L ecologia è una scienza

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1 Ecologia..

2 L ecologia è una scienza Sinonimie scorrette: biologia; ambiente/ambientalismo; studio dell inquinamento; studio del paesaggio; conservazione della natura; spurgo fogne; pulizie; giardinaggio; etc..

3 L ecologia è una scienza οίκος, oikos, "ambiente" λόγος, logos, "discorso

4 L ecologia è una scienza Nasce nel 1866ad opera del biologo tedesco Hernst Haeckel Che la definisce come l insieme di conoscenze che riguardano l'economia della natura; l indagine del complesso delle relazioni di un animale con il suo contesto sia inorganico sia organico, comprendente soprattutto le sue relazioni positive e negative con gli animali e le piante con cui viene direttamente o indirettamente a contatto. La scienza che studia i rapporti degli organismi tra di loro ed in relazione all'ambiente in cui vivono. sinecologia autoecologia

5 Il concetto di specie

6 Il concetto di specie

7 Il concetto di specie Un insieme di individui morfologicamente simili, interfecondi e capaci di dare prole feconda (morfospecie) Un insieme riproduttivo di popolazioni (riproduttivamente isolate dalle altre) caratterizzato da una certa nicchia ecologica (specie biologica) Un insieme di individui facenti parte di una sola linea evolutiva di popolazioni antenato-discendenti che mantiene distinta la propria identità (le caratteristiche diagnostiche) e che manifesta distinte tendenze evolutive e un proprio destino storico (concetto evolutivo)

8 Il concetto di specie Isolamento riproduttivo Pre-zigotico 1. l'isolamento geografico, quando vi èuna barriera fisica; 2. l'isolamento ecologico, quando vi è un preciso adattamento a nicchie diverse; 3. l'isolamento comportamentale: due popolazioni della stessa specie che vivono nello stesso luogo possono sviluppare un diverso comportamento riproduttivo (diverso periodo riproduttivo, diversi richiami o rituali di corteggiamento); 4. l'incompatibilità meccanica, quando due popolazioni sviluppano differenze morfologiche delle strutture riproduttive (organi genitali o la posizione di stami e pistilli nei fiori). Post-zigotico 1. mortalitàdello zigote o dell embrione; 2. la debolezza degli ibridi, che muoiono prima della maturità sessuale; 3. la sterilità degli ibridi.

9 Il concetto di specie + + Cardamine hirsuta Variabilità della specie

10 Variabilitàdella specie

11 Variabilitàdella specie Pinguicola christinae

12 Evoluzione della specie per evoluzione si intende il processo attraverso cui le diverse specie di viventi derivano da forme di vita preesistenti, in seguito a graduali modificazioni, o variazioni geniche, trasmesse ereditariamente nel corso del tempo in base a un meccanismo determinato dalla selezione naturale: sopravvivono e si assicurano una discendenza quegli individui che presentano variazioni favorevoli, tali cioè da renderli meglio adatti a fronteggiare le condizioni ambientali.

13 Evoluzione della specie

14 Evoluzione della specie

15 Evoluzione della specie

16 Evoluzione della specie Liston betularia

17 Speciazione La speciazione è un processo evolutivo grazie al quale si formano nuove specie a partire da quelle preesistenti.

18 Speciazione

19 Speciazione Speciazione allopatrica Dovuta a barriere geografiche che separano le popolazione in isole Speciazione simpatrica Dovuta a segregazione del flusso genico per motivi ecologici o etologici

20 Speciazione

21 Speciazione

22 Speciazione

23 Estinzione Gli stessi meccanismi dell'evoluzione che possono portare alla formazione di nuove specie possono condurre all'estinzione di altre, che non hanno saputo adattarsi a nuove condizioni ambientali o alla convivenza con nuove specie (per esempio, di predatori). Dall'inizio della vita sulla Terra, molte specie non sono state in grado di continuare la loro evoluzione e nel tempo sono lentamente scomparse.

24 Nomenclatura Tutte le specie sono identificate da un doppio nome Quercus ilex Canis lupus

25 Ecosistema

26 Ecosistema Biosfera l'insieme delle zone della Terrain cui le condizioni ambientali permettono lo sviluppo dellavita Litosfera Idrosfera Atmosfera

27 Ecosistema Ecosistema Il termine si deve all ecologo inglese Arthur Tansley che lo formulò nel 1935 Una porzione di biosfera delimitata naturalmente, cioè l'insieme di organismi animali e vegetali che interagiscono tra loro e con l'ambiente che li circonda. Unitàecologica costituita dalla condizione di equilibrio delle relazioni fra gli esseri viventi e l'ambiente chimico-fisico in cui si trovan Biotopo: componente abiotica Biocenosi: componente biotica

28 Sistema: insieme di elementi tra loro interagenti Ecosistema

29 Ecosistema

30 Ecosistema Il trofico dei nutrienti, ovvero l'assunzione della biomassa di organismi da parte di altri organismi, comporta una dispersione di energia: per ogni passaggio della catena, circa 80-90% dell'energia potenziale viene dissipata sotto forma di calore; di conseguenza, catene alimentari lunghe (costituite da numerosi livelli trofici) dovranno avere alla base una copiosa produzione primaria. Lo stesso fattore comporta una sempre minore popolazione di una data specie, tanto più elevato è il livello trofico a cui essa appartiene.

31 Ecosistema La piramide o rete alimentare(food web) 1/10

32 Ecosistema Ogni ecosistema è costituito da una comunità di organismi viventi che interagiscono tra di loro; una comunità è a sua volta l'insieme di più popolazioni costituite ognuna da organismi della stessa specie. Specie: Canis lupus Individuo: Popolazione:

33 Le interazioni tra le popolazioni possono essere di vario tipo: neutralismo: le popolazioni non interagiscono tra loro; competizione (per interferenza): quando gli individui interferiscono direttamente l uno con l altro e un individuo impedirà realmente a un altro di occupare una porzione dell habitat e, quindi, di sfruttare le risorse in esso contenute; competizione (per sfruttamento): ciascuna popolazione inibisce indirettamente l'altra a causa dello sfruttamento di risorse comuni; La competizione tra organismi è tanto intensa quanto più essi sono simili, per esigenze o stili di vita. parassitismo e predazione: una popolazione influenza negativamente l'altra attaccandola direttamente; nella predazione (individuata da una catena di predatori) ogni popolazione è collegata in serie con le altre popolazioni. commensalismo: Relazione tra due popolazioni da cui una delle due trae un vantaggio, sfruttando le risorse trofiche dell altra, senza che quest ultima ne riceva vantaggio o danno. (es. epifitismo); protocooperazione: interazione favorevole ad entrambe le popolazioni, ma non obbligatoria (es. impollinazione); mutualismo: interazione favorevole ad entrambe le popolazioni, obbligatoria (es. licheni).

34 Habitat L insieme dei caratteri ambientali e biologici che permettono alla popolazione di una data specie di vivere e svilupparsi le condizioni fisiche che circondano una specie, o popolazione di specie, o gruppi di specie, o comunità (Clements e Shelford, 1939)

35 Nicchia ecologica Spazio occupato da una specie o da una popolazione all'interno del suo habitat, inteso non come spazio fisico, ma come ruolo e funzioni che gli individui svolgono in un ecosistema. Uno spazio concettuale (ipervolume) dove ogni dimensione rappresenta una variabile ambientale, delineato da tutte le interazioni (biotiche ed abiotiche) che influenzano l'esistenza di una specie in un ecosistema. nicchia fondamentale: è la nicchia massima teorica occupata da una popolazione in condizioni ideali, cioè in assenza di competizione e con risorse non limitanti. nicchia realizzata: è quella realmente occupata da una popolazione e la cui ampiezza è minore a causa della competizione interspecifica. nicchia trofica: il ruolo ecologico all'interno della comunità.

36 Legge di Liebig La crescita ècontrollata non dall'ammontare totale delle risorse naturali disponibili, ma dalla disponibilità di quella più scarsa. La crescita di un individuo (o di una popolazione) in un ecosistema è determinata dal fattore ecologico che è presente in quantità minore rispetto alle necessità

37 La popolazione risponde alla variazione dei valori ambientali in termini di abbondanza di individui e capacità di riproduzione (fitness). Intorno a valori ottimali di una data condizione ambientale (optimum ecologico) la popolazione è più abbondante e si riproduce con più efficienza. Più i valori delle condizioni ambientali si allontano dall'optimum ecologico, più la fitness della popolazione si riduce a causa di una sempre più incidente situazione di stress fisiologico. Oltre certi limiti (limiti di tolleranza) le condizioni sono del tutto sfavorevoli per la popolazione. Frequenza della popolazione Intervallo di stress Intervallo ottimale ph

38 STENO-EURI per i vari fattori ambientali, si riferiscono rispettivamente ad un ristretto o ampio adattamento a certi fattori ecologici. Una specie STENOECIA, vive in habitat specializzati, particolari, mentre una specie EURIECIA copre una vasta gamma di situazioni ambientali

39

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