Evoluzione di un ecosistema

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1 Evoluzione di un ecosistema

2 Gli esseri viventi sono il risultato di complesse interazioni fra patrimonio genetico ed ambiente: la loro forma, la loro storia, la loro fisiologia, i loro comportamenti rappresentano gli effetti che le modificazioni ambientali hanno imposto. Se l ambiente cambia, cambiano anche i caratteri degli organismi che vivono in esso. Tuttavia questo rapporto non è univoco: anche gli esseri viventi intervengono sull ambiente modificandolo volontariamente o anche involontariamente. Possiamo osservare quindi un interazione tra componente biotica e abiotica dell ecosistema: esse si influenzano a vicenda e modificano progressivamente l habitat. Man mano che l habitat cambia cambiano le condizioni fisiche e chimiche dell ambiente, diventando progressivamente meno adatte alla comunità esistente e più funzionali a quella successiva. Pian piano cambieranno i componenti della comunità (vegetali e animali), cambieranno le specie presenti e i rapporti interspecifici, e così via fino al raggiungimento di una più duratura stabilità

3 Quindi ogni ecosistema è soggetto nel tempo a modificazioni: in un certo senso si può dire che l ecosistema nasce, cresce e matura. Questo processo di evoluzione prende il nome di: SUCCESSIONE ECOLOGICA. Durante una successione, l ecosistema evolve attraversando diversi stati intermedi (STADI SERALI o SERE) per poi raggiungere uno stato finale di maturità ad elevata stabilità (CLIMAX)

4 Un esempio pratico di successione ecologia è rappresentato dal lago Michigan, negli Stati Uniti. Questo lago un tempo era molto più grande di come lo vediamo oggi. Quando il lago iniziò a prosciugarsi lasciò sulle sue sponde dune sabbiose sempre più nuove.

5 A causa del substrato sabbioso si osserva una successione ecologica, ovvero una successione di comunità vegetali e animali diverse, costituita da stadi pionieri lungo le sponde lacustri e stadi più maturi e vecchi man mano che ci si allontana dalla costa.

6 I primi colonizzatori delle dune sono piante erbacee delle zone sabbiose, salici, ciliegi, pioppi, ed animali quali il coleottero carnivoro, ragni e cavallette.

7 La comunità pioniera è seguita da foreste aperte ed aride di pino americano, poi da querce, ed infine, nelle dune più antiche, foreste umide di aceri e faggi.

8 questa transizione temporale è rappresentata dalla transizione orizzontale; allontanandoci dalle sponde dal lago è come se facessimo un viaggio nel tempo: possiamo osservare un progressivo passaggio da una stadio serale al successivo semplicemente camminando

9 E interessante osservare che sebbene la comunità abbia avuto inizio da un habitat molto arido e sterile, alla fine dello sviluppo si ha una fitta foresta che, contrariamente alle dune aride, è umida e fredda. Il terreno profondo e ricco di humus, in cui vivono vermi e chiocciole, è molto diverso dalla sabbia arida da cui si è sviluppato. Quindi, l originario cumulo di sabbia relativamente inospitale, alla fine è trasformato completamente a foresta per l azione di una successione di comunità. Questo è un esempio di come gli organismi modificano, cambiano, regolano, entro certi limiti, il proprio ambiente fisico.

10 Un altro esempio di successione ecologica, più vicina a noi, è quella legata allo sviluppo delle paludi ottenute dal naturale decorso dei fiumi. La maggior parte delle paludi della Pianura Padana nasce per il progressivo divagare dei fiumi che, con una continua azione di erosione nei confronti del terreno circostante provocano una costante modifica del loro percorso e la formazione di anse sempre più ampie (meandri).

11 Quando, in occasione di una piena, la corrente del rompe gli argini il fiume rettifica il suo alveo e si forma un ansa abbandonata, denominata meandro morto, che poco a poco si trasformerà in un laghetto o in una palude. MEANDRO PALUDE ALVEO RETTIFICATO

12 La struttura e l'ecologia delle zone umide sono piuttosto articolate, ma per semplicità descrittiva, raggruppiamo le specie schematicamente in tre generici tipi di habitat; tuttavia, grazie alla loro plasticità, esse non sono tutte rigidamente esclusive dell'ambiente in cui sono rappresentate. abbiamo un habitat acquatico un habitat fortemente umido e un habitat prevalentemente boschivo. Si ottiene quindi una transizione orizzontale da piante altamente adattate a un ambiente umido a piante sempre più appartenenti a un ambiente boschivo classico

13 questa transizione orizzontale rappresenta la transizione temporale: man mano che la lanca si interra, le condizioni ambientali cambiano, determinando anche il progressivo cambiamento della vegetazione, che da puramente igrofila tende a diventare boschiva, attraversando i vari stadi che troviamo nella stratificazione orizzontale della palude Parallelamente alle modificazioni della comunità vegetale cambierà anche la comunità animale: si passerà da un tipo di comunità la cui vita è strettamente legata all acqua (pesci, microrganismi acquatici, ardeidi, ecc. ), a animali con una vita più terrestre (piccoli mammiferi, lombrichi, microrganismi del terreno, uccelli di vario genere, ecc )

14 La successione ecologica è regolata dalle comunità: ogni complesso di organismi altera il substrato fisico e il microclima (condizioni locali di temperatura, luce, umidità, ecc.), rendendo in questo modo favorevoli le condizioni ambientali per un altra serie di organismi. La successione che inizia su un area sterile (duna di sabbia, letto di lava) è denominata nella terminologia ecologica come successione primaria, mentre il termine successione secondaria si riferisce allo sviluppo di comunità in luoghi precedentemente occupati da comunità ben sviluppate (campi coltivati abbandonati, foreste abbattute, ecc.).

15 Un tipico esempio di successione primaria è quello che interessa un suolo morenico dopo il ritiro di un ghiacciaio. Si tratta di un ecosistema molto comune, ad esempio, nelle zone d alta quota (fino a 2400 m) di tutto l arco alpino. Le prime specie viventi che colonizzano l ambiente, dette per questo specie pioniere, sono i licheni, organismi autotrofi particolarmente resistenti e adattabili. Il loro ruolo è duplice: da una parte contribuiscono a sgretolare la roccia, formando un primo strato di detriti inorganici, dall altra lo arricchiscono dei primi residui organici.

16 Ai licheni seguono in genere i muschi, e poi le prime piante erbacee. Ogni volta che una pianta o un altro organismo della giovane comunità muore, i suoi resti vanno ad arricchire il terreno, rendendolo più adatto a ospitare specie sempre più complesse.

17 Dopo le piante erbacee crescono i primi arbusti; in questa zona climatica, le varietà più comuni sono quelle della famiglia delle ericacee (erica, rododendro, mirtillo), l ontano e il ginepro. Erica Ginepro

18 Nel frattempo, l ecosistema si popola di animali sempre più numerosi e complessi: dopo i primi invertebrati terricoli, tra cui i rotiferi e i nematodi, giungono gli insetti, che contribuiscono anche all impollinazione e quindi alla diffusione delle piante. Nematode Rotifero Rotifero Insetto

19 La fase finale della successione vede l affermazione delle piante arboree; a quote elevate, gli alberi in grado di attecchire e sopravvivere sono il cirmolo (Pinus cembra) e il larice (Larix europaea), che costituiscono la comunità climax di questa successione. Cirmolo Larice

20 Un esempio di successione secondaria è quello che interessa un campo agricolo in abbandono nelle regioni temperate: le prime piante che vi crescono sono specie erbacee annuali, perlopiù graminacee infestanti, che arricchiscono il suolo di detriti organici.

21 Anche qui segue la colonizzazione da parte di qualche varietà arbustiva, che a poco a poco scalza le piante erbacee pioniere, sottraendo loro luce e nutrienti.

22 In questo modo il suolo si arricchisce ulteriormente e si ispessisce tanto da poter accogliere le prime specie arboree, in genere conifere. Infine si insinuano nella comunità piante caducifoglie dicotiledoni, in particolare faggi e aceri, che anche in questo caso rappresentano le specie dominanti della comunità climax.