Corso di Zoologia BIOLOGIA EVOLUZIONISTICA (4) (adattamento, nicchia ecologica, convergenza adattativa, coevoluzione)
I processi di adattamento
I fenomeni di adattamento possono essere studiati come processi evolutivi in atto ma anche evidenziati a macroscala (specie o taxa superiori)
Nuoto
Il nuoto mediante flagelli
Il nuoto mediante pinna caudale
Pettorale Anale Dorsale T r o n c o C a u d a l e Ondulazione Oscillazione Tipologie di nuoto tramite pinne differenti
Adattamenti al nuoto in specie di uccelli acquatici
Movimento sul suolo
Adattamento arti e appendici ambulacrali
Adattamenti alla locomozione terrestre in rettili e mammiferi
Adattamenti alla deambulazione arboricola in alcuni mammiferi
Movimento sul suolo di corsa
Movimento sotto il suolo
Camminatore -Saltellatore Camminatore - Saltatore Saltatore Saltellatore- Infosssatore Saltellatore Camminatore - Saltatore- Infosssatore Tipologie di movimento di anfibi anuri Nuotatore
Spostamento su un substrato: lo strisciamento
Meccanica dello strisciamento (rettili)
Meccanica dello strisciamento (artropodi)
Adattamenti alla locomozione terrestre in alcuni uccelli
Volo
Adattamenti agli spostamenti in aria: salto con tuffo e volo
Adattamenti all alimentazione: filtrazione negli Cnidari
Adattamenti all alimentazione: filtrazione negli Cnidari
Adattamenti all alimentazione: negli Uccelli e struttura del becco
Adattamenti all alimentazione: filtrazione negli Uccelli
Adattamenti a diversi tipi di alimentazione nei mammiferi: la dentizione
Adattamenti alla predazione
Adattamenti delle prede velocità criptismo, omocromia colorazione disruptiva criptismo omomorfia Mimetismo aposematismo
Adattamenti dei predatori velocità «armi» criptismo aggressivo
Adattamenti all escrezione Protonefridio (Platelminta) Metanefridio (Polichete) Gh. Antennale (Crostaceo) Tubuli malpighiani (Insetto)
Adattamenti al freddo
La nicchia ecologica
Cos è la nicchia ecologica E un concetto ipervolumetrico e non fisico, che rappresenta l insieme degli aspetti delle relazioni di ogni specie animale con la componente abiotica (habitat) e biotica (biocenosi) degli ecosistemi dove essa vive La nicchia ecologica è specie- specifica ed è il risultato dei processi adattativi che hanno interessato ogni specie animale I fattori limitanti sono tutti i fattori biotici ed abiotici che delimitano la nicchia di ogni specie (es. altre specie, caratteristiche ecosistemiche, parametri chimico-fisici)
Nicchia fondamentale e nicchia realizzata
Nicchia fondamentale e nicchia realizzata
L adattamento popolazionale e la realizzazione della nicchia sono determinati da fattori biocenotici (ad es. la presenza di altre specie) Es.: relazione tra forma del cono e del becco (per presenza/assenza scoiattoli)
La competizione per le risorse determina l ampiezza della nicchia realizzata in ogni popolazione
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I fattori limitanti I fattori limitanti sono ogni aspetto abiotico e biotico, che può rappresentare un limite alla realizzazione della nicchia e quindi alla sopravvivenza della popolazione (specie). Ci sono condizioni ottimali e non.
Convergenza adattativa
Somiglianza e diversità ambientale, con pressioni selettive simili o diverse, hanno come effetto, convergenza o divergenza adattativa, cioè adattamenti morfologici e biologici simili o diversi, partendo o meno dallo stessa base filogenetica Differenze tra specie affini La competizione, come elemento di pressione selettiva, produce estinzione o differenziamento di nicchia ecologica e di morfologia
Omologia e convergenza adattativa
Omologia e analogia
Omologia Analogia
Evoluzione divergente in strutture omologhe
Convergenza adattativa al nuoto in tre classi di Vertebrati
Convergenza adattativa al volo in due classi di Vertebrati e negli Insetti
Ipermetabolia Un caso di ripetuta convergenza biologica Coleoptera, Meloidae Olometabolia con polimorfismo larvale Lepidoptera Strepsiptera Gracillariidae Hymenoptera Ichneumonidae, Chalcidoidea Coleoptera Carabidae Brachyninae, Staphilinidae, Ripiphoridae Diptera Bombyliidae, Acroceridae, Tachinidae, Nemestrinidae, Larvevoridae
Coevoluzione e ripartizione delle nicchie nelle biocenosi
Classici esempi di coevoluzione sono quelli dei rapporti simbiontici, come il parassitismo
Adattamento dei parassiti a più ecosistemi distinti e complessi cicli di sviluppo Cicli di protozoi
Schizogonia / Gametogonia Carnivorismo Oocisti nelle feci Formazione di cisti Sporogonia nel terreno Trasmissione congenita Adattamento dei parassiti a più ecosistemi distinti e complessi cicli di sviluppo
Differenziamento della nicchia e ripartizione delle risorse in un ecosistema
Le comunità biotoche tendono verso una stabilità ( climax ) attraverso l eliminazione di specie poco adattate ed il differenziamento di nicchia
Ricchezza in specie e ripartizione della nicchia nel genere Sylvia in aree geografiche distinte
Differenze e sovrapposizione di nicchia trofica in serpenti italiani
Composizione della comunità di piccoli mammiferi in ecosistemi diversi: variazione della dominanza in specie Macchia ecotonale Crocidura indetermined 5% Apodemus indetermined 25% Other Murinae 10% Clethriononomis glareolus 17% Apodemus sylvaticus 39% Apodemus flavicollis 4%
Adattamento contro la malaria e sistema di coevoluzione
Esempi di coevoluzione animali/piante Specializzazione dei becchi verso i tipi florali
Esempi di coevoluzione animali/piante