Ecologia - Appunti

ECOLOGIA

08-03-2022

INTRODUZIONE_ esame scritto o orale (= libera scelta – scritto: 3 crocette + 7

domande aperte) – scritto al mattino e orale al pomeriggio.

Possibili uscite facoltative a fine corso – Albano Vercellese.

SILTATION – alterazione da un disturbo fisico =

inquinamento dell’acqua casato da materiale

clastico terrestre _ aumento della concentrazione di

sedimenti sospesi sia all’aumento dell’accumulo di

sedimenti fini sui fondali dove sono indesiderabili.

Il CAMBIAMENTO CLIMATICO è l’elemento

principale legato a tale cambiamento, ma non solo

– si visualizza su larga scala ma anche su scale

locali = secche fluviali ed intermittenza idrologica-

periodi di scomparsa dell’acqua superficiale, sia in

estate, ma di recente tali problemi avvengono anche in inverno, in Piemonte è molto

ricco di questi fiumi che “scompaiono” _ il Piemonte è ricco di acque fluviali quindi

caratterizzato da crescenti interessi, problematiche e sfide gestionali.

Tali cambiamenti hanno un forte impatto sull’ecosistema.

MESOCOSMI = fiume artificiale – acqua presa direttamente dal fiume, per poi essere

rinserita _ aspetto necessario per il prelevamento di certi campioni difficili da

prelevare, e per effettuare delle ricerche complicate da svolgere. Permesso di entrare

nella rete artificiale di COSM.

METODO SCIENTIFICO _ aspetto essenziale che viene utilizzato dai ricercatori per le

loro attività

SCIENZA = si intende un sistema di conoscenze ottenute attraverso un'attività di

ricerca organizzata e con procedimenti metodici e rigorosi, allo scopo di giungere ad

una descrizione, verosimile, oggettiva e con carattere predittivo, della realtà e delle

leggi che regolano l'occorrenza dei fenomeni.

1. Osservare i fenomeni

2. Formulare domande

3. Formulare ipotesi

4. Esperimenti

5. Registrare ed analizzare i dati

6. Conclusione

7. Teoria scientifica – quando i test effettuati concordano tra loro.

PSEUDOSCIENZA – omeopatia, astrologia, creazionismo, frenologia = aspetti comuni

tra tutte loro. SCIENZA PSEUDOSCIENZA

Disponibilità a cambiare in seguito a nuove Idee fisse e stazionarie

prove

Peer review spietato Niente peer review

Prende in considerazione tutte le nuove Seleziona solo scoperte e risultati

scoperte favorevoli

Incoraggia il giudizio critico Considera la critica come una cospirazione

Risultati verificabili e ripetibili Risultati non ripetibili e non verificabili

Caute dichiarazioni di veridicità ed efficacia Pretesa di estesissima veridicità ed

efficacia

Misurazioni accurate Misurazioni approssimative

PEER REVIEW (valutazione tra pari) procedura di selezione degli articoli o dei progetti

di ricerca proposti da membri della comunità scientifica, effettuata attraverso una

valutazione esperta eseguita da specialisti del settore per verificarne l'idoneità alla

pubblicazione scientifica su riviste specializzate o, nel caso di progetti, al

finanziamento degli stessi. Spesso è molto difficile per un singolo autore, o per un

gruppo di ricerca, riuscire a individuare tutti gli errori o i difetti di un proprio studio,

che sia questo più o meno complesso. Questo perché l'autore spesso può essere

vittima di bias e/o perché in un prodotto intellettuale innovativo un'opportunità di

miglioramento può essere visibile soltanto a persone con conoscenze molto specifiche.

Il lavoro è accettato senza riserve = Accepted

Il lavoro è accettato, a patto che l'autore lo migliori sotto determinati aspetti =

Minoror Majorre vision

Il lavoro è respinto, ma se ne incoraggia una revisione e una riproposta = Rejected

and resubmission

Il lavoro è respinto senza appello = Rejected

La scienza è ANTI-DOGMATICA!

ECOLOGIA ed economia =

OIKOS – LOGOS = studio della vita della casa = ecologia – energia, problemi

 ecologici sono il risultato dell’esplosione demografica – ciclico = recupero.

Capitale naturale – k selezione = sostenibilità e stabilità.

OIKOS – NORMOS = economia – denaro, abbondanza costante – lineare =

 consumo. Capitale economico – r selezione = esplorazione ed espansione.

L’ECOLOGIA è una scienza interdisciplinare:

Fattori abiotici – clima, temperatura, litologia = geologia – fisica – climatologia

 Fattori biotici – competizione, cicli vitali, simbiosi = zoologia – etologia –

 fisiologia – botanica

CARSON RACHEL _ 1907-1964 – precursore del movimento ambientale a livello

ambientale.

In questo inizio di secolo la questione ambientale si è imposta prepotentemente a

livello globale in seguito all'aggravamento dei problemi precedenti e alla presa di

coscienza che l'alterazione dell'ambiente può grave portare a gravi conseguenze per

sopravvivenza stessa della nostra biosfera (almeno come l'abbiamo conosciuta finora).

Negli ultimi anni il termine ecologia è sempre più associato al concetto si sostenibilità

ambientale, il quale prevede l’adozione di comportamenti e pratiche che riducano il

più possibile l’impatto umano sull’ambiente e sulle risorse naturali.

1869 – Haeckel = studio scientifico delle interazioni tra gli organismi e il loro

ambiente = come gli organismi interagiscono tra loro e con l’ambiente in cui vivono.

1972 – Krebs = è lo studio scientifico distribuzione delle interazioni che determinano

la e l’abbondanza degli organismi (non compare la parola ambiente) = distribuzione

ed abbondanza degli organismi.

ECOLOGIA = studio scientifico delle interazioni tra gli

organismi e il loro ambiente.

L’AMBIENTE di un organismo è costituito da tutti quei

 fattori e fenomeni esterni all'organismo stesso che lo

influenzano, sia biotici (es. altri organismi) che abiotici

(fisici, chimici) – in Ecologia quindi l'ambiente gioca un

ruolo fondamentale.

ECOLOGIA ed EVOLUZIONE = teoria dell’evoluzione

 delle specie – Selezione naturale – popolazione ed

organismo

CORRISPONDENZA ORGANISMI AMBIENTE = organismo

 – come le spiecie rispondono alle condizioni e pressioni

ambientali? E quali sono i fattori che ne influenzano la

vita sulla Terra?

NICCHIA ECOLOGICA e HABITAT = organismo

 MIGRAZIONE e DISPERSIONE = popolazione ed organismo

 ECOLOGIA DI POPOLAZIONE = popolazione

 ECOLOGIA DI COMUNITA’ = comunità

 BIODIVERSITA’ = ecosistema e comunità – varietà di tutte le forme di vita =

 ruolo delle aree protette – normative internazionali per la conservazione della

biodiversità.

INTERAZIONI BIOLOGICHE all’interno delle comunità = comunità – in che modo 2

 o più specie interagiscono tra loro?

SUCCESSIONI ECOLOGICHE = ecosistema e comunità - Differenza tra

 successione e zonazione. Tipologie di successione ecologica.

ECOSISTEMA = Capacità di resistenza e resilienza degli ecosistemi, da parte di

 fattori esterni che possano danneggiarlo, e in quanto tempo tale ecosistema ci

metta per riformarsi a seguito del disturbo avvenuto. Ecosistemi aperti ed

ecosistemi chiusi. Reti trofiche, produzione primaria e respirazione.

CICLI BIOGEOCHIMICI = ecosistema – ciclo del carbonio è stato altamente

 alterato dall’uomo negli ultimi tempi.

MICRO- MESO- e MACROCOSMI = ecosistema – piccoli mondi contenuti in spazio

 molto piccoli, come dentro a delle provette/ampolle ma anche delle bacinelle –

ambienti molto semplificati ma molto maneggevoli e malleabili = possibilità di

condurre esperimenti manipolativi.

ECOLOGIA DI PASSAGGIO e BIOGEOGRAFIA INSULARE = paesaggio – area

 territoriale eterogenea composta da ecosistemi interagenti che si ripetono in

una configurazione caratteristica. Offre una visione più ampia e offre la

possibilità di visionare come sono disposti i vari elementi naturali all’interno di

un certo paesaggio.

SPECIE ALLOCTONE ed INVASIONE BIOLOGICA = paesaggio, ecosistema e

 comunità – principale minaccia per la conservazione della natura, secondo alla

distruzione di un certo ecosistema = ingenti danni ecologici.

ECOSFERA = tutti gli organismi della Terra comprese le componenti abiotiche.

BIOMA = unità regionali ampie ed estese su scala regionale o sub continentale (es:

foresta decidua temperata, piattaforma oceanica).

PAESAGGIO = area territoriale eterogenea composta da ecosistemi interagenti che si

ripetono in una configurazione caratteristica.

ECOSISTEMA = biotopo (= una determinata area con le sue componenti abiotiche –

caratteristiche chimico-fisiche) + biocenosi (= comunità) = barriera corallina – fiume

alpino.

COMUNITA’ =

POPOLAZIONE =

ORGANISMO =

Conseguenza dell’organizzazione gerarchica:

PROPRIETA’ EMERGENTI = combinano le parti che compongono un livello per

 produrre quello più elevato emergono nuove proprietà.

In oltre vi sono proprietà dell’insieme non riconducibili alla somma delle

 proprietà delle sue componenti (PROPRIETA’ IRRIDUCIBILI). Il nuovo livello di

organizzazione ha proprietà diverse da quello sottostante (dalle sue

componenti).

PROPRIETA’ COLLETTIVE = che non implicano caratteristiche nuove derivanti dal

 nuovo livello, ma solo l’integrazione di caratteristiche pre-esistenti = natalità

Nell’ambito delle proprietà emergenti si realizzano meccanismi di retro-

 controllo.

Approcci diversi allo studio dei fenomeni e dei problemi:

Approccio riduzionistico: dal livello più grande a quello più piccolo. Nella maggior

parte delle volte, le discipline scientifiche usano questo approccio che permette un

maggior livello di dettaglio. In ecologia invece si utilizza spesso un approccio contrario,

ovvero.

Approccio olistico: dal livello più basso a quello più alto. Utilizzo la risposta del livello

gerarchico inferiore per ricavare delle informazioni sul livello gerarchico superiore.

In ogni caso, a seconda dei contesti si può utilizzare o uno o l’altro approccio.

10-03-2022

ECOLOGIA ed EVOLUZIONE

Gli organismo si sono evoluti nel tempo e si sono adattati all’ambiente in cui vivono.

Teoria per selezione naturale:

Gli individui non sono identici ma varia su molte caratteristiche

 Parte della variabilità è ereditabile

 Tutte le popolazioni hanno la potenzialità di popolare l’intera Terra

 Differenti individui hanno dei discendenti

 Il numero dei discendenti di un individuo e dipendente dai caratteri

 dell’individuo e dall’ambiente

Fitness = misura il contributo di un singolo individuo alle generazioni successive.

FOSSILI – elementi chiavi che vanno a spiegare e dimostrare la teoria dell’evoluzione e

della selezione naturale.

Sono dei resti di animali e piante e non dei metallofiti (= concentrazioni minerali).

1. BUFFON = la terra ha qualche centinaio di migliaia di anni e non 6mila anni.

2. LAMARCK = esiste una variazione negli organismi data da 2 principi –

l’ambiente esercita un’azione sugli organismi = modellandoli. Esiste una

tendenza al progresso – una trasformazione ed evoluzione negli organismi

stessi.

Acquisizione di caratteri che poi venivano ereditati dalle generazioni future.

3. HUTTON = molto è molto più antico di quando era stato stabilito e le leggi della

natura sono sempre le stesse.

4. DARWIN – darwinismo = selezione naturale come motore dell’evoluzione

biologica – WOLLACE.

Influssi malthusiani: le popolazioni tendono ad incrementare numericamente, mentre

le risorse rimangono costanti.

Lotta per l’esistenza

 Sopravvivono solo alcuni organismi – portano alcuni caratteri

 Trasmissione dei caratteri

 Ambiente diversificato porta al cambiamento della specie



MENDEL = trasmissione dei caratteri da una generazione all’altra.

Scoprì leggi fondamentali dell’ereditarietà dei caratteri – carattere dominante e

recessivo.

DARCWIN + MENDEL = SINTESI DARWINIANA o NEODARWINIGMO

= La selezione naturale è il principale agente che opera sulla variabilità prodotta dalle

mutazioni all’interno delle popolazioni, ed è la principale causa dell’adattamento.

Le nuove specie si formano con l’accumulo di diversi geni e/o combinazioni genetiche

in popolazioni riproduttivamente isolate.

VARIABILITA’ GENETICA = Il processo ereditario è ‘conservativo’ ma non ‘perfetto’.

Sono possibili diversi ‘errori’ nella replicazione dei cromosomi.

L’EVOLUZIONE è un processo che agisce a diverse scale, da un livello molto piccolo

(ad esempio l’aumento della frequenza di un gene che codifica per ali più scure in una

specie di coleottero) ad uno molto grande (ad esempio la radiazione dei dinosauri).

MICROEVOLUZIONE – è l’evoluzione su piccola scala, all’interno di una singola

 popolazione. Essa agisce su piccola scala.

MACROEVOLUZIONE – è l’evoluzione su grande scala, oltre al confine della

 specie.

A dispetto di questo enorme divario, entrambi questi processi si basano sugli stessi

meccanismi, quali:

MUTAZIONE = Un cambio nella sequenza del DNA, generalmente legato ad un errore

di replicazione o altro. È la fonte principale della variabilità genetica

MIGRAZIONE = Il movimento degli individui tra le popolazioni.

GENETIC DRIFT = Cambiamenti random nella frequenza genica di una popolazione

da una generazione all’altra. Avviene in seguito al fatto che alcuni genotipi si

riproducono più di altri, non perché sono migliori ma perché sono più ‘fortunati’. Alcuni

genotipi possono anche sparire.

È particolarmente evidente quando si verificano alcune condizioni:

Effetto collo di bottiglia = diminuzioni drastiche del numero di individui di una

 popolazione portano a una riduzione della variabilità genetica.

Effetto del fondatore = avviene quando pochi individui colonizzano una nuova

 area. Più piccola è tale colonia iniziale di fondatori e minore sarà la variabilità

genetica della popolazione che si insedia e si stabilisce in questo nuovo

ambiente.

SELEZIONE NATURALE = è in relazione all’ambiente, può essere:

Stabilizzante – favoriti caratteri intermedi.

 Direzionale – favorito carattere posto all’estremo.

 Diversificante – favoriti caratteri posti agli estremi.



La MICROEVOLUZIONE è semplicemente un cambiamento nella frequenza dei geni

all’interno di una popolazione.

Tale evoluzione può essere osservata su brevi periodi di tempo.

Per i biologi essa viene definita come il cambiamento nella frequenza di geni

all’interno di una popolazione.

Questo cambiamento può avvenire:

Perché la selezione naturale ha favorito la presenza di questo gene.

 Perché la popolazione ha ricevuto immigranti portatori del gene.

 Per via di un genetic drift con modalità random.



Essa è una forza molto potente, poiché agendo per milioni di anni porta alla

MACROEVOLUZIONE.

POPOLAZIONE = è un gruppo di organismi che si riproducono tra loro, e quindi che

condividono un determinato pool genetico.

SPECIAZIONE = Una specie può essere definita come un gruppo di individui che

realmente o potenzialmente possono riprodursi in natura.

In questo senso, una specie è il più grande POOL GENICO possibile in condizioni

naturali.

La speciazione è un evento che produce due o più specie separate.

Cause della speciazione:

Isolamento genetico =

 Riduzione del flusso genico = la speciazione può avvenire anche in una

 popolazione priva di specifiche barriere al flusso genico. Immaginiamo una

popolazione che viva in un areale molto vasto. Gli individui che vivono ad un

estremo dell’areale non hanno minimamente possibilità di accoppiarsi con quelli

dell’altro estremo. Così, il flusso genico è ridotto in quella direzione. Se

intervengono anche diverse pressioni selettive in diverse parti dell’areale, ecco

che può avvenire la speciazione.

Isolamento riproduttivo = esso può avvenire in varie maniere –

 1. Evoluzione di diverse località stagionali e rituali inerenti alla riproduzione.

2. Evoluzione di apparati riproduttivi specie specifici.

3. Mortalità o sterilità dei discendenti.

Prove evidenti della speciazione:

A. Prove geografiche: se la speciazione allopatrica è una realtà, allora

popolazioni della stessa specie in diverse località geografiche dovrebbero

essere geneticamente differenti. Esistono molte 'varietà geografiche'.

B. Prove sperimentali

CO-SPECIAZIONE = se due specie sono strettamente ed ecologicamente connesse,

esse possono speciare parallelamente.

Questa co-speciazione è particolarmente evidente nei rapporti ospite-parassita.

La MACROEVOLUZIONE è l’evoluzione su grande scala.

La macroevoluzione è quel processo evolutivo che avviene al di sopra del livello della

specie.

Invece di focalizzare l’attenzione su una singola specie, essa è legata ad indagare la

diversità dell’intera linea filetica e la sua posizione all’interno dell’albero filogenetico.

Vede la presenza di certi partner ricorrenti:

1. STASI = molte linee evolutive presentano stasi, cioè assenza di cambiamenti

per lunghi periodi di tempo (fossili viventi) – lunghi periodi di assenze di

cambiamenti da parte di una linea evolutiva.

2. CAMBIAMENTO DI CARATTERI = un carattere può cambiare nel tempo, di

generazione in generazione – in risposta all