La diversità genetica La diversità genetica

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1 LIVELLI DI BIODIVERSITA BIODIVERSITA : una parola che è stata introdotta solo nel 1988, ma che adesso è utilizzata in tutto il mondo. Essa indica la varietà della vita presente sulla terra ai diversi livelli. I naturalisti distinguono tre principali livelli di biodiversità. Anzitutto c è la varietà degli ecosistemi, per esempio le foreste tropicali, i deserti e le barriere coralline. Poi c è la varietà immensa delle specie negli ecosistemi. Infine c è la varietà dei geni reperibili nei diversi individui di ciascuna specie. I diversi geni possono causare variazioni nel colore, nelle dimensioni o nella resistenza alle malattie. Noi stiamo soltanto incominciando a sospettare che la conservazione della biodiversità ad ognuno di questi livelli potrebbe essere cruciale per sostenere la stessa esistenza umana. Genetica Specie Ecosistemi / Habitat Paesaggio Culturale LIVELLI DI BIODIVERSITA La diversità genetica GENE INDIVIDUO SPECIE POPOLAZIONE COMUNITA ECOSISTEMA, PAESAGGIO La diversità genetica La diversità genetica Il numero di possibili combinazioni tra i geni è sterminata, comunque molto maggiore del numero di individui mai esistiti in ciascuna specie. La variabilità genetica è il materiale grezzo su cui agiscono i processi evolutivi. Una specie ridotta a pochi individui possiede un ridotto patrimonio genetico, perciò rischia di subire processi deleteri quali la deriva genetica. Lo stesso fenomeno può avvenire anche per piccole popolazioni isolate che non riescono più a comunicare con l esterno.

2 Il bisonte nordamericano Il bisonte è un esempio di specie che ha subito una forte deriva genetica Diversità genetica alla scala di popolazione Si definiscono come popolazioni gli individui di una determinata specie presenti in una determinata area in un determinato tempo Se gli individui di due popolazioni diverse restano isolati tra loro per un lungo periodo, si differenzieranno fino a formare due nuove specie RICCHEZZA DI SPECIE In genere, quando si parla di ricchezza di specie, ci si riferisce necessariamente a un determinato taxon Esistono relazioni tra le ricchezze di specie dei vari taxa in una data regione Diversità (ricchezza) di specie Nel mondo esistono milioni di specie, la maggior parte delle quali non ancora note Esiste il concreto pericolo che molte specie scompaiano prima ancora che possano essere descritte Ogni singola specie potrebbe essere importante sia per la conservazione dell ecosistema in cui vive, sia per gli interessi umani Diversità (ricchezza) di specie Gli ecosistemi Ogni ecosistema racchiude in se una ricchezza propria di specie e popolazioni L habitat delle singole popolazioni può estendersi oltre il livello di ecosistema, fino a quello di paesaggio

3 Area (miq) Perché varia la ricchezza di specie? La latitudine e l altitudine Sono molti i fattori che regolano la ricchezza di specie: questi stessi fattori fanno sì che nelle diverse zone della terra si abbiano ricchezze di specie molto differenti Tra questi fattori ci sono: La latitudine e l altitudine La complessità strutturale La stabilità L area La complessità strutturale Alcuni ecosistemi contengono un grande numero di nicchie che consentono l insediamento di un enorme numero di specie: La foresta pluviale La barriera corallina La stabilità dell habitat Alcuni ecosistemi sono molto stabili nel tempo: in essi le specie si accumulano mentre le estinzioni sono limitate Il fondo degli oceani e le fosse oceaniche sono un esempio di questo fenomeno. La barriera corallina copre meno dell 1% della superficie terrestre, ma ospita un terzo delle specie di pesci Relazione tra area e ricchezza di specie Esiste una relazione molto stretta tra area dell habitat e numero di specie presenti in essa. Tale relazione è espressa matematicamente dalla funzione: z S = ca Dove: S = numero di specie A = Area c, z = costanti Teoria della biogeografia insulare Questa teoria afferma che il numero di specie presenti su di un isola è proporzionale alla sua distanza dal continente ed alle sue dimensioni Numero di specie 100 Puerto Rico Jamaica Hispanola Cuba 10 Saba Redonda Montserrat

4 Log specie Biogeografia nelle isole del mediterraneo 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, y = 0,216x + 0,0585 Log Area R 2 = 0,5488 Teoria della biogeografia insulare Questa teoria afferma che il numero di specie presenti su di un isola è proporzionale alla sua distanza dal continente ed alle sue dimensioni. Oltre che alle isole, questa teoria è applicabile anche ai frammenti ancora naturali dispersi all interno della matrice antropizzata delle nostre pianure. Andamento nel tempo della ricchezza di specie La ricchezza di specie varia sia nello spazio che nel tempo La ricchezza di specie di oggi è molto maggiore che nel passato Le estinzioni di massa Nelle ere passate sono avvenuti alcuni eventi catastrofici di difficile determinazione che hanno causato estinzioni di massa. L attuale perdita di biodiversità non è paragonabile a quella di questi eventi passati. Nei milioni di anni trascorsi l azione dell evoluzione ha originato un numero di specie molto elevato Questo fenomeno è definito radiazione adattativa LA PERDITA DELLA BIODIVERSITA I DATI Esistono solo delle stime: specie all anno 3 specie all ora LA PERDITA DELLA BIODIVERSITA Sono molte le cause che stanno determinando l attuale perdita di biodiversità del pianeta. Tale perdita è principalmente dovuta alla distruzione degli habitat naturali da parte dell uomo, alla loro frammentazione e riduzione in piccole aree.

5 H Distruzione dell habitat Le cause di perdita della biodiversità: HIPPO I Specie Invasive Interrelazioni sinergiche Un ulteriore problema è dovuto al fatto i problemi agiscono in modo sinergico sul territorio. Biodiversità O Eccesso di caccia P Sovrappopolazione (umana) P Inquinamento Dunque, il nostro interesse è di intervenire per conservare gli equilibri dinamici dei quali la nostra specie, per quanto ne sappiamo, ha bisogno per conservare se stessa Distruzione dell habitat A livello globale la principale causa di riduzione della biodiversità è la distruzione delle foreste tropicali Nel 500, quando il Brasile è stato scoperto dai portoghesi, la Mata Atlantica si estendeva dai confini dell'oceano Atlantico lungo tutto il litorale del Brasile, occupando un'area di 1 milione di chilometri quadrati. Attualmente la foresta occupa solo il 7% dell'area originale. Sono circa 450 macchie verdi, alcune isolate in piccole aree e a rischio di morte a causa della frammentazione

6 Invasione di specie alloctone Ingresso in aree geograficamente nuove di organismi di provenienza esotica, i quali possono diventare tanto numerosi come individui e prevalenti come biomassa da competere con successo con le specie indigene di nicchia ecologica simile. L uomo è l artefice, volontario od involontario, di questo fenomeno da migliaia d anni: negli ultimi secoli però, la velocità e la scala in cui agisce questo fenomeno sono pericolosamente aumentate. Cause principali dell invasione: Colonizzazione di nuovi continenti o isole oceaniche; L agricoltura, con il conseguente trasporto di sementi; Il trasporto accidentale. Esempi di specie alloctone Le specie alloctone Lo scoiattolo grigio La Perca del Nilo La robinia La nutria

7 LA PERCA DEL NILO TILAPIA (Ciclidi) BROWN TREE SNAKE Caccia all alieno 10 specie di uccelli estinte a Guam a causa di Boiga dendrophila 7

8 CONSERVATION BIOLOGY E la risposta della comunità scientifica alla crisi della biodiversità Nuova disciplina sintetica di ecologia, biogeografia, genetica, economia, sociologia, filosofia e altre discipline di base applicate al mantenimento della diversità biologica sul pianeta SCOPI DELLA CONSERVAZIONE BIOLOGICA Studiare l impatto dell uomo sulla diversità ecologica Sviluppare metodi di azione pratica per impedire l estinzione delle specie, anche cercando nuove modalità di compromessi fra priorità di conservazione e bisogni umani CONSERVAZIONE BIOLOGICA: CARATTERISTICHE Disciplina di crisi Multidisciplinare Basata sull incertezza Non neutrale, orientata, postmoderna POSTULATI DELLA CONSERVAZIONE (Soulé 1985) La diversità degli organismi è una buona cosa La complessità ecologica è una buona cosa L evoluzione è una buona cosa L estinzione prematura degli organismi non lo è La diversità biologica ha un valore intrinseco PARADIGMA Il punto di vista mondiale condiviso nell ambito di una comunità scientifica (Kuhn 1972)

9 PARADIGMI DELLA CONSERVAZIONE Evoluzione Dinamica Presenza umana MOTIVI DI SPERANZA La distruzione della biodiversità non è dovuta soltanto al numero totale di persone viventi sul pianeta ma anche ai modi in cui costoro vivono e consumano Istruzione e sviluppo economico possono notevolmente ridurre la natalità Vari paesi hanno notevolmente abbassato la propria natalità in un tempo breve MOTIVI DI PESSIMISMO Il funzionamento di un qualsiasi sistema complesso è condizionato da quello dei suoi componenti meno efficienti Perché preservare la biodiversità Motivazioni ecomiche Motivazioni etologiche Motivazioni etiche Quanto vale la biosfera Servizi degli ecosistemi Bioprospezione Turismo verso gli ambienti incontaminati Servizi degli ecosistemi Robert Costanza, assieme ad altri numerosi economisti ha valutato in termini economici il valore dei servizi compiuti dagli ecosistemi sulla terra: miliardi di dollari (PIL di tutte le nazioni miliardi di dollari). A livello locale esistono diversi esempi di questo genere. Per esempio i bacini imbriferi dello Stato di New York valgono 300 milioni di dollari

10 Bioprospezione Lo studio di piante, animali e microorganismi ancora sconosciuti può portare all isolamento di molecole utili per la medicina, o di nuove piante da coltivare o animali da allevare Bioprospezione specie di ascomiceti (si stima che ve ne siano circa ): forniscono l 85% degli antibiotici in uso. Raganelle del genere Dendrobates e Phyllobates: ne è stata ricavata una molecola con proprietà antidolorifiche più funzionale degli oppiacei. Pervinca rosea del Madagascar: ricavate due sostanze (vinblastina e vincristina) che permettono di guarire alcune forme di leucemia (valore commerciale: 180 milioni di dollari l anno) Turismo verso ambienti incontaminati Rappresenta una delle possibilità di sviluppo economico per i paesi meno sviluppati. Ha però numerose controindicazioni Biofilia Innata tendenza dell uomo a concentrare l attenzione sulle forme di vita e su tutto ciò che le ricorda, e in alcuni casi ad associarvisi emotivamente. Biofilia Questa attrazione, frutto della storia evolutiva dell uomo, è valida ancor oggi per gli uomini nati e cresciuti nelle città, e le reazioni opposte vengono considerate delle patologie psichiche. Io odio i laghi! Ci sono tutte quelle cose vive dentro Biofilia/Biofobia : i serpenti In quasi tutte le culture i serpenti hanno un ruolo particolare. L atteggiamento che ancor oggi caratterizza l umanità verso questi rettili è di repulsione automatica verso gli animali che strisciano. E probabile, anche se non dimostrabile direttamente, che sia un eredità genetica dell ambiente in cui ci siamo evoluti (le savane africane).

11 Biofilia: ipotesi savana Biofilia: sviluppo nei bambini Alcuni studi hanno mostrato con chiarezza che l uomo preferisce abitare in ambienti simili a una savane (le persone preferiscono costruire abitazioni in ambienti in rilievo che dominano una superficie erbosa relativamente piana punteggiata di alberi e cespugli e/o una massa d acqua). Tra 8 e 11 anni preferenza verso la savana rispetto alle foreste o al deserto. Dopo preferenza verso la savana e le foreste di latifoglie rispetto alle foreste pluviali, alle conifere e al deserto. I risultati indicano una predisposizione iniziale a scegliere l habitat umano ancestrale e poi sempre più l ambiente in cui si è cresciuti Biofilia: altre evidenze Esperimenti diretti (proiezione di filmati di tensione e poi di diversi filmati distensivi). Analisi degli studi dentistici e dei loro pazienti Ospedali e ripresa dopo interventi operatori. Studi sui carcerati. Animali domestici come occasione di riduzione dello stress.