Ecologia (no Demoecologia - Prof. Lazzara)

BIOMI E BIOGEOGRAFIA

Un ecosistema è un’unità definita spazialmente in cui si ha ingresso di materia ed energia, è dotato di confini ,

condizioni fisico-ambientali e componente biotica. Il bioma ha un significato meno preciso, è un insieme di organismi

che stanno insieme in condizioni climatiche simili e presentano forte adattamento a tali condizioni. Il bioma è perciò

più legato ai diversi climi e si osserva una sequenza latitudinale: tundra, foresta di conifere, foresta temperata

decidua, macchia mediterranea, prateria temperata decidua, deserto, savane, praterie tropicali decidue e

sempreverdi. I massimi di produzione si collocano lungo l’equatore ma non su tutto, solo in certe zone come la

foresta amazzonica o foresta del congo. I biomi possono essere affiancati dalla vegetazione che dipende direttamente

dalle condizioni climatiche e a sua volta influenza gli altri organismi animali in particolare. Si parla quindi di zone

vegetazionali di cui si può misurare l’estensione ponendo su un asse verticale la latitudine e su uno verticale la

superficie.

Le più estese sono le foreste tropicali , poi i deserti , le steppe e la foresta pluviale. Ovviamente si ha una maggiore

distribuzione nell’emisfero nord dato che è più ricco di terre emerse.

FORESTA TROPICALE SEMPREVERDE: è la più ricca di biodiversità. La vegetazione è ben strutturata contenendo alberi

alti 50-60m , alberi più bassi, arbusti e piante erbacee. Possono essere molto dense . il suolo è poco stabile ad opera

dell’alta piovosità che dilavano il suolo e a causa della velocità di mineralizzazione. La piovosità è elevata, circa 3 m

l’anno ed è costante. Anche la T varia tra i 25 e i 35 *C. i processi biologici degli organismi sono sempre attivi.

FORESTA TROPICALE DECIDUA: tipica dell’India segue molto la stagionalità e la pioggia è concentrata nel periodo di

primavera. Si hanno di media 1600 mm di piogge annue e 25 *C anche se è soggetta a variazioni. Anche le attività

biologiche sono stagionali.

FORESTA SPINOSA E SAVANA: hanno piovosità molto bassa, circa 740 mm annui e 30 *C di media con piccole

oscillazioni. Nel caso della savana si parla anche di foresta aperta con copertura inferiore al 25 %

BOSCAGLIA TEMPERATA O MACCHIA: piogge scarse 420 mm e temperature medie 13 *C fortemente oscillanti. Può

essere arbustiva o alberata, come nel caso del leccio nella macchia mediterranea. L’estate è molto arida con rischio di

siccità in quanto si hanno le temperature maggiori e le piovosità minime

DESERTO FREDDO: si trova a certe altitudini e latitudini. La temperatura media è di 10 *C e va da 0 a 25 *C. il deserto

è dovuto alla bassa piovosità di circa 350 mm annui. Vi sono erbe o arbusti e l’attività biologica è molto stagionale

(prima e dopo la stagione secca). Qui sono tipiche le piante CAM

DESERTO CALDO: la piovosità è ancora più bassa 150 mm e si ha una sola stagione determinata da T medie di 35 *C.

l’attività biologica è divisa in 1 o 2 periodi. In seguito ad una stagione favorevole tutte le specie vegetali la sfruttano

per fiorire, si ha quindi una fioritura simultanea.

PRATERIA TEMPERATA: la scarsa piovosità 300 mm con T di 13 *C e forte escursione termica, da 0 a 24 *C. si ha un

suolo ricco di nutrienti ai vari stadi di decomposizione, per questo motivo sono molto sfruttati per la coltivazione. Un

esempio di questo suolo è il podzol scuro

FORESTA TEMPERATA DECIDUA: i suoli sono sempre molto stabili, si ha una forte stagionalità con una T media di 10

*C ma con un escursione di 30*C (si arriva quindi anche sotto 0). La piovosità è bassa ma più alta però della prateria

800 mm. Si ha quindi la crescita di alberi anche di decine di metri.

FORESTA DI CONIFERE: gli alberi arrivano a dimensioni maggiori (=sequoie americane) . Si ha una maggiore

interazione tra organismi come parassitismo, mutualismo ed epifitismo (piante sopra altre). Piovosità di 300 mm e

fortissima escursione termica fino a 40*C di differenza (T media -5*C).

TUNDRA: gli alberi non crescono e ciò perché per un periodo abbastanza lungo non è disponibile acqua allo stato

liquido. La temperatura media è infatti -10 *C. le attività biologiche si concentrano quando si ha lo scioglimento del

permafrost superficiale (per 2 o 3 mesi). Si hanno piovosità medie 230 mm. Crescono in queste condizioni solo erbe e

arbusti

Il limite delle vegetazione arborea dipende da altitudine e latitudine, ad esempio in Italia il limite è 2000m al sud e

altezze inferiori al nord. Scendendo di latitudine ritrovo vegetazione che più a sud starà ad altezze maggiori. In italia

la vegetazione si distribuisce così:

MEDITERRANEO: leccio sulle coste fino alla versilia, poi oleandro e carrubo che si trova in sardegna e sicilia.

MEDIOEUROPEA: tipiche dell’apppennino sono la roverella e il rovere, mentre più a nord, verso la pianura padana si

trovano frassino

BOREALE: in quota sull’appennino, si ritrova il faggio mentre sulle alpi il leccio . l’abete rosso, che ha gli strobili verso il

basso ( a differenza dell’abete verde che li ha verso l’alto)

BIOGEOGRAFIA

E’ lo studio della distribuzione spaziale delle entità tassonomiche, in particolare dell’areale delle specie. Per areale si

intende la zona dove è naturalmente distribuita una specie. Gli areali si modificano a causa dell’effetto antropico e

delle condizioni climatiche. Le specie si definiscono autoctone se stanno nel loro areale naturale, mentre alloctone se

provengono da zone diverse,queste porterebbero al fenomeno delle bioinvasioni. Una specie alloctona può infatti

avere una natura invasiva e tendere a diffondere rapidamente se per certe caratteristiche essa è più competitiva delle

autoctone.

Si analizzano inoltre le condizioni che determinano tale areale. Ad esempio il muschio vive nella costa ovest

dell’Europa e nella est del Mar nero perché in queste zone in inverno si hanno temperature superiori a 5*C. con le

bioinvasioni sono introdotte specie in habitat di non origine, e si parla così di specie aliene. Queste possono causare

diversi problemi:

 Blatta orientali, porta malattie

 Certe microfaghe producono tossine che causano morte dei pesci

Questi fenomeni non sono solo di origine naturale, alcuni sono di origine antropica.

La convenzione di CITES regola lo spostamento di organismi viventi sia per trasporto che per commercio. Essa è stat

introdotta nel ’75 e controlla anche i prodotti derivati dagli organismi

La biogeografia inoltre studia come si è determinata nel tempo una certa distribuzione e le relazioni tra i vari

organismi. Si possono riconoscere 7 regioni bio-geografiche , o biota:

PALEOARTICA

NEOARTICA

ETIOPE

AUSTRALIANA

SUDTROPICALE

Tale classificazione dipende da rapporti filogenetici. Facendo un diagramma inserendo le zone dove certe specie

vivono, e un albero filogenetico delle specie, si potrebbe ritrovare un progenitore comune ed un luogo di origine

comune. Si parla così di filogeografia.

Durante la formazione dei continenti attuali e le glaciazioni si ebbe la maggiore spinta alla speciazione. Le ultime due

glaciazioni hanno cambiato le coste italiche. Prima sardegna e corsica erano unite. La variazione delle specie può

essere ricostituita dallo studio dei sedimenti o con carotaggi delle calotte, ossia perforando il ghiaccio. Con questa

tecnica si va anche a vedere i depositi di gas e quindi la composizione dell’atmosfera in passato. Si può inoltre

analizzare il polline per ricavare quali specie fossero presenti in precedenza. Ad esempio, durante una delle ultime

glaciazioni erano presenti pini e betulle, scomparsi poi nell’intreglaciazione caratterizzato da querce. Tramite i pollini

si può anche ricavare il rapporto alberi\erbe, a T più basse si ha una concentrazione di erbe maggiori, mentre a T più

alte ci sono più alberi. Durante le glaciazioni inoltre la vegetazione si spostava verso latitudini più basse. Altre analisi

ancora sono le dendrocronologiche, contando gli anelli degli alberi e quindi l’alternanza di legno e cribro: se cresce di

più il cribro c’è molta acqua, e ciò si vede molto negli alberi decidui.

BIODIVERSITA’

Lo studio della biodiversità, cioè del grado di differenziazione è molto importante, soprattutto in quanto oggi

assistiamo ad una perdita di diversità causata dall’attività umana. La biodiversità può essere:

GENETICA: varietà specifica dei geni che porta alla formazione di serbatoi genetici di comunità.

SPECIFICA: varietà della specie

ECOLOGICA: varietà di nicchie ed interazioni nell’ecosistema.

La biodiversità specifica determina una ricchezza in specie, cioè un elenco di specie, si possono così costruire delle

curve specie\superficie. Solitamente si ha un incremento veloce di biodiversità per le specie più abbondanti poi si

inizia ad incontrare sempre meno specie fino ad arrivare ad un plateau. Chiaramente la diversità specifica aumenta

all’aumentare della scala spazio-temporale , allargando la zona è probabile trovare nuove specie. Lo spettro di

diversità è distinguibile in:

α DIVERSITA’: entro l’habitat, la biocenosi

β DIVERSITA’: differenza tra habitat diversi in un gradiente sia spaziale che temporale (è la più studiata)

γ DIVERSITA’: riguarda un’intera unità. (un’isola o una foresta)

due comunità possono creare lo stesso numero di specie ed individui, ma si può anche avere una diversa abbondanza

in quanto si possono avere specie più rappresentate di altre. Nel caso in cui ci sia più uniformità tra le specie, c’è

anche più stabilità, mentre un’ambiente meno uniforme è anche meno stabile perché le specie meno rappresentate

potrebbero non essere mantenute. Si utilizzano quindi indici di diversità e diagrammi di distribuzione

dell’abbondanza (curve rango-frequenza). Si hanno quindi alcuni indici utili:

indice di ricchezza in specie (o di Margalef). S= num specie- N=num di individui

Indice di dominanza (o di Simpson). Ni=

Indice di diversità di Simpson

Indice di Shannon- Wiener pi=ni\N

Questo indice nasce dalla teoria dell’informazione. Nei sistemi naturali l’indice rappresenta il numero minimo di

simboli necessari a distinguere il numero di specie diverse presenti. N’ è espresso in bit\cell. Ni=N se è presente una

sola specie e il log 1=0. Quindi la diversità è 0. Se utilizzo la diversità massima, tutte le specie possiedon