Ecologia parziale 1

Piogge Acide

Le piogge acide sono sottoprodotti tipici di centrali termoelettriche, attività industriali, scarichi mobili e automobili. Questo fenomeno ha ricadute sull'ambiente e anche sull'uomo, causando anche una deficienza di magnesio.

Il dimetilsolfuro (DMS) è un gas biogenico naturale essenziale nei cicli biogeochimici del pianeta. Il DMSP si decompone in DMS ed acido acrilico, mentre il DMS si decompone in solfato e meta-sulfonato. Entrambi possono venire ossidati per dare acido solforico (H₂SO₄) e metan sulfonato acido (CH₃SO₃H). Le precipitazioni possono rimuovere questi composti dall'atmosfera e depositarli al suolo, ma il ciclo è molto più lento di quello che coinvolge l'idrogeno solforato.

Il DMSP ha la funzione di generare DMS, ed è un composto noto anche come betaina. Può formare piccole gocce di acido solforico, un acido igroscopico che funge da nucleo di condensazione del vapore acqueo, producendo nuvole.

Risorse: tutto ciò che può essere utilizzato o sfruttato per un determinato scopo.

1. consumato; tutto ciò il cui stock o rifornimento si può ridurre—> per autotrofo le risorse principali sono nutrienti, luce e spazio
2. Radiazione solare come risorsa:
• principale fonte di energia degli ecosistemi
• variazioni dell’intensità con la latitudine
• solo una parte della radiazione serve per fotosintesi (PAR)
3. Produzione primaria per fotosintesi:
• principale fonte di energia degli ecosistemi
• organismi fotosintesi utilizzano luce per effettuare reazioni in grado di produrre energia
• produzione di energia tramite fotoni è impiegata per produzione di biomassa tramite ciclo di Calvin
• fotosintesi ossigenica: produce O come prodotto di scarto (alghe, piante)
• fotosintesi anossigenica: non produce O (alcuni procarioti)
4. Specie differiscono per capacità di usare radiazione luminosa come riserva:
• a) CAPACITÀ FOTOSINTETICA = tasso fotosintetico in condizioni di saturazione di luce, temperatura ottimale, umidità massima

CO e O normali2 2b) ALTA CAPACITÀ = condizioni ambientali raramente limitanti —> (piante C3) fotosintetizzano a Tmoderatec) BASSA CAPACITÀ = condizioni ambientali limitanti —> (piante C4) fotosintetizzano a T elevate ma conriserve idriche, per risparmiare acqua in climi aridi Fattori chimico-fisici: luce, macronutrienti,micronutrienti, temperatura, CO2Fattori meccanici: idrodinamismo, rimescolamento,risospensione, stress meccanici, import/exportFattori interspecifici: meccanismi di update, velocitàdi uptake, affinità per nutrienti, competizione, sinergie,grazing, fotosintesiDisponibilità della luce è limitata da torbidità e profondità —> limitazione verticaleEffetti sulla diversità della specie: localizzazione• specie diverse usano diversi pigmenti• adattamento all’uso di lunghezze d’onda diverse• diversa localizzazione spaziale in colonna d’acquaParadosso del

plancton:- Principio di Gause o di esclusione competitiva: più specie devono avere nicchie separate; in caso di sovrapposizione, una prenderà il sopravvento sull'altra- in ambiente pelagico ci sono molte risorse per cui specie sono in competizione: sovrapposizione di nicchia quasi obbligatoria- paradosso -> come è possibile che più specie coesistano nonostante sovrapposizione di nicchia?

LUCE
Fattori limitanti della Produzione Primaria:
1. gran parte della radiazione luminosa cade al di fuori di aree interessate dalla presenza dei produttori primari
2. tassi fotosintetici tendono ad essere controllati da altri fattori limitanti, soprattutto temperatura ed acqua (in terra) e nutrienti (in mare)
3. solo una frazione della radiazione solare (~56%) arriva agli autotrofi in forma di PAR (400-700 nm)
4. tassi di PP possono crescere linearmente al crescere della PAR (C4) o raggiungere un plateau (C3)
5. PAR presenta ampia variabilità spaziale

temporale (ritmi stagionali, circadiani ed inter-giornalieri): ogni forma di adattamento non è sempre valida. efficienza massima di utilizzazione della PAR è circa il 3-5%. Fattori limitanti della Produzione Primaria: 21. CO atmosferica è serbatoio principale (300 ppm: +0,4% per anno). 22. CO presenta difficilmente concentrazioni nel mezzo ambiente tali da poter essere limitante. ACQUA Fattori limitanti della Produzione Primaria: 1. reale fattore limitante solo in ambiente terrestre. 2. quantità assimilata per fotosintesi è trascurabile in confronto al reale flusso d'acqua che attraversa la pianta (traspirazione). NUTRIENTI MINERALI Fattori limitanti della Produzione Primaria: 1. macronutrienti: N, P, S, Ca, Mg, Si. 2. micronutrienti: Mn, Zn, Cu, Bo... 3. ogni singolo nutriente ha "canali" di ingresso/uptake differenti. 4. disponibilità è strettamente correlata con disponibilità d'acqua. 5. forma chimica (la loro).biodisponibilità) dei minerali è importante tanto quanto loro concentrazione.
Nutrient Low Chlorophyll)
Acque HNLC = (High
Paradosso Antartico:
• catena alimentare più spettacolare del pianeta: dal krill ai giganti del pianeta
• non c'è tanta biomassa quanta dovrebbe in funzione della disponibilità di nutrienti alla base della catena
Teoria di Forbes (o azoica) = fondali marini al di sotto dei 600 m di profondità fossero privi di vita
Pompa C sostiene ambienti profondi senza PP
11. DINAMICA DI POPOLAZIONE
Sub-discipline ecologiche:
Ecologia di popolazione• = modelli predittivi di struttura e dinamica delle popolazioni; studia sopravvivenza, riproduzione, competizione e produzione
Genetica di popolazione• = studia frequenza e microevoluzione nelle popolazioni
Biologia di popolazione• = ecologia di popolazione + genetica di popolazione + ecologia evolutiva
Ecologia di comunità• = struttura e dinamica di pianteedanimaliEcologia di passaggio• = studia ecosistemi su scala regionale con sistemi di telerilevamento e informazione geografica assistita da computer

Ecologia sistemica• = studia interazione dell’uomo con l’ambiente —> ottimizzazione dello sfruttamento degli ecosistemi e gestione sostenibile degli stessi struttura e dinamica delle popolazioni

ECOLOGIA DELLE POPOLAZIONI = branca dell’ecologia che studia—> fisiologia studia caratteristiche degli individui e processi individuali, che possono essere usati come base predittiva dei processi a livello di popolazione

POPOLAZIONE =

• DEMOGRAFIA: in (umana): insieme di individui umani che occupano una data area
• GENETICA: in individui interfecondi della stessa specie, isolata da altri gruppi
• gruppo di individui della stessa specie che vivono nella stessa area geografica

ECOLOGIA: in—> concetto di area è variabile; definizione di popolazione dipende da scala spaziale—> entità in

continuo cambiamento (spazio/tempo) —> membri svolgono stessa funzione e reagiscono in modo simile allo stimolo dei fattori ambientali: presentano propri meccanismi di controllo tipici di un sistema biologico

Caratteristiche degli individui:

1. medesima storia vitale
2. in una determinata fase del loro ciclo vitale sono implicati negli stessi processi ecologici
3. tassi di tali processi sono gli stessi se organismi sono messi nello stesso ambiente

Le popolazioni possono essere definite a diverse scale spaziali: regioni, isole, continenti, mari/oceani —> popolazioni locali possono occupare anche solo per periodi di tempo ridotti (o addirittura casuali) habitat molto piccoli con distribuzione tipicamente a macchia (patch)

METAPOPOLAZIONE = ampio insieme di popolazioni locali (sub-popolazioni) connesse da pochi individui immigranti o emigranti sistema insulare diffuso:

1. ...

popolazione, quindi si utilizzano metodi di campionamento. Le popolazioni possono essere classificate in base alla loro distribuzione spaziale: - Popolazioni clumped: gli individui sono raggruppati in aree specifiche, ad esempio a causa della disponibilità di risorse o della presenza di habitat adatti. - Popolazioni uniform: gli individui sono distribuiti in modo uniforme nello spazio, ad esempio a causa della competizione per le risorse. - Popolazioni random: gli individui sono distribuiti in modo casuale nello spazio, senza un pattern specifico. Le popolazioni possono anche essere classificate in base alla loro struttura demografica: - Popolazioni giovani: con una maggiore proporzione di individui giovani rispetto agli individui anziani. - Popolazioni mature: con una proporzione equilibrata di individui giovani e anziani. - Popolazioni in declino: con una maggiore proporzione di individui anziani rispetto agli individui giovani. Le popolazioni possono essere influenzate da diversi fattori, tra cui la disponibilità di risorse, la competizione, la predazione, le malattie e le condizioni ambientali. Gli ecologi di popolazione studiano questi fattori per comprendere come influenzano la dinamica e la sopravvivenza delle popolazioni. In conclusione, l'ecologia di popolazione si occupa dello studio delle popolazioni, delle loro caratteristiche, dei processi che le influenzano e delle interazioni con l'ambiente circostante.popolazione; cattura, marcatura e ri-cattura; censimenti visivi (popolazione visiva; limitati sepopolazione si nasconde)

Stima su un campione implica:

• accertarsi a priori che il campione sia rappresentativo —> gli individui raccolti devono rappresentare la popolazione
• sviluppare metodologie per diminuire gli errori —> un campione omogeneo dipende dalla distribuzione degli individui della popolazione e quindi dalla loro relativa motilità
• definire cosa bisogna campionare —> tenere conto degli individui dotati di motilità
• embrioni / morti vanno contati?

Riproduzione:

• ITEROPARE = più generazioni nel corso di un anno
• SEMELPARE = si riproducono una sola volta nella loro esistenza

Ogni tipo di organismo necessita di un periodo di accrescimento prima di potersi riprodurre. Si può assistere a cicli (stagionali) dell'evento riproduttivo di entità differenti in funzione della (ad esempio) quantità di...

risorse disponibili nel periodo pre-riproduttivo.

ACCRESCIMENTO DELLE POPOLAZIONI

Le popolazioni hanno la potenzialità di riprodursi in modo geometrico (esponenziale; Malthus 1798).

• N = N₀ * e^{(r * t)}
• dN/dt = rN

Struttura delle popolazioni:

Cosa posso vedere sul campo?

• densità degli individui al passare del tempo
• densità degli individui sul territorio
• età degli individui
• sesso degli individui
• frequenze dei geni presenti negli individui della specie

Delineiamo il modello:

1. Primo presupposto semplificatorio: descriviamo come varia soltanto la