Scienza delle relazioni ambientali - IC San Giovanni Bosco · MAPPA CONCETTUALE. prof. Filippo...

prof. Filippo QUITADAMO 1

Scienza delle relazioni ambientali


Abbiamo una sola Terra … Conoscere per decidere.

(Barbara Ward)

Il saggio soprattutto allora pensa alla povertà, quando si trova in mezzo alla ricchezza.

(Seneca)

La via giusta: la fine della cultura della competizione,per scoprire i nessi dell’interdipendenza e le regoledella collaborazione. (Ernesto Balducci)


� L’idea focale che deve attraversare la nostra

vita quotidiana è che la Terra (ECOSFERA) è

la casa dei viventi e dell’Umanità presente e

futura. Se vogliamo viverci serenamente, essa

va protetta e curata. Per conseguire questa

finalità è prioritario conoscere il Sistema Terra

nelle sue potenzialità (risorse), nei suoi

limiti, nei suoi rischi, nei suoi meccanismiche ne regolano il funzionamento.


� E’ ormai acclarato che lo studio dell’ambientee delle emergenze ambientali è uno degliobiettivi prioritari e indifferibili dell’uomo e inparticolare per la Scuola dell’Autonomia,basata sull’interazione di tre fattori quali“responsabilità, flessibilità, integrazionecon il territorio”, per cercare di modificare ivalori e i comportamenti nelle attuali e futuregenerazioni, e puntare decisamente ad unacultura ecologica, capace di futuro per ilSistema Terra.

Ecologia e Scuola dell’Autonomia


INSULTO o EMERGENZA AMBIENTALE

� Dalla sua comparsa, circa due milioni di anni fa,l’uomo, attraverso una lenta ma continua edinesorabile evoluzione dei suoi comportamenti, èpassato da uno stato di completa dipendenza rispettoalla Natura ad una indipendenza e capacità di azione,per cui, unico tra i viventi, è riuscito a piegarel’ambiente alle sue presunte necessità.

� Purtroppo, nell’interferire con i cicli naturali, l’umanitàha agito esclusivamente nell’ottica miope delsoddisfacimento dei propri bisogni, utilizzando lerisorse terrestri secondo l’economia del cow-boy,senza rispetto per la Natura, ignorandone le ragioni.


L’uomo, infatti, ha agito sul Sistema Terrasenza conoscere in modo adeguato leragioni della Natura e le componenti delSistema, usando criteri puramenteeconomici e sfruttando al massimo lerisorse ambientali, secondo l’economia delmero uso strumentale, contro Natura.


L’Umanità, pertanto, deve essere guidata da alcuneconvinzioni fondamentali:

1. La complessità: in natura tutto è collegato einterdipendente, interconnesso (struttura complessa esistemica della natura). L’uomo è dentro la natura nonsopra o accanto, né contro. Tale interdipendenza ocomplessità è studiata dalla ecologia o scienza dellerelazioni ambientali o economia della Natura.

2. I limiti: in natura tutto è limitato ed esauribile.3. La progettualità - se tutto è collegato, ne deriva che

l’uomo:� deve imparare a progettare le proprie azioni sull’ambiente,

prevedendone i rischi immediati e futuri (VIA) per operarescelte consapevoli.


� Deve risparmiare il più possibile in termini di risorse(risparmio, raccolta differenziata dei rifiuti,riciclaggio, sostituzione di materiali tossici con altri).

� Deve scegliere tra sicurezza ambientale attuale efutura (mentalità da presbite) e vantaggi economici abreve scadenza (miopia).

� Deve maturare conoscenze, comportamenti e valoriche portino ad impiegare le risorse planetarie secondosolidarietà, giustizia e coscienza (conoscere perdecidere).


L’EDUCAZIONE AMBIENTALE: CONOSCERE L’AMBIENTE BIO-FISICO DELL’UOMO, “Il sistema Terra”.

� Per affrontare e risolvere le problematiche ambientalioccorre modificare il rapporto uomo-natura e cercaredi conciliare l’economia con l’ecologia. A tal fine èimportante imparare a conoscere scientificamente ilSistema Terra, le componenti e le interazioni.

� Le conoscenze relative al funzionamento degliambienti naturali come strumento per formarecompetenze ambientali, nelle quali convergono, comein un ciclo virtuoso, conoscenze, valori, abilità ecomportamenti (per prevenire e/o affrontare epadroneggiare i problemi ambientali).

� Anzitutto, per ambiente (dal latino ambire) si intendel’insieme degli aspetti naturali, artificiali, politici, sociali,legislativi, culturali, storici ed economici presenti sulterritorio.


Nella Carta dei Principi di Fiuggi (1987) sull’educazione ambientale si legge: …

� L’educazione ambientale è orientata allo sviluppo sostenibile econsapevole, capace di futuro.

� L’umanità ha la capacità di educarsi a rendere lo svilupposostenibile e di garantire il soddisfacimento dei bisogni attualisenza compromettere le possibilità delle generazioni future.L’educazione può rendere le persone più sensibili rispetto allequestioni etiche e ambientali, ai valori e alle attitudini, alle abilità eai comportamenti nella prospettiva dello sviluppo sostenibile.

� L’educazione ambientale coinvolge conoscenze, valori,comportamenti, esperienze dirette, sul funzionamento esull’evoluzione degli ecosistemi naturali, sulle modificazioniindotte dalle attività umane, sul contributo della ricerca scientificae dell’innovazione tecnologica, si rivolge ai cittadini di ogni età …


Nella Carta dei Principi di Fiuggi (1987) sull’educazione ambientale si legge: …

� L’educazione ambientale è globale e si protrae pertutta la durata dell’esistenza. E’ trasversale edinterdisciplinare.

� Si esprime attraverso l’agire educativo e l’educareagendo, (sapere e comportamento)

� Richiede spirito esplorativo e processo di costruzionedelle conoscenze, innovazione metodologica, didatticae organizzativa …

� L’educazione ambientale consente di comprendere lacomplessità delle relazioni tra Natura e attività umane,risorse ereditate, da risparmiare e da trasmettere,dinamiche della produzione, del consumo e dellasolidarietà.


LO SVILUPPO SOSTENIBILE

SVILUPPO SOSTENIBILE

L’AMBIENTELA SALUTE

SVILUPPO

MANTIENE MIGLIORA

FAVORISCEMIGLIORA

SVILUPPO IMPROPRIO

MINACCIA

L’AMBIENTE

LA SALUTE

LO SVILUPPOINFLUISCE

MINACCIALIMITA


L’educazione ambientale……….

Per uno sviluppo sostenibile, condiviso,consapevole e responsabile l’educazione:

� coinvolge conoscenze, valori, comportamenti,esperienze sull’interazione uomo-ambiente

� consente di comprendere <<la complessità delsistema Terra, le risorse ereditate, da risparmiare eda trasmettere, la solidarietà>>.


L’educazione ambientale

consente di affiancare <<l’educazione alle conoscenze>> con

<<l’educazione ai valori>>.


IMPRONTA ECOLOGICA

Lo studio dell’ambiente, soprattutto inrelazione ai problemi posti dallo sviluppoantropico, costituisce uno strumentoculturale indispensabile per puntaresulla mentalità di etica ambientale,necessaria per affrontare le emergentiproblematiche territoriali e perpromuovere sul territorio interventiecologicamente responsabili. Prima,però, bisogna conoscere.


In questo modulo si parla di:

� Ecologia

� Popolazioni

� Biocenosi

� Ecosistemi

� Componenti abiotiche e biotiche

� Produttori, consumatori e decompositori

� Catene, reti trofiche, piramidi ecologiche

� Habitat e nicchia ecologica

� Flusso di energia e riciclo di materia

� Fattori limitanti

� Relazioni intra e interspecifiche.


Le UdA del modulo sono:

� UdA 1 - Le popolazioni� UdA 2 - Le biocenosi e le interazioni� UdA 3 - L’ecosistema e le dinamiche � UdA 4 - I Biomi.


MAPPA CONCETTUALE


ecologia: economia della natura

� L’ecologia, probabilmente, è lascienza più antica alla qualel’uomo si è rivolto.

� Il termine ecologia è statoproposto per la prima volta dalbiologo tedesco Ernest Haeckelnel 1869.


� Essa si occupa dell’ambiente in cui sivive e delle relazioni che legano gliorganismi all’ambiente e tra loro. E’definita “la scienza delle relazioniambientali“, ma anche “economiadella natura“…

� I viventi sono legati principalmente darelazioni di tipo alimentare (rapportitrofici).

Ecologia: scienza delle relazioni ambientali


Si parla di:

1. AUTOECOLOGIA, che studia lerelazioni di una singola specie con glialtri organismi e con l’ambienteabiotico;

2. SINECOLOGIA, che studia i rapportiche si instaurano tra tutte le speciedi una biocenosi.

3. Anche l’uomo può essere oggetto distudio e, quindi, si può parlare diecologia umana o urbana.

Tipi di ecologia


Di particolare interesse sono i rapportifra Ecologia (studio dell’ambiente) edEconomia (gestione dell’ambiente):esse sono discipline associate. E’auspicabile la ricongiunzione uomo-natura, ecologia-economia, conl’avvento di una nuova disciplina Eco-Eco, capace di coniugare ecologia edeconomia per ridirezionare l’economiaverso un ambiente e un futurosostenibile.

Ecologia ed Economia: stesso prefisso


I LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE dalla cellula alla biosfera


Ecologia = scienza che studia le relazioni e leinterferenze fra organismi e ambiente in cui vivono.

� Ogni organismo per vivere assumedall’ambiente energia e materia e vi versarifiuti.

� Quindi, gli organismi sono condizionati dalclima, dal suolo, dall’acqua, dal cibo

� La vita si svolge nella biosfera o ecosfera,dove gli organismi stabiliscono relazioni conindividui della stessa specie, di specie diversee con l’ambiente fisico, con reciprocainfluenza.


I LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE

L’ecologia studia gli organismi nonsingolarmente ma riuniti in varilivelli, sempre più complessi:

� La popolazione

� La biocenosi o comunità biologica

� L’ecosistema [prato, bosco, lago …]

� I biomi [steppa, deserto, mare …]

� La biosfera o ecosfera.


La biosfera o ecosfera

� È il più grande ecosistema della Terra: è ilcomplesso di tutti gli ecosistemi, formato datutti i biomi terrestri.

� Rappresenta il carico di biodiversità e gliambienti di vita sulla Terra, frutto di interazionicon la litosfera, l’idrosfera e l’atmosfera.

� Nella biosfera l’organismo riceve energia emateria, attraverso un flusso costante che siorigina nel Sole.

� Essi non vivono soli ma in relazione con glialtri viventi.


� L’ecologia è la scienza che studia lerelazioni fra gli organismi e l’ambiente divita, in un rapporto di reciprocadipendenza ed influenza.

� Cioè, gli organismi influisconosull’ambiente modificandolo, el’ambiente condiziona, con isuoi fattori, la vita dei viventi.


�Le biocenosi e l’ambiente abioticoo non vivente (suolo, aria, acqua)e le reciproche relazioni formanoun ecosistema.

�La biosfera o ecosfera interagiscecon la litosfera, l’idrosfera el’atmosfera.


Ciascuno dei livelli è legato agli altrie all’ambiente, attraverso scambi:

� di materia (riciclabile secondo unmodello a condotto circolare ociclico)

� e di energia, non riciclabile, mafluisce in modo unidirezionale(modello a imbuto).


� Il flusso dell’energia può essere rappresentato con unmodello detto “a imbuto”, mentre il riciclo della materiacon un modello “a condotto ciclico”

� L’energia fluisce in modo unidirezionale senza possibilitàdi riciclo, la materia si conserva e viene riciclata grazie aidecompositori.


Il flusso dell’energia e il riciclo della materia

� L’energia fluisce in modo unidirezionale senzapossibilità di riciclo, fino all’estinzionedell’energia disponibile al termine della catena.Pertanto, più è lunga una catena trofica, più gliultimi organismi hanno difficoltà a reperireenergia per la loro vita.

� la materia si conserva e viene riciclata grazie aidecompositori.

� Costituiscono i due grandi principidell’ecologia, perché validi per tutti gliecosistemi e per tutti gli organismi.


La produttività di un ecosistema

È la velocità, per unità di superficie e unitàdi tempo, con cui gli organismi di un livellotrofico producono biomassa.


La produttività di un ecosistema

� Produttività primaria lorda (PPL): laquantità di sostanza sintetizzata mediantela fotosintesi.

� Produttività primaria netta (PPN): laquantità effettiva di materia che rimanedopo che gli autotrofi ne hanno usato unaparte per la respirazione e che transiteràin una catena trofica.


Adattamento

� È un processo continuo attraverso cui ilvivente modifica alcune strutture ocomportamenti in risposta alletrasformazioni ambientali, per lasopravvivenza.

� Gli adattamenti possono essere:fisiologici, morfologici, comportamentali,genotipici, fenotipici.


Adattamento

� Fisiologici: tendono a soddisfare leesigenze metaboliche degli organismi.

� Morfologici: riguardano l’anatomia deiviventi

� Comportamentali: modifiche dellereazioni degli organismi all’ambiente.

� genotipici, fenotipici.


Adattamento


Finalità del mimetismo

� Il mimetismo è collegato allapredazione, perché confondersi conl’ambiente è utile:

� sia a chi sfugge

� sia a chi tende l’agguato, �per simulare apparenze sgradevoli o

pericolose per salvare la vita.


Adattamenti particolari: mimetismo

� Mimetismo batesiano (da Bates), percui un organismo acquista un colore o unaspetto che lo rende simile ad un altronon adatto ad essere cibo.

� Colorazione ammonitrice: faassumere un aspetto di un altro esserepericoloso, da evitare.

� Mimetismo aggressivo: le predeassumono aspetto aggressivo, ipredatori un aspetto innocuo.


Adattamenti particolari: mimetismo

� Mimetismo di occultamento ocriptico: es. camaleonte, insetto-foglia o stecco, rende l’organismosimile all’ambiente.

� Mimetismo parassitario: es. il cuculodepone le uova nel nido di altriuccelli.


Glossario

� Ambiente da ambire: ambiente fisico +biocenosi e, quindi, la rete degli scambi e deirapporti che si realizza tra tutti i componenti.

� Biocenosi: insieme delle popolazioni animali(zoocenosi) e vegetali (fitocenosi) chevivono su di una stessa area, con speciedominanti, specie caratteristiche eorganizzazione a strati: produttori,consumatori e decompositori + le loro relazioni


Glossario

� Bioma: vasta estensione territoriale concaratteristiche climatiche e biotiche comuni. E’un macroecosistema. I biomi possono esseredistinti in :

� Marini (costa, litorale, pelagica, abissale)� Terrestri (savana, tundra, taiga, deserto,

prateria, foresta equatoriale, steppa …)� Polare (senza vegetazione)� Di acqua dolce (sorgenti, fiumi, torrenti, laghi,

paludi, stagni).


Glossario

� Biomassa: l’insieme di tutti gli organismi cheoccupano tutti gli ambienti dove è possibile la vita

� Biotopo: parte non vivente di un ecosistema, cioèl’insieme dei fattori fisici e chimici.

� Capacità portante (K): massimo numero di individuiin un certo ambiente. Infatti, per ogni specie esiste untetto di densità massima possibile che non si puòsfondare, pena la carestia e il tracollo dellapopolazione stessa. Tale limite è detto capacitàportante dell’ambiente.


Glossario

� Catena alimentare: passaggi alimentari tra i vari livelliin una comunità biologica, cioè l’insieme dei rapportialimentari tra i componenti viventi di un ecosistema(interdipendenza o relazione alimentare). Quindi, èun trasferimento di energia chimica dai produttori aglialtri componenti della biocenosi.

� Catene di pascolo: (si originano) dalle piante aglierbivori pascolanti, ai carnivori

� Catene di detrito: (si originano) dalla materiaorganica morta ai decompositori (funghi, batteri) eai detritivori (invertebrati detritivori come i lombrichi)ai loro predatori (invertebrati carnivori).


Glossario

� Ecoide: individuo nell’ambiente.� Ecosfera: interazione tra biosfera e le sfere

fisiche o geosfera.� Ecologia: studio delle relazioni tra gli

organismi e l’ambiente.� Ecosistema: unità ecologica derivante dalla

integrazione degli organismi viventi e ilsubstrato con tutti i rapporti che intercorronotra essi, cioè biotopo + biocenosi (sistemaabiotico + sistema biotico) + reciprocherelazioni.


Glossario

� Habitat: il tipo di luogo in cuinormalmente un organismo vive,spazio occupato, indirizzo.


Glossario

� Nicchia ecologica: ruolo, funzione,professione di un organismo o di una specie; ilcomplesso delle esigenze ambientali di unaspecie (fattori biotici ed abiotici) cherendono possibile la sua sopravvivenza.

� Essa è definita dal tipo di alimentazione(produttore, consumatore …), dalle dimensionidel corpo, dalle preferenze climatiche, daifattori limitanti, dall’intervallo ottimale per tuttii fattori ambientali. Pertanto, dipende:

� dalla struttura dell’organismo� dalle sue risposte fisiologiche� dalle sue capacità di procurarsi il cibo� dai suoi adattamenti.


Nicchia ecologica� In un ambiente non possono coesistere due specie

aventi la stessa nicchia ecologica, pena una spietatacompetizione, letale per una specie mentre l’altra piùforte sopravvivrà. A volte c’è una leggerasovrapposizione (es. leoni e iene). Infatti, il leone piùdella iena ricerca anche animali vivi e attacca anche piùdella iena erbivori molto grandi. Pertanto, i duepredatori sono in competizione, ma solo entro certi limitiin quanto le loro nicchie sono un po’ diverse. Mentre,quando in un ambiente vivono due specie con nicchiesimili, si instaura una forte competizione e la specie piùefficiente soppianta l’altra. Quella perdente o scomparedalla scena, o modifica la propria nicchia o si rifugiaaltrove o può cambiare nel tempo i propri connotatidando luogo ad una nuova specie (evoluzione).


Nicchia ecologica

� Insomma, due industrie non possonofabbricare lo stesso prodotto e coesisteresul mercato: o differenziano i rispettiviprodotti o l’industria più efficiente finiràper soppiantare l’altra.

� In conclusione, la nicchia ecologica diuna specie rappresenta l’insieme deivalori ottimali di ogni fattore ecologico(tempo, luce, acqua, spazio, salinità,cibo..) entro i quali una specie si sviluppaal meglio.


Omeostasi

� capacità di un organismo di mantenerestabili le condizioni interne, cioè unostato di equilibrio chimico e fisico per farfronte ai cambiamenti delle condizioniambientali (rimanere uguali). Occorronosensibilità e risposte appropriate.


Glossario

� Piramide alimentare: è un diagrammautile per rappresentare la strutturaecologica di un ambiente naturale aseguito dei flussi di materia ed energiache si verificano in un ecosistema. Taleforma è dovuta principalmente allaperdita di energia [circa 1/10] nelpassaggio da un livello all’altro.


Glossario

� Popolazione: insieme di organismi di unastessa specie viventi in una determinata area.

� Potenziale biotico: velocità massima diriproduzione in condizioni ideali. Capacità diaccrescimento di una popolazione. Statoideale. Tasso massimo di riproduzione.

� Produzione biologica:crescita e riproduzione;è alla base del flusso di materia ed energia. Ilsuo ritmo è stabilito dal fattore limitante, lazavorra che rallenta la marcia (legge di Liebigo del minimo).


Glossario

� Resistenza ambientale: l’insieme dei fattoriambientali limitanti che condizionano il ritmo dicrescita di una popolazione.

� Tra i fattori biologici o biotici ricordiamo:predazione, cibo, malattie, parassiti,competizione;

� tra i fattori abiotici ricordiamo quelli fisici:temperatura, rifugi, vento, suolo, pendenza,latitudine, pressione, luce, gravità; quellichimici: ossigeno, gas, pH, acqua.


Glossario

� Reti alimentari o trofiche: un insieme di catene alimentari interconnesse.


Glossario

� Valenza ecologica: esprime l’intervallo divariazione dei fattori ecologici entro cui unorganismo è in grado di sopravvivere(stenoecie, euriecie).

� Vivere: interagire sia con altri organismiviventi nello stesso ambiente sia con lecomponenti non viventi dell’ambiente (acqua,suolo, aria, vento, pressione, luce ….)


obiettivi

� Di conoscenza:1. Definire una popolazione2. Descrivere i fattori che

causano le variazioni di una popolazione nello spazio e nel tempo

3. Distinguere e definire i parametri di crescita

4. Definire i fattori ecologici

5. Definire e descrivere i fattori limitanti la crescita di una popolazione

� Competenze

1. Leggere ed interpretare la curva di crescita di una popolazione

2. Spiegare e distinguere le curve dei modelli di crescita di una popolazione

3. Esporre la differenza tra le strategie r e k


La popolazione

� L’unità funzionale dello studio ecologico checostituisce il livello più basso diorganizzazione è la popolazione.

� Come abbiamo detto, è costituita da ungruppo di individui della stessa specie checondividono la stessa area geografica.

� Quindi, il concetto di popolazione racchiudedue concetti:

1. Appartenere alla stessa specie

2. Devono condividere lo stesso habitat.


Ecotipi

� Popolazioni locali adattate ad una certacondizione limitante, verso cui hannosviluppato limiti di tolleranza.


CARATTERISTICHE

� E’ un gruppo di individui della stessaspecie, abitanti in una determinata areanello stesso tempo.

� Le caratteristiche principali chedefiniscono una popolazione sono:


1. NATALITA’

� Potenziale

� Fisiologica (ottimale)

� Reale (ecologica): numero di nuoviindividui per unità di tempo (anno) perunità di popolazione (1000).


2. MORTALITA’

� Teorica (in condizioni ottimali)

� Ecologica o reale: numero di mortiper unità di tempo, condizionata davari fattori:

� insufficienza di cibo;

�predazione;

�malattie;

�parassiti;


3. CRESCITA

� con forma ad “S“ o ad “J“� FLUTTUAZIONE stagionale, annuale: oscillazioni delle

dimensioni di una popolazione. Es. fluttuazione con curva adente di sega.

� DIFFUSIONE: movimento degli individui:� IMMIGRAZIONE: movimento verso l’interno� EMIGRAZIONE: movimento verso l’esterno� MIGRAZIONE: abbandono e ritorno

periodici.


� Crescita: insieme delle trasformazionisubite nel tempo da un organismo o dauna popolazione. Tasso di crescitaannuo (tasso di natalità + diimmigrazione) – (tasso di mortalità e diemigrazione).


Crescita logistica ad S

� Il grafico rappresenta la curva di crescita ad S(reale) di una popolazione.

� In realtà ci sono fluttuazioni intorno alla capacitàportante (K) o di sostentamento ambientale. Inoltre, lostato stazionario (il pianerottolo) della curva ad Sviene raramente raggiunto in natura, perché svariatifattori intervengono prima a bloccare la crescita:

� Fattori dipendenti dalla densità (biotici:competizione, predazione, parassitismo, malattie,sovraffollamento);

� Fattori non dipendenti dalla densità (abiotici fisicie chimici).


Crescita a S, accrescimento logistico


Crescita a J, esponenziale

� Esiste anche una crescita geometrica,drammatica, eccessiva, esponenziale(curva a J ) con cibo e spazio sufficienti,con una velocità di crescitaproporzionale ad N secondo la formulaV = N x r dove N = numero individui,r = tasso di accrescimento o potenzialebiotico, dal quale dipende il ritmo dicrescita di una popolazione.


Crescita a J, accrescimento esponenziale


4. DENSITA’

Esprime il n° di individui della stessaspecie e presenti in una data area.

Dipende da vari fattori ambientali:

1. fattori biotici (predatori, disponibilitàdi cibo),

2. fattori abiotici (disponibilità di acqua,di luce, di calore, di rifugi.


5. DISTRIBUZIONE

� sistemazione degli individui di unapopolazione in un certo spazioterritoriale. Rileva il modo come essisono distribuiti.

� Può essere:

1. AGGREGATA o a gruppi

2. CASUALE

3. UNIFORME


DISTRIBUZIONE


6. COMPOSIZIONE

� rileva dati qualitativi e quantitativi:

� come per es. la ripartizione degliindividui tra maschi e femmine o infasce di età.

� Le eventuali modifiche subite dallapopolazione dipendono dai fattoribiotici e abiotici (resistenzaambientale o fattori limitanti).


Le comunità o biocenosi

� È l’insieme delle popolazioni animali evegetali che vivono su di una stessaarea, legate tra loro da rapporti diinterdipendenza per il cibo e le abitudinidi vita.

� Si distinguono comunità acquatiche[nei mari, nei laghi, nei fiumi, neglistagni, nelle paludi] e comunitàterrestri [nei boschi, nei prati, neideserti].


TIPI DI COMUNITA’

� Comunità pioniere: pochi individuipionieri, adatti alla vita in condizioniambientali difficili, danno inizio allasuccessione ecologica. Esempio ilicheni.

� Comunità sere o serali: stadisuccessionali alle pioniere

� Comunità climax: ultimo stadio dellasuccessione, in equilibrio con l’ambiente.


Caratteristiche delle comunità

1. La presenza di specie dominanti especie caratteristiche:

� Specie dominanti: quelle chepredominano per numero e dimensioni

� Specie caratteristiche: il distintivo diuna comunità

2. L’organizzazione a strati


L’organizzazione a strati

� Gli organismi di una biocenosi sonolegati da vari rapporti, il più importante èla ricerca di cibo

� La quantità di cibo determina ledimensioni della comunità, il tipo e ilnumero di specie.


L’organizzazione a strati

� Si possono distinguere tre grandi gruppi:

1. I produttori

2. I consumatori

3. I decompositori e detritivori.


I produttori: autotrofi

� Tutti i vegetali autotrofi, sono l’anello più

importante, l’inizio, la base di ogni catena

alimentare.

� Sono capaci di fabbricare da sé il nutrimento

e l’ossigeno attraverso la fotosintesi.


I consumatori (eterotrofi)

� Consumatori di primo ordine o primari C1

(erbivori e parassiti)

� Consumatori di secondo ordine o secondari C2

(carnivori di erbivori come i predatori e i parassiti)

� Consumatori di terzo ordine o terziari (C3), cioè

carnivori che si nutrono di altri carnivori (rapace)

� Consumatori ennesimi (Cn), che proseguono la

catena trofica.


I decompositori e detritivori.

� Decompositori primari (D1) demoliscono i

produttori

� Decompositori secondari (D2) demoliscono i

consumatori primari ecc……

� Sono batteri e funghi che demoliscono i resti

di organismi morti, riciclando la materia

� Detritivori: lombrichi, alcuni artropodi …


decompositori

consumatoriproduttori


Successioni ecologiche: L’evoluzione di unecosistema

� Successione latitudinale, dall’equatore ai poli� Successione altitudinale

� Successione progressiva

� Successione degradativa: da una situazione complessa ad una semplificata.

� Successione ecologica primaria: quando le comunità colonizzano un ambiente nuovo.

� Successione ecologica secondaria: quando colonizzano un ambiente già in precedenza popolati.


Interdipendenze in una biocenosi

1. Alimentare

2. Riproduttiva: si attua con la diffusionedei gameti, dei semi ad opera delvento, degli insetti, degli uccelli,dell’uomo ……

3. Protettiva: protezione che lavegetazione offre agli animali.


Il termine fu coniato da Sir Arthur Tausley, nel 1935


ECOSISTEMA E COMPONENTI

Un sistema è un insieme di partidiverse che interagiscono.

L’ecosistema è l’unità di basedell’ecologia, l’unità funzionale estrutturale dell’ambiente ed ècomposto da componentibiotiche e dall’ambiente abiotico,legati tra loro da funzioni erelazioni.


Ecosistema = biotopo + biocenosi

� L’ecosistema è costituito da:1. Biòtopo: l’insieme di tutte le

componenti abiotiche dell’ecosistema[clima, luce, suolo, acqua, vento].

2. Biocenosi o comunità biologica: ècostituita da tutti gli organismi animalie vegetali [zoocenosi + fitocenosi].


Ecosistemi aperti

� Perché scambiano continuamenteenergia e materia con i sistemi vicini el’ambiente.


Habitat = indirizzo di un organismo

� Habitat: il luogo in cui normalmenteun organismo o una specie vive,spazio occupato, indirizzo (habitat diprato, di deserto, di foresta, di prateria, dilago, di fiume).

� Esempio: l’habitat del grillo è il prato

� Mentre il suo biotopo è un certoparticolare prato, dove effettivamentevive.


Habitat - biotopo

� Habitat è più restrittivo, riguarda solouna certa specie. Pertanto, l’habitat delleone è la savana, quello del coccodrilloè il fiume.

� Biotopo è più estensivo, riguardandotutte le specie di un ecosistema, è illuogo in cui c’è vita.


Nicchia ecologica: la professione

� Nicchia ecologica: ruolo ecologico,ruolo alimentare o trofico, funzione,professione di un organismo o di unaspecie; il complesso delle esigenzeambientali di una specie (fattori biotici edabiotici) che rendono possibile la suasopravvivenza.


Nicchia ecologica: la professione

� Essa è definita dal tipo di alimentazione(produttore, consumatore, preda, predatore…), dalle dimensioni del corpo, dallepreferenze climatiche, dai fattori limitanti,dall’intervallo ottimale per tutti i fattoriambientali. Pertanto, dipende:

� dalla struttura dell’organismo

� dalle sue risposte fisiologiche

� dalle sue capacità di procurarsi il cibo

� dai suoi adattamenti.


Nicchie mobili

� Il caso degli onnivori: l’uomo, gli altriPrimati, il cane che da carnivorooriginario è diventato onnivoro.

� Euglena: un protista che si puòcomportare da autotrofo o da eterotrofo.


Equivalenti ecologici

� Organismi che in ecosistemi diversisvolgono la stessa funzione.

� Esempi: mucca e canguro entrambierbivori C1

� Leone e squalo, entrambi carnivori.� La presenza degli equivalenti ecologici conferma il

fatto che gli ecosistemi sono unità ecologiche, con le

stessi componenti essenziali.


Fattori abiotici Fattori biotici

Componenti

fisicheComponenti

chimicheOrganismi

LuceTemperatura

PressioneVento, suolo …

Elementi chimiciComposti inorganiciComposti organici

gas

ProduttoriConsumatoriDegradatori.

Fattori ambientali


� Vantaggiosi� Dannosi� Limitanti

Fattori ambientali


I FATTORI LIMITANTI

La presenza e il successo dei viventidipendono da un insieme di condizioni, eprincipalmente dalla risorsa presente inquantità minima (legge del minimo o diLiebig).Per ogni fattore esiste:• Un optimum• Un massimo• Un minimo.


Resistenza ambientale

La pressione esercitata su unorganismo dal complesso di tutti ifattori limitanti, definisce laresistenza ambientale. Questoparametro incide sulla dinamica dellepopolazioni impedendone ilraggiungimento del massimo sviluppodemografico, ovvero la crescita finoalla capacità portante.


Capacità portante

I fattori ambientali non permettono lo sviluppoindefinito degli organismi, ma il raggiungimento diun determinato valore di biomassa che prende ilnome di capacità portante dell'ambiente. Lacapacità portante è un valore teorico; in natura, lacrescita demografica delle popolazioni è soggettaal controllo operato dai fattori limitanti, ovvero allaresistenza ambientale, che bilancia la spintaall'accrescimento.


Relazioni omotipiche ed eterotipiche

� Relazioni intraspecifiche:

1. Competizione2. Rapporto sessuale3. Cure parentali4. Società (temporanee e

permanenti)

5. Colonie (omeomorfe ed eteromorfe)

� Relazioni interspecifiche:

1. Competizione

2. Predazione

3. Mutualismo

4. Commensalismo

5. Inquilinismo

6. Foresia

7. Parassitismo.


Rappresentazione grafica a piramide, delnumero organismi, dell’energia e dellabiomassa per ogni livello trofico.

La legge del decimo: passando da un livelloall’altro, la biomassa si riduce di circa il90%.


Le piramidi dei numeri

� Contando il numero degli organismi diuna catena per ogni livello trofico.

� Passando dal livello C1 a Cn il numerodiminuisce progressivamente.

� La piramide presenta la cuspide in alto euna base larga.


Le piramidi delle biomasse

� Considera la quantità di materia checostituisce gli organismi (kg/ha).

� Rende molto evidente il passaggio dimateria da un livello all’altro, chediminuisce gradualmente nei livelli piùalti.


Le piramidi dell’energia

� È un modo molto efficace e corretto perrappresentare i vari livelli trofici

� Essa valuta l’energia associata ai singolilivelli ed è espressa in kcal/m2/anno

� Mette in evidenza il flusso di energia diun ecosistema, la sua possibilità disopravvivenza energetica

� È ritenuta dagli ecologi la più attendibile.


Insieme di più ecosistemi in una vasta regione, dal climauniforme e con un tipo di vegetazione dominante ecaratterizzata da specie animali.

Scienza delle relazioni ambientali - IC San Giovanni Bosco · MAPPA CONCETTUALE. prof. Filippo...

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