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PREDAZIONE
• Esempi di interazioni tra popolazioni
di predatori e di prede che influenzano
direttamente o indirettamente i loro
rispettivi tassi di crescita ( differenza
tra i tassi di natalità e di mortalità).
a) Relazione tra la densità di
popolazione del predatore (
N ) e il tasso di mortalità
predatore d
della popolazione preda ( ).
preda
In assenza di predatori, la
popolazione preda ha un tasso di
d
mortalità . Quando la
0
popolazione del predatore
aumenta, la probabilità di una
preda di essere catturata e
consumata diventa maggiore. Il
risultato è un aumento del tasso di
mortalità della popolazione preda
in una corrispondenza
dell'aumento della densità del
predatore.
a) Relazione tra il tasso di natalità b
della popolazione del predatore (
) e la densità della
predatore
N )
popolazione preda ( . Quando quest'ultima aumenta, cresce anche il tasso con cui
preda
i singoli predatori riescono a catturare e consumare una preda. La maggiore disponibilità
di cibo ha l'effetto di incrementare il successo riproduttivo degli individui, e di
conseguenza il tasso riproduttivo della popolazione del predatore.
Alla base di aspetti di dinamica di popolazione ci sono degli interessanti risvolti morfologici o
adattativi delle specie coinvolte nelle interazioni.
CO-EVOLUZIONE tra un uccello granivoro e i semi della pianta di cui si nutre.
• a) Poniamo che questa
pianta abbia una
distribuzione di
frequenza della
dimensione dei semi che
ha forma vagamente
gaussiama. Tende ad
esserci una maggiore
quantità di semi piccoli.
b) Il granivoro ha
distribuzione
PERFETTAMENTE
gaussiana nelle
dimensioni del becco,
che usa rompere i semi.
Uccelli con semi piccoli
saranno più abili ad
nitrirsi dei semi di
piccole dimensioni etc.
Sono più comuni uccelli
con dimensione del
becco intermedia e più
rari gli ucccelli con
dimensioni del becco più
piccole o più grandi.
c) Per effetto di
predazione, possiamo
ipotizzare che la distribuzione delle dimensione dei semi selezionati da uccelli tenda ad
essere abbastanza piccola perchè semi più piccoli sono più facili da rompere e quindi
tendono ad essere preferiti. Succede che piante che riescono a sviluppare semi più
grandi, saranno premiate dalla selezione naturale perchè saranno eno predate dagli
uccelli. d) La pressione
selettiva porta a
tale preferenza
adun frequenza
realizzata di
proporzione della
popolazione della
dimensione di semi
che tende a
spostarsi verso una
maggiore
numerosità dei
semi più grandi.
Come risposta alla predazione. e) Questo a sua volta
innesca un
processo
adattativo di tipo
morfologico
nell'uccello
granivoro, perciò
verranno premiati
gli uccelli che
avranno un becco
più grande. Quindi selzione naturale premia individui che grazie a becchi più grossi
riescono a nutrirsi di semi più grandi e quindi hanno una FITNESS maggiore.
Immaginamo che le due specie hanno nicchia ecologica tendenzialmente simile, lungo stesso
gradiente di risorse (dim semi pianta, tipologia di habitat utilizzato, dimensioni risorse etc.), hanno
una nicchia simile.
Si parla di NICCHIA FONDAMENTALE, in assenza di competizione questa è la nicchia.
Se ipotiziamo che ci sia competizione, noi dobbiamo aspettarci uno sfasamento delle nicchie, per
cui NICCHIA REALIZZATA, quella che fefftivamente si osserva per questi individui di queste due
popolazioni, è un sottoninsieme della fondamentale o una fondamentale che si è spostata per
diminuire competizione, per diminuire sovrapposizione delle due nicchie.
ESEMPIO DI INFLUENZA SU NICCHIA ECOLOGICA DI 2 SPECIE IN COMPETIZIONE
“ spiecie di TIFA, pinate di ambiente palustre, coesistono lungo gradiente che va dal livello freatico
ad una certa profondità dell'acqua, per cui esperimenti di crescita in condizioni sperimentali di
piante abbiamo notate che :
In assenza dell'altra specie la loro distribuzione, se misurata secondo gradiente prof acqua , (
• supe 20 cm sopra l'acqua fino a prof oltre un metro) si vede che una specie tende ad
occupare un certo gradiente di prof mentre l'altra occupa una nicchia più o meno ristretta,
ma possiamo comunque notare le due nicchie si sovrappongono ampiamanete. Con una
nicchia che è un sottoinsieme dell'altra.
In presenza di coesistenza, in cui le due specie sono cresciute insieme, vediamo che abbiamo
• un chiaro shift reciproco della nicchia, per cui la seconda specie tende a subire competizione
di prima, e si assesta su range profondità più basso rispetto all'altra. Diminuizione della
sovrapposizione tra le due curve.
COESISTENZA ORSI BRUNI CON DISTURBO ANTROPICO.
Si ha shift nicchia di una specie (orso) in risposta alla presenza dell'altra( uomo) da punto di vista
comportamentale.
In grafico è rappresentata frequenza di intensità dell'attività delle due specie, come rilevata ddalle
fototrappole. Tendenzialmente hanno tendenza da animale diurno, in in situazione di forte presenza
antropica tende a ridurre l'attività alle ore notturne e crepuscolare.
A dimostrazione del fatto che è proprio il disturbo dell'uomo sull'orso, che determina questo shift.
Se analizziamo concorrenza temporale nei siti dove disturbo antropico è basso e siti in cui il cui
disturbo è alto:
diturbo alto- nicchia temporale orso shifta totalmente o quasi verso notturno o crepuscolare.
•
COMPRETIZIONE INTER-SPECIFICA
relazione tra popolazioni di 2 specie (o più) che si influenzano negativamente e reciprocamente.
COMPETIZIONE PER SFRUTTAMENTO → le stesse risorse trofiche usate da più specie,
• spazio usato da specie sessili (balani,mitili), piante in competizione per la luca e lo spazio
COMPETIZIONE PER INTERFERENZA → Specie che difende una risorsa (territorio)
• impedendo accesso/uso risorse a un'altra. (specie territoriali es carnivori)
Importanza ecologica e conservazionistica di studiare la competizione.
ESEMPIO : Allevamento di capre da cashmere nelle steppe asiatiche e impatto su erbivori selvatici.
Mongolia zona in cui con fprtissima pressione di sui pascoli, per via intenso allevamento di capre
da cachemire. Ciò ha impatto forte su erbivori selvatici, esempio uno stambecco siberiamo.
Se noi con fototrappole analizziamo la probabilità di presenza di una certa specie, ovvero la
OCCUPANCY, numero siti in cui specie sono presenti in maniera probbilistica, vediamo che
stambecchi :
Presenza bestiame → stambecchi hanno probabilità di presenza molto più bassa
• Assenza bestiame → probabilità più alta.
•
Esempio di competizione diretta su risorsa pascola, dato che queste due specie sono sostanzialmente
molto simili, con nicchie ecologiche simili e preseferenze simili. Dominare di bestiame (livello
numero superiore rispetto a astambecco) su specie selvatica. (ESCLUSIONE COMPETITIVA)
EFFETTO SULLA DEMOGRAFIA E IMPLICAZIONI ECONOMICHE
Coltivazioni di cotone, in un area è stato studiatp perdita di produzione cotone in chili per ettaro,
quando vengono infestati da due piante competitrici. Da situazione in cui vi è alta produzine di
cotone in assenza di questi INTRUDERS, mentre presenza di queste piante causa caduto di
produzione. (ESCLUSIONE COMPETITIVA)
APPROCCI SPERIMENTALI → gli esperimenti “free running”( crescita libera) di Guase (ecologo
russo) con colture controllate di lieviti e protozoi.
a) MONOCOLTURE
Parameci cresciuti in condizioni
controllate,Cosa si vede?
3 specie diverse :
Paramecio Aurelia
• Paramecio Caudatum
• Paramecio Bursaria
•
In condizioni di isolamento hanno classico
andamento logistico di crescita delle
popolazioni, nel giro di una 20ina di
giorni.
b) COLTURE MISTE
Se invece se colture vengono messe insieme,
due a due, si possono avere esiti diversi.
COESISTENZA STABILE
• Caudatum + Bursaria → Dimensioni
abbastanza simili, vediamo che entrambe
specie coesistono e si attenstano su dei
valori K di densità portante diversi ma in
equilibrio perchè non si vedono cenni
declino
ESCLUSIONE COMPETITIVA
• Caudatum e Aurelia → Aurelia è più
piccola, sembra non riuscire a tollerare la
competizione per cui la prima specie ha
crescita inizialmente più lenta, ma crsce ,
mentre Aurelia non riesce a rimanere
vitale e va a soccombere.
IL MODELLO DI LOTKA E VOLTERRA
Da un punto di vista di formalizzazione matematica della competizione interspecifica ci viene in
aiuto questo modello matematico.
Partiamo dalla nosttra equazione logistica per le nostre due popolazioni.
E introduciamo altri due temini che sono :
αN Che includono gli effetti pro-capite della competizione
• 2 α
della popolazione 2 su 1 ( ) e della popolazione 1 su 2
βN
• (β)
1 Come visto per la competizione intraspecifica questi effeti
sono moltiplicativi sull'N dell'altra specie e quindi possiamo
aspettarci che maggiore è la popolazione in competizione (N)
maggiore sarà la riduzione del tasso di crescita dell'altra
dN /d K
specie ( ) all'approssimarsi a
1 t 1
.
Esempio di come tutto ciò viene rappresentato graficamente.
La crescita delle due popolazioni è presente in ascissa
una e in ordinata l'altra.
Rappresentiamo gli andamenti della pop 1 in presenza
della pop 2.
Questo è abbastanza facile da rappresentare da un
punto di vista teorico perchè noi cerchiamo retta
dN /d = 0
ISOCLINA 0, ovvero per cui la retta 1 t
( ovvero non abbiamo crescita).
E questa casistica l'abbiamo quando :
Il modo di farlo è quello di identificare i punti sulle rispettive intercette ovvero i punti in cui N =0
2
e i punti in cui N = 0, i punti che intersicano gli assi.
1
Che sarà quindi :
K per N =0 e K /α per N =0.
1 2 1 1
Noi poniamo questi punti cossiamo una isoclina e troviamo andamenti che avrà pop1 (freccie sono
parallele ad asse x perchè di pop N ) quando siamo in mabiente in range di valori da questa isoclina.
1
dN /d < 0
Se la popolazione tenderà a diminuire
1 t
dN /d > 0 K
Se la popolazione tenderà a crescere e a riportarsi verso
1 t 1.
I
nverso sarà per pop2 per cui l'intersezione
K
dell'isoclina con asse y è e '