Corso di Botanica per Scienze Veterinarie

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1 UNICAM Università di Camerino A.A. 2013/2014 Corso di Botanica per Scienze Veterinarie Prof. Andrea Catorci Dott. Luca Malatesta Lezione 8: Piante come habitat e cibo

2 Piante come habitat: i biomi I biomi sono il risultato delle successioni ecologiche che avvengono nei differenti luoghi della Terra dipendentemente dalle condizioni climatiche e geologiche che li caratterizzano. Il regime di temperatura e precipitazioni, la composizione e la permeabilità del suolo, l'altitudine, l'acclività e l'esposizione dei versanti favoriscono la diffusione di diverse specie vegetali, che vanno a costituire gli ecosistemi nell'ambito dei quali gli animali si nutrono, si spostano e si riproducono.

3 I biomi terrestri Foresta pluviale: occupa le zone equatoriali, in cui il regime climatico è costante e le precipitazioni sono abbondanti tutto l'anno. Queste condizioni determinano dinamiche ecosistemiche particolari: suolo ricco di humus, ma decomposizione e dilavamento molto rapide in assenza di copertura vegetale. La vegetazione è fitta e alta, costituita da sempreverdi come mangrovie e liane, e un elevatissimo numero di specie per metro quadro. Deserto: diffuso nella fascia intertropicale, dove le condizioni climatiche sono estreme, con temperature elevate o bassissime, precipitazioni molto scarse ed eventi piovosi estremi ed improvvisi. Licheni nelle zone fredde, piante spinose, besse, intricate e grasse, con metabolismo C4 o CAM, nei deserti caldi. Savana: appena al di fuori dei tropici, caratterizzata da clima caldo con estati lunghe e secche. Vegetazione erbacea a ciclo breve. Macchia mediterranea: nelle zone a clima mediterraneo, semi-arido con estati calde e secche ed inverni freschi e moderatamente piovosi. Piante sempreverdi (ma non solo), con foglie coriacee, spesso rivestite di corteccia ed oleose. Foresta decidua: precipitazioni abbondanti, stagioni calde e fredde equiripartite durante l'anno, temperature non elevate. Terreni fertili e produttivi, vegetazione con accrescimento rapido nella stagione favorevole e lungo periodo di quiescenza in quella sfavorevole. Sottobosco ricco, densamente popolato di arbusti ed erbe. Taiga: presente nell'emisfero boreale, inverni freddi e lunghi con fotoperiodo breve e congelamento intenso. Foresta di conifere, fitta, che protegge il suolo e lascia pochissima luce determinando la presenza di un sottobosco povero in specie e con copertura bassa. Tundra: presente nelle regioni prossime ai poli, con illuminazione scarsa e fotoperiodo brevissimo, terreno perennemente congelato (permafrost). Muschi, licheni e piante con radici corte, ciclo vitale breve e fase riproduttiva molto rapida.

4 Home range Area occupata, anche provvisoriamente, da un individuo di una specie animale durante la vita (comprende l'area visitata per procacciarsi il cibo)

5 Habitat trofico Habitat ottimale per l'alimentazione di una specie animale, comprende le aree, limitrofe alla posizione della popolazione di appartenenza, in cui sono presenti specie animali e/o vegetali comprese nell'alimentazione della specie considerata

6 Habitat riproduttivo Habitat selezionato da una specie animale per la riproduzione (parto), per via delle particolari condizioni climatiche o topografiche, si trova a volte a distanze notevoli dall'habitat usuale della specie stessa

7 Habitat di rifugio Habitat che permette alla specie di rimanere protetta dalla predazione e da altre minacce, in genere in periodi in cui gli individui sono particolarmente vulnerabili (ruminazione ecc.)

8 Habitat termico Habitat caratterizzato da condizioni ottimali di intervallo termico per la specie considerata, specialmente durante periodi critici o in ambienti caratterizzati da condizioni estreme

9 Considerazioni sull'habitat L'home range comprende al suo interno tutti gli altri tipi di habitat Alcuni tipi di habitat (es. termico, riproduttivo, di rifugio) possono variare con le condizioni climatiche e topografiche La coincidenza di tutti i tipi di habitat è una condizione che permette un minor dispendio di energia, talvolta tuttavia alcune specie molto specializzate (es. migratori) traggono vantaggio nell'investire molte energie nel raggiungimento dell'habitat riproduttivo. Ciò presenta ovviamente anche molti svantaggi. In ambienti caratterizzati da condizioni estreme, alcuni tipi di habitat possono avere estensione molto ridotta, e tuttavia importanza primaria (es. habitat termico)

10 Piante come cibo selettività del pascolo A seconda dei comportamenti e delle preferenze alimentari, gli erbivori vengono classificati in: Concentrate selectors capaci di selezionare, grazie alle labbra mobili ed alla vista acuta, singole specie, foglie e germogli Bulk feeders mandibole grandi, occhi spesso in posizione laterale, incapaci di selezione accurata, strappano interi ciuffi d'erba Tipi intermedi capaci di entrambi i comportamenti sopra descritti, il loro atteggiamento può variare a seconda della disponibilità di risorse foraggere

11 Digestione nei monogastrici Lo stomaco dei monogastrici è un serbatoio semplice, in comunicazione con l'esofago attraverso il cardia e con l'intestino attraverso il piloro. Le sue ghiandole producono acido cloridrico e pepsinogeno, avviando la digestione delle proteine. Secrezioni di muco proteggono le pareti dall'attacco degli enzimi e degli acidi. L'intestino tenue è il segmento più lungo dell'apparato digerente, e si divide in tre segmenti: il duodeno, con funzione prevalentemente digestiva, il digiuno, con funzione di digestione ed assorbimento, e l'ileo, principalmente deputato all'assorbimento. L'intestino crasso è la parte terminale dell'apparato digerente, più corto e spesso dell'intestino tenue, diviso anch'esso in tre parti: il colon assorbe acqua, vitamine e sali minerali, il cieco svolge attività di fermentazione simili a quelle del rumine dei poligastrici, il retto accumula le sostanze di rifiuto che saranno poi espulse come feci.

12 Digestione nei poligastrici Nei ruminanti la digestione inizia nello stomaco (ABOMASO) e prosegue nell intestino tenue. La digestione gastrica è preceduta da fermentazione microbica che avviene nei prestomaci (rumine-reticolo-omaso). Grazie ad una flora costituita da batteri, protozoi e funghi, il rumine è in grado di eseguire la fermentazione in condizioni di anaerobiosi e di digerire la cellulosa. I prodotti della fermentazione sono l'acido acetico, l'acido propionico e l'acido butirrico. Prodotti di scarto della fermentazione sono anidride carbonica e metano. Gli elementi del bolo si dispongono a strati a seconda della densità, e vengono poi risospinti dall'omaso verso la bocca per una ulteriore masticazione, utile ad aumentare la superficie d'attacco. La ruminazione avviene solitamente quando l'animale è a riposo, e necessita dunque di un luogo protetto e riparato

13 Digestione dei composti vegetali Carboidrati: a seconda della composizione, i diversi tipi di carboidrati (di riserva e strutturali) richiedono tempi diversi per essere digeriti. L'amido ha una fermentazione molto rapida e viene digerito facilmente e velocemente, la cellulosa richiede più tempo, dato che la sua fermentazione è lenta. La lignina è indigeribile, e le piante con alto contenuto di fibre possono causare modificazioni e danni all'apparato digerente. Proteine: nei monogastrici la digestione delle proteine si arresta quando queste vengono decomposte negli aminoacidi. Nei ruminanti, invece, si ha un ulteriore processo di deaminazione, con distacco del gruppo NH3 che viene utilizzato dai batteri per l'accrescimento e la moltiplicazione. Lipidi: le diete dei ruminanti contengono una bassa quantità di lipidi (2-3%) che non esercita nessun effetto di rilievo sulle fermentazioni ruminali. Nel rumine, lipasi di origine microbica degradano parzialmente i lipidi.

14 Strategie avoidance e tolerance Molte specie vegetali hanno evoluto delle particolari strategie per evitare di essere brucate o per resistere alla perdita di tessuti. Nel primo caso, queste strategie sono definite di avoidance, nel secondo caso di tolerance. Avoidance Difese meccaniche (spine, peli ecc.) Tolerance Strutture per l'accumulo di sostanza di riserva Difese chimiche (sostanze dal sapore sgradevole) Riproduzione vegetativa Reptazione Ciclo vitale breve Altezza ridotta

15 Facilitazione Nelle aree ricche di risorse ed a clima temperato, la competizione determina la composizione specifica delle comunità vegetali: le specie lottano per le risorse fondamentali alla sopravvivenza, e si determina una ripartizione delle nicchie ecologiche tale da assicurare la sopravvivenza ad un numero più o meno elevato di specie, a seconda di diversi fattori (tipo di ambiente, presenza di dominanti o invasive, eterogeneità dell'habitat ecc.) Nelle zone caratterizzate da condizioni sfavorevoli o estreme, il processo determinante per la composizione specifica è la facilitazione. Si tratta di un'interazione positiva tra una pianta detta nutrice (nurse) ed una o più beneficiarie (beneficiaries). Le piante nutrici, che spesso sono specie pioniere capaci di colonizzare ambienti sfavorevoli, creano condizioni che permettono la diffusione di specie beneficiarie, fornendo ombra, catturando i semi, preparando il suolo e proteggendo queste ultime dall'attacco degli erbivori. Le piante nutrici sono spesso grandi e possiedono difese meccaniche contro il pascolo: si tratta di cespugli intricati e/o spinosi, erbe cespitose con foglie dure ed appuntite, ma vi sono anche specie a cuscinetto, particolarmente efficaci nella prima colonizzazione di ambienti estremi.

16 Le immagini contenute in questa presentazione sono di proprietà personale del docente o contenute in testi reperibili in biblioteca o su archivi liberamente accessibili online, e vengono utilizzate esclusivamente a scopo didattico. I rispettivi autori possono comunque richiederne la rimozione contattando il docente al seguente indirizzo luca.malatesta@unicam.it