Riassunto Ecologia I

N N N N N N

1 1 1 2 2 2 1 2

dt dt

r N ;−r N : in assenza di predatore prede tendono a crescere

 1 1 2 2

esponenzialmente, mentre in assenza di prede predatore destinato a morire di

fame;

c = efficienza predazione, frazione attacchi che va a buon fine; e =

 efficienza conversione biomassa predatore in biomassa preda;

N N : probabilità che preda e predatore si incontrino (se incontri del tutto

 1 2

casuali).

Se pop stabili:

d N r

1 1

⇒

=0 =

N isoclina preda

2

dt c

d N r

2 2

⇒

=0 =

N isoclina predatore

1

dt ec

In grafico N1-N2 isoclina preda retta orizzontale, predatore verticale; nel tempo due

pop avranno andamento oscillatorio.

Pop predatore aumenta, consumando sempre più prede, finché pop prede inizia a

calare pop preda non riesce più a sostenere elevato num predatore declino pop

 

predatore recupero pop prede (quando riproduzione > perdite dovute a predazione)



ciclo ricomincia.



Modello in realtà troppo semplice, irrealistico isoclina preda, effetto bassa densità



(meno incontri = meno riprod) e alta densità (sovraffollamento, consumo risorse); is

predatore, capacità portante. Inoltre:

No fluttuazioni casuali N preda/predatore;

 No ritardi temporali (es risposta demografica predatore ad aumento prede);

 Non tiene conto complessità spaziale habitat (tane) e interaz preda-predatore;

 Esagera mutua regolaz pop preda/predatore.



Risposta del predatore:

Funzionale: relazione tasso predazione pro-capite (n prede consumate per utà

 tempo) con dim pop preda. 3 tipi:

Primo tipo: tasso predazione aumenta linearmente (retta) con aumento

o densità prede;

Secondo tipo: più frequente, tasso pred aumenta fino valore massimo

o ad elevate densità prede predatore limitato da tempo cattura e



ingestione prede;

Terzo tipo: ad alte densità prede simile a 2°, a basse risposta più lineare

o tasso mortalità prede iniziale aumenta all’aumentare densità delle



stesse: meno rifugi prede, predatore si forma immagine di ricerca preda.

Prede diverse/alternative modello switching della preda, vantaggio a elev



densità prede.

Numerica: aumento densità predatori in risposta ad aumento densità prede.

 Aggregativa: risposta rapida, aggregazione predatori (immigrazione)

o dove c’è magg densità prede;

Demografica: ritardata, aumento natalità predatore in seguito ad

o aumento riproduzione.

Predatori spesso anche prede bilancio tra ricerca/acquisizione cibo



(foraggiamento) e rischio predazione; habitat foraggiamento diversi per abbondanza

prede e predatori, cambiamenti stagionali. Es squalo tigre – delfino – pesci: prede

delfino concentrate in acque basse, nei mesi caldi > presenza squali in acque basse

(assenti in mesi freddi) mesi caldi: > delfini in acque profonde (- predatori); mesi



freddi: > delfini (n molto maggiore) in acque basse (+ prede).

Ciclo predazione: ricerca incontro attacco cattura ingestione (poi

   

ricomincia); ogni step ha rispettiva probabilità di riuscita prob complessiva



successo predazione (P ) data da somma di tali prob.

SI

Meccanismi difensivi prede: riducono prob di ogni step interrompendo a volte ciclo

predazione; tipi difesa negli animali:

Chimiche: sostanze di allarme, repellenti, tossiche, velenose;

 Morfologiche: aspetto/colorazione confondente (somiglianza a oggetti, si

 confonde con sfondo), colorazioni distruttive (es zebra, difficile confondere parte

anteriore da posteriore), colorazioni di avvertimento (specie velenose),

mimetismo (mim batesiano: animale non velenoso sviluppa stessi caratteri

fenotipici animali velenosi; mulleriano: tratti simili tra specie diverse,

amplificare segnale avvertimento, es vespa, ape, calabrone), strutture

protettive, dimensioni;

Comportamentali: suoni di allarme, comportamenti aggressivi di difesa

 (singoli o in gruppo, mobbing), elusivi o fuorvianti, aggregazione, migrazioni;

Ciclo biologico/dinamica popolazione.

 Costitutive o permanenti: caratteristiche fisse (genetiche);

o Indotte: compaiono solo in presenza predatore o in conseguenza a sua azione

o (plasticità fenotipica).

Es Daphnia, crostaceo planctonico di laghi/stagni, lungo alcuni mm, filtratore (si nutre

di fitoplancton/batteri), predato da invertebrati/pesci. Difese indotte (vantaggiose solo

se presenti predatori):

Strutture morfologiche (elmetto, spina caudale, neckteeth = dente sul collo)

 indotte da sostanze chimiche rilasciate dai predatori (kairomoni), ciò richiede

molta energia;

Strategie comportamentali: zona litorale stagni, > abbondanza rinvenuta di

 giorno su letti macrofite, di notte in acque libere adiacenti; zona pelagica laghi,

migrazione verticale bassa profondità di notte, alta di giorno, vantaggi <



rischio predaz e < metab basale di notte (> T superficie), svantaggi <

assunzione cibo (solo di notte) e consumo elevato energia.

Predazione selettiva Daphnia:

Predat invertebrati preferiscono individui giovani (piccoli) individui

 

maturano più tardi investendo primariamente in accrescimento somatico (>

dim);

Pesci planctivori predano individui adulti (grandi) investono precocemente

 

in riproduzione, rimanendo di piccole dim.

Interazione autotrofi-erbivori: componente chiave, erbivori consumano 10%

biomassa vegetale in comunità di foresta, 30-50% prateria, consumo molto > se

sovrabbondanza erbivori (es insetti fitofagi). Effetti erbivoria sulle piante: riduz

sopravvivenza e sforzo riproduttivo; in alcune specie erbacee effetto positivo, aumento

vigore individuo (tessuti meristematici livello terreno).

Difese piante: grande diversità, bilancio costi (sottrazione energia/nutrienti da altre

necessità pianta) e benefici (sopravvivenza).

Strutturali: spine, peli urticanti, ecc;

 Chimiche: composti secondari (= non coinvolti in metab basale cellule) che

 riducono capacità digestione erbivori o li dissuadono dal consumo, a volte

tossici, velenosi morfina, nicotina, cianuro (composti azotati), olii essenziali,



lattice, resine, tannini, lignina;

Inibitori quantitativi: prodotti in grandi qtà tannini, resine, lignina fino a



o 60% peso secco foglia, > digeribilità e guadagno energetico erbivori;

Inibitori qualitativi: piccole/minime qtà sost tossiche interferenti con



o specifiche vie metaboliche/processi fisiologici erbivori; insetti specializzati le

assorbono e detossificano, oppure le usano per difesa o produz feromoni.

Alcune piante vegetali se attaccate da insetti erbivori (larve) emettono sost chimiche

volatili che attirano artropodi/insetti predatori e parassitoidi (es vespa) es di



coevoluzione.

Ecologia di comunità

Comunità = insieme popolazioni di specie diverse che coesistono e quindi

interagiscono nello spazio-tempo.

Eco di comunità studia pattern spazio-temporali struttura comunità, ruolo fattori

biotici e abiotici, importanza relativa singole specie. Difficoltà studio intera comunità

studio sottoinsiemi in base a criterio tassonomico (es comunità vegetale, animale,



microbica, ittica), analisi di campioni.

Struttura comunità: lista specie, num specie (ricchezza specifica S), abbondanza

relativa specie. Diagramma specie-abbondanza: specie ordinate da più abbondanti a

più rare (molte di più). Curve cumulative num specie – dimensione campione (sforzo

campionam), tendono a un plateau.

Diversità: misura variazione ricchezza specifica e abbondanze relative diverse specie

indici diversità:

 ( )

2

n

∑ i n

Indice di Simpson , dove = num individui specie i; in realtà

 D= i

N

i

è indice di dominanza indice di diversità di S. (compreso tra 0 e 1),

1−D



1/ D

indice reciproco di S. (compreso tra 1 e S, S = num specie);

∑

' =−

H p ∙ log p =n /N

p

Indice di Shannon , dove (compreso tra 0 e

 i 2 i i i

i

=log

H ’ S );

max 2 ' '

H H

= =

J

Equiripartizione/equitabilità (evenness) (compreso tra 0 e

 ' log S

H 2

max

1) uniformità ripartizione abbondanze.



Determinare se 2 campioni appartengono a stessa comunità analisi



similarità/dissimilarità (vedi lab).

Fattori per classificare comunità:

Biotici comunità terrestri: vegetazione (es sempreverdi, erbacee);

 

classificazione per forme di crescita (es foresta, bosco rado, prateria); struttura

verticale definita da vegetazione (es volta delle chiome, strato degli arbusti,

erbaceo);

Abiotici com acquatiche: velocità corrente, profondità, salinità; classificaz

 

per organismi dominanti (es barriera corallina); str verticale in base a modalità

penetrazione luce (T, O2).

Struttura verticale: ogni strato colonizzato da organismi caratteristici, es

consumatori/decompositori in strato inferiore foresta. Variazione spaziale,

orizzontale: distribuzione organismi lungo gradiente fisico prevalente (altitudine,

umidità suolo), es palude salmastra, spiaggia sabbiosa, versante montagna 

solitamente riconoscibili comunità ben distinte solo a estremi gradiente. Confini netti

in caso di comunità discrete di organismi residenti, es lago, isola, carcassa animale.

Comunità chiuse: confini oggettivi che le contengono (es bosco-lago), unità

 ecologiche naturali forti interaz interspecifiche, ecotono = zona transiz tra



due comunità, rapida sostituzione specie;

Com aperte: continuum ecologico, gradiente deboli associaz e interaz

 

specie; separaz può essere ottenuta imponendo confini arbitrari.

Visione comunità:

Individualistico-stocastica: presenza specie dovuta a risposte individuali

 all’ambiente gradiente fisico genera gradiente comunità;



Deterministica: interazioni tra specie generano distinte combinaz di queste

 

comunità distinte;

Via di mezzo: popolamenti multipli e stabili come conseguenza storia passata

 e disponibilità colonizzatori sotto alcune condiz stesso ambiente ospita



comunità differenti.

Species richness (ricchezza specifica, assemblaggio specie) determinata da

restrizioni a dispersione singole specie, limiti ambientali, dinamiche interne (biotiche

competitori, predatori ecc). 5 tipi di species pools:

 Totale: tutte specie in una regione;

 Geog