Domande ecologia

Indicazioni di persistenza di una metapopolazione: i frammenti sono isolati ma non tanto da impedire

scambio, nessuna popolazione è grande da persistere a lungo, dinamiche popolazioni indipendenti e

popolazione riproduttiva resindente in una singola tessera di habitat.

Diversi tipi di metapopolazione:

- Continente-isola: sistemi di tessere piccole comprese entro il raggio di dipersione di una tessera

grande che non può estinguersi.

- Sorgente-sorgo: tessere qualità elevata con natalità superiore alla mortalità forniscono nuovi

individui che migrano verso tessere con mortalità superiore alla natalità.

- Non in equilibrio: tasso di estinzione supera quello di colonizzazione delle nuove tessere (o

viceversa); si tende a formare un’unica popolazione (tessere con stessa dinamica).

Caso studio: farfalle Cinzia. Svezia e Finlandia, aree idonee caratterizzate da piante nutrici. Gli animali si

riproducono nell’area scelta e c’è scambio di individui. 9% disperde in tessere adiacenti, ricolonizzazione

di tessere vuote senza influenzare quelle vicine.

19) Selezione naturale e fitness: aspetti generali e tipologie di selezione

Per selezione naturale si intende la sopravvivenza o la riproduzione differenziale di individui all’interno

di una popolazione (gli alleli vincenti aumentano con frequenza relativa). Forza che agisce alla base

dell’evoluzione, meccanismo secondo il quale si ha un progressivo aumento della frequenza degli

individui con caratteristiche ottimali (fitness) per l’ambiente della vita. Concetto proposto da Darwin sulla

base di alcune osservazioni: ogni specie ha un potenziale di crescita esponenziale ma le popolazioni sono

stabili e le risorse limitate, vi è quindi una lotta per l’esistenza tra individui; in aggiunta all’osservazione

di un’enorme variabilità tra individui e che i caratteri sono ereditari ci deve essere un meccanismo che

regola tutto questo, la selezione naturale (sopravvivono solo i meglio adattati che trasmettono i caratteri

vantaggiosi ai figli). La selezione agisce sugli individui, ma è la popolazione che evolve.

Non esiste un morfotipo assoluto preferito dalla selezione, viene favorito solo quello più vantaggioso in

base alle condizioni di quel momento (esempio falena delle betulle).

Diversi tipi di selezione: direzionale (favorisce gli individui ad un alto della curva di distribuzione),

stabilizzante (favorisce gli organismi intermedi) e divergente (favorisce i due lati della curva, elimini gli

organismi intermedi, può favorire speciazione).

Per fitness invece si intende la misura complessiva della riproduzione e sopravvivenza degli individui

all’interno della popolazione. Difficile da misurare, si utilizzano indicatori. Differenze di fitness in

relazione alla selezione naturale danno vita a strategie vitali diverse (maggiore fitness favorito dalla

selezione naturale).

20) Concetto di specie e modalità di speciazione

Il concetto di specie è difficile da definire. Le specie in natura differiscono per forma, colore e struttura,

caratteristiche morfologiche; quest’ultimo

proporzione, approccio definisce il termine di specie

morfologica, tutt'ora utilizzato per la classificazione di animali e di piante in base alla loro descrizione. Il

concetto ecologico di specie indica un insieme di individui che occupano la stessa nicchia ecologica. Il

concetto di specie biologica definisce un gruppo di popolazioni naturali effettivamente o potenzialmente

interfecondi, isolati riproduttivamente da altri gruppi simili (implica isolamento genico e quindi

riproduttivo).

La speciazione è il processo di formazione di una nuova specie, può avvenire in diverse modalità: per

allopatria, per simpatria, per parapatria o per ibridazione. La speciazione allopatrica avviene in seguito a

una separazione geografica, due popolazioni vengono isolate fisicamente nello spazio e ognuna delle due

percorre un cammino evolutivo diverso sotto pressioni selettive diverse. Se la barriera fisica scompare e

le due popolazioni si riuniscono prima di avere sviluppato differenze che causano l'isolamento

riproduttivo, possono rimescolarsi e riunirsi in un unico poolgenico, altrimenti si comporteranno come

due specie differenti. La speciazione allopatrica può avvenire per dicopatria in seguito a una vicarianza

oppure per peripatria in seguito a dispersione. La speciazione simpatrica avviene in assenza di separazione

geografica. Un esempio è il raddoppio del numero di cromosomi, causata da una mutazione; un individuo

che ha un numero di cromosomi doppio nei propri gameti non è in grado di produrre una prole fertile con

un membro della specie originale. Questa speciazione può anche verificarsi come conseguenza di una

selezione divergente, quando si crea una differenzazione di nicchia. La speciazione parapatrica, invece,

avviene tra popolazioni con areali adiacenti che possiedono una stretta zona di contatto, esempio pianta

che vive in terreni contaminati da metalli, speciazione tra individui su terreni normali e su terreni

contaminati (che fioriscono prima, RIM forte). La speciazione per ibridazione avviene in seguito alla

formazione di ibridi fertili tra specie diverse (omopoliploidia) o per specie genitrici con cromosomi diversi

che danno origine a ibridi con cromosomi doppi (allopoliploidia).

21) Meccanismi di isolamento riproduttivo

I meccanismi di isolamento riproduttivo sono proprietà biologiche che impediscono la riproduzione per

incrocio di popolazioni effettivamente o potenzialemente simpatriche.

che ostacolano l’accoppiamento o impediscono la fecondazione qual’ora

Si dividono in pre-zigotiche

l’accoppiamento si verificasse e post-zigotiche che impediscono allo zigote ibrido di svilupparsi o di

si ha l’isolamento dell’habitat, l’isolamento temporale (maturazione

riprodursi. Tra le pre-copulative comportamentale (diversi pattern di corteggiamento); tra le

sessuale in due periodi diversi), l’isolamento

si hanno l’isolamento gametico e l’isolamento meccanico (incompatibilità genitali); tra le

post-copulative

post-zigotiche si hanno ridotta fertilità degli ibridi, mortalità degli ibridi e sterilità degli ibridi. Le barriere

pre-zigotiche hanno minore costo energetico minore.

In natura possono esserci ibridi parzialmente sterili, la balia dal collare ad esempio ibridizza al 4% con la

balia nera, le femmine ibridi sono sterili e i maschi invece hanno il 50% di riproduzione: i pochi che

riescono vengono però traditi facilemente (uova extracoppia nel nido, fitness ridotta).

22) Competizione interspecifica: caratteristiche generali ed esclusione competitive

è l’interazione tra due o più specie differenti per accesso ad una risorsa limitata che

La competizione

comporta una riduzione reciproca della fitness. La competizione intraspecifica è la competizione tra gli

individui della stessa specie, quella interspecifica è tra specie diverse; le due avvengono

contemporaneamente.

La competizione può avvenire per zuffa o per contesa: la prima si verifica quando all'aumentare

dell'intensità della competizione, la crescita e la riproduzione sono ridotte in ugual modo in tutti gli

individui della popolazione; la seconda si verifica quando alcuni individui si assicurano sufficienti risorse

impedendo agli altri di condividerle. Il risultato dei due tipi di competizione è variabile. Nella

competizione gli individui possono non interagire direttamente l'uno con l'altro, ma si influenzano a

vicenda indirettamente dando luogo a una competizione per sfruttamento (prelazione, sovraccrescimento,

consumo). Nei casi in cui gli individui interagiscono direttamente si ha una competizione per interferenza

(zuffa, contesa, interazione chimica).

Quando una popolazione raggiunge una densità elevata lo spazio vitale per i singoli si restringe e spesso

aumentano i contatti aggressivi, aumenta l'affollamento che può causare stress che va a scatenare

cambiamenti ormonali che possono arrestare la crescita, limitare le funzioni riproduttive e ritardare

l'attività sessuale. Gli animali difendono il territorio attraverso canti, richiami, segnali, odori chimici

oppure combattimenti. Il territorialismo è una competizione per contesa. La competizione poi può essere

anche del tipo apparente, quando due specie scollegate vengono comunque svantaggiate reciprocamente

anche se non in competizione diretta (le due prede sono predate dallo stesso predatore, quando viene

predata la preda A, la B viene favorita e viceversa).

Per esclusione competitiva una specie viene esclusa da una comunità per effetto della competizione. Se

le due specie sono competitrici complete (stesso luogo e stesse esigenze ecologiche), la coesistenza non

è possibile e una delle due si restringe.

Si parte da due assunti: i competitori devono avere la stessa nicchia ecologica e le condizioni ambientali

sono costanti; se le due specie coesistono in ambiente stabile, ciò può avvenire solo in seguito a una

nella nicchia realizzata, se fosse identica allora una specie esclude l’altra. In natura tutta via

differenza

l’esclusione competitiva non avviene mai perché le condizioni ambientali non sono mai costanti.

23) Competizione e coesistenza: differenziazione di niccha e character displacement

Una specie ne esclude un'altra quando sfrutta più efficacemente una risorsa limitante e condivisa da

entrambe, accrescendo la sua popolazione a scapito del suo competitore. Tuttavia, ciascuna specie agisce

meglio sotto particolari condizioni ambientali. Quando le condizioni ambientali variano nel tempo, varia

anche il vantaggio competitivo. In questo modo le variazioni ambientali permettono ai competitori di

coesistere, se infatti fossero costanti verrebbe favorita l’sclusione competitiva, ossia l'estinzione di una

specie a opera di un'altra.

Le variazioni del clima funzionano anche come limitazione densità-indipendente delle dimensioni delle

popolazioni: periodi di aridità o di temperature estreme possono agire come fattori riducenti della

popolazione al di sotto della capacità portante. In molti casi, la competizione tra specie coinvolge risorse

multiple, un esempio è la territorialità interspecifica, in cui la competizione per lo spazio influenza

l'accesso al cibo e ai siti di nidificazione: un esempio è il picchio delle ghiande che difende il proprio

territorio da specie affini e anche dall'incursione di diverse specie di ghiandaie e scoiattoli. Al variare

delle condizioni ambientali variano le abilità competitive relative alla specie. L'alternanza delle abilità

competitive può dipendere da cambiamenti nelle capacità portanti delle specie in relazione alla variazione

di una risorsa di base, oppure da cambiamenti nell'ambiente fisico che interagiscono con la disponibilità