Appunti Esame Demoecologia

INTRODUZIONE.

L'oggetto dello studio dell'ecologia è l'ecosistema. 1977 → “Human Domination of Earth's

Ecosystems”: problema principale è la quantità e l'uso delle risorse dell'uomo. Nel corso dei secoli

sono avvenuti dei cambi e delle modificazioni del pianeta, del territorio, dell'inquinamento,

causando un grande impatto sull'ecosistema. Le conseguenze più evidenti sono dunque il

cambiamento climatico e la perdita della biodiversità (si parla di una “Sesta Estinzione di Massa”).

Tra gli anni 80-90 viene letteralmente scombussolato il ciclo biochimico del carbonio a causa della

deforestazione di massa, che sbilancia l'inquinamento del ciclo.

Grazie ai PROXY, degli indicatori, riusciamo a capire come era la situazione negli anni passati.. ed è

peggiorata tantissimo rispetto al 2008, portando a conseguenze terribili sulla temperatura, sulla

variazione e diminuzione dei ghiacci ecc..

Gli agenti inquinanti primari sono CO , SO NO che poi danno vita ad agenti inquinanti secondari

2 2, 2

(primo tra tutti l'ozono) che causano delle deposizioni e piogge acide ad esempio, con effetti diretti

ed indiretti → acidificazione delle acque degli oceani rischiano di bruciare le barriere coralline e

alghe, che sono elementi fondamentali dell'ecosistema marino; utilizzo di fertilizzanti produce

grande inquinamento acquatico e del suolo.

IUCN (“Tasso di Estinzione”) in aumento, che causa la scomparsa lenta ma inesorabile della

biodiversità. Le cause di questo fenomeno possono essere espresse tramite H.I.P.P.O. ovvero

Habitat loss, Invasive species, Pollution, Population growth, Over-harvesting.

Con IMPRONTA ECOLOGICA invece intendiamo una espressione numerica che indica la quantità di

ettari bioproduttivi, che dipende dalle risorse utilizzate, dalle infrastrutture e dallo spreco

ambientale (normalmente essa viene fatta per singola nazione). Se mettiamo tutto insieme, è

semplice notare una grandissima differenza, causata dall' HDI (HUMAN DEVELOPMENT INDEX) che

caratterizza ogni popolo → chi ha grande impronta ecologica, vive in benessere.

CONCETTO GLOBALE: ANTROPOCENE.

L'OLOCENE è la fase interglaciale che stiamo vivendo in questo momento: prima di essa c'è stata

l'ANTROPOCENE, una nuova storia, una nuova era, una nuova fase della vita del pianeta. L'inizio

dell'antropocene è datato 1750 da Crutzen e Stoermer per lo sviluppo della rivoluzione industriale,

mentre Rudiman fa coincidere l'inizio dell'antropocene con l'inizio del Neolitico, tra i 5 e gli 8 mila

anni fa. La misurazione del metano e dell'anidride carbonica presente nei ghiacci della Groenlandia

dava ragione a quest'ultima ipotesi, dimostrando che da quel periodo la concentrazione dei gas era

aumentata in maniera vertiginosa rispetto alle altre ere interglaciali.

La “Costruzione della Nicchia ecologica” è un sistema natura/cultura, una girandola in cui una volta

modificato l'habitat, devo subire questo cambiamento e sottostare ad esso.

Tra il neolitico ed il paleolitico si interpone un periodo chiamato MESOLITICO, caratterizzato dal

tentativo continuo degli uomini di assumere via via nuove tecniche e nuovi metodi per controllare

l'ecosistema vegetale e animale.

Dai 100'000 agli 8'000 anni fa è avvenuto inoltre il fenomeno della “ESTINZIONE DELLA

MEGAFAUNA del tardo quaternario”, ovvero la scomparsa di animali sopra i 44kg, evidenziato

specialmente nelle terre prima chiamate “human-free” come Australia, Nuova Zelanda, Americhe e

che poi sono state “attaccate” da Homo Sapiens → il primo vero e proprio impatto antropico, la

prima HUMAN DOMINATION. Questi fenomeni di sviluppo eccessivo vengono chiamati anche

“great acceleration”, ed attualmente siamo nella terza grande accelerazione della storia.

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ECOSYSTEMS.

Le componenti abiotiche e biotiche sono interconnesse da flussi di energia e materia, ma anche da

fenomeni selettivi e di ingegneria ecologica → questi concetti vanno a deteminare l'ecosistema. Un

sottoinsieme biotico prende il nome di COMUNITA', ovvero l'insieme di organismi di varie specie

che vivono nella stessa porzione di habitat, condividendo risorse ed entrando talvolta in

competizione.

• secondo Gleeson, la comunità è un raggruppamento occasionale di organismi che

condividono un profilo autoecologico;

• secondo Clements, la comunità è un gruppo integrato di differenti specie legate da relazioni

funzionali.

Prendendo in considerazione l'ipotesi di Clements, possiamo dunque affermare che in una

comunità esistono delle RELAZIONI VERTICALI e ORIZZONTALI. L'estensione verticale, inoltre, è

proporzionale alla produzione primaria, più sale quest'ultima, più sale l'altra. Questa estensione,

in definitiva, è la BIODIVERSITÀ. I legami verticali sono garantiti dalla PREDAZIONE, mentre quelli

orizzontali sono garantiti dal MUTUALISMO (++) o COMPETIZIONE (– –).

DEMOECOLOGIA.

La popolazione è un gruppo di individui della stessa specie, viene riconosciuta come unità

riproduttiva ed evolutiva. Nelle popolazioni vengono condivise le solite condizioni e fattori

ambientali, le solite risorse.. ed i membri della popolazione interagiscono tra sé.

L’insieme delle condizioni ambientali in cui vive una popolazione prende il nome di “nicchia

biologica”.

L’obbiettivo della demoecologia è quello di studiare la demografia delle popolazioni, la densità e la

struttura di esse, oltre alla dinamica. È importante quindi arrivare al FORECASTING, ovvero alla

predizione di un possibile scenario ed il suo “trade-off”, ovvero il compromesso che si raggiunge tra

la popolazione e le possibili conseguenze sull’ambiente.

Abbiamo a disposizione degli strumenti descrittivi per ottenere delle informazioni quantitative

sullo stato ottimale della popolazione, ma ci sono anche delle tecniche ‘statiche’ come il

censimento (conta totale in tutta l’area, è complicato quando la popolazione è troppo vasta) ed il

sampling (estrapolazione sulla densità di popolazione in specifica area basata sulla statistica).

METODI DI SAMPLING.

• RANDOM (UNIFORM): quando la struttura dell’habitat è omogenea.

• STRATIFICATO: quando la struttura dell’habitat è eterogenea.

• TRANSECT SAMPLING: quando gli individui sono distribuiti su aree vaste (delfini..)

• INDIRECT SAMPLING: quando è difficile contare gli individui in modo diretto

e bisogna basarsi su impronte, residui, feci, ecc..

Esistono anche dei metodi di cattura-ricattura: quando i membri di una popolazione sono troppo

mobili, come pesci ed uccelli, vengono fatte delle ‘marcature’ per poter monitorare l’animale.

METODO DI PETERSEN (Stima della Popolazione)

Con M si intende gli individui marcati nella prima sessione, con C gli individui catturati nella

seconda sessione e con R quelli marcati nella seconda sessione.

La marcatura riesce a darci informazione come la crescita, la riproduzione, i movimenti e viene

fatta su un unico individuo che viene catturato ripetutamente nel tempo. Tutte queste statistiche

possono rilasciare informazioni importanti sulle variazioni temporali della taglia e della struttura di

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una popolazione, come ad esempio il Bue Muschiato dell’Isola di Nunivak.

PREVISIONE DEMOGRAFICA.

Nei modelli demoecologici si utilizzano due tipi di matematica, quella del ‘discreto’ (es la

riproduzione annuale di una pop. di cavallette) e quella del ‘continuo’ (es pop. con modifiche in

continuità, dN/dT).

Mortalità (D), fertilità (F), immigrazione (I) ed emigrazione (E) sono aspetti morfologici che

modificano una popolazione presente (N ) e che determinano la popolazione futura (N ), in

t t+1

questo modo:

Semplificando questa equazione con coefficienti di fertilità (b=B/Nt) e mortalità (d=-D/Nt) ed

escludendo i flussi di migrazione (in genere I=E), e considerando “1+b+d” il tasso finito di

accrescimento della popolazione, otteniamo questa nuova formula:

Se faccio continui campionamenti e censimenti, la mia λ diventa Nt+1/Nt. Questo possiede

“variabilità” che può essere dovuto ad errori di campionamento. Inoltre è presente anche una

“stocasticità demografica” dovuta alla variabilità interna di tipo genetico, ed una “stocasticità

ambientale” dovuta dalle variazioni delle condizioni e delle risorse dell’ambiente.

EQUAZIONE PROBABILISTICA.

I modelli probabilistici ci permettono di misurare la probabilità che una popolazione persista o si

estingua in un determinato intervallo di tempo. La precisione di questi modelli dipende da quante

volte vengono replicati i calcoli. Inoltre, Nei modelli probabilistici anche una popolazione avente

una media lambda> 1 può subire l'estinzione in un dato intervallo, con una probabilità p.

Possiamo ottenere P (λ) per "tradurre" le frequenze osservate alle probabilità dividendo F per il

totale.

Che cosa è la “Life History”?

È la distribuzione e la durata nel tempo dei maggiori eventi biologici che influenzano la vita, quali

nascita, crescita, riproduzione, morte. Questi eventi sono soggetti alla selezione darwiniana a

seconda delle caratteristiche dell’habitat. Possiamo parlare di “semelparietà” se abbiamo una life

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history con un solo evento riproduttivo (o se è breve), mentre parliamo di “iteroparietà” se

abbiamo singoli eventi riproduttivi ripetuti stagionalmente o un evento riproduttivo che dura per

un lungo segmento della life history stessa (si parla di generazioni sovrapposte).

Possiamo inoltre parlare di “semelparietà sincrona” quando abbiamo delle generazioni discrete,

ovvero quando tutti gli organismi hanno stessa età misurato allo stesso tempo.

ANALISI DINAMICA.

I metodi statistici non consentono di calcolare due importanti caratteristiche della dinamica della

popolazione: fertilità (natalità) e mortalità (tasso di mortalità): per ottenere tali parametri

demografici è necessario dunque eseguire un'analisi dinamica di un gruppo di individui della stessa

generazione (coorte) che viene monitorato durante la loro vita (dalla nascita alla morte). Tutti i dati

elaborati vengono trasferiti in delle tabelle, le Life Table.

In questa tabella indichiamo con “N ” il numero degli individui, con “F ” (Fertilità Assoluta) il