Domande aperte del Paniere di Ecologia

Domande aperte ecologia

1. Fattori abiotici e biotici

I fattori abiotici sono tutti quei fattori dell’ecosistema che fanno parte della componente inorganica e non vitale. I fattori abiotici comprendono le variabili fisiche e chimiche dell’ambiente: per esempio la quantità di energia sotto forma di disponibilità di luce, la temperatura e la sua variazione e le disponibilità di risorse, tra cui anche l’acqua, l’ossigeno, l’anidride carbonica, ecc. I fattori biotici invece, sono tutti i fattori ecosistemici che comprendono e derivano dalle attività degli esseri viventi e le loro interazioni. Fanno parte dei fattori biotici il parassitismo, la predazione, il commensalismo, ecc. e tutte le tipologie di competizioni per le risorse, siano esse intese come cibo o anche spazio vitale.

2. Nicchia, habitat e areale: definizioni, differenze e relazioni

Considerando una specie, l’areale è la porzione di territorio sulla quale è distribuita tale specie; gli areali possono essere: continui (la specie occupa una vasta area continua abbastanza omogeneamente), discontinui (la specie occupa piccole ben separate da grandi zone completamente inabitate), e frammentati (la specie è distribuita in vaste aree con forti variabilità densitometriche di individui, un esempio sono gli esseri umani con densità molto elevate nelle grandi città ed aree pressoché disabitate come l’Antartide).

L’habitat comprende le caratteristiche ambientali abiotiche (quindi le caratteristiche fisiche e chimiche) di una determinata area territoriale che ospita la specie. Infine, la nicchia comprende l’habitat e l’ambiente biotico nel quale la specie usufruisce di una determinata risorsa o svolge determinate funzioni.

3. Le proprietà emergenti nei sistemi biologici

Le proprietà emergenti sono tutte le caratteristiche nuove e peculiari di un livello biologico che non rappresentano soltanto la somma delle caratteristiche di ciascuno degli elementi del livello biologico inferiore, ovvero tutte quelle caratteristiche peculiari dei passaggi che partendo dalla singola cellula e passando da tessuto, organo e organismo arrivano a concetti ecologici come popolazione, comunità, ecosistema, bioma fino ad arrivare all’intera biosfera.

4. Approccio olistico e proprietà emergenti

Le proprietà emergenti sono tutte le caratteristiche nuove e peculiari di un livello biologico che non rappresentano soltanto la somma delle caratteristiche di ciascuno degli elementi del livello biologico inferiore. Con approccio olistico si intende il tener conto dell’interezza del sistema e non solo delle piccole componenti di cui è costituito. L’approccio olistico sta quindi alla base ed è assolutamente necessario per poter effettuare qualsiasi studio o considerazione in ambito ecologico.

5. La stratificazione termica negli ecosistemi acquatici

L’acqua ha come peculiarità l’aumento della propria densità all’aumentare della temperatura nel range che va dagli 0°C ai 4°C per poi diminuire la propria densità all’aumentare della temperatura superando i 4°C. Grazie a questa caratteristica il susseguirsi di stagioni calde e fredde influenza molto la temperatura delle acque superficiali che con più si allontanano dai 4°C e con più si troveranno in alto nella colonna d’acqua; invece, l’acqua più densa, quella a 4°C tende a giacere sul fondo di tutti gli ambienti acquatici (zona chiamata termoclino) fungendo da riparo per gli organismi idrofili da condizioni di temperatura estrema o addirittura dalla glaciazione degli strati più superficiali dell’acqua.

6. La luce, effetti biologici e regolazione dell'attività degli organismi

La luce è forse l’elemento abiotico più importante, è la primaria fonte di energia ed essa viene convertita in energia chimica dagli organismi autotrofi. Oltre che a fornire energia agli organismi autotrofi, la luce riscalda la Terra dando origine a zone più calde o più fredde e all’alternarsi delle stagioni in base alla durata e all’intensità di irraggiamento. In base alla quantità di energia luminosa si dispongono anche gli organismi e la biodiversità, per esempio nelle foreste dove abbonda l’intensità luminosa ed anche un altro fattore abiotico importantissimo: l’acqua.

La regolazione delle attività degli organismi varia con il variare di disponibilità di luce e di differenti porzioni del proprio spettro, alcuni organismi sono in grado di vivere solo in presenza di luce (fotofili) ed altri solo in sua assenza (fotofobi); nelle foreste la quasi totalità dello spettro blu e rosso vengono completamente assorbite dagli strati vegetativi più alti (i pigmenti fotosintetici sono di colore verde perché tale radiazione non viene assorbita quasi per niente) lasciando al sottobosco solo una piccola parte di spettro luminoso che viene assorbito attraverso pigmenti differenti come blu o rosso che non assorbono lo spettro verde e conferiscono i caratteristici colori esotici a tali piante. In acqua invece, quasi tutta la totalità della radiazione luminosa rossa viene assorbita dallo strato superficiale lasciando penetrare solo la parte blu dello spettro luminoso che conferisce il caratteristico colore alle acque profonde.

7. Fattori limitanti, legge del minimo e di Shelford

I fattori limitanti sono quei fattori che sono in grado di limitare l’accrescimento di una determinata popolazione, possono essere abiotici (proprietà fisiche e chimiche, es. temperatura, disponibilità di acqua, ossigeno, ecc.) o biotici (interazioni tra esseri viventi, es. competizione per una risorsa). La legge del minimo sostiene che l’accrescimento di una popolazione non è regolata dalla disponibilità totale delle risorse ma solo dalla disponibilità della risorsa più scarsa che diventa la risorsa limitante. La legge di Shelford invece, afferma che l’accrescimento di una popolazione è determinato da vari fattori, alcuni favorevoli ed altri sfavorevoli, e che la limitazione dell’accrescimento è determinato da un singolo fattore sfavorevole di maggior influenza.

8. Fattori abiotici e biotici

I fattori abiotici sono tutti quei fattori dell’ecosistema che fanno parte della componente inorganica e non vitale. I fattori abiotici comprendono le variabili fisiche e chimiche dell’ambiente: per esempio la quantità di energia sotto forma di disponibilità di luce, la temperatura e la sua variazione e le disponibilità di risorse, tra cui anche l’acqua, l’ossigeno, l’anidride carbonica, ecc. I fattori biotici invece, sono tutti i fattori ecosistemici che comprendono e derivano dalle attività degli esseri viventi e le loro interazioni. Fanno parte dei fattori biotici il parassitismo, la predazione, il commensalismo, ecc. e tutte le tipologie di competizioni per le risorse, siano esse intese come cibo o anche spazio vitale.

9. Il mutualismo

Il mutualismo è un fattore biotico che consiste in interazioni tra specie che portano a vantaggi per entrambi i partner. Il mutualismo può essere facoltativo o obbligato, nel primo caso entrambe le specie sono in grado di sopravvivere anche separatamente, mentre nel secondo, la sopravvivenza di una o di entrambe le specie è determinata dall’associazione mutualistica. Esistono molte relazioni mutualistiche, tra cui una molto importante per gli esseri umani, ovvero il mutualismo che abbiamo con il microbiota intestinale, ed altre più complesse e affascinanti come le micorrize tra piante e funghi o il mutualismo tra una specie di calamari e una di batteri bioluminescenti che conferiscono la loro proprietà al calamaro intimorendo i predatori e a sua volta il calamaro offre protezione all’interno del proprio corpo e motilità spaziale per la dispersione e colonizzazione batterica.

10. La predazione

La predazione è un fattore biotico che consiste in interazioni tra specie diverse, una predatrice e l’altra preda, la specie predatrice vive a spese della specie predata, spesso utilizzando quest’ultima come fonte di cibo e nutrienti; a differenza del parassitismo, il predatore durante questa interazione, pone fine alla vita dell’individuo predato. È affascinante come due specie apparentemente simili e con le stesse abitudini alimentari come capra e pecora risultino essere rispettivamente una specie predatrice e l’altra parassita, in quanto le pecore non pongono fine alla vita delle piante di cui si nutrono, recidendo solo la parte superiore, mentre le capre sradicando le piante di cui si nutrono ponendo fine alla loro vita e potendo quindi essere considerate specie predatrici. Ciò che è più sorprendente della relazione preda-predatore è che essa provoca un aumento della resa della popolazione della preda mantenendone il controllo numerico.

11. La competizione

La competizione è un fattore biotico che consiste in interazioni competitive tra organismi della stessa specie (competizione intraspecifica) o di specie differenti (competizione interspecifica) allo scopo dell’aggiudicarsi una determinata risorsa, essa sia luce, spazio, nutrienti, acqua o anche partner per l’accoppiamento. La competizione per una risorsa ne riduce la sua disponibilità ad individuo che porta ad una riduzione di sopravvivenza o di fecondità dei competitori. Le relazioni competitive possono condurre a due diverse situazioni: una in cui i diversi individui competitori raggiungono una sorta di equilibrio condividendo la risorsa in maniera più o meno equa; oppure, i competitori più efficaci possono portare alla scomparsa degli individui che peggio sono in grado di competere, fungendo da componente selettivo.

12. La competizione come agente selettivo

La competizione è un fattore biotico che consiste in interazioni competitive tra organismi della stessa specie (competizione intraspecifica) o di specie differenti (competizione interspecifica) allo scopo dell’aggiudicarsi una determinata risorsa, essa sia luce, spazio, nutrienti, acqua o anche partner per l’accoppiamento. La competizione per una risorsa ne riduce la sua disponibilità ad individuo che porta ad una riduzione di sopravvivenza o di fecondità dei competitori. Le relazioni competitive possono condurre a due diverse situazioni: una in cui i diversi individui competitori raggiungono una sorta di equilibrio condividendo la risorsa in maniera più o meno equa; oppure, i competitori più efficaci possono portare alla scomparsa degli individui che peggio sono in grado di competere, fungendo da componente selettivo.

La competizione può agire da agente selettivo essa sia intraspecifica o interspecifica. Un esempio in cui la competizione funge da agente selettivo intraspecificamente è la competizione sessuale nei pavoni che, nel tempo, hanno portato alla selezione di pavoni maschi aventi le caratteristiche penne molto sviluppate in termini di dimensioni e colori sgargianti volte ad attirare l’attenzione della femmina durante l’accoppiamento. Un esempio di competizione interspecifica come agente selettivo è la competizione per lo spazio e per la luce che si può osservare in molti ambienti vegetativi, per esempio i pini, che all’interno dei loro aghi, una volta caduti a terra, rilasciano sostanze chimiche in grado di alterare la composizione del terreno rendendolo inospitale alla prosperazione di altre specie vegetali.

13. La popolazione e le sue caratteristiche statistiche

Una popolazione è un insieme di individui della stessa specie che vivono in un’area comune e si accoppiano tra di loro. Le caratteristiche di una popolazione si dividono in caratteristiche genetiche e caratteristiche statistiche. Le caratteristiche genetiche comprendono la fitness riproduttiva della popolazione, la persistenza nell’area occupata e l’adattabilità della popolazione; mentre le caratteristiche statistiche comprendono tutte quelle caratteristiche quantificabili e analizzabili matematicamente e statisticamente come: la densità (aspecifica o specifica ed in numero di individui o in biomassa), la natalità, la mortalità, le curve di accrescimento e di sopravvivenza, e la distribuzione in classi di età.

14. Piramidi d'età, con particolare attenzione a quelle umane

Le piramidi di età sono strumenti grafici che indicano la distribuzione della popolazione in classi di età; la percentuale di popolazione viene indicata dall’ampiezza della fascia corrispondente e l’età aumenta risalendo la piramide. Questo tipo di rappresentazione grafica dà informazioni su: la capacità riproduttiva futura e sulla natalità e mortalità. La base della piramide rappresenta la fascia d’età pre-riproduttiva, il corpo rappresenta la fascia di età riproduttiva e la punta rappresenta la fascia di età post-riproduttiva.

Confrontando le ampiezze delle rispettive fasce di età si possono osservare tre differenti situazioni che prevedono tre differenti scenari futuri per la popolazione: se la base della piramide è larga e salendo si restringe sempre di più allora la popolazione è in crescita; se la base è larga quanto il corpo della piramide o poco più allora la popolazione è stazionaria e tenderà a conservare lo stesso numero di individui; se invece la base è più stretta del corpo e della punta della piramide la popolazione è in calo.

Nelle popolazioni umane il primo caso, in cui la piramide ha base larga, è caratteristico dei paesi in via di sviluppo, per esempio Africa, India e Cina, queste piramidi indicano un grande numero di popolazione in età pre-riproduttiva indice di un grande tasso riproduttivo della classe di età riproduttiva ed una prospettiva futura di grande accrescimento quando i giovani entreranno in età riproduttiva. Gli ultimi due casi, invece, sono caratteristici delle popolazioni industrializzate come America ed Europa; l’assottigliamento alla base sta ad indicare un basso tasso riproduttivo delle fasce di età attualmente in riproduzione ed indica un futuro in cui ci saranno lo stesso numero o meno in grado di riprodursi, mentre la vasta area superiore della piramide che si assottiglia solamente molto in alto è indice di una bassa mor