Interazioni Interazioni fra organismi oltre che con l ambiente circostante, gli organismi interagiscono anche con gli altri organismi dell ecosistema l interazionetra due specie può essere di vario tipo: vantaggiosa per entrambe (+/+) vantaggiosa per una sola (+/ o+/0) svantaggiosa per entrambe ( / ) Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 2] 1
I tipi principali di interazione predazione competizione mutualismo A + A A + B B + B Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 3] La predazione A + B Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 4] 2
Predatori in senso stretto uccidono le prede (moltenel corso della vita) e di solito le mangiano interamente sono per lo più carnivori dal punto di vista funzionale sono compresi anche gli organismi semivori e planctivori Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 5] Pascolatori mangiano solo una parte delle prede (molte nel corso della vita), generalmente senza ucciderle sono tipicamente erbivori dal punto di vista funzionale comprendono anche i succhiatori di sangue Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 6] 3
Parassiti mangiano solo una partedelle prede e generalmente non le uccidono di solito attaccano uno o pochi individui nel corso della vita Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 7] Parassitoidi sono generalmente insetti che depongono le uova nel corpo di altri insetti le larve attaccano un solo individuonel corso della vita ma lo portano alla morte Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 8] 4
Dinamiche preda-predatore Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 9] Il concetto di risposta funzionale searching handling Holling, C.S. (1959) Some Characteristics of simple types of predation and parasitism. Canadian Entomologist 91: 385-398 Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 10] 5
Tre tipi di risposta funzionale Tipo 1: organismi filtratori Tipo 2: ricerca (tempo variabile) + manipolazione (tempo costante) Tipo 3: apprendimento o prey switching Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 11] L importanza di spazio e tempo: le arance di Huffaker Eotetranychus sexmaculatus (preda) Huffaker, C.B.(1958) Experimental studies on predation: Dispersion factors and predator-prey oscillations. Hilgardia 27: 343-383 Typhlodromus occidentalis (predatore) Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 12] 6
Come sfuggire ai predatori: masting e cicale magiche Magicicada septendecim Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 13] La competizione A B Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 14] 7
I parameci di Gause Paramecium aurelia Paramecium caudatum Gause, G.F. (1934) The struggle for existence Pseudomonas aeruginosa (= Bacillus pyocyaneus) Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 15] Il principio di esclusione competitiva se due specie competono per la stessa risorsa, una delle due è destinata all estinzione in particolare, avrà la meglio la specie che ha bisogno della quantità minore di risorsa per la pura sopravvivenza Georgii Frantsevich Gause (1910 1986) Gause, G.F.(1934) The struggle for existence nella realtà ogni specie cerca di evitare la competizione sfruttando variazioninell ambiente o nelle risorse Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 16] 8
Tilman e la competizione tra diatomee Synedra ulna Asterionella formosa Tilman, D. (1981) Competition and nutrient kinetics along a temperature gradient. An experimental test of a mechanistic approach to niche theory. Limnology and Oceanography 26: 1020-1033 Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 17] Il risultato non è sempre uguale: gli esperimenti di Park Tribolium castaneum Tribolium confusum Park, T. (1948) Experimental studies of interspecies competition. I. Competition between populations of the flour beetles, Tribolium confusumduval and Tribolium castaneum Herbst. Ecological Monographs18: 265-308 Park, T. (1953) Experimental studies of interspecies competition. II. Temperature, humidity, and competition in two species of Tribolium. Physiological Zoology 27: 177-238 Temperatura Umidità % vittorie ( C) (%) T. confusum T. castaneum 34 70 0 100 34 30 90 10 29 70 14 86 29 30 87 13 24 70 71 29 24 30 100 0 Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 18] 9
La nicchia ecologica la nicchiaè l insieme dei fattori biotici e abiotici che permettono la sopravvivenza, la crescita e la riproduzione di una specie il principio di esclusione competitiva può essere riformulato come «due specie non possono coesistere se condividono la medesima nicchia» Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 19] Le dendroiche di MacArthur MacArthur, R.H. (1958) Population ecology of some warblers of northeastern coniferous forests. Ecology 39: 599-619 Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 20] 10
Competizione tra cirripedi sulle scogliere Connell, J.H. (1961) The effects of competition, predation by Thais lapillusand other factors on natural populations of the barnacle, Balanus balanoides. Ecological Monographs31: 61-104 Connell, J.H. (1961) The influence of interspecific competition and other factors on the distribution of the barnacle Chthamalus stellatus. Ecological Monographs31: 61-104 Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 21] Nicchia fondamentale e nicchia realizzata nicchia fondamentale: la gamma completa di condizioni e risorse che una specie può sfruttare nicchia realizzata: la porzione di nicchia effettivamente utilizzata sotto la pressione della competizione con altre specie Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 22] 11
I fringuelli di Darwin spostamento dei caratteri: in condizioni di simpatria, la selezione naturale favorisce la differenziazione delle nicchie tra specie in competizione allargamento della nicchia: in condizioni di allopatria, ogni specie tende a utilizzare l intero spettro di risorse (competitive release) Grant, P.R. (1986) Ecology and evolution of Darwin s Finches Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 23] La selezione naturale in azione Grant, P.R. (1986) Ecology and evolution of Darwin s Finches Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 24] 12
Il mutualismo A + + B Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 25] Mutualismo trofico: gli uccelli indicatori Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 26] 13
Mutualismo trofico: i licheni Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 27] Mutualismo trofico: le micorrize Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 28] 14
Mutualismo dispersivo: gli impollinatori Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 29] Mutualismo difensivo: acacie e formiche Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 30] 15
Il commensalismo foresi inquilinismo metabiosi A + 0 B Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 31] Catene e reti trofiche: chi mangia chi? Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 32] 16
Catene e reti trofiche: chi mangia chi? Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 33] Relazioni trofiche nella tundra a Barrow (Alaska) Gufo delle nevi Gufo dalle orecchie corte Cacciatore di Pomerania Gabbiano glauco Volpe artica Volpe rossa Donnola dalla coda corta Donnola minore Cacciatore di Pomerania parassita Cacciatore di Pomerania dalla coda lunga Lemming (specie Lemmus e Dicrostonyx) Vegetazione a tundra Pitelka F., Tomich P. & Treichel G. (1955) Ecological relations of jaegers and owls as lemming predators near Barrow, Alaska. Ecological Monographs 25:85-117 Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 34] 17
Catene di pascolo e di detrito a Wytham Woods Luce Lettiera Produttori primari Erbe Alberi e cespugli Querce Consumatori primari Consumatori secondari Insetti Falene invernali Tortrix Arvicole e topi Ragni Cinciallegre Cyzenis Altri Vermi defoliatori del suolo Philonthus Abax Feronia Funghi Insetti del suolo Consumatori terziari Parassiti Gufi Donnole Iperparassiti Topiragno Talpe Varley G. (1970) The concept of energy flow applied to a woodland community. in: Watson A. (ed.) Animal Populations in Relation to Their Food Resources Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 35] Il concetto di specie chiave Paine R.T. (1966) Food web complexity and species diversity. American Naturalist 100: 65-75 Corso di Ecologia modulo 10: interazioni trofiche [ 36] 18