

Erbacee annuali

Stabilizzazione della sabbia

• Produzione di humus

• Insediamento di piante erbacee poliennali

Le specie che per prime arrivano a colonizzare un nuovo ambiente

di dicono pioniere

Erbacee annuali

Le specie che per prime arrivano a colonizzare un nuovo ambiente

di dicono pioniere

Erbacee annuali

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Zona fotica – autotrofa - produzione

Zona eufotica – eterotrofa - respirazione

• Produttori primari –

fitoplancton

non visibile

produce più ossigeno che non le piante macroscopiche

• Decompositori –

presenti nel fango del fondo, dove si accumula materia organica morta,

batteri, funghi e flagellati, provvedono al riciclo e al riutilizzo delle sostanze organiche

• Fattori abiotici - Sono sostanze organiche ed inorganiche necessarie per la vita dei vari organismi: acqua, ossigeno, anidride carbonica, fosfati, aminoacidi, ecc. Si trovano sul fondo, dove si deposita la biomassa morta, ma anche in soluzione o in sospensione come materiale particolato.

• Consumatori primari (erbivori) - zooplancton erbivoro presente nella colonna d'acqua, pesci erbivori.

• consumatori secondari (carnivori) - insetti o pesci predatori o zooplancton carnivoro,

consumatori terziari - pesci carnivori che mangiano carnivori e così via.

detritivori - benthos (termine che indica la fauna presente sul fondo).

La loro attività di sminuzzamento rende più facile l'attività dei decompositori.

Zona fotica – autotrofa - produzione

Zona eufotica – eterotrofa - respirazione