Appunti presi dai PowerPoint di Educazione ambientale

RIASSUNTO PPT EDUCAZIONE AMBINETALE (prof. Irato)

Ppt UNO: Educazione ambientale

ECOLOGIA: è lo studio di come gli organismi interagiscono tra loro e con il loro ambiente. Comporta due

aspetti importanti:

1. Conoscere gli organismi

2. Conoscere le caratteristiche ambientali

Elementi chiave dell'ambiente in ottica ecologica:

• Temperatura: ogni organismo è adatto a vivere entro precisi ambiti di temperatura

• Acqua: tutti gli organismi hanno bisogno di acqua per vivere

• Luce solare: quasi tutti gli ecosistemi dipendono dalla fotosintesi

• Substrato: caratteristiche chimiche del suolo o dell'acqua

Possiamo classificare gli animali sulla base di:

• Fonte di calore:

o ENDOTERMI: aumentano la temperatura del proprio corpo accumulando calore prodotto da

essi stessi con il metabolismo

o ECTOTERMI: dipendono da fonti ambientali di calore

• Modo in cui regolano la loro temperatura corporea:

o PECILOTERMI: la temperatura corporea varia in un intervallo più o meno ampio

o OMEOTERMI: la temperatura corporea varia in un intervallo molto ristretto

o ETEROTERMI: la temperatura è costante in alcune parti del corpo o periodi della vita

• Tolleranza a variazioni della temperatura ambientale:

o EURITERMI: tollerano grosse escursioni termiche

o STENOTERMI: non tollerano grosse escursioni termiche

Alla variazione della temperatura possiamo avere:

• Risposte fisiologiche

• Risposte morfologiche

• Risposte comportamentali

• Adattamento

Variazione ambientali possono essere viste a breve o lungo termine:

• Adattamento: caratteristiche fisiologiche, anatomiche o comportamentali adeguate alle richieste

dell'ambiente in cui una specie vive, acquisite per selezione naturale.

• Acclimatizzazione: cambiamenti anatomici, biochimici e fisiologici che avvengono in un animale

quando si trova esposto a nuove condizioni dell'ambiente naturale in cui l'animale è adattato.

• Acclimatazione: cambiamenti anatomici, biochimici e fisiologici che avvengono in un animale che è

esposto a cambiamenti ambientali indotti sperimentalmente.

La ricerca ecologica va dagli adattamenti del singolo individuo alla dinamica dell'intera biosfera.

L'ecologia fornisce un quadro scientifico per la valutazione di problematiche ambientali. Esistono diversi tipi

di ecologia:

• Degli organismi: studia gli adattamenti morfologici, fisiologici e comportamentali con cui gli

organismi rispondono a fattori biotici (=hanno a che fare con la vita) e abiotici (=non hanno a che fare

con la vita, ad es. acqua, temperatura, ecc…)

• Delle popolazioni: si occupa dei fattori che influiscono sulla densità e sulla crescita in una determinata

area. POPOLAZIONE: gruppo di individui appartenenti alla stessa specie che vive in una area

geografica determinata. Vive nello stesso luogo e nello stesso tempo.

• Delle comunità: studia in che modo le interazioni tra specie agiscono sulla struttura e

sull'organizzazione delle comunità. 1

COMUNITÀ: insieme di popolazioni

• Degli ecosistemi: si occupa del flusso dell'energia e dei cicli biogeochimici tra le diverse componenti

biotiche e abiotiche.

ECOSISTEMA: tutti i fattori abiotici e l'insieme di tutte le specie (=si possono riprodurre tra

di loro e dare prole feconda. Separate anche geograficamente e temporalmente) presenti in una

determinata area.

Fattori che influenzano la distribuzione degli organismi:

• Dispersione delle specie

• Comportamento e selezione ambientale

• Fattori biotici e abiotici

• Temperatura e acqua (tra i principali)

Biomi di acqua dolce:

• Poveri di nutrimenti (ad es. lago di Baikal, in Siberia): area superficiale relativamente piccola in

confronto alla profondità. Numerose popolazioni di pesci e invertebrati

• Ricchi di nutrienti: alto tasso di fotosintesi e decomposizione

• Fiumi e torrenti: ospitano comunità biologiche diverse da quelle di laghi e stagni

Zone in cui è diviso il mare:

• Zona litorale: crescono piante acquatiche con radici o galleggianti

• Zona limnica: zona di acqua superficiale più distante dalla riva, ampia varietà di fitoplancton,

zooplancton, piccoli pesci

• Zona profonda: batteri che utilizzano ossigeno e decompongono il detrito organico

• Zona interditale: confine tra l'ambiente terrestre e quello marino

• Zona nerica: acque poco profonde in prossimità della costa

• Zona oceanica: si spinge a grandi profondità

Aree umide Tra i biomi più ricchi. Troviamo numerose comunità

di invertebrati che alimentano una grande varietà di

uccelli. Gli erbivori si nutrono di alghe, detriti e

piante.

Estuari Grande varietà di invertebrati e specie ittiche.

Regioni tropicali Barriere coralline che crescono nelle acque calde e

ricche di nutrienti della zona neritica.

Sorgenti idrotermali di origine vulcanica (dorsali Ambiente buio, caldo, carente di ossigeno. I

medio-oceaniche) produttori sono procarioti chemioautotrofi

Distribuzione geografica dei biomi:

• Segue un quadro latitudinale

• Stratificazione verticale

• Vasta gamma di habitat

• Ectono: area di sovrapposizione di biomi terrestri

• Attività umana

BIOMI: comunità dinamiche, soggette più a cambiamenti naturali che a stabilità.

Ppt DUE: ecologia delle popolazioni

Gli individui della stessa specie:

• Interagiscono con precise caratteristiche ambientali

• Sono continuamente in interazione con individui di specie diverse: redazione, competizione,

mutualismo

• Condividono una stessa storia evolutiva/filogenetica

• Si accoppiano reciprocamente e hanno figli fecondi: condividono somiglianze e differenze, strutture

analoghe e omologhe 2

• Seguono processi simili di sviluppo: hanno una stessa storia ontogenetica

Gli individui di una specie possono attivare meccanismi fisiologici, morfologici e comportamentali per

mantenere l'omeostasi di fronte a cambiamenti delle caratteristiche ambientali.

OMEOSTASI (Cannon, 1932): insieme dei processi organici orientati a mantenere costanti le

proprietà fisiche e chimiche del mezzo interno.

POPOLAZIONE: una popolazione è un gruppo di individui della stessa specie che occupa una data area nello

stesso tempo. La definizione comporta quattro aspetti:

• Appartenenza a un'unica specie

• Un confine spaziale (areale)

• Una distribuzione spaziale più o meno omogenea

• I cambiamenti nel tempo (dinamica di popolazione)

Ecologia delle popolazioni: si occupa di misurare che cambiamenti si manifestano a livello delle dimensioni e

della composizione delle popolazioni e cerca di individuare le cause ecologiche di tali fluttuazioni. Nessuna

popolazione può accrescersi indefinitamente.

DEMOGRAFIA: studio dei fattori che agiscono sulla crescita e sul declino delle popolazioni.

Ogni popolazione è caratterizzata da due fattori principali:

• Densità: un metodo è quello di cattura e ricattura. Ripetendo questi censimenti per molti anni

consecutivi si possono individuare le tendenze di crescita di una popolazione. La densità è maggiore

nelle ù zone con abbondanti risorse e diminuisce con l'aumentare delle dimensioni della popolazione

(elefanti rispetto formiche). Più di un fattore deve essere preso in considerazione per spiegare la

densità di una popolazione.

• Dispersione spaziale degli individui. Ne esistono diversi tipi:

o Dispersione raggruppata: gli organismi si uniscono in gruppi

o Dispersione uniforme: è il risultato di interazioni dirette. Prevede una dispersione regolare

nello spazio

o Dispersione casuale (= imprevedibile): la posizione di un organismo è indipendente da quella

degli altri. In natura non è comune.

Curva di sopravvivenza: illustra la percentuale o il numero di individui appartenenti alle varie classi di età

che sono ancora in vita. Ne esistono di tre tipi:

• Tipo I: è piatta nel tratto iniziale indicando un basso tasso di mortalità per gli individui giovani e di

media età. Subisce una rapida flessione quando i tassi di mortalità aumentano nelle classi di età più

avanzate (es. uomo). Specie con un numero modesto di figli.

• Tipo II: situazione intermedia, la mortalità risulta costante per tutta la durata del ciclo biologico (es.

piante annuali, invertebrati, lucertole, roditori).

• Tipo III: tasso alto durante l'infanzia, seguito da una mortalità bassa per l'età più avanzata. Specie con

prole molto numerose.

Cicli biologici: esistono diversi tipi di cicli biologici, ma la loro diversità si basa su scelte precise. I cicli possono

essere compromessi da fabbisogni opposti per le risorse limitate come il tempo, l'energia e i nutrienti.

• Organismi semelpari: si riproducono in maniera esplosiva in un'unica volta nel corso della propria

vita (es. agavi).

• Organismi iteopari: si riproducono ripetutamente nel corso delle stagioni riproduttive.

Le risorse limitate possono imporre di scegliere se investire sulla riproduzione o sulla sopravvivenza: es. il

daino rosso ha più probabilità di morire d’inverno se si è riprodotto nell'estate precedente.

La quantità di prole e l'età a cui si verifica la prima riproduzione comporta compromessi tra:

• La fecondità relativa a un certo momento e quella futura

• La fecondità e la sopravvivenza dell'adulto

• La fecondità e la sopravvivenza della prole 3

Il potenziale bionico dipende dalle caratteristiche demografiche della popolazione:

• Abbondanza di risorse

• Solito numero di figli per la riproduzione

• Possibilità di sopravvivenza fino all'età della riproduzione

• Quante volte ogni individuo si riproduce

• Età in cui inizia la riproduzione

Crescita delle popolazioni

• Crescita esponenziale: con il passare del tempo le curve diventano più ripide perché la crescita della

popolazione dipende sia da N (=dimensioni della popolazione) che da r (= differenza del tasso pro

capite di natalità e mortalità). La crescita può continuare finché le risorse sono illimitate, quando

queste diventano limitate aumenta la competizione.

• Equazione di crescita logistica: riduzione del tasso di crescita di una popolazione all'aumentare delle

dimensioni della popolazione. K= capacità portante: massima dimensione che una popolazione può

raggiungere in base alle risorse disponibili. Il tasso di crescita rallenta quando la popolazione si

avvicina alla sua capacità portante.

Capacità di carico: è la fase di equilibrio stabile e si verifica quando il numero totale di individui che le risorse

sono in grado di supportare viene raggiunto. Questo varia a seconda delle circostanze.

La dinamica di popolazione riflette complesse interazioni tra fattori biotici e abiotici.

Effetti densità-indipendenti: i tassi di natalità e mortalità non variano in seguito a un cambiamento della

densità della popolazione. La crescita della popolazione non viene rallentata da un meccanismo di feedback.

• Condizioni atmosferiche

• Catastrofe naturali

Effetti densità dipendenti/competizione: il tasso di mortalità aumenta all'aumentare della densità di

popolazione. Oppure, il tasso di natalità si abbassa con l'aumentare della densità. Sono un esempio di

feedback negativo.

La competizione è direttamente proporzionale alla densità di una popolazione. Se la densità è bassa, ogni

membro della popolazione ha accesso alla risorsa; se la densità è alta i membri devono competere per

ottenere l'accesso alle risorse disponibili e alcuni non riescono.

Equilibrio: il tasso di natalità pro capite è uguale al tasso di mortalità pro capite. È possibile quando uno dei

due tassi cambia in base alla densità.

Meccanismi a feedback negativo che impediscono la crescita illimitata delle popolazioni:

• L'aumento della densità intensifica la competizione per i nutrienti e ciò si traduce in una riduzione

del tasso di natalità

• Cannibalismo delle uova da parte degli adulti e delle larve più grandi

• La densità influisce sullo stato di salute degli individui e sulla loro probabilità di sopravvivenza

• Predazione: l'aumento della densità delle prede disponibili aumenta la proporzione della

popolazione dei predati

Alcune popolazioni sono caratterizzate da cicli regolari di crescita esplosiva e declino→ cicli di popolazione

predatore-preda: intensa predazione associata alla scarsità di cibo durante la stagione invernale. Es.

d'inverno muoiono molte lepri perché non trovano piante da mangiare, e così muoiono anche molte linci che

le cacciano.

La popolazione umana è cresciuta in modo esponenziale negli ultimi tre secoli e non può continuare così

all'infinito. Una migliore nutrizione e migliori cure mediche hanno abbassato il tasso di mortalità, così come

quello di natalità si è ridotto.

La stima della capacità portante della terra per la popolazione umana è un problema complesso . L'impronta

ecologica esprime in ettari di terreno pro capite il fabbisogno attuale di risorse globali in ogni nazione. La

disponibilità ecologica misura invece in ettari di terreno pro capite le risorse disponibili di ciascuna nazione.

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Ppt TRE: Ecologia delle comunità

COMUNITÀ: insieme di specie che vivono abbastanza vicine le une alle altre da interagire reciprocamente. È

necessario conoscere la composizione di specie che compongono una comunità.

• Ipotesi individualistica: prevede che le specie siano distribuite indipendentemente le une dalle altre

lungo una gradiente e che la comunità sia semplicemente una combinazione di specie che occupano

la stessa area a causa di fabbisogni abiotici simili.

Nella maggior parte dei casi reali la composizione delle comunità vegetali, ogni specie risulta

distribuita in modo indipendente dalle altre.

• Ipotesi interattiva: le comunità sono raggruppamenti discreti di particolari specie strettamente

indipendenti le une dalle altre e quasi sempre vivono nella stessa area.

• Ipotesi di esclusione competitiva: due specie simili tra loro da competere per le stesse risposte

limitate non possono coesistere nello stesso ambiente perché una delle due utilizza le risorse in

maniera più efficace rispetto all'altra e quindi si riproduce più rapidamente. È sufficiente un

vantaggio riproduttivo per determinare l'estinzione locale del competitore meno forte (es. Balanus).

Ripartizione delle risorse: differenziazione delle nicchie (=insieme dei fattori biotici e abiotici che descrivono

le condizioni di vita di una specie) che permette a specie simili di coesistere in una comunità.

Divergenza dei caratteri:

• Popolazioni simpatiche: i caratteri morfologici e le risorse sono maggiormente diversificati

• Popolazioni allopatiche: hanno caratteri simili e possono essere quindi in competizione tra di loro

PREDAZIONE: consumo di un organismo da parte di un altro. I predatori hanno grande influenza sulle

popolazioni delle prede che possono essere causa di esplosioni e crolli di queste popolazioni. La selezione

naturale favorisce fortemente gli adattamenti della preda per prevenire la predazione (es. colori accesi per

animali velenosi); alcuni predatori però evolvono contro adattamenti.

Allo stesso modo le piante producono composti chimici secondari che respingono gli erbivori, ma questi

evolvono la capacità di ingerire i composti e utilizzarli per la propria difesa.

Colorazioni difensive:

• Colorazione aposemantica (es. dendrobatide): molti insetti segnalano la loro natura velenosa usando

una strategia ecologica nota come colorazione di allarme= sono vivacemente colorati

• Colorazione criptica/mimetismo (es. Hyla arenicolor): colore che si confonde con quelli circostanti e

nasconde gli individui ai predatori. Gli animali mimetizzati non vivono in gruppo altrimenti un

predatore che ne scopre uno li scopre tutti. Esistono diversi tipi di mimetismo:

o Mimetismo batesiano: imita le sembianze di un'altra specie non appetibile o pericolosa. La

specie edule o non tossica evolve una colorazione di allarme simile a quella di una specie non

edule o tossica (una è davvero velenosa, l'altra no).

o Mimetismo di Muller: la colorazione simile reca beneficio a entrambe le specie perché i

predatori imparano più rapidamente a evitare tutte le prede contraddistinte da questa

colorazione (sono entrambe velenose).

Interazioni tra specie:

• Commensalismo: beneficia una specie ed è neutro per l'altra (es. epifite che crescono su grandi piante

o balani che crescono sulle balene). Il commensalismo può trasformarsi in parassitismo ed è anche

difficile stabilire un confine tra commensalismo e mutualismo

• Mutualismo: entrambe le specie traggono vantaggio (es. alberi di acacia e formiche)

• Parassitismo: una specie ne trae vantaggio, l'altra svantaggio

Catene alimentari:

• Struttura trofica: sono le catene alimentari ramificate. È un trasferimento di energia e sostanze

nutritive da un livello trofico a quello successivo di una comunità quando gli organismi si nutrono gli

uni degli altri (esistono catene alimentari terrestre e marine)

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• Struttura trofica parziale (es. ortiche marine e i giovani di spigola striata della baia di Chesapeake): le

due specie interagiscono poco con il resto della comunità perché le orche marine sono consumatori

secondari di zooplancton e terziari di larve (che a loro volta sono consumatori secondari di

zooplancton)

Fattori che limitano la lunghezza di una catena alimentare:

• Ipotesi energetica: la lunghezza di una catena è limit