Componenti dell ecosistema. Fattori dell ecosistema

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1 GLI ECOSISTEMI L ecosistema è costituito da una comunità di organismi viventi e dal suo specifico ambiente fisico. E un sistema ecologico costituito da relazioni di varia natura, relativamente stabile, che riflette l andamento di un gruppo di popolazioni animali e vegetali tra loro e in rapporto alla porzione non vivente dell ambiente.

2 Componenti dell ecosistema Biocenosi = insieme degli organismi che interagiscono tra loro nell ecosistema. Biotopo = insieme degli elementi (es.: luce, acqua, sali minerali, vegetazione ecc.). Fattori dell ecosistema I fattori variano nel tempo, influenzando così la vita degli organismi. Si conoscono: Fattori fisici (clima, acqua, suolo..) Fattori chimici (concentrazione di molecole nell acqua, aria e suolo) Fattori alimentari (quantità e qualità del cibo) Fattori biotici (relazioni tra gli organismi)

3 Funzionamento di un ecosistema Un sistema ecologico non è la semplice somma di esseri viventi che vivono nello stesso luogo. Essi interagiscono gli uni con gli altri (comunità biotica). La comunità biologica sopravvive se c è equilibrio fra le sostanze alimentari prodotte e quelle consumate. Ogni singola specie della comunità, pur agendo per la sua sopravvivenza, svolge un ruolo che, indirettamente, è utile alla sopravvivenza dell'intero ecosistema.

4 ORGANISMI AUTOTROFI Le piante verdi, dotate di clorofilla, vengono definite autotrofe (cioè autosufficienti dal punto di vista alimentare) perché, mediante la fotosintesi, sono in grado di utilizzare la luce solare (energia raggiante) per produrre molecole complesse (organicazione) con legami altamente energetici (energia chimica). Tutti gli organismi viventi dipendono dagli autotrofi per il rifornimento di energia nella forma utile al funzionamento della vita.

5 Gli organismi eterotrofi sono detti anche consumatori poiché dipendono dagli autotrofi per alimentarsi. Gli eterotrofi differiscono notevolmente nei tipi di alimento che ingeriscono e nelle modalità con cui si procurano l alimento. Possono essere suddivisi in: BIOFAGI Si nutrono di altri organismi viventi SAPROFAGI Si nutrono di materiale organico morto. Sono anche detti spazzini e svolgono un ruolo fondamentale nel processo complessivo di decomposizione

6 I livelli trofici, o alimentari, sono categorie che classificano gli esseri viventi secondo la funzione che svolgono nella trasmissione dell energia nelle comunità (modalità attraverso cui si procurano questa risorsa). I produttori formano il primo e più basso livello trofico, in quanto ricavano l energia a loro necessaria direttamente dalla radiazione solare (e sono in grado di fabbricare cibo per se stessi) e, in gran parte dei casi, costituiscono una primaria risorsa alimentare per altri organismi viventi (consumatori).

7 I consumatori che si nutrono dei produttori, sono detti erbivori. Essi sono detti anche consumatori primari e formano il secondo livello trofico. I carnivori, cibandosi di erbivori, sono detti consumatori secondari e formano il terzo livello trofico. I successivi livelli trofici sono formati da carnivori che si nutrono a loro volta di carnivori, e costituiscono quindi consumatori terziari, quaternari, ecc. Catena alimentare

8 Gli elementi nutritivi racchiusi nelle spoglie e nei rifiuti organici, vengono reintrodotte nell ecosistema, sotto forma di molecole più semplici, grazie all azione di: 1. I detrivori sono animali che consumano materia organica morta, estraendo parte dell energia in essa contenuta ed espellendo la materia in uno stato di decomposizione ulteriormente avanzato. 2. I decompositori sono organismi che digeriscono il cibo all esterno del corpo, assorbendo le sostanze nutritive di cui hanno bisogno e cedendo materia inorganica all ambiente. Senza l apporto di questi esseri il suolo andrebbe incontro ad un graduale impoverimento, rendendo impossibile la vita

9 Talvolta risulta difficile stabilire a quali livello trofico appartenga un organismo, ecco alcuni esempi: - Animali onnivori (secondo le circostanze, si comportano come consumatori primari, secondari e anche terziari). - Piante non commestibili. - Piante insettivore.

10 La successione lineare dei rapporti trofici in un ecosistema è detta catena alimentare: funziona secondo il principio per cui un organismo appartenente ad un determinato livello trofico, si ciba di organismi dei livelli sottostanti. La rete alimentare è uno schema che descrive la reale struttura trofica di una comunità complessa di organismi, considerandovi tutte le possibili iterazioni. Catena alimentare terrestre e catena alimentare marina

11 Catena alimentare Il risultato delle interazioni di natura trofica che si stabiliscono in tutti gli ecosistemi. acqua aria danno cibo agli erbivori riducono tutto in. sali minerali nutrono i carnivori alghe funghi batteri rifiuti organici

12 Rete alimentare Risulta più appropriata come definizione per descrivere le relazioni tra le varie specie che costituisco una ecosistema Nell ambito di una catena alimentare, infatti, le varie specie possono nutrirsi di specie diverse e sono predate a loro volta da più di una specie.

13 Rete alimentare di un bosco

14 Tipi di piramidi ecologiche 1. Numeri: mostra il numero totale di organismi ad ogni livello 2. Biomassa: mostra l ammontare di biomassa espressa in peso secco. 3. Energia: mostra il numero totale di energia presente ad ogni livello; 90% perso ad ogni livello.

15 Il passaggio di energia dall uno all altro livello trofico è piuttosto inefficiente: in gran parte viene infatti dispersa dagli organismi sotto forma di calore. Perdita di energia durante il suo trasferimento nei vari livelli trofici nella comunità di una foresta. L ampiezza delle frecce è proporzionale alla quantità di energia trasferita o persa.

16 L energia immagazzinata dai consumatori primari (erbivori) è approssimativamente il 10% dell energia immagazzinata nei produttori. Mentre i consumatori secondari (carnivori) ricevono il 10% dell energia depositata nei consumatori primari. L energia è quindi distribuita tra i livelli trofici in modo da sembrare una piramide, alla cui base si pongono i produttori, e si assottiglia mano che la catena alimentare prosegue.

17 La biomassa è usata da alcuni ecologi come unità di misura dell energia immagazzinata dai livelli trofici. La piramide della biomassa di solito ha la stessa forma di quella dell energia. Un effetto collaterale dell inefficienza della conversione di energia è l accumulo biologico: fenomeno per cui le sostanze chimiche tossiche prodotte dall uomo, si concentrano nel corpo dei carnivori. Il DDT (insetticida), è accumulato in minima parte nei livelli trofici più bassi, ma la sua concentrazione aumenta nei tessuti degli organismi nei livelli successivi, fino a risultare nocivo.

18 LA BIODIVERSITA E LA STABILITA DEGLI ECOSISTEMI La biodiversità è il numero totale di specie presenti in un certo sistema e la complessità delle interazioni di queste specie. La perdita di biodiversità ha come conseguenza l estinzione di molte specie, infatti: - Un ecosistema con bassa biodiversità, sostiene un numero di specie ridotto (può essere facilmente compromesso da sconvolgimenti ambientali e dall azione di agenti patogeni); - Un ecosistema con alta biodiversità, ospita un grande numero di individui capaci di tollerare condizioni ambientali diverse.

19 L espansione della popolazione umana e dell agricoltura comporta una riduzione della biodiversità: di conseguenza la diminuzione della stabilità e della produttività degli ecosistemi. Alcune specie hanno un ruolo più importante di altre nel conservare la funzionalità di un ecosistema, ma talvolta è difficile individuare quali.