Riassunto esame Ecologia, Prof. Amicucci Antonella, libro consigliato Elementi di ecologia, Smith, R.L. Smith

COMPOSIZIONE GENETICA

ABBONDANZA: numero totale degli individui di una popolazione

MODELLO di DISTRIBUZONE nello spazio: interazioni tra gli organismi e l'ambiente e tra gli individui

STRUTTURA DEMOGRAFICA: struttura per età e rapporto dei sessi (accrescimento popolazione,

potenziale riproduttivo)

STRUTTURA GENETICA: frequenza dei geni e dei genotipi

ORGANISMI UNITARI O MODULARI

Organismo unitario che si sviluppa dallo zigote semplice da riconoscere, organismo geneticamente unico.

Negli organismi modulari lo zigote si sviluppa in un'unità di costruzione (le piante per ramificazione, stoloni,

rizomi)

Riproduzione sessuata genera un individuo chiamato GENET, i moduli generati assessualmente dai genet

sono i RAMET

TECNICHE PER STIMARE DENSITÀ di POPOLAZIONE

ABBONDANZA = DENSITÀ X AREA

Densità di popolazione è il numero di individui per unità di area, questa semplicemente è la DENSITÀ

ASPECIFICA: collocando una griglia al di sopra dell'areale per vedere quanti individui ci sono per ogni

unità di area, mentre la DENSITÀ ECOLOGICA tiene conto degli sposi abitabili dagli individui della specie

presa in esame.

Conta TOTALE in casa di popolazioni poco numerosa, un metodo di campionamento è il METODO DEI

QUADRATI dove l'area viene suddivisa in sub unità, per gli animali che si spostano si usa il METODO

MARCATURA RICATTURA

INDICE DI LINCOLN-PETERSEN

M: animali catturati

N: popolazione

n: animali catturati successivamente

R: animali marchiati catturati

N n nM

= → N=

M R R

MODELLI DI DISTRIBUZIONE SPAZIALE:

casuale, uniforme, raggruppata

Tali conte sono INDICI DI ABBONDANZA

STRUTTURA POPOLAZIONE: ETÀ, SVILUPPO, DIMENSIONE

Attraverso l'età capiamo quanto velocemente o lentamente una popolazione si accresce

3 classi: pre-riproduttiva, riproduttiva, post-riproduttiva

Metodologie usate: denti, piumaggio, otoliti, scaglie

DISPERSIONE

ossia il movimento degli individui nello spazio. L'allontamento da una sub-popolazione è detta

EMIGRAZIONE, mentre un individuo che si muove da un'altra località alla sub-popolazione si tratta di

IMMIGRAZIONE

MIGRAZIONE: viaggio di andata e ritorno

la dispersione è causata da diversi fattori quale: cibo, spazio, temperature, fotoperiodo, stagione

SPECIE ALLOCTONE: trovano habitat adatti da conquistare

MODELLI DI CICLO VITALE

Crescita, sviluppo, riproduzione

IDEALMENTE: Max numero figli, figli che si riproducono sempre prima, ed energia'm cure parentali.

LIMITATO ACCESSO A RISORSE rende questo modello impossibile

FATTORI ESTRINSECI: ambiente e predatori FATTO INTRINSECI: modalità sviluppo, caratteristiche

genetiche e fisiologiche .

RIPRODUZIONE

Sessuale e Asessuale (tra cui partenogenesi) COSTI e BENEFICI

SESSUALE: animali M e F, piante a sessi separati sono DIOICHE, ma possono essere anche

ERMAFRODITE (SUFFICIENTI no partner), fiori PERFETTI con STAMI e OVARI (M, F) ma ASINCRONIA

nella maturazione dei Gameti MONOICHE lo stesso individuo possiedono sia fiori maschili e fiori femminili

sulla stessa pianta FIORI IMPERFETTI

ERMAFRODITI SEQUENZIALI: prima F poi M PROTERANDRIA e PROTEROGINIA

COSTI e BENEFICI PER FITNESS

Energia investita in riproduzione riduce crescita fecondità e sopravvivenza (ricerca partner, difesa territorio,

allevamento prole)

Le risorse allocate alla riproduzione riduce quelle allocate alla crescita

Un individuo a riproduzione precoce avrà meno figli per evento riproduttivo di chi pospone la riproduzione

investendo di più nella crescita

MATURITÀ SESSUALE FATTORE CHIAVE

MASSIMIZZARE FITNESS: costi/benefici inferiore con altre combinazione età e dimensioni, RECUPERO

INVESTIMENTO

Selezione naturale favorirà l'età di maturazione sessuale con max progenie possibile

Maturità ritardata genera più prole ma pericoli esterni, potrebbero portare le femmine a non raggiungere età

riproduttiva (morte)

MATURITÀ PRECOCE quando sopravvivenza adulti è ridotta

MATURITÀ RITARDATA quando sopravvivenza giovani è ridotta

SFORZO RIPRODUTTIVO: EQUILIBRIO TRA FECONDITÀ E SOPRAVVIVENZA

Fecondità: numero di figli per unità di tempo SFORZO RIPRODUTTIVO PER INDIVIDUO:

il costo totale della riproduzione per unità di tempo, comprende oltre le energie per l'evento riproduttivo

anche lo sviluppo delle gonadi, lo spostamento area di riproduzione, competizione partner, nidificazione e

cure parentali.

Anche in questo caso la selezione naturale gioca un ruolo fondamentale per le scelte della specie

EFFETTI EQUILIBRIO FECONDITÀ/SOPRAVVIVENZA

1- quando lo SFORZO RIPRODUTTIVO aumenta

si accresce il numero dei figli ma il tasso di sopravvivenza

diminuisce

2- aumento dello SFORZO RIPRODUTTIVO

incide negativamente anche sulla sopravvivenza dei genitori

La selezione naturale opera cercando di massimizzare la FITNESS per tutta l'area di vita dei genitori.

NUMERO e TAGLIA FIGLI

molti figli di piccole dimensioni o pochi di grandi dimensioni?

Molti FIGLI: quantità limitata risorse no a cure parentali (vedi piante) HABITAT soggetti a

disturbo, più figli, aumenta la probabilità di successo nella colonizzazione

dell'ambiente e possibilità futura riproduzione Pochi FIGLI: più energia per ciascuno. Alcune specie: meno

energia nella fase PRENATALE generano figli INETTI molte cure parentali (TOPI) Altri con periodi lunghi di

incubazione, gestazione, generano figli PRECOCI, ossia autonomi nel movimento e nel procurarsi il cibo

NUMERO EVENTI RIPRODUTTIVI

Organismi che si riproducono più volte sono detti ITEROPARI. Un'altra strategia è quella di investire max

energia all'inizio, massiccio sforzo riproduttivo e poi morte. Non vi saranno future riproduzioni, unico atto

riproduttivo suicida sono organismi SEMELPARI.

ITEROPARITÀ evoluta in ambienti con mutamenti se avremo una alta mortalità degli adulti si andrà verso

la SEMELPARITÀ

viceversa allora sarà ITEROPARITÀ

CICLO VITALE: INTERAZIONI TRA GENOTIPO E AMBIENTE

La maggior parte dei caratteri fenotipico è influenzata dall'ambiente Un genotipo capace di dare più

spremani fenotipiche al varare delle condizioni ambientali è definita PLASTICITÀ GENOTIPICA e l'insieme

dei fenotipi generati da un genotipo è definita NORMA DI REAZIONE. Anche le caratteristiche legate al

CICLO VITALE mostrano NORME DI REAZIONE Che

dipendono dall'interazione tra geni e ambiente

Esempio pesce che maturo a 2 armi e 4 Kg di peso se poi scarseggiano le

risorse, crescita rallentata ha 3 pombilità:

1- Maturazione alla stessa taglia, ma

lungo tempo di attesa (probabile morte)

2- Maturazione alla stessa età, ma individui più piccoli producono meno figli

3- Nonna di reazione evoluta per età e taglia. Il giusto compromesso Soluzione ottimale

SISTEMI NUZIALI & SELEZIONE PARTNER

Il sistema nuziale è la modalità con cui maschi e femmine si accoppiano.

MONOGAMIA e PROMISCUITÀ modalità opposte mentre nelle piante esiste l'ESINCROCIO ossia dove il

polline di un individuo feconda l'ovulo di un altro e l'AUTOGAMIA o autofecondazione

COMPORTAMENTO DI CORTEGGIAMENTO e tutto quello che ne deriva

Monogamia prevale negli uccelli perché figli piccoli e INETTI, maschio aumenta FITNESS con cure

parentali. Ci sono casi eccezionali di tradimento ma mantenendo comunque le cure parentali della coppia

stabile

POLIGAMIA: un individuo si accoppia con 2 o più partner mantenendo un legame di coppia fra l'individuo e

ciascun compagno

POLIGINIA (1M, +F) POLIANDRIA (1F, +M)

Se habitat è uniforme → MONOGAMIA

Se habitat è diversificato con porzioni più o meno nella di risorse una femmina troverà vantaggio a

condividere un maschio con altre femmine il quale controlla un territorio più ricco in risorse.

TEORIA DELLA SELEZIONE SESSUALE

(DARWIN 1871)

Si divide in selezione INTRASESSUALE e INTERSESSUALE

INTRASESSUALE: Competizione tra individui dello stesso sesso, caratteri sessuali secondari aumentali

(dimensione, aggressività)

INTERSESSUALE: differenze nella capacità di attrazione degli individui dell'altra sesso (piumaggio,

vocalizzi, parata nuziale), questa è una forma di accoppiamento ASSORTATIVO in cui ad esempio la

femmina seleziona il maschio in base a caratteristiche fenotipiche specifiche.

Un maschio di PAVONE che riesce a sopravvivere nonostante una coda vistosa e ingombrante dimostra

salute, forza e superiorità genetica..

Altri maschi con piumaggio viston non hanno parassiti

CRESCITA DELLE POPOLAZIONI

Aumenta e diminuzione del numero degli individui POPOLAZIONI APERTE: in cui si hanno immigrazione

ed emigrazione le altre sono CHIUSE

N: numero individui

(t): tempo, unità di tempo

B: frazione di idre che generano nuovi individui

D: pozione di individui che muoiono

N (O) = 100, B = 40, D= 10

( ) ( )

+B−D=N

N 0 1 →100+ 40−10=130

questo è il risultato dopo il giorno 1

b= il tasso di crescita si può calcolare dividendo B nascite per N(0) la popolazione iniziale

d = tasso di mortalità D/N(0)

Si possono usare b e d per prevedere la

crescita di una popolazione

CRESCITA GEOMETRICA DELLA POPOLAZIONE

( )=N ( ) ( ) ( )

+bN −dN

N t+1 t t t

Per conoscere il tasso di crescita (variazione della popolazione) basta sottrone N (t) da entrambi i termini

( )−N ( )=bN ( )−dN ( )

N t+1 t t t

( )−N ( )=( ) ( )

+1

N t t b−d N t

N (t+1) - N(t) definisce la variazione della popolazione nell'intervallo di tempo (t+1)-(t)

ΔN =( ) ( )

b−d N t

Δt

r= il tasso di crescita procapite

r= (b- d)

ΔN ( )

=rN t

Δt

per rendere istantaneo si fa con equazione differenziale

dN =rN

dt

r così esprime il tasso di crescita pro capite istantaneo e l'equazione che ne risulta si riferisce al modello di

CRESCITA ESPONENZIALE DI UNA POPOLAZIONE

Se si volesse definire l'equazione per prevedere la dimensione della popolazione, in crescita esponenziale

N (t) per ogni valore di (t)

rt

( )=N ( )

N t 0 × e

In natura i tassi di natalità e mortalità delle popolazioni sono soggette a variazioni CASUALI si definiscono

STOCASTICITÀ DEMOGRAFICA, mentre le variazioni casuali nell'ambiente è definita come

STOCASTICITÀ AMBIENTALE

TABELLE DI VITA - MORTALITÀ, SOPRAVVIVENZA PER OGNI CLASSE D'ETÀ

I tassi di natalità e mortalità variano con l'età, per questo si usano le TABELLE DI VITA, un calc