Ecologia

Lezione 1: Ecologia

L'ecologia riguarda tutto: vegetali, animali, terra, acqua, suolo, ecc. L'ecologia deriva da "oikos" e "logos" → casa + discorso, studio. L'ambiente è formato da due macro-entità: biotici e abiotici. Zoologia, botanica, geologia, fisiologia, etologia, chimica organica e inorganica, biochimica, le scienze agronomiche, climatologia, geofisica e patologia: l'ecologia comprende moltissime materie. Ecologia (ambiente) e patologia sono relazionate per esempio per l'inquinamento, per le radiazioni, ecc.

One Health

One Health = salute unica → animali + umani + ambienti. C’è una coordinazione, comunicazione e collaborazione tra le tre parti.

Storia dell'ecologia

Platone, Ippocrate, Plutarco → avevano conoscenze più antiche ma da loro è nato il seme dell'ecologia. Leeuwenhoek è il fondatore della microbiologia e ha fatto i primi studi su catene alimentari e regolazione delle popolazioni. Bradley Spallanzani è un importante esponente italiano, con diverse riflessioni. Bonnet ha studiato le popolazioni e le specie che potevano attaccarle e ha visto che alcune non si estinguevano. Lyell studiò gli uccelli acquatici. Darwin, Buffon, Warming, Clements e Shelford hanno elaborato il concetto di catena alimentare e riciclo della materia, sviluppato dal 1900 fino a oggi.

Ecologia e spazio

1969 Apollo 11: il mondo dell'ecologia riguarda anche le grandi masse dello spazio. Hanno permesso lo sbarco sulla Luna e anche le prime immagini del pianeta Terra, che hanno creato una presa di coscienza ecologista.

Conflitti e cambiamenti climatici

Dopo la seconda guerra mondiale la Germania è stata l'ultima nazione a cadere, da un lato gli USA che erano il blocco occidentale, dall'altro i russi con il blocco orientale che era comunista. È stato fatto il muro di Berlino per dividere Germania est e ovest, creando la formazione di due grandi blocchi mondiali. La guerra del Vietnam del Nord, che era socialista/comunista, attaccò quello del Sud che era occupato dagli americani. È la guerra fredda. L'emblema della guerra fredda era il pericolo delle armi nucleari, e anche l'Italia ha sfruttato l'energia nucleare.

Con i cambiamenti climatici bisogna valutare i dati corretti. Ci sono sempre stati, come la piccola glaciazione, però questi sono naturali e non sono indotti dall'uomo, questi hanno tempi diversi. I cambiamenti climatici naturali si spalmano in migliaia di anni, ora l'uomo sta modificando l'ambiente e si concentrano in spazi minori. È stato creato il Kyoto protocollo il 16 febbraio 2005. Diverse nazioni hanno aderito. Hanno creato anche l'Accordo di Parigi per la riduzione del gas serra. A breve ci saranno anche altri accordi.

Importanza di un approccio globale

Bisogna fare un approccio globale perché la combustione non è solo CO₂. Sarà necessario un cambiamento globale e nel modo di pensare. Sito ukcop26.org → obiettivi ecologici.

Impatto dell'aumento della temperatura

L'aumento della temperatura di 1,5 gradi in un secolo è molto impattante sia sulla struttura degli ecosistemi sia sui cicloni e sugli anticicloni, quindi su intere sezioni climatiche. Sui grandi numeri vegetali e animali non si adattano molto velocemente.

Tipi di ambienti

Ci sono due tipi di ambienti: ambienti naturali e antropizzati. È difficile trovare un ambiente non ancora antropizzato.

I comparti terrestri

GEOSFERA: componente superficiale. Comprende quella porzione che si estende in verticale dal suolo fino al centro della Terra ed è suddivisa in tre porzioni: crosta terrestre, mantello e nucleo. La crosta non è stabile ma dinamica. Ci sono i terremoti che per noi possono essere molto impattanti ma per la Terra nel suo insieme no. Ci sono spesso i movimenti di pochi millimetri. Varia tra i 10 e i 70 km. Le singole placche fluttuano sul supporto semiliquido, è come un puzzle instabile.

Ci sono moltissime placche e moltissime micro-placche. Gli ambienti cambiano. Le placche tettoniche si muovono. Le placche sono a contatto tra di loro e sono entità diverse, non corrispondono ai continenti e ai limiti geografici emersi. Ci sono delle forze che agiscono tra le placche, ma non sempre possiamo vederle perché sono nell’oceano. Ci possono essere fenomeni di vulcanesimo sia terrestri sia nell’acqua, fenomeni tempurici cioè i terremoti. Gli tsunami sono delle conseguenze. Ci sono porzioni del mantello dove può risalire magma o può rimanere temporaneamente stoccato. I vulcani italiani sono Etna, Vesuvio, Stromboli, Vulcano, Marsili e quasi tutti stanno vicino a zone dove c’è il movimento delle placche. Il Marsili è il vulcano emerso più attivo d’Europa, poco conosciuto dalle persone. Ci sono in Campania anche i Campi Flegrei anch’essi molto pericolosi.

Si parla molto della micro-placca Adriatica che si sta muovendo verso Nord-Est, creando le Alpi e gli Appennini.

Mari dell’Italia

Adriatico, Tirreno e Ionio. L’Adriatico deriva da una bassa laguna tropicale ed è meno profondo dello Ionio. Il Tirreno deriva da un allontanamento di un oceano ecco perché è più profondo, infatti da qui ci sono pesche diverse.

Tipologie di rocce

• Rocce sedimentarie: sono fatte da sedimenti, sono più inclini allo sfaldamento, possono andare in superficie o restare in profondità e essere sottoposte a calori e particolari pressioni e si può trasformare in una roccia ignea. Possono derivare da rocce ignee che se restano all’interno diventano intrusive perché non si trasformano all’esterno. I fossili sono resti organici, ossa e pelli e sono delle rocce sedimentarie.
• Rocce metamorfiche: cambiano, sono frutto e soggetto di trasformazione. Tutte le rocce possono essere metamorfiche. Può diventare magari magma, oppure essere portata in superficie sottoposta ad altre forze come correnti e acqua e si può trasformare in sedimentaria.
• Rocce ignee: fuoco, derivano da vulcani e camere magmatiche sotterranee che le contengono. Le rocce effusive sono quelle che si trasformano fuori dalla crosta terrestre come i blocchi di magma, e sono soggetti a tutte le forze che sono sottoposte in superfici, possono creare sedimenti e diventare rocce sedimentarie.

Si possono trasformare le une nelle altre. Tutto può trasformarsi in tutto!

Idrosfera

L'insieme dell’acqua in forma liquida presente sulla Terra. Non tutta l’acqua è utilizzabile. Oltre il 97% delle acque è nei mari, quindi è salata. Il 2% tra ghiacciai e poli. 0.6% nelle falde acquifere. 0,01% in fiumi e laghi. 0.001% nell’atmosfera in forma dispersa. 4x10^-5 nella biosfera.

• Oceani: 97.2%
• Ghiacciai: 2.15%
• Acqua sotterranea: 0.62%

Il restante è nei laghi, fiumi, ecc. (non mi chiede le percentuali ma dove c'è di più e in linea d'aria)

Desalinizzazione

Il depuratore filtra l'acqua togliendo parte dei minerali. È lo stesso principio degli impianti a osmosi, è il sistema più arcaico, si riesce a bloccare i sali facendoli passare da delle cartucce. Desalinizzazione termica o chimica, sono più evoluti.

Atmosfera

È divisa in altre porzioni. Noi vediamo la troposfera, stratosfera, mesosfera e termosfera.

• Troposfera: inizia dalla superficie terrestre fino a 8-14.5 km, è la più densa, si riescono a vedere i fenomeni atmosferici.
• Stratosfera: fino a 50 km, c'è lo strato di ozono che assorbe e devia le radiazioni ultraviolette.
• Mesosfera: fino a 85 km, dove ci sono le incandescenze delle meteore.
• Termosfera: fino a 600 km, si vedono le aurore e i satelliti.

La composizione è fatta da azoto, ossigeno, argon, anidride carbonica, ecc.

Lo strato dell'ozono

Serve per schermare i raggi, ma ora c'è un buco. L'ozono è una molecola instabile, è formato da tre molecole di ossigeno. Con la scomparsa dell'ozono ci sono delle neoplasie, cataratte e tumori alla pelle. Tra le radiazioni ci sono i raggi ultravioletti. Queste colpiscono l'ossigeno e lo dividono in due che si uniscono a un'altra molecola creando l'ozono. Quando arrivano questi raggi l'energia viene assorbita e l'ozono si divide in una molecola di ossigeno e un radicale ma poi si riforma l'ozono con un'altra molecola. È un ciclo chiuso, per questo i raggi UV sono assorbiti. L'ossigeno è una molecola molto reattiva che può reagire anche con altri composti, quindi ci sono queste molecole che bloccano e spazzano il ciclo di equilibrio. Quindi un eccesso di queste molecole porta a una depressione dello strato dell'ozono che si assottiglia perché le molecole diminuiscono. Queste molecole derivano dalle attività umane ma non solo le grandi industrie ma anche i gas da alcuni elettrodomestici. Il frigo e alcuni elettrodomestici non possono essere buttati tranquillamente perché c'erano dei gas usati che ora sono stati sostituiti con miscele meno impattanti. Non solo si ha la depressione dell'ozono, ma due radicali di ossigeno si uniscono e si legano ad altre molecole. Dagli anni '70 sono stati emessi molti cloruri nell'aria tra cui i CFC che hanno impattato molto negativamente, essi non si sciolgono ma rimangono così nell'atmosfera. Guardo online temis.nl → ci dice lo stato del buco dell'ozono.

Biosfera

È l'insieme di tutto. L'idrosfera è la parte superiore.

Ecosistema

L'insieme degli organismi che vivono insieme in un'area paesaggistica omogenea e che interagiscono con l'ambiente fisico in modo tale che un flusso di energia porta a una ben determinata struttura di rapporti e una ciclizzazione dei materiali tra forme di vita e le altre risorse.

• Mesosistema: un bosco
• Microsistemi: foglia
• Macrosistemi: mare Adriatico

Biomi

Sistemi ambientali complessi di ampia estensione geografica costituiti da un insieme di ecosistemi, le cui comunità animali e vegetali hanno raggiunto in una determinata area della superficie terrestre una relativa stabilità in relazione alle condizioni ambientali. Ogni bioma è caratterizzato dalle condizioni climatiche della regione e da una particolare vegetazione che ospita una tipica fauna. Come le foreste temperate, pluviali, deserti caldi e freddi, tundra, taiga, ecc.

Nel deserto per esempio gli organismi si attivano nelle ore serali o nelle prime ore del mattino. Oppure, come sono diversi, gli utilizzi di ormoni antidiuretico quando c'è poca disponibilità di acqua. Si possono vedere le strutture diverse sul globo. In giallo le praterie temperate e molte altre zone diverse. Le taighe in verde scuro con alberi ad alto fusto e alberi aghifogli. Deserto freddo di Gobi.

Si può fare una scala di organizzazione dalle conoscenze di ecologia a fisiologia:

• Cellule → tessuto → organo → apparato → organismo → popolazione → comunità → ecosistema → paesaggio → bioma → ecosfera

Concetti di autotrofi, eterotrofi, produttori, consumatori 1, 2, 3: cerco concetti in zoologia. Ogni ecosistema muta nel tempo ed è soggetto a modificazioni ambientali ma anche artificiali. Pionieri → stadi iniziali, come un pendio con una macchia mediterranea con una colata di lava; dopo la lava vengono i primi organismi chiamati pionieri. Il processo culmina con il climax.

Lezione 2: Ecologia

Fattori ambientali: I fattori biotici sono quelli vitali. La parola deriva dal greco "bios". Sono fatti da animali, funghi, batteri, licheni, tutto ciò che è vivente. I fattori abiotici perché non rappresentano viventi come le rocce, la terra, la luce, l’acqua, il clima, la temperatura, la pressione e l’umidità. C’è una stretta relazione tra loro due.

Acqua

98% acqua salata, 3% acqua dolce e di questo abbiamo il 68% sotto forma di porzioni glaciali e polari e anche sotto forma di ghiacciai. Poi rimane l’acqua nel suolo, invece la minima percentuale è quella superficiale dolce che è il 0.3%, che è fatta dai fiumi e laghi dove c’è la maggior parte. I laghi più grandi come i cinque grandi laghi negli Stati Uniti vicino al Canada, oppure il lago in Russia che ospita le foche chiamate lago Baikal. Oppure in Africa il lago culla dell’umanità chiamato Vittoria, Tanganika nella zona della Rift Valley. Le zone paludose al mondo più note come le Everglades negli Stati Uniti, oppure i Mangrovieti. Le mangrovie sono delle piante con le radici lunghe che si intrecciano in regioni umide.

I fiumi principali come il Mississippi, il Nilo, il Rio delle Amazzoni o della Plata. I grandi laghi italiani sono quelli di Como, Maggiore, D’Iseo, quelli più al sud invece sono il lago Bracciano e il lago Trasimeno.

Il ciclo idrologico

Il movimento dell’acqua è continuo. È un movimento ciclico che riguarda le porzioni acquatiche e terrestri. Evaporazione dei mari (bacino maggiore) ed evapotraspirazione (dalle piante) verso l’atmosfera (riserva più piccola) con ricaduta tramite piogge, infiltrazioni e scorrimenti. Acqua sulla superficie terrestre va incontro a evaporazione da un corpo idrico marino o di acqua dolce, di solito viene di più ad un corso d’acqua ferma rispetto a un fiume. Dopo va in atmosfera dove va incontro a atmosfera, ma la può raggiungere anche tramite l’evapotraspirazione delle piante ma anche tramite traspirazione che è un passaggio diretto.

In atmosfera si condensa e si possono formare cicloni, anticicloni, ecc. Poi si formano le precipitazioni sotto forma di acqua o ghiaccio con grandine o neve o pioggia. In base a dove va incontro ci sarà una continuazione del ciclo diverso. A seguito della precipitazione si possono avere due conseguenze: o si crea un ruscellamento da fusione di ghiacciai o nevai o precipitazione di pioggia in alta quota, quando l’acqua scorre senza infiltrarsi e arricchisce piccoli corsi d’acqua che poi si uniscono. Ma può anche infiltrarsi l’acqua e si deposita sotto la superficie. Può infiltrarsi anche molto in profondità dando un flusso di acqua sotterranee che possono giungere al mare oppure intercettate dalle falde acquifere o da un pozzo o possono tornare in superfici.

La qualità d’acqua che evapora dal mare è maggiore di quella che vi torna mediante le piogge, mentre sulla terra è il contrario. Ciò significa che una parte importante delle piogge che mantengono gli ecosistemi terrestri derivano dall’acqua evaporata dal mare. Gli interventi umani aumentano la velocità di scorrimento impoverendo il ritorno di acqua nei giacimenti sotterranei (importanza USA Nebr-Oklahoma-Texas) (acquiferi con capacità 13 volte superiori alle acque superficiali).

Sistemi di riciclo dell'acqua

L’acqua è usata anche per allevare alcuni pesci. I pesci producono delle deiezioni ricche di azoto e fosfati che possono essere usate dalle piante. Si cerca di riciclare tutte le sostanze. L’acqua può portare anche a delle guerre perché è una risorsa limitata. Alcune forme di zootecnie possono avere degli impatti sull’acqua. Le produzioni agricole e zootecniche dovranno essere sempre più attente sull’utilizzo dell’acqua. L’acqua in eccesso è uno spreco ma anche un costo!

Si può lavorare su razze che bevono meno acqua oppure sul riciclo delle sostanze. Un’altra fonte proteica che richiede meno acqua sono gli insetti.

Depletion e riserve idriche

450000 km² about 27% of the irrigated land in the USA overlies the aquifer, which yields about 30% of the ground water used for irrigation in the USA. Since 1950 agricultural irrigation has reduced the saturated volume of the aquifer by an estimated 9%. Depletion is accelerating with 2% lost between 2001 and 2009 alone. Once depleted the aquifer will take over 6000 years to replenish naturally through rainfall. È un grande bacino sotterraneo che però sta diminuendo. Il bacino alimenta ed è alimentato dai fiumi. La parte centrale dell’America è ricca di praterie dove si produce il grano.

Diverse forme d’acqua

La piovosità non è disturbata a livello mondiale in modo uniforme. Nei tropici sono presenti due stagioni, i climi temperati la frequenza della pioggia diffusa tutta l’anno. Ci possono essere i monsoni, ecc. Non bisogna dimenticare che l’umidità e l’evapotraspirazione sono parametri altresì importanti legati all’acqua che possono influenzare (fattori limitanti) lo sviluppo, e la distribuzione di individui, popolazioni e specie.

La botta di Liebing è un fattore che va a influire lo sviluppo degli organismi abiotici. È un fattore limitante.

Falde acquifere

Le falde acquifere sono un accumulo di acqua sotterranea che occupa tutti gli spazi e gli interstizi presenti in rocce porose, ghiaie e sabbie. Occupano gli spazi tra le rocce permeabili. Sono delimitate inferiormente da uno strato di rocce impermeabili. Vengono classificate in freatiche e falde artesiane. Dipende anche dai materiali minerali e dalla loro porosità e dalla permeabilità. Se sono permeabili si possono creare delle falde, se no non riescono a fluire. Falda freatica → più superficiale delle falde artesiane. L’acqua se vuole andare in profondità deve passare tra due porzioni permeabili. Profondità, come giunge l’acqua e quali sono i limiti.

I ghiacci

I ghiacci polari o montani, sono le seconde principali riserve terrestri. Lo scioglimento ha comportato un aumento dei livelli del mare per metà da incremento termico aumentato dalle attività dell’uomo. Alcune zone delle Alpi vengono cop