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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PERUGIA Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie Via Elce di Sotto, Perugia Corso di Laurea in Scienze Biologiche Corso di ECOLOGIA Sito del corso: Alessandro Ludovisi Sito docente: Tel address: alessandro.ludovisi@unipg.it

2 8 ECOREGIONI, BIOMI, ECOSFERA

3 LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE DEI SISTEMI NATURALI E UMANI SISTEMI ECOLOGICI

4 Ecoregione: regione terrestre caratterizzata da una sostanziale uniformità del paesaggio. Gli lementi funzionali del paesaggi o (paesaggio geologico, orografico e vegetazionale) definiscono i lineamenti generali delle ecoregioni Biomi: Sistemi ecologici di scala geografica caratterizzati da determinate associazioni vegetali prevalenti, dipendenti dal c lima generale, e quindi dalla latitudine, dalla continentalità, ecc. La distribuzione dei grandi biomi è una risposta a scala globale alla distribuzione delle risorse trofiche : radiazione solar e (cui è correlata la temperatura) ed acqua (cui può essere correlata la disponibilità di nutrienti) Dal Polo all equatore si susseguono i seguenti biomi terrestri principali: Tundra: prateria artica fredda Taiga: foresta di coniferi sempreverdi Foresta temperata: a latifoglie caducifoglie o sempreverdi Savana: praterie e steppe sub-tropicali Foreste tropicali Deserti L Ecosfera, infine, è il livello più alto di organizzazione planetaria. Deriva dall interazione della componente biologica ai diversi livelli (dalla popolazione alla biosfera) con i fattori ambientali delle diverse scale (dalla locale alla globale). La sua struttura, funzionamento ed evoluzione sono determinati dai livelli di organizzazione inferiori, ma essa, nel suo complesso, rappresenta una unità strutturale, dinamica ed evolutiva autonoma (ipotesi Gaia).

5 BIOMI A scala geografica, i sistemi ecologici possono essere classificati sulla base delle caratteristiche funzionali e/o strutturali. Le classificazioni strutturali più utilizzate si basano sulle formazioni vegetali climax climatiche per gli ecosistemi terrestri e sui fattori fisici e chimici (salinità, profondità, suscettibilità alle maree, idrodinamica) che maggiormente condizionano le comunità negli ecosistemi acquatici.

6 BIOMI TERRESTRI E FORZANTI CLIMATICHE

7 Vegetazione tipica delle zone polari artiche, composta principalmente da muschi, licheni e pochi arbusti. Sui terreni più elevati e asciutti, crescono anche arbusti nani sempreverdi, salici decidui e betulle. il terreno è ghiacciato in profondità (permafrost) e in estate si scongelano soltanto gli strati più superficiali

8 Vegetazione sempreverde tipica della zona subartica, formata da abeti, larici, pini e betulle. Nella taiga si alternano alla foresta zone umide che formano acquitrini, paludi e torbiere. Il tipico suolo della foresta di conifere è un podzol.

9 La vegetazione tipica è formata da piante ad alto fusto, generalmente decidue quali querce, betulle, faggi, aceri. Al contrario delle conifere, le piante latifoglie non producono effetti di acidificazione del terreno in cui crescono, per cui il suolo che si sviluppa permette lo sviluppo di un rigoglioso sottobosco.:

10 Caratteristica delle regioni a clima continentale con inverni freddi e secchi ed estati calde e moderatamente piovose. La vegetazione è costituita da una prateria composta da erbe (per lo più graminacee) e arbusti; gli alberi sono pressoché assenti, a eccezione di zone più umide in prossimità di fiumi e laghi.

11 La macchia e un'associazione vegetale che prospera in zone costiere caratterizzate da un clima temperato con inverni miti e piovosi ed estati molto secche. La macchia si distingue dalle altre foreste temperate perché è costituita da alberi ed arbusti sempreverdi (leccio, sughera, pino, alloro) che conservano le foglie anche durante la stagione invernale.

12 Aree in cui le precipitazioni difficilmente superano i 250 millimetri l'anno deserti caldi : composti per la stragrande maggioranza da sabbia, con affioramenti di strutture rocciose deserti freddi : composti da rocce. deserti polari : composti soprattutto da ghiaccio

13 La savana è un bioma soprattutto tropicale e subtropicale, caratterizzato da una vegetazione a prevalenza erbosa, con arbusti e alberi sporadici. Si trova in molte zone di transizione fra la foresta pluviale e il deserto o la steppa in Africa centrale, Sudamerica, India, Indocina e Australia, ed è caratterizzato dalla spiccata stagionalità delle precipitazioni.

14 La foresta tropicale è un tipo di foresta geograficamente localizzata tra i due tropici. L'alternanza di due sole stagioni principali e l'elevata umidità favoriscono la crescita di una vegetazione rigogliosa, composta da alberi che raggiungono i m. Altre piante caratteristiche della foresta tropicale sono le epifite, le liane e le felci.

15 Riguarda le catene montuose, dove alle quote più elevate si creano condizioni simili a quelle del bioma desertico polare. La vegetazione nelle aree non coperte dai ghiacci è scarsa e costituita da muschi, licheni e alghe. Sulle montagne della fascia temperata, come le Alpi, occupa le aree poste a quote superiori ai 2700 metri; sulle montagne della fascia tropicale il limite inferiore del bioma si eleva fino a m,

16 BIODIVERSITA : DISTRIBUZIONE LATITUDINALE E HOT SPOT

17 Ecoregione: regione terrestre caratterizzata da una sostanziale uniformità del paesaggio. Gli lementi funzionali del paesaggi o (paesaggio geologico, orografico e vegetazionale) definiscono i lineamenti generali delle ecoregioni Biomi: Sistemi ecologici di scala geografica caratterizzati da determinate associazioni vegetali prevalenti, dipendenti dal c lima generale, e quindi dalla latitudine, dalla continentalità, ecc. La distribuzione dei grandi biomi è una risposta a scala globale alla distribuzione delle risorse trofiche : radiazione solar e (cui è correlata la temperatura) ed acqua (cui può essere correlata la disponibilità di nutrienti) Dal Polo all equatore si susseguono i seguenti biomi terrestri principali: Tundra: prateria artica fredda Taiga: foresta di coniferi sempreverdi Foresta temperata: a latifoglie caducifoglie o sempreverdi Savana: praterie e steppe sub-tropicali Foreste tropicali Deserti Foreste equatoriali L Ecosfera, infine, è il livello più alto di organizzazione planetaria. Deriva dall interazione della componente biologica ai diversi livelli (dalla popolazione alla biosfera) con i fattori ambientali delle diverse scale (dalla locale alla globale). La sua struttura, funzionamento ed evoluzione sono determinati dai livelli di organizzazione inferiori, ma essa, nel suo complesso, rappresenta una unità strutturale, dinamica ed evolutiva autonoma (ipotesi Gaia).

18 ECOREGIONI: PAESAGGI GEOLOGICI E OROGRAFICI I fattori geologici e orografici determinano il paesaggio e, insieme al clima, la vegetazione climax climatico-edafica caratteristica dell ecoregione

19 ECOREGIONI: PAESAGGI GEOLOGICI E OROGRAFICI

20 ECOREGIONI: PAESAGGI GEOLOGICI E OROGRAFICI

21 ECOREGIONI: VEGETAZIONI CLIMAX CLIMATICO-EDAFICHE IN ITALIA Rappresentazione schematica della distribuzione altitudinale dei boschi lungo una sezione trasversale delle Alpi.

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26 LA BIOSFERA Comunità planetaria globale,composta dal mosaico integrato di comunità locali Andamento della ricchezza di generi in ere preistoriche determinata in base ai resti fossili e stimata Cm: Cambriano; O: Ordoviciano; S: Siluriano; D: Devoniano; C: Carbonifero; P: Permiano; Tri Triassico; J: Giurassico; K: Cretaceo.

27 Ecosistema planetario la cui struttura, dinamica ed evoluzione sono determinati dalle interazioni tra litosfera, idrosfera, atmosfera e biosfera Composizione elementare attuale dei compartimenti dell ecosfera L ECOSFERA Un ecosfera artificiale in miniatura, composta di autotrofi (alghe), eterotrofi (piccoli crostacei) e decompositori (batteri), in grado di sopravvivere in presenza di radiazione luminosa per alcuni anni

28 L IPOTESI GAIA James Lovelock ha introdotto per la prima volta l ipotesi di Gaia nel 1972 in collaborazione con Lynn Margulis, biologa nota per l ipotesi che la cellula eucariote sia frutto di simbiosi tra più cellule procariote. La vita, o la biosfera, regola o mantiene il clima e la composizione atmosferica ad uno stato per sé ottimale». Il Pianeta Terra viene visto come un superorganismo come già aveva fatto Hutton. Questa affermazione per gli autori non contiene nulla di teleologico. Si tratta di una metafora o di un modello e come tale va considerato. È una visione che si oppone al metodo riduzionista di ricerca (per cui il funzionamento di un sistema è controllato dai singoli costituenti) e applica il metodo olistico (per cui il funzionamento di un sistema è controllato dal sistema nel suo complesso) Nella sua prima formulazione l'ipotesi Gaia, che altro non è che il nome del pianeta vivente (derivato da quello dell'omonima divinità femminile greca, nota anche col nome di Gea), si basa sull'assunto che gli oceani, i mari, l'atmosfera, la crosta terrestre e tutte le altre componenti geofisiche del pianeta terra si mantengano in condizioni idonee alla presenza della vita proprio grazie all'azione della biosfera. Questa omeostasi è l'effetto dei processi di feedback attivo svolto in maniera autonoma e inconsapevole dal biota. Inoltre tutte queste variabili non mantengono un equilibrio costante nel tempo ma evolvono in sincronia con il biota. Quindi i fenomeni evoluzionistici non riguardano solo gli organismi o l'ambiente naturale, ma l'intera Gaia.

29 Daisy World: a model for Gaia Welcome to planet Daisyworld: a computer model planet like the Earth, orbiting a star like the Sun, but on which the only species are light and dark daisies. In the distant past, when the star was less luminous, only the equatorial region would have been warm enough to permit the growth of daisies, and the dark daisies would have flourished, because they absorb more warmth from sunlight. Gradually the dark daisies would have colonized most of the planet, and by absorbing heat begun to warm the surface environment. However, as the star s luminosity increased the lighter daisies would have been favoured instead, due to their natural ability to keep themselves and the planet cool, by reflecting more light. Finally, when the heat flux from the star becomes so great that not even the white daisies can keep the planet cool enough for life, deserts spread from the equator and finally the system fails and Daisyworld dies.

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