Concetti di ecologia applicata

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1 Settore Politiche per l Agricoltura e Gestione Faunistica CORSO PER L ABILITAZIONE ALLA CACCIA AL CINGHIALE IN FORMA COLLETTIVA I Modulo Parte generale Concetti di ecologia applicata Adriano Martinoli,

2 Qualche definizione... Ecologia: dal greco oikos (casa) e logos (discorso), è lo studio delle relazioni tra gli organismi ed il loro ambiente. Termine ecologia proposto per la prima volta dal tedesco Ernst Haeckel nel Disciplina scientifica distinta a partire dal Nel vocabolario comune solo dagli anni , in corrispondenza di una consapevolezza universale del concetto di ambiente. Attualmente inflazionato 2

3 La gerarchica dei sistemi biologici Oggetto si studio sono i sistemi biologici. Livelli di organizzazione: dall individuo alla comunità. ecologia Geni - Cellule - Organi - Organismi - Popolazioni - Comunità MATERIA~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ENERGIA Sistemi Sistemi Sistemi Sistemi Sistemi Ecosistemi di di di di di geni cellule organi organismi popolazioni 3

4 La gerarchica dei sistemi biologici Proprietà emergente: se combiniamo due o più componenti per costituire un più grande insieme funzionale, emergono nuove proprietà che non erano presenti al livello immediatamente precedente. La proprietà emergente ad un livello ecologico non può quindi essere prevista dallo studio delle componenti di quel livello. Alghe + celenterati = corallo (riciclizzazione dei nutrienti) Le nuove proprietà emergono in quanto le componenti interagiscono. 4

5 L ecosistema Sistema: componenti interdipendenti che regolarmente interagiscono e che formano un tutt uno. 5

6 La struttura di popolazione Benchè la struttura di popolazione sia il risultato dei processi e dei meccanismi di funzionamento e quindi vada vista in modo integrato con la dinamica, è utile studiare la "statica" della popolazione cioè fare una analisi strutturale. Popolazione: gruppo di organismi della stessa specie (tra i quali è possibile scambio di informazioni genetiche) che occupano una data area e costituiscono una parte della comunità biotica. 6

7 La struttura di popolazione 1. Volume o effettivo (quanti sono...): stimabile con sistemi come censimenti esaustivi, cattura-marcatura-ricattura o altre metodologie affini... 7

8 La struttura di popolazione La dimensione della popolazione Se è troppo piccola, la specie rischia l estinzione poiché un certo numero di individui in età riproduttiva non riescono a trovare partner e quindi a riprodursi, i nuovi nati sono in numero inferiore ai morti. Inoltre un evento catastrofico, un epidemia o la predazione possono facilmente decimare i membri di una popolazione numericamente scarsa. In una popolazione piccola la variabilità genetica è ridotta, per cui è più difficile che siano presenti varianti adatte ad un ambiente mutato, e inoltre l incrocio tra membri con caratteri ereditari troppo simili può generare individui deboli e malformati. 8

9 La struttura di popolazione La dimensione della popolazione Se una popolazione cresce troppo, molti suoi membri hanno difficoltà a trovare il cibo e diventano facili bersagli per parassiti e predatori. 9

10 La struttura di popolazione 2. Densità: numero di individui per unità di volume (in acqua) o di superficie (sul terreno). Le tecniche di indagine esigono diverse metodologie di campionamento in rapporto alle specie. 10

11 La struttura di popolazione 3. Abbondanza: termine generico che indica la "numerosità" degli individui di una popolazione senza doverla riferire ad unità di superficie o volume, come numero di individui di una specie per campione o per unità di sforzo di cattura, ecc.. 11

12 La struttura di popolazione 4. Biomassa: il peso complessivo di tutti gli individui di una popolazione in un particolare ambiente o in un dato tempo. Si esprime con unità di peso (fresco o secco) per unità di superficie o volume (kg/m2). 12

13 La struttura di popolazione 5. Frequenza: è il rapporto fra il numero di campioni che contengono una determinata popolazione e il numero totale dei campioni raccolti nell area di insediamento della popolazione stessa. 13

14 La struttura di popolazione 6. Composizione: viene valutata secondo particolari caratteristiche, quale stadi di sviluppo, età e sesso. Di interesse particolare è la distribuzione per età: da un punto di vista ecologico possono essere individuate 3 classi: pre-riproduttiva riproduttiva post-riproduttiva 14

15 La struttura di popolazione La "piramide" è uno dei metodi più usati per rappresentare le distribuzioni di età. Il rapporto tra i gruppi di età in una popolazione determina il suo stato riproduttivo. 15

16 La struttura di popolazione ( condizione/età ) Popolazione giovane Popolazione matura Popolazione vecchia 16

17 La struttura di popolazione 7. Dispersione: è il parametro che descrive la distribuzione spaziale degli individui di una popolazione, che può essere uniforme, casuale o aggregata. Il tipo di dispersione condiziona la scelta dei metodi di campionamento della specie. 17

18 La struttura di popolazione Dispersione casuale (random): caso abbastanza raro. Questo tipo di distribuzione spaziale si ritrova in quelle popolazioni in cui la densità degli individui è bassa in relazione a quello che potrebbe essere atteso sulla base dell area o del volume disponibile. In questa situazione si ha una uguale possibilità di occupare ogni punto dell area e la presenza di un individuo non influenza la posizione dell individuo vicino: si osserva quindi che alcuni individui sono riuniti in gruppo ed altri sono regolarmente spaziati fra di loro; alcuni gruppi sono associati strettamente, altri no. Mulinia lateralis 18

19 La struttura di popolazione Dispersione uniforme: si ha quando la competizione fra individui è molto accentuata o quando c è antagonismo positivo, competitività territoriale che permette la suddivisione regolare dello spazio. Una distribuzione è regolare quando gli individui di una popolazione sono relativamente affollati e quindi tendono ad allontanarsi gli uni dagli altri. Sotto questa ipotesi, il numero di individui per unità di campionamento tende ad essere il massimo possibile. La caratteristica di questa distribuzione è la regolare spaziatura tra gli individui nella popolazione. 19

20 La struttura di popolazione Dispersione aggregata: distribuzione raggruppata, la più comune, con gruppi di individui ben definiti, il cui pattern finale varia però considerevolmente. L elevata frequenza di distribuzioni aggregate non deve sorprendere, perché vi sono molti fattori ambientali che sono distribuiti in modo non uniforme. Il pattern finale della dispersione dipende dalle dimensioni dei gruppi e dalla distribuzione spaziale degli individui all interno dei gruppi. I raggruppamenti possono essere dovuti a: differenze locali nell habitat, variazioni stagionali delle condizioni atmosferiche, fenomeni riproduttivi, attrazione sociale. 20

21 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Una popolazione è un entità in continuo cambiamento. Caratteristiche della popolazione: densità natalità mortalità distribuzione per età dispersione valore adattativo (fitness e persistenza) sono elementi dinamici, in costante adattamento alle stagioni, alle forze fisiche, tra di loro. Gli ecologi sono più interessati a come e quanto la popolazione cambia, piuttosto che alle dimensioni e composizione in un preciso momento. Dinamica di popolazione: variazione dei parametri strutturali nel tempo ed analisi delle proprietà emergenti. 21

22 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Densità: dimensione della popolazione in relazione all unità di spazio (numero di individui o biomassa della popolazione per unità di area o di volume). Gli indici di abbondanza relativa sono buoni estimatori dell andamento della densità pur non essendone dei misuratori dei valori assoluti (numerosità). La densità viene suddivisa in densità aspecifica e densità specifica o ecologica. 22

23 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Densità aspecifica= numero di individui per unità di area totale. Densità specifica= numero di individui per unità di habitat (inteso come area effettivamente disponibile per la colonizzazione da parte della popolazione). 23

24 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Natalità: capacità di una popolazione di accrescersi. Viene suddivisa in natalità fisiologica o massima e natalità ecologica o realizzata. 24

25 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Natalità massima= produzione massima teorica di nuovi individui in condizioni ideali (senza fattori limitanti, solo limiti fisiologici). Costante per una data popolazione. Natalità realizzata= aumento della popolazione in condizioni ambientali reali. Può variare con le condizioni ambientali, le dimensioni e la composizione della popolazione. In generale, le specie che non offrono cure alle uova o ai giovani hanno un elevata natalità potenziale ed una bassa natalità realizzata. 25

26 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Mortalità: opposto della natalità, riduzione degli individui di una popolazione. Minimo teorico di mortalità: numero di morti in condizioni ideali o non limitanti. Costante per una popolazione. Tasso di sopravvivenza: se il tasso di mortalità è espresso come frazione (M), il tasso di sopravvivenza è 1 - M. 26

27 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Distribuzione per età: rapporto tra i vari gruppi d età nella popolazione. Fattore che influenza sia la natalità sia la mortalità. La struttura d età può essere espressa utilizzando tre classi: preriproduttiva, riproduttiva e post-riproduttiva. 27

28 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Dimensioni di una popolazione e modelli di crescita Il tasso di crescita di una popolazione è l aumento del numero di individui, in un certo periodo di tempo, calcolato a partire da un numero prefissato di individui. tempo Conoscendo il tasso di crescita e le dimensioni in un determinato tempo, si possono fare ipotesi sullo sviluppo futuro della popolazione. 28

29 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Dimensioni di una popolazione e modelli di crescita In un dato periodo di tempo, le dimensioni numeriche di una popolazione dipendono da quanti individui entrano a farvi parte (per nascita o per immigrazione) e da quanti cessano di farvi parte (per morte o per emigrazione). In assenza di immigrazioni e di emigrazioni o in caso di equilibrio perfetto fra questi due fattori, il tasso di crescita si calcola con la formula r = (nascite morti)/n dove N è il numero di individui presenti all inizio del periodo di tempo considerato. immigrazione natalità densità mortalità emigrazione 29

30 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Dimensioni di una popolazione e modelli di crescita Prendiamo ad esempio una popolazione di 1000 individui (N=1000) e supponiamo che ogni anno nascano 50 individui e ne muoiano 30. Il tasso di crescita di questa popolazione sarà dato da r = (5030)/1000 = 0,02 pari al 2% annuo. Il tasso di crescita può essere positivo (la popolazione aumenta) o negativo (la popolazione diminuisce). Le dimensioni della popolazione rimangono stabili quando il tasso di natalità viene esattamente controbilanciato dal tasso di mortalità; si ha in questo caso una crescita zero. 30

31 Natalità: N di piccoli per femmina Il rapporto n piccoli/femmina è in funzione dello stato di salute della madre. La natalità è un parametro difficile da calcolare con osservazioni dirette. Il numero di embrioni/femmina permette di valutare il tasso di natalità alla nascita.

32 Incremento Utile Annuo (I.U.A.) = consistenza iniziale + nascite - mortalità + (immigrazione - emigrazione)

33 Capacità portante / Densità Biologica (DB) Caratteristiche anatomo-fisiologiche e comportamentali Esigenze ecologiche della specie Caratteristiche ambientali e di uso del suolo Rapporti intra e interspecifici (Competizione, Predazione, Parassitismo)

34 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Riproduzione effettuata solo dalla femmina e dal maschio alfa = una cucciolata Incremento = 40% (4 piccoli su 10 adulti) Assenza di branco: riproduzione effettuata da tutte le coppie = molte cucciolate Incremento = 200% (20 piccoli su 10 adulti) 34

35 Le interazioni tra sistemi ed ambiente La crescita esponenziale Quando il tasso di natalità supera quello di mortalità, le dimensioni di una popolazione aumentano. Fintanto che il tasso di crescita resta positivo, le dimensioni della popolazione crescono a ritmo sempre maggiore. N individui Vi è una crescita esponenziale fino a quando non interviene un fattore per cui si ha una rottura significa che quel fattore è diventato l elemento fondamentale, limitante per la popolazione. r tempo 35

36 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Il potenziale biotico In una popolazione è il tasso massimo al quale essa può crescere quando non vi siano limiti di sorta. Esso varia nelle diverse specie, a seconda di quando comincia e quanto dura l età riproduttiva, della frequenza con cui avviene la riproduzione, di quanti nati vivi vengono alla luce ogni volta, e di quanti nati sopravvivono fino all età riproduttiva. Es. Per molti batteri, il potenziale biotico è del 100% (un raddoppio) ogni mezz ora; per gli esseri umani e altri grossi mammiferi, tra il 2% e il 7.5% per ogni anno. 36

37 Le interazioni tra sistemi ed ambiente La crescita esponenziale in natura Le popolazioni naturali possono avere un accrescimento esponenziale per brevi periodi di tempo, quando c è molta disponibilità di cibo, non esiste sovrappopolamento, non ci sono predatori Ad esempio: fioriture di plancton, accrescimento di alcune specie di insetti, piante annuali...ovviamente questo aumento non può continuare molto a lungo: l accrescimento si arresta quando la popolazione esaurisce le risorse, il cibo, lo spazio, quando interviene un fattore stagionale come il freddo... e spesso non si realizza mai. 37

38 Le interazioni tra sistemi ed ambiente La crescita sigmoidale In molte situazioni reali si osserva che la popolazione si accresce lentamente all inizio, poi con notevole rapidità (livello di rapida crescita) ed infine tende ad assumere un andamento orizzontale, stabilizzandosi su di un valore pressoché costante. Questo valore costante esprime il "carico massimo" o capacità portante compatibile con determinate condizioni ambientali e con la quantità di cibo disponibile: è cioè il numero massimo di individui di quella popolazione che quell ambiente può sostenere. N individui asintoto k tempo 38

39 Densità biologica e agro-forestale Densità biologica: massima densità di animali in un certo territorio, superata la quale compaiono segni di decadimento fisico all interno della popolazione. Densità agro-forestale: massima densità di animali in un certo territorio superata la quale si verificano danni intollerabili alle colture agroforestali e/o alla vegetazione naturale.

40 Densità agro-forestale (DAF) Densità massima tollerabile da un punto di vista socio-economico in rapporto ai danni arrecati alle coltivazioni agricole e alle attività forestali

41 Densità agro-forestale (DAF) Scortecciamento primaverile - estivo e invernale

42 Densità biologica e agro-forestale nel cinghiale Ambiente Scadente Medio Ottimo D.A.F D.B e oltre Densità Bassa Media Alta (n capi per 100 ha) K = DB N DAF t

43 Valutazione della Potenzialità faunistica Determinare le potenzialità faunistiche del territorio significa dare una risposta alle seguenti domande: 1) Dove possono vivere le diverse specie? 2) Che qualità hanno i diversi ambienti/aree per le specie? 3) Quanti individui delle diverse specie possono vivere nei diversi ambienti/aree?

44 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Le strategie riproduttive Le specie hanno diverse strategie riproduttive, o più semplicemente modi di riprodursi. I due modelli prevalenti sono stati chiamati in vario modo: «prodighi» e «prudenti», «opportunistici» ed «equilibrati», «r» e «K». 44

45 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Strategia r...da una parte vi sono le specie, con alto potenziale biotico, i cui individui si riproducono precocemente e a un ritmo elevato, sfornando cioè molti piccoli in poco tempo. Questa prole è in genere di piccola taglia e di vita breve, matura velocemente e non riceve cure parentali. Gli individui sono vulnerabili e muoiono in gran numero prima di raggiungere la maturità sessuale; solo pochi riescono a riprodursi. Ve ne sono esempi tra le piante caducifoglie, le alghe, i batteri, i roditori, molti pesci e insetti. Queste specie tendono ad essere opportuniste, perché si riproducono rapidamente appena le condizioni diventano favorevoli. Condizioni sfavorevoli, viceversa, le riducono ai minimi termini. In molti casi, quindi, le dimensioni delle popolazioni hanno degli alti e dei bassi molto accentuati. 45

46 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Strategia k...dall altra parte vi sono le specie con pochi nati di dimensioni relativamente grosse, su cui i genitori investono molto tempo ed energia per consentire loro di raggiungere l età riproduttiva. Queste specie vivono piuttosto a lungo, abitano ambienti abbastanza stabili e mantengono la dimensione delle loro popolazioni vicine al limite di saturazione, con oscillazioni modeste. Esseri umani, elefanti, rinoceronti, balene e squali seguono questa strategia. 46

47 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Strategia r Dimensioni corporee piccole Investimento parentale basso Numero figli molti Sviluppo individuale rapido Durata vita breve Mortalità indip. Da densità Condizioni climatiche variabili/imprevedibili Capacità colonizzazione grande Competizione intraspecifica variabili/modesta Comportamento sociale modesto Riproduzione con massimizzazione di Produttività Strategia K grandi alto pochi lento lunga dip. Da densità costanti/prevedibili piccola intensa sviluppato Efficienza 47

48 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Meccanismi di regolazione della crescita Le variazioni nel tasso di natalità o nel tasso di mortalità o in entrambi sono in genere conseguenza di un mutamento intervenuto nella disponibilità di risorse o in qualche altro fattore ambientale. I cambiamenti favorevoli inducono a far aumentare le nascite, quelli sfavorevoli a diminuirle e quindi a far aumentare il peso relativo della mortalità. 48

49 Le interazioni tra sistemi ed ambiente Meccanismi di regolazione della crescita Quando la densità di una popolazione supera certi valori e ci si avvicina ai limiti di sfruttamento delle risorse, i tassi di natalità e di mortalità tendono a variare in modo da incrementare i decessi rispetto alle nascite. A tal fine vengono messe in atto varie strategie. Dal lato della natalità si limita il numero di individui fertili che hanno accesso alla riproduzione, o il numero di figli che possono avere, si sviluppano gerarchie sociali che inibiscono la maturazione sessuale dei giovani adulti. Dal lato della mortalità, si riducono le cure materne, non si aiutano gli individui feriti o indeboliti. Al contrario, se c è un declino nella popolazione, viene incrementata la natalità e ridotta la mortalità. 49

50 Le popolazioni nelle comunità Interazioni tra specie diverse Due specie interagiscono quando hanno qualche attività o necessità in comune. I modi di interagire sono diversi e possono essere benefici, dannosi o neutri per una o entrambe le specie. I tipi principali di interazione sono la competizione interspecifica, la predazione, il parassitismo, il mutualismo e il commensalismo. Gli ultimi due non comportano danni per alcuna delle due specie. Insieme al parassitismo rappresentano relazioni simbiotiche. 50

51 Le popolazioni nelle comunità Competizione interspecifica È una relazione tra due specie nella quale entrambe subiscono qualche svantaggio. Gli organismi possono competere per fattori come il cibo, lo spazio, la luce solare o l acqua. Quando una o più risorse sono limitate ogni specie entra in competizione con altre per la loro conquista. Due specie che sfruttano la stessa risorsa possono coesistere se riescono a ridurre la sovrapposizione delle rispettive nicchie ecologiche. Un modo di ridurre la sovrapposizione delle nicchie è quello di accedere alla stessa risorsa in tempi, modi o luoghi diversi. 51

52 Le popolazioni nelle comunità Competizione interspecifica La competizione tra specie simili porta ad una tendenza alla separazione ecologica delle specie. Simultaneamente la competizione innesca numerosi adattamenti che favoriscono la coesistenza di molti diversi organismi in una data area o comunità. La competizione interspecifica può produrre una regolazione dell equilibrio fra due specie o, se la competizione è forte, provocare la sostituzione di una popolazione con un altra, o costringerla ad occupare un altra zona o usare un altro tipo di cibo. Specie affini o specie che hanno richieste molto simili in genere occupano differenti aree geografiche o differenti habitat nella stessa area o evitano la competizione differenziando la loro attività giornaliera o stagionale oppure il loro cibo. 52

53 Le popolazioni nelle comunità Competizione interspecifica 53

54 Le popolazioni nelle comunità Predazione Vi è predazione quando un organismo vivente si ciba di un altro organismo vivente. I due organismi possono essere una pianta ed un animale erbivoro, un animale erbivoro e un carnivoro, due animali carnivori. Le specie cui spetta il ruolo di prede hanno elaborato vari meccanismi di protezione e difesa, velocità negli spostamenti, vista acuta, olfatto molto sensibile, pelli coriacee, cortecce, corazze, spine, colori mimetici, produzione di sostanze chimiche repellenti, irritanti o tossiche. Numerosissime sono poi le strategie di comportamento, sia individuali che di gruppo. I predatori, dal canto loro, hanno armi e metodi altrettanto vari per catturare e mangiare le prede. 54

55 55

56 Predazione ETÀ MAGGIORMENTE PREDATE JUV ANZIANI NUMERO 2 1 DIMENSIONI CORPOREE ESPERIENZA VIGORE FISICO VULNERABILITÀ 56

57 Predazione 1) 2) 3) 4) 5) (Quasi) mai causa primaria di estinzione delle popolazioni predate. Spesso fattore stabilizzante. Talora fattore limitante (ambienti stabili). Possibile funzione sanitaria. Regolazione della struttura (età, sesso) delle popolazioni predate variabile secondo specie/area. 57

58 Le popolazioni nelle comunità Il rapporto preda-predatore è molto importante per il mantenimento dell equilibrio ecologico perché controllano l uno la popolazione dell altro. I predatori eliminano dalla popolazione delle loro prede gli individui meno sani e più deboli, mantenendo in vita gli individui più resistenti e adatti, i quali trasmettono le loro caratteristiche ai discendenti. Se vi sono prede abbondanti, aumentano i predatori, ma se questi catturano troppe prede il numero di esse si riduce eccessivamente e vari predatori muoiono o si riproducono di meno. Per ogni coppia predatore-preda esiste un rapporto ottimale tra numero delle prede e numero dei predatori, ma i numeri degli individui dell una o di entrambe le specie variano continuamente, facendo oscillare anche il rapporto attorno al valore medio di riferimento. 58

59 Le popolazioni nelle comunità Parassitismo l parassitismo è la relazione simbiotica che si instaura tra due organismi di cui uno, il parassita, vive a spese dell altro, l ospite. Durante il loro ciclo vitale molti parassiti sfruttano due o più ospiti, un ospite definitivo o finale e uno o più ospiti intermedi in cui trascorrono parte del loro ciclo vitale. Gli ospiti intermedi che trasmettono attivamente i parassiti da un ospite finale a un altro sono detti vettori. In base alla parte del corpo dell ospite che viene parassitata, si distinguono gli endoparassiti e gli ectoparassiti. 59

60 Le popolazioni nelle comunità Mutualismo l mutualismo è un tipo di interazione in cui entrambe le specie hanno benefici. Moltissime piante vengono impollinate da insetti, uccelli e altri animali. Queste piante hanno sviluppato particolari mezzi di richiamo per gli animali, quali il nettare oppure il polline ricco di vitamine e proteine. Contemporaneamente la struttura fiorale si è adattata agli animali impollinatori in maniera da facilitare il loro compito e da garantire il trasporto del polline. 60

61 Le popolazioni nelle comunità Commensalismo Nel commensalismo una specie trae vantaggi senza che l altra ne venga aiutata né danneggiata. Molti crostacei vivono attaccati al corpo di grossi pesci o di balene dove trovano il cibo di cui si nutrono senza danneggiare il loro ospite. 61

62 Le popolazioni nelle comunità Concetti di habitat, nicchia ecologica, biodiversità... 62

63 Le popolazioni nelle comunità Habitat L habitat di un organismo è il posto (l ambiente) in cui esso vive, dove lo si può trovare. Può essere riferito anche al posto occupato da un intera comunità. Specie diverse, anche se molto affini, possono coesistere nello stesso habitat, ma hanno diverse nicchie ecologiche. 63

64 Le popolazioni nelle comunità Nicchia ecologica Secondo Elton (1927) che per primo ha definito formalmente il concetto, indica la posizione di un organismo o una specie nell ambiente biotico, il suo rapporto con il cibo ed i predatori. La nicchia così definita viene comunemente chiamata "nicchia eltoniana". Comprende non solo lo spazio fisico occupato da un organismo, ma anche il suo ruolo funzionale (posizione trofica, ecc.) nella comunità e le condizioni di esistenza (temperatura, umidità, tipo di suolo, ecc...). La nicchia ecologica di un organismo non dipende solamente da dove esso vive, ma comprende la somma delle sue necessità ambientali. 64

65 Le popolazioni nelle comunità Il Principio della esclusione competitiva implica che due specie che occupano la stessa nicchia ecologica non possono coesistere. Ogni specie quindi occupa una sua nicchia ecologica, che non è semplicemente un luogo, ma un modo di vita, un ruolo, e comprende tutte le condizioni fisiche, chimiche e biologiche di cui la specie necessita per vivere e riprodursi. Le specie in genere occupano nicchie tanto più diverse quanto più diversi sono le loro abitudini alimentari e ciò perché in questo modo viene a mancare un importante fattore di competizione. 65

66 Le popolazioni nelle comunità "Misurare" la nicchia è nel complesso assai problematico, dato il complesso dei fattori da considerare, per cui di solito ci si limita ad una misura in rapporto a quei (pochi) fattori che sono effettivamente importanti e misurabili: composizione della dieta, ampiezza di nicchia trofica,... 66

67 Le popolazioni nelle comunità Ampiezza della nicchia trofica: 1 2 Bn = i pi R Indice di Levins normalizzato (in Feinsinger et. al., 1981) R: numero delle categorie alimentari pi: proporzione di utilizzo (freq. relativa) Bn=1 quando tutte le risorse sono utilizzate uniformemente (generalismo o eurifagia) Bn=1/R utilizzo preferenziale di una sola risorsa (specializzazione o stenoecia) 67

68 Le popolazioni nelle comunità 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 ambientali e climatici. Ne sono esempi il panda gigante della Cina e il koala australiano, che si alimentano esclusivamente di piante di bambù ed eucalipto. 68

69 Le popolazioni nelle comunità 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. 69

70 Le popolazioni nelle comunità Talora una specie occupa, nei diversi stadi della sua vita, nicchie diverse; basti ricordare, ad esempio i numerosi stadi larvali degli insetti che si sviluppano attraverso la metamorfosi. Spesso un organismo riveste più di un ruolo entro la comunità. Per esempio la tartaruga azzannatrice è un predatore di giovani tartarughe acquatiche, ma è anche un saprofago: si ciba, cioè, di resti di animali morti che non ha ucciso. 70

71 Le popolazioni nelle comunità Gli equivalenti ecologici occupano nicchie simili o identiche in differenti regioni geografiche. Dove l habitat è simile si sviluppano ecosistemi simili, anche se le specie sono diverse. Es. canguri nella prateria australiana, bisonti in nord America,... 71

72 Le popolazioni nelle comunità individui La biodiversità: indica una misura della varietà di specie animali e vegetali nella biosfera, 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. La biodiversità è il risultato di lunghi processi evolutivi che hanno portato all attuale "varietà della vita". specie 72

73 Le popolazioni nelle comunità La biodiversità può essere intesa non solo come il risultato dei processi evolutivi, ma anche come il serbatoio da cui attinge l'evoluzione per attuare tutte le modificazioni genetiche e morfologiche che originano nuove specie viventi. La biodiversità si può considerare almeno in quattro livelli diversi: - a livello di in un individuo diversità sub- - a livello di in una specie (o popolazione) diversità - a livello di habitat diversità - a livello di ecosistemi diversità 73

74 Le popolazioni nelle comunità Le caratteristiche morfologiche, ovvero tutte le caratteristiche visibili degli esseri viventi come ad esempio il colore degli occhi e dei capelli dell'uomo, il colore del pelo dei gatti, sono esempi della varietà che esiste a livello di geni all'interno di ogni singola specie. 74

75 Le popolazioni nelle comunità La varietà di specie di farfalle che frequentano il nostro giardino, l'incredibile numero di fiori diversi che possono essere trovati in un campo sono esempi della biodiversità a livello di specie. 75

76 Le popolazioni nelle comunità L eterogeneità spaziale, cioè il grado di suddivisione dell ambiente in un mosaico di habitat diversi tra loro costituisce la biodiversità beta. 76

77 Le popolazioni nelle comunità Infine, la varietà di ambienti in una determinata area naturale è l'espressione della biodiversità a livello di ecosistemi (diversità biogeografica). 77

78 Le popolazioni nelle comunità La biodiversità è l'assicurazione sulla vita del nostro pianeta. Quindi la conservazione della biodiversità deve essere perseguita senza limiti poichè essa costituisce un patrimonio universale... 78

79 grazie mille per l'attenzione. 79