Appunti completi di Autoecologia

Applicazioni dell'autoecologia

Prima di archiviare definitivamente l'analisi delle condizioni, bisogna sottolineare l'importanza che ha lo studio dell'autoecologia per le questioni di tipo applicativo. Le informazioni che noi riusciamo ad ottenere sono di importanza fondamentale non solo per fini personali, bensì anche per fini applicativi (ad esempio, per valutare l'arrivo di un patogeno, biomonitoraggio ambientale, se un animale lo posso trovare in una certa zona o no – ad esempio la zanzara che porta la febbre gialla è un animale tropicale che arriverà entro il 2050 anche in Italia).

Posso inoltre sovrapporre più grafici, che riportano diverse condizioni, in relazione tra loro cercare per esempio la possibile nicchia di una determinata specie.

Le conoscenze sull'effetto delle condizioni sulla funzionalità degli organismi,

desunti dall'indagine autoecologica (sia tramite esperimenti di laboratorio che tramite osservazioni in natura) hanno una diretta applicabilità nel campo della gestione e conservazione delle risorse naturali e del biomonitoraggio. Nelle indagini ecotossicologiche, ad esempio, viene ampiamente utilizzato il tag html LC40 (concentrazione letale al 40%), la NOEC (livello di concentrazione che non ha nessun effetto osservabile) e la LOEC (livello di concentrazione minima che dà un effetto osservabile). Generalmente, questi due parametri dovrebbero essere molto vicini tra loro. Questi parametri sono utili per determinare se una sostanza diffusa nell'ambiente è presente in concentrazione inferiore alla LOEC. Ad esempio, nelle indagini ecotossicologiche si utilizzano test per valutare la tossicità di alcune sostanze.con organismi viventi. Un esempio di questa applicazione è il test di tossicità di atrazina (96h) su Pseudokirchneriella (Selenastrum). Questo esperimento viene fatto a tempo determinato e si va a misurare la crescita algale di Selenastrum, una specie algale. Si nota la concentrazione di atrazina, che è un erbicida con sospetta azione cancerogena, che agisce infatti anche come distruttore endocrino con azione femminilizzante. I distruttori endocrini sono molecole che, dal punto di vista chimico, hanno un comportamento simile a quelli di alcuni ormoni. Le indagini tossicologiche servono quindi per testare gli effetti tossicologici di sostanze, come ad esempio atrazina (un erbicida); la nota negativa è che necessitano, tali test, di cavie vive. LE RISORSE Le risorse sono dei fattori ambientali che hanno origine biotica, anche se non sempre, e che influiscono sulla vita degli organismi, vengono modificate e rese indisponibili dall'uso da parte degli organismi.

stessi. L'esempio tipico delle risorse è dato dalle risorse di tipo trofico (quelle di cui ci nutriamo). Quanto detto, invece, non accade per le condizioni che, per definizione, non vengono consumate. Il consumo delle risorse genera competizione tra gli organismi che le utilizzano, e la competizione è uno dei motori principali che determina la struttura degli ecosistemi naturali.

Esistono differenti tipi di risorse, tanto che è quasi impossibile farne una lista. Cercando di fare una lista, però, possiamo metterle in questo ordine:

1. Risorse trofico-energetiche = ciò che viene mangiato;
2. Risorse riproduttive = tutto quello che è fondamentale per la riproduzione;
3. Risorse omeostatiche = tutte quelle risorse che permettono, al di là del fornire energia, di mantenere uno stato corporeo in condizioni di omeostasi.

Esiste poi una classificazione più "funzionale" delle risorse, che è la classificazione di Tilman (vedi par.

1. CONSUMATORI (Predazione)

   Introduciamo il concetto di predazione e di consumo delle risorse. Quando in ecologia si parla di predazione, si intende il consumo di un organismo (chiamato preda) da parte di un altro organismo (chiamato predatore). Secondo tale definizione generale, in cui l'unica limitazione che mettiamo è che la preda sia viva al momento dell'attacco, rientra un po' tutto. Quindi, secondo tale definizione anche una mucca è un predatore, perché preda l'erba. Quindi, "predazione" è un concetto abbastanza ampio e generale.

2. L'unico gruppo di organismi animali che non rientra all'interno dei predatori sono i cosiddetti detritivori. La grande contrapposizione è quindi tra predatori e detritivori. La differenza sta nel fatto che nella predazione il predatore controlla la velocità di rinnovamento della risorsa, perché quando attacca una preda viva va ad intaccare lo stock riproduttivo.

della popolazione, ovvero controlla la velocità di rifornimento dellarisorsa. Al contrario, il detritivoro non controlla la velocità di rinnovo della risorsa, perché si nutre di detritiche vengono rilasciati da altri organismi, e su questo non ci può far niente. Se io ho degli invertebrati che sinutrono della lettiera che marcisce in un bosco, il fatto che ci sia il detritivoro non è che influenza la velocitàcon cui cadono le foglie. (In demoecologia non parleremo praticamente mai dei detritivori perché ladinamica delle popolazioni dei detritivori è differente). Quindi, consideriamo i consumatori parlando, d’orain poi, solo di predazione.

1.1 Classificazione dei predatori

Esistono essenzialmente due tipi di classificazione:

• In base al livello trofico delle prede: carnivori ed erbivori
• Classificazione funzionale di Thompson

I predatori costituiscono una categoria molto larga che, tuttavia, può essere distinta in base

al livello trofico delle prede, ovvero in base a cosa vanno a mangiare. La distinzione è tra carnivori ed erbivori. Questa distinzione ha una sua ragione d'essere perché le prede di origine vegetale sono nettamente differenti dalle prede di origine animale, per tutta una serie di motivi, e le differenze risiedono nel fatto che le prede vegetali sono ricche in carboidrati e in materiale che normalmente è indigeribile, sono generalmente povere di lipidi e proteine e sono altamente variabili (nel senso che il contenuto energetico di una pianta è diverso da quello di un'altra pianta, e anche all'interno di una stessa pianta ci sono parti che sono più o meno energetiche). Le prede animali sono invece generalmente povere di carboidrati, ricche di proteine, più ricche di lipidi e più o meno costanti (1 kg di elefante ha più o meno lo stesso apporto di nutrienti di 1 kg di un altro tipo di carne). Quindi, i problemi che un

Un predatore carnivoro deve risolvere problemi completamente differenti rispetto a quelli che deve risolvere un erbivoro. Ad esempio, un erbivoro deve mangiare di continuo, perché si nutre in genere di roba che è povera di nutrienti, mentre un carnivoro può mangiare una volta e dormire tutto il giorno. Ci sono delle vistose eccezioni, tuttavia: i semi, ad esempio, nonostante siano di natura vegetale, sono ricchi di lipidi e, in qualche caso, di proteine.

L'altra classificazione, che è più importante, è la cosiddetta classificazione funzionale, che si basa sul rapporto che si instaura tra la preda e il predatore, ovvero sul modo con cui il predatore interagisce con la preda. Questa classificazione prevede varie categorie.

Classificazione funzionale di Thompson:

• Predatori veri. Nella stragrande maggioranza dei casi, questi sono i predatori comuni, ovvero i carnivori. Un predatore vero in genere consuma interamente la preda e, comunque, la preda

viene uccisa e distrutta. Nel momento in cui la preda e il predatore vengono in contatto, il contatto si risolve con la morte della preda. Eccezioni: un granivoro è un predatore vero, perché il seme viene distrutto nel momento in cui viene attaccato. Quindi, anche i granivori rientrano tra i predatori veri.

Pascolatori. L'esempio tipico sono gli erbivori. I pascolatori consumano solo parte della preda, in generale. Infatti, tipicamente gli erbivori mangiano la parte superficiale, ma i tessuti radicali non vengono consumati, e poi l'erba ricresce. Quindi, nei pascolatori la predazione non si risolve con la morte della preda. Eccezioni: carnivori che sono pascolatori sono rari. Ci sono dei pesci di fondo, tipo le Sogliole e le Platesse che si nutrono di molluschi bivalvi. Ci sono dei casi documentati in cui dove i bivalvi sono molto presenti le Platesse brucano questi sifoni senza uccidere il mollusco che sta sotto, e poi il sifone si può anche riformare.. quindi,

si comportano da pascolatori. (I bivalvi hanno duesifoni);- Parassiti. Sono caratterizzati da una strettissima associazione con la preda che, in questo caso, prende il nome di ospite. Addirittura, il parassita generalmente non è più in grado di svolgere numerose funzioni di base, perché appalta all'ospite molte delle reazioni omeostatiche di base, come nel caso degli endoparassiti. In genere, l'attacco del parassita all'ospite non è letale, almeno immediatamente, perché il parassita ha tutto l'interesse del mondo a mantenere l'ospite in vita il più a lungo possibile;- Parassitoidi. I parassitoidi sono un gruppo di fondamentale importanza. Non sappiamo quanti sono, ma probabilmente ¼ di tutte le specie sono parassitoidi. Sono insetti, esclusivamente Ditteri (zanzare e mosche) ed Imenotteri (api, vespe e formiche). Gli adulti dei parassitoidi hanno vita libera (o sono predatori veri o si nutrono di prede vegetali) ma

iniettano le proprie uova all'interno di altri organismi, come i ragni, e le uova sono dei parassiti che si nutrono dei tessuti dell'ospite. Dalle uova nascono delle larve che si mangiano vivo l'ospite. Quando Darwin si mise a studiare i parassitoidi, questi hanno avuto un ruolo importante sul pensiero di Darwin. C'è un passo molto famoso degli scritti di Darwin, in cui lui dice che gli sembra impossibile che un parassitoide possa essere stato l'oggetto di un singolo atto di creazione, perché si pensava che ogni specie fosse il risultato di un singolo atto di creazione. Gli sembrava impossibile che un Dio buono e benigno potesse creare un tipo di organismo così maligno che infilava le uova in un organismo e che queste se lo mangiavano vivo.

1.2 Risposte funzionali - classificazione di Holling

Le risposte funzionali sono una relazione che esiste tra l'abbondanza di una risorsa e il quantitativo di risorsa che viene consumato da un predatore.

Conoscere le risposte funzionali è di fondamentale importanza per poter capire il comportamento e l'ecologia dei predatori. Quando parleremo della predazione in d