Appunti della seconda parte del corso di Ecologia

SPAZIO COME RISORSA

Lo spazio può essere inteso come risorsa polivalente; i fattori che limitano l'addensamento di molti

organismi vegetali che sembrano competere per lo spazio, sono in realtà generalmente diversi

dallo spazio come tale ma sono invece rappresentati dalla disponibilità di luce e di nutrienti

minerali.

Lo spazio può essere considerato una risorsa in quanto contiene a sua volta risorse che vengono

rese disponibili dall'utilizzazione dello spazio stesso → TERRITORIALITA'

Lo spazio può rappresentare comunque una risorsa per alcuni organismi animali sessili che sono

in grado di ricoprire uno spazio fisico impedendone la disponibilità ad altri individui della stessa o di

altre specie

FLUSSO DI ENERGIA NEGLI ECOSISTEMI

L'energia necessaria al mantenimento di ogni ecosistema deriva, nella maggior parte dei sistemi

ecologici, direttamente indirettamente dalla radiazione solare.

Produzione primaria: processo che richiede l'intervento di energia e che permette la costruzione

di nuova biomassa a partire da sostanze inorganiche - quantità di sostanza organica prodotta dagli

autotrofi mediante fotosintesi e/o la chemiosintesi:

LORDA → q.tà complessivamente prodotta

– NETTA → q.tà che rimane dopo il consumo derivato dalla respirazione

–

Produttività primaria: tasso con cui avviene il processo di produzione primaria ovvero la velocità

con cui la biomassa viene prodotta dagli organismi autotrofi in una certa area nell'unità di tempo –

velocità alla quale l'energia viene trasformata dall'attività fotosintetica e/o chiemiosintetica dagli

organismi produttori in sostanze organiche

LORDA → v complessiva a cui l'energia luminosa viene convertita in energia chimica

– NETTA → velocità di accumulo nella biomassa autotrofa della sostanza organica prodotta

–

Produzione secondaria: processo successivo con cui viene prodotta la biomassa degli eterotrofi

utilizzando l'energia immagazzinata dagli autotrofi – q.tà di sostanza organica prodotta dagli

organismi eterotrofi che si nutrono di organismi autotrofi e/o di altri eterotrofi

LORDA → q.tà complessivamente prodotta

– NETTA → q.tà che rimane dopo il consumo derivato dalla respirazione

–

Produttività secondaria: si misura in velocità di produzione della biomassa da parte degli

eterotrofi di primo grado nell'unità di tempo – velocità alla quale l'energia viene trasformata

dall'attività degli eterotrofi in sostanze organiche misurata in Kcal/area/tempo

LORDA → velocità di riproduzione complessiva dell'energia chimica degli autotrofi in

– energia chimica contenuta nella sostanza organica eterotrofa

NETTA → velocità di accumulo nella biomassa eterotrofa della sostanza organica prodotta

–

Produttività netta della comunità: velocità di accumulo nella comunità di sostanza organica non

utilizzata dagli eterotrofi

In un ecosistema, dal punto di vista energetico, si può distinguere quindi:

una componente autotrofa in grado di fissare l'energia e utilizzare sostanze inorganiche per

– produrre sostanza organica

una componente eterotrofa in grado di utilizzare l'energia fissata dagli autotrofi mediante il

– rimaneggiamento e la decomposizione di sostanze organiche complesse

EFFICIENZE ECOLOGICHE

Efficienza di assimilazione: EA= A/C x 100 → quanto di ciò che viene ingerito, viene assimilato;

è in funzione della qualità di cibo e della capacità di digerirlo

Efficienza di produzione: EP=P/A x 100 → quanto di ciò che viene assimilato, serve per produrre

biomassa; serve per valutare l'efficienza del trasferimento energetico da un livello trofico al

successivo

Efficienza di consumo: EC= produzione vegetale ingerita/produzione vegetale totale x 100

Efficienza di produzione di qualsiasi livello trofico: EE= Pn/Pn-1 x 100 → percentuale della

produzione del livello precedente convertita in produzione del livello successivo, generalmente è

intorno al 10% e tende ad essere maggiore in ambiente marino

In ambiente terrestre la produttività aumenta generalmente al diminuire della latitudine, in ambiente

marino si osserva generalmente un gradiente terra-largo, si osservano inoltre dei picchi di

produttività nelle zone di UPWELLING.

Le modalità con cui l'energia entra in un sistema ecologico, fluisce attraverso di esso e ne esce,

caratterizzano e distinguono il sistema ecologico stesso.

Per valutare l'entità della produzione in relazione alla biomassa, si deve introdurre il tempo di

TURNOVER:

T= biomassa/produttività

BIOMASSA: massa dei corpi degli organismi viventi, si può misurare come energia/area oppure

massa di sostanza organica secca/area

Una porzione particolare di biomassa è quella che è presente in una certa area, ma non viene

utilizzata dagli organismi del livello trofico successivo → STANDING CROP ovvero la “messe non

mietuta”

Non tutta la sostanza organica è presente negli ecosistemi all'interno degli organismi viventi; la

sostanza organica presente al di fuori degli organismi viventi, derivata dagli organismi morti prende

il nome di necromassa, a disposizione degli organismi decompositori che sono in grado di

mineralizzarla liberando i nutrienti. Il riciclo delle sostanze inorganiche che avviene mediante la

decomposizione della sostanza organica avviene ad opera di vari gruppi di organismi appartenenti

al sistema dei decompositori: decompositori (funghi e batteri) e detritivori (animali che consumano

sostanza organica morta)

La catena alimentare è un trasferimento di energia attraverso una serie di organismi che si

nutrono di altri e che, a loro volta, fungono da cibo per altri ancora. Ad ogni anello della catena si

ha una consistente perdita di energia: non assimilata, persa come calore o consumata per il

mantenimento della propria biomassa. Meno livelli ci sono in una catena, maggiore è la quantità di

energia disponibile per gli organismi che appartengono al livello trofico terminale.

Catena di pascolo

ENERGIA → PIANTE VERDI → ERBIVORI → CARNIVORI → ALTRI CARNIVORI

Catena di detrito

SOSTANZA ORGANICA NON VIVENTE → MICRORGANISMI → DETRITIVORI → CARNIVORI

In un ecosistema l'energia fluisce attraverso sia catene di pascolo che di detrito, che hanno un

diverso sviluppo, una diversa importanza conformemente anche alla sua strutturazione, alla sua

complessità, alla sua stratificazione nello spazio → Flusso di energia a Y – mettono in evidenza il

passaggio dell'energia attraverso i due tipi di catene e le varie interazioni che esistono tra esse a

diversi livelli.

Nelle acque costiere sonoo particolarmente sviluppate le catene di pascolo mentre negli ambienti

forestali sono sviluppate le catene di detrito.

Le catene alimentari solo raramente sono lineari ed in realtà sono variamente intercomunicanti a

formare le cosiddette reti alimentari.

CHEMIOSINTESI → fenomeno comune nei diversi ecosistemi ma, in genere, scarsamente

importante da un punto di vista quantitativo; diventa importante in alcuni ecosistemi e, in alcuni

casi, rappresenta l'unica fonte di sostanza organica

Hydrotermal vents: scoperti nel Pacifico nella zona delle Galapagos nel 1977, situati alla

• profondità di 2700 in corrispondenza di sorgenti ad alta temperatura

Grotte sottomarine: ambienti privi di luce con alte temperature che forniscono

• quell'energia necessaria ai batteri chemiosintetici per produrre sostanza organica → dai

batteri chemiosintetici si originano catene alimentari che hanno la stessa struttura di quelle

che si originano dai produttori fotosintetici

Il gruppo dei pogonofori è tipico degli ambienti profondi caratterizzati da emissioni idrotermali; si

tratta di un piccolo gruppo di vermi tubicoli profondi che si trovano spesso in ambienti di questo

tipo. Essi perdono completamente l'apparato digerente durante la loro metamorfosi e si nutrono

principalmente utilizzando i batteri simbionti chemiosintetici che ossidano l'idrogeno solforato o il

metano e, probabilmente, sostanze organiche disciolte. → Sito di Vulcano: elevata abbondanza di

Capitella cf. capitata in una zona teoricamente oligotrofica in corrispondenza però dell'area

maggiormente interessata da emissioni idrotermali.

Si ha produzione di sostanza organica derivata dalla chemiosintesi (fa aumentare il consumo di

ossigeno) e aumento della temperatura derivata da emissioni idrotermali (fa diminuire la

disponibilità di ossigeno).

Aumenta la densità di specie opportuniste che sopportano bassi tenori di ossigeno nell'ambiente

→ le specie opportuniste sono specie che riescono a sopportare alterazioni ambientali molto più di

altre specie presenti nei medesimi habitat. Le principali sono particolarmente importanti in quanto

rappresentano buoni indicatori delle caratteristiche dell'ambiente.

INTERAZIONI BIOTICHE

L'ambiente fisico ha caratteristiche ben specifiche, esso è profondamente disomogeneo; gli

organismi tendono comunque a mantenere una corrispondenza il più precisa possibile con le

caratteristiche dell'ambiente fisico che li circonda.

La regolazione della distribuzione e dell'abbondanza degli organismi operata dalla componente

biotica dell'ambiente si può sviluppare secondo due modalità principali:

modificazione dell'ambiente fisico

– interazioni interspecifiche e intraspecifiche

–

Fra le possibili interazioni tra organismi della medesima o di diverse specie si può distinguere 5

categorie principali: PREDAZIONE, PARASSITISMO, COMPETIZIONE, MUTUALISMO,

DETRITIVORIA

Il consumo delle risorse e, di conseguenza, la loro possibile insufficienza per gli organismi presenti

in un certo habitat può innescare fenomeni di competizione → interazione in cui un organismo

consuma una risorsa che altrimenti sarebbe stata disponibile per un altro e avrebbe potuto essere

consumata da quest'ultimo; questo secondo organismo si accresce più lentamente, lascia meno

discendenti e corre un più alto rischio di morte.

Gli individui di una stessa specie hanno esigenze comuni, se una risorsa necessaria non è

disponibile a sufficienza.

Il contributo del singolo individuo alle generazioni future diminuisce in presenza di competizione;

l'energia utilizzata per competere e quindi per utilizzare la risorsa limitante non potrà più essere

utilizzata, per esempio, per la riproduzione.

L'interazione competitiva può essere:

per SFRUTTAMENTO: i competitori non interagiscono direttamente; la competizione

• avviene me