11. Biodiversità: patterns, modelli, controllo, processi e gestione

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1 11. Biodiversità: patterns, modelli, controllo, processi e gestione Che cos è la biodiversità? La diversità delle parti che, insieme, formano un sistema biologico compatto (un individuo) La diversità che distingue gli individui che, insieme, formano una specie. La diversità delle specie che, insieme, formano comunità ecologiche. La diversità delle comunità che, insieme, formano la biosfera

2 Definizioni di Biodiversità si riferisce alla varietà e variabilità degli organismi viventi e dei sistemi ecologici che li comprendono (Office of Technology Assessment del Congresso degli Stati Uniti, 1987); la variabilità di ogni tipo tra gli organismi viventi (IUCN, Unione Internazionale per la Conservazione della Natura, 1994); la totale varietà di vita sulla terra (Takacs, 1996). La diversità è un ATTRIBUTO di ogni sistema vivente, a qualsiasi livello di organizzazione, dalle molecole agli ecosistemi.

3 Perché la biodiversità è importante? LA BIODIVERSITA COME VALORE INTRINSECO l uomo è parte integrante dell ambiente... LA BIODIVERSITA COME VALORE ANTROPOCENTRICO benefici economici diretti ed indiretti: sfruttamento delle risorse (agricoltura, la pesca, attività estrattive ecc.); benefici estetici e ricreativi (turismo, sport); conoscenza scientifica (ricerca).

4 Biodiversità: quanto vale? Biodiversità: è vista come una misura della complessità della vita. Include non solo gli organismi ma anche le interazioni comportamentali. Non è possibile una sola misura di biodiversità. Per i conservazionisti la biodiversità dovrebbe quantificare un valore da proteggere. I biologi hanno intuito che il valore della biodiversità è probabilmente associato con la varietà dei geni che esprimo diversi tratti fenotipici o caratteri (differenti caratteristiche chimiche, morfologiche, funzionali, comportamentali). Noi non sappiamo precisamente quali geni avranno valore in futuro quindi dobbiamo considerarli tutti di uguale valore da un punto di vista conservazionistico.

5 Livelli di biodiversità diversità genetica: rappresenta la variazione tra gli individui all interno della composizione genetica di una popolazione diversità di specie: indica il numero di specie rinvenute in una certa area; es. Nematodi marini diversità di phylum: indica il numero di phyla rinvenuti in una certa area; es: Poriferi, Cnidari; Molluschi, Anellidi diversità funzionale: è data dal diverso gruppo trofico a cui appartiene ciascuna specie della comunità considerata; es. detritivoro, erbivoro, carnivoro diversità di comunità: indica il numero e le estensioni relative dei tipi di habitat /ecosistemi in una data regione.

6 Ha senso la biodiversità? Se tutto fosse andato sempre nello stesso modo, oggi il pianeta sarebbe abitato da una sola specie, identica a quella che si formò all inizio della vita oggi T E M P O origine della vita

7 Alcuni organismi sono rimasti uguali ai loro progenitori, altri hanno subito cambiamenti drammatici. Eppure tutto funzionava anche quando c era una sola specie! oggi T E M P O origine della vita

8 Perché ci sono così tante specie? Risposta 1. Per necessità Perché esistono innumerevoli condizioni ambientali e funzioni da svolgere sul pianeta ed una singola (o poche specie) non sarebbero in grado di fare tutto. Risposta 2. Per caso Gli organismi non riescono a riprodurre copie perfette di se stessi e, a seconda dell entità dell errore, ci saranno discendenti più o meno diversi dai progenitori.

9 Alcune idee sull evoluzione L evoluzione è il meccanismo con cui, dall assenza di diversità degli inizi della vita, si è passati all enorme diversità attuale. L evoluzione non è teleologica, è invece tautologica. L evoluzione avviene perché avviene, e se non avvenisse sarebbe lo stesso. L evoluzione avviene per errori e la natura riesce a trarre vantaggio dagli errori, anche se gli errori si pagano sempre! Gli errori possono anche esser dovuti al trovarsi nel posto sbagliato al momento sbagliato (vedi i dinosauri estinti nel KT). Ma la loro scomparsa ha comunque favorito l avvento di altri esseri, così come è avvenuto in tutti gli altri episodi di estinzione di massa.

10 Evoluzione: per gradi o per salti? Gradualismo filetico: piccoli cambiamenti si sommano e l uguale diventa diverso Saltazionismo: piccoli cambiamenti non possono trasformare l uguale in diverso, ci vuole qualcosa di più drastico

11 Anagenesi e Cladogenesi Anagenesi: una specie si trasforma in un altra specie Cladogenesi: una specie dà origine a molte specie

12 Dagli individui alle specie individui popolazione specie filogenesi

13 Livelli della diversità specifica: diversità alpha (α diversity): è la diversità della composizione specifica di una comunità o di un campione (es. tutte le specie di alberi di un bosco); diversità beta (β diversity): è il grado di cambiamento della diversità specifica tra comunità in un dato paesaggio (es. le specie di due boschi di una stessa montagna); diversità gamma (γ diversity): è la diversità specifica totale di un paesaggio (es. tutte le specie di alberi della montagna); diversità delta (δ diversity): è il cambiamento della diversità specifica da un paesaggio o da un area a un altro paesaggio o area (es. tutte le specie di alberi di due montagne); diversità epsilon (ε diversity): è il cambiamento della diversità specifica tra ecosistemi marini e terrestri (es. tutte le specie di foreste tropicali vs le specie delle barriere coralline); diversità omega (ω diversity): è la diversità specifica a livello globale.

14 Quante Specie Esistono? 1,1 x cellule procariotiche abitano negli oceani, più del numero di stelle nell universo. Il numero di virus è circa 10 volte superiore. Il numero di specie attualmente conosciute sulla terra varia tra 1.4 e 1.7 milioni (escluse le sp. Microbiche) Funghi Vegetali La maggior parte sono specie terrestri Protisti Monere Animali

15 Specie note e che si suppone esistano (1,4 milioni Hammond, 1992) Virus Batteri Nematodi Crostacei Protozoi Alghe Vertebrati Molluschi Funghi Aracnidi Piante Insetti sono vertebrati piante Specie non descritte Specie descritte sono insetti milioni Questo dato corrisponde a solo circa 1/3 delle specie esistenti?

16 Marino D acqua dolce Terrestre Simbionte Bentonico Pelagico Bentonico Pelagico Umido Secco Ecto Endo Ma la maggior parte dei tipi animali vive in mare!

17 La diversità dell ambiente marino, in termini di varietà architettonica degli organismi, è la più alta del pianeta La vita è nata in mare, ed è in mare che si esprime con tutta la sua complessità e varietà. La biodiversità marina rappresenta forse il più grande patrimonio vivente.

18 Dove si nascondono le specie sconosciute? All inizio degli anni 80 dal più grande studio su 554 boxcorer presi tra 22 e 41 N a circa 3 Km di profondità sono stati trovati 1600 individui (perlopiù specie nuove) Il numero di specie nuove aumenta al ritmo di 25 m -2 E stato stimato che esistono almeno dieci milioni di specie sconosciute negli ambienti marini profondi (Grassle e Maciolek, 1992) Questa stima è stata ridimensionata da Briggs (1991) e May (1992) a 500 mila Attualmente le specie marine di ambiente profondo identificate sono 300 mila