Ecologia appunti

ECOLOGIA 2 SEMESTRE 2 ANNO

06.03.2018

LIBRO ELEMENTI DI ECOLOGIA

esami

6 giugno

21 giugno

10 luglio

26 luglio

ECOLOGIA → viene fatta coincidere con l’ inquinamento ma è sbagliato

parla di relazione organismi- ambiente, relazione tra specie che vivono in un ambiente.

Oikos logos → ernst heinrich haeckel, SCIENZA DEI RAPPORTI DELL’ ORGANISMO

CON L’ AMBIENTE. 1972 krebs, LO STUDIO SCIENTIFICO DELLE INTERAZIONI CHE

DETERMINANO LA DISTRIBUZIONE E L’ ABBONDANZA DEGLI ORGANISMI.

Begon ECOLOGIA è LO STUDIO SCIENTIFICO DELLA DISTRIBUZIONE DELL’

ABBONDANZA DEGLI ORGANISMI E DELLE INTERAZIONI, interazioni non sono un

dettaglio se ce qualcuno di più forte o bravo manda via una specie. Specie non la trovo in

questo ambiente non perché non sia idoneo ma per l’ interazione con le altre specie.

ECOLOGIA è STUDIO DELLA STRUTTURA E DEL FUNZIONAMENTO DEGLI

ECOSISTEMI.

AMBIENTALISMO NON è ECOLOGIA

ambientalismo si basa su un concetto filosofico ma approccio è diverso, noi abbiamo

approccio scientifico e non filosofico, non siamo ambientalisti. Qui obiettivo è fare

ecologia, non ambientalismo.

Ecologi si occupano di livelli di organizzazione da organismi, si parte da lì e poi aumenta

di complessità, si parla poi di ecosistemi, popolazioni,biomi.

Organismo→ popolazione→ comunità→ ecosistema

ecologo analizza organismi in relazione alle caratteristiche dell’ ambiente, no descrizione

ecologia ed economia → oikos, hanno camminato insieme poi c’è stato un divorzio. Se

non si ricompone visione ecologica economica convertendole non ci sarà sviluppo e

risoluzione di problemi.

PERCHE’ SI STUDIA ECOLOGIA? Serve ai biologi nutrizionisti! Deve consigliare il modo

di mangiare.

Ritiri ghiacciai

deforestazione → olio di palma → deforestazione per piantare piante da olio

perturbazioni ciclo dell’ acqua

eccessivo sforzo di pesca

riduzione della complessità dell ambiente → tutto uguale, biodiversità diminuisce

gestione errata del patrimonio naturale → troppa pesca/ caccia

lavoriamo su tre scale

1. gerarchia biologica

<individui

<popolazioni

<comunità

<ecosistemi

2. scale spaziali

3. scale temporali

si parte dall’ individuo, si considera effetti ambientali su individui che si traducono a livello

di popolazione→ individui nascono crescono si riproducono e muoiono

individui possono accrescersi e riprodursi +/- in base all’ ambiente e cosi individui danno

origine a ecosistemi→ calo( più morti che nascite)/ crescita ( più nascite che morti).

Tra popolazioni che dividono spazio e tempo si creano delle variazioni nelle comunità →

cambiano parametri ambientali e ecosistemi

PROPRIETA’ EMERGENTI → molecola H2o è uguale alla somma 2h + o ? no, si

combinano fino ad avere caratteristiche peculiari, ottengo molecola con caratteristiche

peculiari, compare una capacità emergente. Emergente quando somma proprietà singole

parti ha caratteristiche diverse rispetto quelle che avevo all’ inizio.

a volte ho la somma semplice dei pezzi che ho unito → PROPRIETA’ COLLETTIVA . Non

cambia quello che ho, aggiungo un’ unità a quello che già avevo

conseguenze delle proprietà emergenti

>sistemi dove compaiono sistemi emergenti evolvono più rapidamente

>interazioni tra componenti non modificano natura delle stesse ma danno origine a

proprietà nuove ed esclusive

> i sotto insiemi anche se separati conservano la capacità di riorganizzarsi a livello di

complessità più alto

osservazione → individuazione della problematica → ipotesi → previsione da verificare →

esperimenti per verificare la previsione → risultati → interpretazione e conclusioni

< ipotesi errata → ripeto

→ ipotesi confermata→ ok

tipi di studio

osservazione ed esperimenti sul campo → esperimenti di laboratorio → sistemi di

laboratorio (semplici) → modelli matematici

ecologia dell’ evoluzione

selezione naturale dovuta a ambiente esterno, le caratteristiche genetiche rispondono

adattandosi. È qualcosa sempre di esterno che parte dall’ ambiente.

CORRISPONDENZA ORGANISMI E AMBIENTE

Elemento X è adattato a … → adattamento ha base genotipica con processo di

adattamento , se si vede fenotipica si parla di acclimatazione

-individui che costituiscono una popolazione si somigliano tutti ma non sono uguali

-una parte di variazione è su base ereditaria

-tutte le popolazioni hanno la potenzialità di occupare la terra e lo farebbero se ogni

individuo sopravvivesse e producesse il suo max n di discendenti

teoria darwiniana si basa sulle ricerche di maltus che nel suo libro parla del potenziale di

crescita esponenziale delle popolazioni, se una popolazione si riproduce senza limitazioni

da ambiente altre specie allora può crescere esponenzialmente occupando l intero pianeta

maltus → cresce secondo progressione geometrica

ma poi c’è comunque un blocco di risorse alimentari che non basteranno

quindi se le risorse non bastano nasce una lotta per l’ esistenza degli individui

individui non sono tutti uguali, quelli più bravi hanno vantaggio, quelli meno bravi no →

selezione naturale premia quelli con le caratteristiche più performabili che si riproducono e

le trasferiscono ai discendenti.

Darwin lo sapeva perché veniva visto negli allevamenti di mucche da latte → selezione

artificiale → vengono tenute le figlie delle mucche che facevano più latte, le altre sono

diventate bistecchine. Questo fenomeno avviene su scala temporale, avviene nel tempo e

viene detta EVOLUZIONE.

3 tipi di selezione

1 direzionale. sposta media di una popolazione verso un esterno. Grande o piccolo

2 stabilizzatrice. Favorisce genotipi con caratteristiche genotipiche vicine alla media- né

grande né piccolo

3 divergente. Entrambi gli estremi, con caratteristiche medie

betulla e farfalla

se tronco bianco loro sono bianche poi con la rivoluzione industriale viene favorita nera

07.03.2018 REC 9

equilibrio non si riferisce a qualcosa di statico perché i sistemi naturali sono qualcosa che

si modificano nel tempo e nello spazio, ora ho cambiamenti perché si stanno verificando

cambiamenti climatici

e quindi sistemi

naturali si stanno

modificando ora

perchè nel passato

sono state fatte cose

che hanno portato a

ora il cambiamento.

Selezione determina il

fatto che possono

cambiare molte

cose→ specie non è

più esattamente

uguale a quello che

era.

Quando i due picchi si separano ottengo due picchi diversi e modificano quanto oggi si

vede

esempi selezione direzionale → aumenta il numero di individui con una caratteristica

genotipica esterna perché seleziono quelli piu resistenti, per debellarli dovrò usare

pesticidi sempre più resistenti. Non si interrompe la cura antibiotica prima della fine dell’

antibiotico perché si selezionano batteri e quelli che persistono non sono più sensibili a

quell’ antibiotico.

es insetticidi o antibiotici

selezione stabilizzante → specie di uccello fa n uova che tende a mantenersi costante. È

risultato di analisi costi- benefici. Femmina ha energia x e può decidere come usarla. O

scelgo tante uova piccole o poche grandi

tante piccole ho n max di discendenti ma uovo piccolo ha meno energia e quindi prle che

ne risulta è meno performata

poche grandi ottengo il max possibile investendo il meno, ho tanta energia a disposiziione

e quindi riesco a fare molto. Uso energia al meglio.

Selezione divergente → caratteristiche estreme sono favorite rispetto alle intermedie,

successo riproduttuci per maschi o con colori sgargianti o quelli poco colorati. Quelli con

caratteristiche intermedi e non piacciono, no riproducono e genotipo tende a sparire.

O becchi grandi o piccoli perché si nutrono solo di due possibili varianti di semi → molli per

becchi piccoli e duri pr i grossi . I medi hanno difficoltà a nutrirsi e quindi a riprodursi.

Quindi tendono a sparire

spesso selezione premia genotipi più rari es→ nei maschi dei salmoni in america nell’

oceano pacifico

specie semelpara → si riproduce una volta nella vita e poi muoiono

nell’ atlantico sono semelpari invece nel pacifico no.

Selezione premia hooknose grossi, femmine depongono e maschio più grosso manda via i

piccoli, arriva e feconda

i jack no, sono piccoli, si appostano ai siti di deposizione e quello piu piccolo che si

nasconde meglio riesce a prevalere. Questo fa si che le forme si mantengono, se non

accadesse cosi nel tempo ci sarebbe un unica tipologia di maschio.

Vantaggio forma rara si mantiene perché femmine scelgono fenotipi e quindi genotipi più

rari.

Selezione sessuale fatta dalle femmine che scelgono perché sono quelle che investono

più energia nella riproduzione e quindi la scelta del parthner ha il suo perché.

Combattimento cervo, canto tricheco , ruota pavone → modalità per mettersi in evidenza e

farsi vedere prestanti per avere una prole altrettanto prestante.

FITNESS → selezione naturale viene misurata come fitness che rappresenta la capacità

riproduttiva relativa di un genotipo, ossia il successo di un genotipo di riprodursi rispetto al

successo riproduttivo di altri genotipi della popolazione.

NB la fitness è data dal numero di discendenti della F1

la fitness è relativa, va intesa in un contesto ma se va contestualizzata non è assoluta ma

è relativa.

ADATTAMENTO → organismo è adatto quando ha strutture che lo rendono idoneo e lo

integrano all’ ambiente in cui vive. Adattamento è il risultato di un processo di selezione.

Acclimatazione diverso, è su scala fenotipica !

Tutti i mimetismi sono una forma di adattamento.

Esempi mimetismo battesiano → fingo di essere cattivo anche se sono innocuo, è una

forma di adattamento perché verranno mangiati da tutti tranne quelli che associano al

modello ideologico il vero organismo.

Mimetismo criptico → insetto stecco, c’è ma non si vede.

Mimetismo mulleriano → mi rendo evidente con colori sgargianti perché sono velenoso e

pericoloso. Mi salva la pericolosità e non ho quindi la necessità di passare inosservato.

Achillea lanulosa è una pianta che mostra differenze morfologiche (FENOTIPO) lungo un

transetto in california

transetto = sezione che parte da costa a interno attraverso catena montuosa.

Forme nane nelle zone ventose, quelle alte in quelle meno ventose.

È differenza fenotipica o genotipica? Faccio esperimento di trapianto, prelevo plantule che

poi vengono portate nell’ orto botanico nel giardino dell uni e ppiantate. Qui condizioni

sono uguali per tutti→ mi aspetto che le altezze siano uguali ma se le differenze si

mantengono sigifica che le differenze ambientai hanno operato un cambiamento

hanno mantenuto stesse differenze e caratteristiche quando le ho spostate in stesse

condizioni per tutti → sono caratteristiche GENOTIPICHE

stesso esperimento ma con pianta diversa, colonizza ambiente con caratteristiche diverse

che ha estensione di 200 mt che sono all’ interno delle aree di dispersione del polline →

no isolamento geografico a causa dell’ incapacità di trasporto del polline. Si esclude un

ipotetico problema nell’ esperimento precedente.

Nei punti 1 2 zona falesi a istoloni sono corti

nella zona di pascolo stoloni sono piu lunghi

esperimento di trapianto come prima in condizioni standard

si vede che risultato la lunghezza degli stoloni si mantiene → differenze ambientali falesia

pascolo hanno operato una modificazione . È sempre una modificazione genotipica

NO SCALA SPAZIALE, ORA DIVENTA TEMPORALE

nel giro di pochi anni si hanno modificazioni es. 1950-2000

CLINE→ variazione fenotipica graduale dovuta a cambiamenti graduali di alcuni parametri

es individui andando da nord a sud ci sono dimnsioni che aumentano in modo graduale

lungo una direttrice nord-sud

nord piu grossi e sud piu piccoli. Essere piu grossi volume maggiore e superficie

maggiore. Volume maggiore riduce superficie e la zona di scambio calore volume è

minore, piu si è grossi e pi si disperde meno calore. Al sud è contrario. GRADUALE

ECOTIPO → non ce differenza graduale ma chi sta in x ha caratteristiche e chi in posto y

ne ha altre.

CONCETTO MORFOLOGICO DI SPECIE

tassonomia si basa sulle caratteristiche morfologiche di specie, ma non sempre

in alcuni casi funziona e in altri no

fiore giallo specie a fiore viola b

in alciuni casi porta fuori strada perche devo fare troppe sottospecue superflue come puo

accadere per farfalle o tremiti o chiocciole. Sovrastimo inutilmente il numero di specie

oppure sottostimarlo nelle specie criptiche gemelle

specie criptiche sono numerosissime e si è visto con avvento delle tecniche molecolari con

PCR

specie criptiche e sibiling sono simili pur non essendo la stessa specie

CONCETTO BIOLOGICO DI SPECIE

due specie sono specie se non sono interfeconde

se isolate danno atri organismi che appartengono a specie diverse dato che non sono

collegate tra loro.

CONCETTO ECOLOGICO DI SPECIE

è vago, svantaggio difficile da definire per specie in cui i diversi stadi hanno nicchie

differenti

specie è il gruppo di organismi fenotipicamente simili che occupa una specifica nicchia

ecologica. Ci sarebbe troppa soggettività, quello biologico è piu semplice perche o sono

interfeconde oppure no.

CONCETTO FILIGENETICO DI SPECIE

richiede imolte info e analisi evolute. Gruppo monofiletico piu piccolo che chiede di

uccidere individui e è più complesso.

COME SI MANTIENE UNA SPECIE → dispense

se esistono barriere che permettono isolamento riproduttivo

barriere pre accoppiamento. Specie non si accoppiano perche barriere impediscono

isolamento dei gameti, individui non possono fisicamente incontrarsi e quindi accoppiarsi

isolamento temporale. Riproduzione in diversi momenti, impedisce ai gameti di inconrrarsi

perche non maturi nello stesso momento

isolamento geografico

isolamento comportamentale. Liti, pre accoppiamenti…

isolamento da impollinatori

barriere pre accoppiamento

barriere prezigotiche

isolamento meccanico, coopulatorio, gametico

ISOLAMENTO COMPORTAMENTALE

ciclidi lago vittoroia, pesci hanno colorazioni diversificate ma accoppiamento avviene tra

individui con le stesse colorazioni.

Negli ultimi anni lago vittoria ha eutrofizzazione ovvero grande abbondanza di nutrienti e

quini molti fitoplancton in superficie → riduzione trasparenza H2O, arriva meno luce e non

vedo se individuo èrosso o blu questo fa si che la visione diventi difficile e non si distingua

piu la colorazione ffettiva del soggetto

in condizioni di luce si accoppiano con individui con le stesse colorazioni

ISOLAMENTO GEOGRAFICO

frana determina che il fiume scorre in mezzo a area che si è separata in 2, DX e SX

nella parte nord, a seguito di questa divisione, ho due specie di salamandra che sono già

due specie diverse.

La specializzazione implica la divergenza di popolazioni di specie esistenti dovuta all’

azione della selezione naturale.

Il pool genico di un gruppo di individui si isola da quella di altri individui e si diversifica il

flusso genetico

>se cade barriera a e b si riconoscono e riprende flusso genico

>si guardano non si riconoscono e si originano due specie diverse

COME SI FORMANO NUOVE SPECIE ? Rec 9

Modelli di speciazione p. 297

allopatrica, peripatrica, parapratica e sympatrica

allopratica→ barriera isolamento geografico, non si possono incontarre ma se cade

barriera si riconoscono e o tornano assieme per stesse caratteristiche oppure continuano

a vivere separatamente

sympatrica avviene nella popolazione dato che ci sono differenze in cui un soggetto fa

cose diverse che non vengono capite dagli altri

processi di speciazione avvengono in diverse velocità e la simpatica è più lenta

SLIDE

esempi ibridazione → terza specie deriva da un processo di ibridazione delle precedeni

→ anemone ha cariotipo diverso

processi di speciazione hanno permesso di individuare modelli evolutivi

1 convergete → tomìnno e delfino hanno forme simili ma tonno pesce e delfino

mammifero, hanno forme simili perché vivono nell acqua. Vivendo in ambienti simili due

specie sviluppano caratteri simili pur non avendo legami parentali

2divergente

3parallelanei mammiferi marsupiali e placentati, le coppie di specie sono simili sia nell’

aspetto che nelle abitudini albero filogenetico ricostruito che ci dice quando sono

comparse queste specie

La variabilità geografica di una specie fornisce elementi per interpretare il processo di

speciazione.

Specie con estesa distribuzione geografica sono soggette a una più ampia gamma di

condizioni ambientali che determinano una corrispondente variabilità nelle caratteristiche

morfologiche, fisiologiche e comportamentali.

Tanto più è grande la distanza tra le popolazioni tanto più si accentuano le differenze.

16.03.2018

EFFETTI DEI CAMBIAMENTI CLIMATICI SULL’ EVOLUZIONE E DISTRIBUZIONE

DELLE

SPECIE

Tempo porta con se conseguenze di attività antropiche.

Cose che prima avvenivano in migliaia di anni ora avvengono in decine di anni ->

problema è la velocità con cui la variazione avviene.

Migrazione quando possibile per specie animali, avviene come risposta ai cambiamenti

climatici. Per piante lo spostamento è più facile. Strategie che organismi utilizzano sono

4:

1 tolleranza, accetto il cambiamento e resto dove sono perché il cambiamento non mi da

fastidio

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