Appunti completi corso di Ecologia

Gli ecosistemi marini

Le zone di mare aperto, dalla costa, vengono classificate in base alla profondità in due zone:

Zona eutrofica

Porzione di acque in cui penetra la luce solare. È la zona più ricca di organismi (fitoplancton, zooplancton, pesci di piccola e grande taglia).

Zona pelagica

Mare aperto, comprende la maggior parte delle acque oceaniche ed è suddivisa in base alla profondità in zona epipelagica, mesopelagica e batipelagica.

I fattori limitanti sono tutte le sostanze e le condizioni ambientali che possono limitare la crescita degli organismi se presenti in difetto o in eccesso. Alcune sostanze, anche nutrienti, sono tossiche se la loro concentrazione nell'ambiente supera determinate soglie, danneggiando o limitando lo sviluppo degli individui.

Per ogni specie vivente si possono definire dei limiti minimi e massimi relativi alla presenza di sostanze e alle condizioni ambientali, oltre i quali la vita è compromessa.

Non è possibile. I limiti minimi e massimi relativi ai diversi fattori ecologici vengono definiti limiti di tolleranza. L'intervallo compreso tra i limiti di tolleranza viene detto intervallo di tolleranza. INTERVALLO OTTIMALE L'ampiezza dell'intervallo di tolleranza relativa ad un qualsiasi fattore ecologico viene definita da una serie di termini il cui prefisso può essere: • Steno-: stretto • Euri-: ampio L'intervallo ottimale è l'intervallo di un fattore ecologico entro il quale si ha il massimo sviluppo. Le condizioni ottimali possono cambiare durante il ciclo vitale. LEZIONE 3 BIODIVERSITÀ È la diversità della vita, che si può dividere in tre livelli + 1: 1. diversità del patrimonio genetico (razze o varietà di specie selvatiche e domestiche). 2. diversità delle specie (animali, piante, funghi, microrganismi); 3. diversità degli ecosistemi (ambienti naturali quali acque, boschi, spazio alpino, ecc.).

ecc);esplicano all'interno e fra i4. biodiversità funzionale, cioè la diversità delle interazioni che si trovano nei livelli di un sistema.

PRODUTTIVITÀ

La produttività di un ecosistema è la velocità di trasformazione fotosintetica dell'energia luminosa in energia di legame nelle molecole organiche, cioè è la quantità di sostanza organica prodotta nell'unità di tempo dagli organismi fotosintetici.

EUTROFIZZAZIONE

Irregolare proliferazione di biomassa vegetale (microalghe). In origine indicava una condizione di ricchezza in sostanze nutritive in ambiente acquatico; oggi viene usato per indicare le fasi successive del processo biologico conseguente a tale arricchimento e cioè l'abnorme sviluppo di alghe con conseguenze deleterie per l'ambiente.

Il problema è emerso a metà degli anni '70 nelle acque costiere dell'Emilia Romagna, a seguito di casi di eutrofizzazione.

si ebbero estese morie di organismi bentonici (pesce difondo, molluschi, crostacei, ecc…) con impatti deleteri sul turismo e la pesca. Le sue fasisono:

• aumento dell’apporto di nutrienti in mare da parte di fiumi e scarichi non depurati
• condizioni del mare calmo con acqua stratificata
• si sviluppano le fioriture microalgali
• dopo un po’ di giorni, le alghe muoiono e si depositano sul fondo
• la decomposizione delle alghe morte, sottrae O2 alle acque di fondo
• ipossia e anossia
• gli organismi bentonici (molluschi, pesci) muoiono o migrano
• si modifica la composizione delle biocenosi di fondo

PIANTE C3 C4 e CAM

• Piante C3 =piante arboree e dei climi temperati. Possono sfruttare anche valori piu' bassi di luce. Fissano CO2 col ciclo di Calvin o dei pentoso-fosfati. Hanno massimo tasso fotosintetico, massima efficienza in condizione di luce e temperatura moderate.
• Piante C4 =piante erbacee e piante di climi caldi. Tasso...

più basso di respirazione in rapporto alla produttività. Sono più efficienti ad alti livelli di luce e temperatura. Hanno bisogno di meno acqua e seguono il ciclo di addizione degli acidi dicarbossilici.

• Cam: sono adatte ai climi aridi, hanno un metabolismo intermittente e fioritura rapida.

CATENE ALIMENTARI O RETI TROFICHE è l'insieme dei rapporti tra gli organismi di un ecosistema. Ogni ecosistema ha una catena alimentare e siccome un individuo può appartenere a più di una catena alimentare, si crea una rete alimentare. Se degli organismi hanno lo stesso ruolo nella catena alimentare, appartengono allo stesso livello di alimentazione.

Catena alimentare = trasferimenti di energia alimentare dagli autotrofi a organismi che consumano e sono a loro volta consumati.

Catene alimentari di pascolo = vegetali - erbivori - carnivori

Catene alimentari di detrito = materia organica morta - microrganismi detritivori - predatori

STRUTTURA TROFICA

definita da interazioni tra catene alimentari, metabolismo- dimensione degli individui,perdite e trasferimenti di energia. viene descritta dalle piramidi ecologiche:

• Piramidi di numeri
• Piramidi di biomassa
• Piramidi di energia

LEZIONE 4: EVOLUZIONE

Progressivo ed ininterrotto accumularsi di modificazioni successive, fino a manifestare, in un arco di tempo sufficientemente ampio, significativi cambiamenti negli organismi viventi.

TEORIE EVOLUTIVE

Come si spiega la variabilità delle specie viventi?

Lamark (1744-1829)

Le funzioni di adattamento all'ambiente determinano la comparsa di organi differenziati negli animali e nelle piante. Se l'ambiente non viene modificato è la funzione che crea l'organo, non viceversa. L'adattamento cooperativo all'ambiente rappresenta la legge evolutiva, perché il carattere acquisito per l'adattamento all'ambiente diviene ereditario. Il Ruolo della luce e del calore come impoderabili fluidi evoluti.

possibile l'ereditarietà dei caratteri acquisiti? La lotta tra le specie determina la sopravvivenza delle espressioni più adatte all'ambiente mutevole. L'evoluzione delle specie viventi avviene tramite graduali cambiamenti di condizioni ambientali e di favorevoli adattamenti delle specie viventi origine delle varietà. Gli incroci seguono regole ben precise: i caratteri ereditari delle cellule sessuali germinali possono essere dominanti o recessivi. La diversità delle specie è non solo in funzione dell'adattamento all'ambiente, ma deriva anche dalla combinazione dei caratteri genetici diversi presenti negli incroci. La trasmissione dell'informazione attribuire la nascita della vita alla composizione chimico-fisica dei cromosomi, piccoli segmenti del nucleo della cellula a cui l'abate Mendel faceva intuitivamente riferimento come detentori dei caratteri ereditari delle specie viventi. Il numero dei cromosomi è.

Generalmente costante per una stessa specie. Struttura chimico-fisica a doppia elica dell'acidodesossiribonucleico (DNA) del quale sono essenzialmente costituiti i cromosomi che determinano i caratteri ereditari di ogni specie vivente.

Fenotipo e genotipo:

• GENOTIPO: Insieme di geni che compongono il DNA di un organismo o di una popolazione. Ogni gene contribuisce in modo diverso allo sviluppo e alla fisiologia dell'organismo e l'interazione dei prodotti genici è responsabile della sua formazione e di tutte le caratteristiche peculiari che lo compongono. È l'informazione trasmessa alle generazioni successive.
• FENOTIPO: Caratteristiche osservabili di un organismo, la sua morfologia, il suo sviluppo, le sue proprietà biochimiche e fisiologiche ed anche il comportamento. È l'espressione del genotipo e il risultato dell'interazione con l'ambiente.

POLIFORMISMO

SELEZIONA NATURALE: La "sopravvivenza dei favoriti" fu chiamata da Darwin

La selezione naturale è definita dalla genetica di popolazioni come il tasso differenziale di riproduzione di genotipi diversi in una popolazione, per analogia con la selezione artificiale effettuata dagli allevatori e dagli agricoltori. Questo successo riproduttivo differenziale può manifestarsi con il cambiamento del pool genico. Non si tratta tanto di "sopravvivenza", quanto di "riproduzione". L'eterozigosi svolge un ruolo importante nel mantenimento della variabilità genetica.

La diversità intraspecifica è favorita dalla riproduzione sessuata, in cui il nucleo che si forma deriva dalla fusione di due nuclei diversi provenienti da due individui diversi. Il genoma del figlio sarà diverso da quello dei genitori. Durante la gametogenesi (formazione dei gameti) si verifica il crossing over, ovvero lo scambio di porzioni uguali di materiale genetico tra due cromatidi. I gameti che si formano saranno tutti diversi. Il genotipo non determina il fenotipo, ma interagisce con l'ambiente per produrre il fenotipo.

La mitosi

(riproduzione asessuata di organismi unicellulari) Il nucleo che viene a formarsi deriva dalla fusione di due nuclei diversi, provenienti da due individui diversi.

• MUTAZIONI

Modificazione stabile ed ereditabile nella sequenza nucleotidica di un genoma o più generalmente di materiale genetico (sia DNA che RNA) dovuta ad agenti esterni o al caso. Una mutazione modifica il genotipo di un individuo e può modificarne il fenotipo.

• INTERAZIONI CON L'AMBIENTE

Il genotipo, da solo, non determina il fenotipo, ma interagisce con l'ambiente (esterno o interno) nel produrre il fenotipo. Due individui con genotipo identico non necessariamente hanno un fenotipo identico.

• EPIGENETICA

Attività di regolazione dei geni attraverso processi chimici che non comportino cambiamenti nel codice del DNA, ma possono modificare il fenotipo dell'individuo o della progenie.

• LA SELEZIONE NATURALE

La selezione agisce sui fenotipi, adattando INDIRETTAMENTE una popolazione al

Il tuo ambiente con l'aumento o il mantenimento nel pool genico dei genotipi favorevoli. L'evoluzione è il cambiamento delle frequenze geniche di una popolazione. La selezione naturale può causare evoluzione con il diverso successo riproduttivo dei membri di una popolazione che variano per alcuni caratteri. La selezione naturale è l'unica forza adattiva perché accumula e mantiene i genotipi vantaggiosi che sono idonei alla sopravvivenza.

Il substrato per la selezione naturale è la varietà genetica. La selezione naturale può modificare la frequenza di caratteri ereditabili in una popolazione in modi diversi.

LA SELEZIONE STABILIZZANTE porta all'eliminazione dei genotipi estremi ed è sempre in azione nelle popolazioni.

LA SELEZIONE DIREZIONALE aumenta il numero di individui con una caratteristica estrema. Sostituisce un gruppo di alleli con un altro.