Ecologia

STRUTTURA DI UNA POPOLAZIONE IN BASE AL SESSO

Le popolazioni che si riproducono sessualmente tendono a mantenere, almeno alla nascita, un rapporto tra i sessi 1:1. Tuttavia, col passare del tempo la numerosità di femmine e maschi è variabile e dipende dal tasso di sopravvivenza di ciascun sesso a seconda della specie di appartenenza. Nell'essere umano, ad esempio, le femmine sopravvivono mediamente più a lungo rispetto ai maschi, quindi il rapporto si sbilancia negli anni a favore delle femmine. Negli uccelli, invece, il rapporto è sbilanciato a favore dei maschi a seguito della nidificazione. Le femmine devono infatti covare le uova e attuare le dovute cure parentali, cosa che le espone maggiormente a fenomeni di predazione.

DISPERSIONE

Il movimento degli individui ha un'influenza diretta sulla densità di una sottopopolazione. La dispersione è il movimento degli individui nello spazio e può essere: - attiva, nel caso in cui gli individui si spostino volontariamente alla ricerca di nuove risorse o per evitare la competizione con altri individui della stessa specie; - passiva, nel caso in cui gli individui vengano spostati da agenti esterni come il vento o le correnti marine. La dispersione può influenzare la distribuzione geografica di una popolazione e favorire la colonizzazione di nuovi habitat. Inoltre, può contribuire alla diversificazione genetica e alla formazione di nuove specie.

individui compiano attivamente il movimento. In questo caso l'individuo viene spinto al movimento da fattori quali la competizione, la ricerca del partner, la densità di popolazione, e così via. Si parla di emigrazione se gli individui si allontanano da una sub-popolazione, si parla invece di immigrazione se gli individui si avvicinano ad una sub-popolazione da un'altra località; Immigrazione ed emigrazione differiscono dalla migrazione, che è invece il fenomeno per il quale, in alcune specie, gli individui di una popolazione si spostano altrove in un determinato periodo dell'anno, per poi ritornare nel luogo d'origine.

La dispersione può essere attiva, nel caso in cui gli individui compiano attivamente il movimento, o passiva, nel caso in cui i fenomeni di dispersione dipendono da fattori biotici (es. altri animali) o da fattori abiotici (vento, acqua, ecc.). La distanza degli spostamenti dipende dalla forza del fenomeno che li ha generati (es. vento forte = lunghi spostamenti).

La dispersione è un fenomeno molto diffuso in

tramite l'acqua (idrocore) o tramite altri mezzi come la gravità (barocore);- specie autecore, il cui trasporto avviene grazie a meccanismi interni alla pianta stessa, come ad esempio il lancio dei semi o la dispersione attraverso i frutti. La dispersione è un processo fondamentale per la sopravvivenza e l'evoluzione delle specie. Permette infatti la colonizzazione di nuovi habitat, la formazione di nuove popolazioni e la diversificazione genetica. Inoltre, favorisce la riproduzione incrociata tra individui di diverse popolazioni, aumentando così la variabilità genetica e la capacità di adattamento delle specie. La presenza di barriere può ostacolare la dispersione degli organismi viventi. Le barriere possono essere di natura fisica, come ad esempio il mare o le montagne, che impediscono il passaggio degli individui da una zona all'altra. Possono essere anche di natura biotica, come ad esempio la presenza di predatori o di competizione con altre specie, che limitano la dispersione degli individui. Le specie cosmopolite sono quelle presenti in tutto il globo terrestre. Queste specie hanno sviluppato caratteristiche peculiari che consentono loro di sopravvivere al trasporto e di colonizzare nuovi habitat. Ad esempio, producono un elevato numero di individui nello stadio di trasporto e sono dotate di abilità nella sopravvivenza, come la competizione o la fuga dai predatori. Nelle piante, il fenomeno della dispersione può essere classificato in base al modo in cui avviene il trasporto dei semi o dei frutti. Le specie allocore dipendono da fattori esterni per il trasporto, come ad esempio animali, vento, acqua o gravità. Le specie autecore, invece, sono in grado di trasportarsi grazie a meccanismi interni alla pianta stessa, come il lancio dei semi o la dispersione attraverso i frutti. In conclusione, la dispersione è un processo fondamentale per la sopravvivenza e l'evoluzione degli organismi viventi. Le barriere possono ostacolare questo processo, ma alcune specie sono in grado di superarle grazie a caratteristiche peculiari. Nelle piante, la dispersione può avvenire tramite fattori esterni o meccanismi interni alla pianta stessa.o per mezzo della gravità (idrocore);- specie autocore, in grado invece di autodisperdersi (es. attraverso il frutto).

KERNEL DI DISPERSIONE

Il kernel di dispersione è una funzione di densità della dispersione in relazione alla distanza.

Per quanto riguarda le piante, il kernel di dispersione è piuttosto limitato; tendono quindi a disperdersi entro un'area ristretta, specialmente se la dispersione non è mediata da animali che si muovono a lungo raggio.

Tuttavia, in alcuni momenti, ci possono essere fenomeni di dispersione a lunga distanza, come nel caso di tempeste ventose. Questi eventi sono piuttosto rari ma comunque importanti, perché permettono ad una popolazione di colonizzare nuovi ambienti.

Nell'immagine sono riportate diverse situazioni di kernel di dispersione di una pianta generica. Nel punto A la pianta madre produce dei semi il cui kernel di dispersione è piuttosto contenuto. Nel punto B si nota come alcuni semi si

comportano nella stessa maniera descritta nel punto A, mentre altri, attraverso fenomeni di dispersione a lunga distanza, raggiungono distanze maggiori, dove inizia una nuova dispersione. Nel punto C, la pianta madre continua a disperdere semi, sia a breve sia a lunga distanza; analogamente le piante che si formano possono disperdere altri semi (come descritto nel punto B), sia in direzione opposta alla pianta madre, sia in quella convergente. Così facendo, col passare del tempo, l'intera area potrà essere occupata da quella popolazione, grazie al ricongiungimento degli individui rappresentato nel punto D. La dispersione ha effetti molto importanti su: - fitness, un individuo che si disperde, se trova un nuovo habitat idoneo alla sua sopravvivenza, può aumentare la propria fitness; - dinamica della popolazione, la numerosità varia nel tempo in funzione dei fenomeni di immigrazione ed emigrazione (dispersione attiva); - genetica, se una parte della popolazione.

Raggiunge un'area geograficamente isolata, allora non c'è flussogenetico tra le due popolazioni che si sono formate. Questo, a lungo andare, può portare alla formazione di nuove specie (speciazione).

ESEMPIO DI DISPERSIONE

Il nematode del pino ha una dispersione zoocora, ovvero che avviene mediante un animale, in questo caso il coleottero. Quest'ultimo, durante la fase adulta, trasporta i nematodi e depone le uova nelle screpolature delle cortecce degli alberi morti o che stanno per morire. In questa fase, il nematode e le uova del coleottero sono quindi riposte nelle screpolature degli alberi, ed entrambi si sviluppano e riproducono. Quando il coleottero raggiunge la fase di pupa, le larve di nematode s'insidiano all'interno così che, quando entra nella fase adulta, il coleottero possa trasportarle.

Il coleottero adulto si ciba sugli alberi sani i quali, se sono ceppi resistenti sono in grado di respingere l'attacco dei nematodi.

altrimenti questi s’insidiano all’interno dello xilema dove si riproducono e generano la morte dell’albero.

Si stima che il nematode del pino abbia naturalmente una velocità di dispersione di circa 7,5 km/anno; tuttavia, la sua dispersione non avviene solo tramite processi naturali, ma anche per mezzo dell’uomo (dispersione assistita).

SPECIE ALIENE INVASIVE

Le specie autoctone sono quelle che si sono evolute entro un determinato territorio, o che lo hanno colonizzato da moltissimo tempo.

Contrariamente, le specie aliene (dette anche esotiche o alloctone) sono quelle introdotte intenzionalmente o meno da parte dell’uomo in ambienti differenti rispetto a quelli di distribuzione naturale. Inizialmente, le specie aliene non sono stabilizzate nel nuovo habitat, quindi si riproducono occasionalmente durante il corso dell’anno; col passare del tempo tendono però a stabilizzarsi e quindi ad aumentare la frequenza dei fenomeni riproduttivi. Questo, talvolta,

può rappresentare un problema, nel caso in cui la specie introdotta diventi una specie invasiva, ovvero una minaccia per la biodiversità locale. Le specie aliene invasive rappresentano un'enorme minaccia alla biodiversità, seconda solo alla perdita di habitat e ben prima dell'inquinamento. In Europa ci sono circa 12.000 specie aliene di cui il 10-15% sono invasive. I taxa più presenti sono piante terrestri seguite da invertebrati. PROCESSO DI BIOINVASIONE Il processo di bioinvasione si compone di quattro fasi. Vi è innanzitutto l'introduzione della specie aliena nel nuovo habitat. Successivamente avvengono la colonizzazione e la stabilizzazione; infine si ha la diffusione che comporta una crescita esponenziale della popolazione fino a quando non si raggiunge la capacità portante. Nel grafico sono messi in relazione il tempo e la crescita della popolazione. Inizialmente si ha la lag fase che corrisponde al momento in cui la specie è

presente costantemente a bassa densità (colonizzazione e stabilizzazione). A questa segue la crescita esponenziale (diffusione), fenomeno che col tempo si stabilizza a seguito del raggiungimento della capacità portante dell'ecosistema. Se la capacità portante viene superata si ha un sovrasfruttamento delle risorse del sistema che comporta una decrescita della popolazione.

QUALI TAXA SONO INVASIVI?

Ogni specie portata fuori dal suo habitat naturale ha la potenzialità di diventare una specie invasiva. Tuttavia, vi sono alcune caratteristiche che aiutano la specie ad essere maggiormente invasiva:

1. la specie è già invasiva in altri luoghi;
2. la specie ha un'areale di distribuzione ampio ed è presente in grande abbondanza nel suo territorio nativo;
3. la specie ha un'alta adattabilità e tolleranza alle variazioni delle condizioni ambientali;
4. la specie ha la capacità di crescere e maturare rapidamente;
5. la specie ha una elevata capacità di riproduzione e dispersione.

riproduzione porta alla nascita di una prole numerosa;

la specie ha dei meccanismi di dispersione efficaci;

la specie ha una dieta ampia;

la specie ha un'elevata capacità di competizione, e riesce a prevalere sulle specie indigene;

è efficacie l'associazione con l'uomo;

sono di piccole dimensioni e questo rende difficile la loro rivelazione e il loro controllo.

DRIVING FORCES

Ciò che regola la capacità di una specie di essere invasiva sono l'abilità della specie di invadere (nel paragrafo di sopra) e la suscettibilità dell'ambiente ad essere invaso (es. specie autoctone meno competitive).

L'uomo è artefice di una serie di cambiamenti sugli ecosistemi che possono aumentarne la suscettibilità ad essere invasi. I cambiamenti possono essere il cambiamento climatico, la globalizzazione e lo sfruttamento del territorio.

CAMBIAMENTO CLIMATICO

La temperatura è un fattore limitante

Fondamentale per la sopravvivenza, la crescita e la riproduzione di piante e animali. Gli organismi hanno una temperatura minima e una massima entro cui riescono a sopravvivere e, il cambiamento climatico ad opera dell'uomo, spinge questo limite verso le alte temperature.

Le quattro fasi della bioinvasione dovuta al cambiamento climatico sono riassunte di seguito:

1. Introduzione: il cambiamento climatico permette alle specie di poter essere introdotte in aree in cui precedentemente non era consentito l'insediamento, dato il cambiamento delle condizioni ambientali.
2. Colonizzazione: il cambiamento climatico porta le specie all'estinzione o allo spostamento in aree confinanti per seguire il gradiente di temperatura.
3. Stabilizzazione: le temperature più calde favoriscono la stagione di crescita delle piante e la fase riproduttiva di certi animali; questo porta ad un aumento delle capacità riproduttive di una specie e, conseguentemente, al suo incremento in

promuove la diffusione in nuove aree geografiche. Le specie aliene sono organismi che vengono introdotti in un ecosistema diverso da quello di origine, spesso a causa delle attività umane. Questo fenomeno può avere conseguenze negative sull'ecosistema nativo, poiché le specie aliene possono competere con le specie indigene per risorse come cibo, spazio e luce solare. Inoltre, alcune specie aliene possono essere predatrici o parassite delle specie indigene, causando un ulteriore squilibrio nell'ecosistema. La diffusione delle specie aliene è quindi un problema importante da affrontare per preservare la biodiversità e la salute degli ecosistemi.