Riassunto esame “Didattica delle Scienze biologiche ed ambientali”, prof. Venanzoni Roberto

FASE OSCURA

La seconda, ha luogo nello stroma del cloroplasto, ed è definita (perché non necessita della luce). La seconda delle due fasi della fotosintesi. Non dipende dalla luce e utilizza l'energia dell'ATP e del NADPH per sintetizzare composti ad alto contenuto energetico come gli zuccheri.

Ecologia

Gli organismi interagiscono in vari modi con altri individui della stessa specie, con quelli di specie diverse e con l'ambiente in cui vivono. L'ecologia si occupa di queste interazioni e dei loro effetti su singoli individui e sull'ambiente a tutti i livelli di organizzazione: da quello di organismo a quello di ecosistema. Gli organismi sono condizionati dalle caratteristiche dell'ambiente in cui vivono, ma al tempo stesso lo modificano con le loro attività. Hackel ne diede la prima definizione: "è lo studio dell'economia della natura e delle relazioni degli animali con l'ambiente inorganico".organico, soprattutto dei rapporti favorevoli e sfavorevoli, diretti o indiretti con le piante e con gli animali". In una parola a quella serie di rapporti ai quali Darwin si è riferito parlando di condizioni della lotta per l'esistenza. Alla base dell'ecologia vi è la distinzione tra mondo vivente (biotico) e non vivente (abiotico). Nell'ecologia generale si distingue: - autoecologia: indaga i rapporti tra le singole specie e il complesso di fattori dell'ambiente in cui vivono; - demoecologia: studia l'andamento della variazione delle popolazioni cercando di spiegarne il loro comportamento dal punto di vista quantitativo e qualitativo; - sinecologia: analizza i rapporti esistenti tra gli individui della stessa specie e di specie diverse che convivono in un determinato luogo. Si divide in: sinecologia descrittiva, che descrive i raggruppamenti e ne fornisce la composizione specifica, l'abbondanza e la frequenza; sinecologia funzionale, che

indaga le varie popolazioni sotto l'aspetto dinamico descrivendone l'evoluzione e le caratteristiche che ne determinano la successione nel tempo e la struttura in rapporto alla funzione.

paloecologia= attraverso lo studio dei fossili e la localizzazione di questi nei livelli del terreno o delle rocce, riesce a ricostruire le caratteristiche degli antichi ambienti.

Ecosistema

Un ecosistema è l'insieme di tutte le forme di vita e di tutti i fattori non viventi di una determinata zona. Affinché un ecosistema funzioni devono verificarsi 3 condizioni:

1. l'esistenza di una fonte di energia primaria (il sole);
2. la presenza di un flusso unidirezionale di energia;
3. la realizzazione di cicli biogeochimici.

biosfera

L'insieme di tutti gli ecosistemi della Terra viene chiamato biosfera. Dato che è l'insieme delle regioni del mondo in cui è presente la vita, essa è chiamata anche "ecosistema globale". La biosfera è lo

dei fattori limitanti considera i fattori ecologici e stabilisce che una specie non può popolare un certo ambiente se in esso si verifica mancanza, scarsa intensità o eccesso di un fattore ecologico. L'ambiente è il luogo fisico in cui un organismo vive. La tutela dell'ambiente è l'insieme delle leggi e misure di diritto penale e amministrativo che tendono a proteggere l'ambiente naturale di un territorio. L'ambiente è anche l'insieme delle condizioni sociali e culturali in cui una persona vive. Il stagno è un esempio di ecosistema in cui si distinguono 4 zone: zona litorale, zona delle acque aperte, zona profonda, zona dei fondali. Ognuna delle zone rappresenta un habitat diverso, in cui vivono popolazioni caratteristiche. L'habitat è il luogo naturale dove risiede una data popolazione. Ogni habitat possiede specifiche caratteristiche abiotiche che permettono a una specie di vivere e svilupparsi.

La successione ecologica è l'evoluzione di un ecosistema dovuta all'avvicendamento nella stessa area di diverse comunità in relazione alla modificazione dell'ambiente fisico, causata dall'azione degli organismi. Il processo di successione tende al raggiungimento di un ecosistema stabile, omeostasi, climax, dove sia massima cioè la capacità del sistema di assorbire le perturbazioni esterne mantenendo la propria struttura. Le principali variazioni che si osservano nel corso di una successione sono:

• aumenta il numero della specie, sia di autotrofi che eterotrofi;
• aumenta la biomassa totale;
• aumenta la profondità del suolo e lo strato di humus, il materiale organico in decomposizione;
• le relazioni tra le catene alimentari diventano più complesse;
• all'inizio è maggiore la produttività dell'ecosistema (autotrofia) rispetto alla respirazione (eterotrofia); in seguito la produttività diminuisce.

E aumenta la respirazione. Gli ecosistemi sono sistemi aperti che sopravvivono grazie a un continuo flusso di energia e materia. Nel passaggio da un livello trofico all'altro, la maggior parte dell'energia è dissipata, mentre la materia è riciclata. La quantità di materia organica presente a ogni livello trofico è detta biomassa.

Per valutare l'efficienza di un ecosistema gli ecologi utilizzano le piramidi ecologiche. Esistono le piramidi dei numeri, della biomassa (produttività della terra, che si è ridotta per dare spazio alle infrastrutture) e dell'energia. La velocità con cui i produttori di un ecosistema convertono l'energia solare in biomassa si esprime con la produttività primaria lorda (PPL). La produttività primaria netta (PPN) corrisponde alla PPL meno l'energia usata dai produttori per crescere e per la respirazione cellulare. Gli ecosistemi più produttivi sul pianeta sono le

foreste pluviali tropicali e le barriere coralline, mentre i meno produttivi sono le distese oceaniche. Il suolo è una risorsa che si forma per l'interazione tra il mondo vivente e il mondo inorganico, mediato dall'aspetto climatico. Le trasformazioni delle sostanze vengono definite "cicli" quando avviene un passaggio da uno stato chimico ad un altro (tra sostanza inorganica a organica, come il carbonio, che è il componente essenziale dei viventi; è importante perché tramite la fotosintesi passa da inorganico a organico). I servizi ecosistemici sono: - principali: insetti impollinatori, decomposizione e detossificazione, mantenimento della fertilità del suolo, protezione coste e suolo, acqua, clima, ricreazione; - salute ambientale: produttività, stabilità e resilienza degli ecosistemi; - riserva genetica; - riserva di molecole potenzialmente utili; - estetico-ricreazionale-turistico. Biocenosi: In ecologia il termine derivadalle parole di lingua greca bios (vita) e koinos (comune) ed indica la comunità delle specie di un ecosistema che vive in un determinato biotopo ambiente, o, meglio, in un determinato (dal greco bios = vita e topos = luogo), cioè un'area in cui le condizioni fisico-chimiche ed ambientali sono costanti. Il biotopo, per le sue caratteristiche, può essere definito come l'unità fondamentale dell'ambiente. L'ecosistema è formato quindi da biocenosi e da biotopo. La biocenosi, come detto, è l'unità biotica fondamentale dell'ecosistema. I principali biomi (come ad esempio tundra, taiga, foresta temperata, prateria, deserto e foresta tropicale) che ricoprono la superficie terrestre sono caratterizzati da un'associazione biocenotica dominante e caratterizzante il paesaggio. Tutti i biomi terrestri,con tutti gli organismi che li abitano e l'ambiente nel quale vivono compongono la biosfera. Da questo punto di vista tutta la biosfera può essere considerata un'unico grande biocenosi. Ecosistemi terrestri Gli ecosistemi terrestri, chiamati anche biomi, sono classificati in nove tipi principali. Procedendo dai poli verso l'Equatore troviamo: Zone polari - le regioni polari e i ghiacci, sono occupate quasi esclusivamente dai ghiacci. La vegetazione è praticamente assente e le molte specie animali presenti (orsi polari, pinguini, foche ecc.) si nutrono soprattutto di organismi marini. Tundra - la tundra è caratterizzata da uno strato di suolo permanentemente gelato (chiamato permafrost); solo la parte più superficiale si scongela durante la breve estate. Questo bioma si trova, oltre che nelle regioni artiche, alle quote più alte delle regioni montuose a tutte le latitudini. Essa è formata soprattutto da piante erbacee, bassi cespugli, muschi e licheni.

In grado di resistere ai forti venti e alle abbondanti precipitazioni nevose delle regioni artiche, le foreste conifere sono caratterizzate da alberi sempreverdi le cui foglie sono trasformate in aghi (aghifoglie), come abeti e pini. L'inverno è spesso lungo e molto freddo, mentre l'estate è breve (anche se talvolta piuttosto calda).

Le foreste decidue delle zone temperate si estendono alle medie latitudini, tra 35° e 50° N e S. Sono formate da alberi a foglia larga (latifoglie) e decidui, che perdono cioè le foglie durante la stagione fredda. In questo bioma, le temperature invernali possono essere rigide, mentre in estate raggiungono valori elevati. Le precipitazioni sono abbondanti e distribuite uniformemente durante l'anno.

Le praterie delle zone temperate si trovano in regioni accomunate da un clima relativamente secco con estati calde e inverni freddi. Le praterie sono formate soprattutto da piante erbacee. Oggi, molte

Le praterie naturali sono scomparse e hanno lasciato il posto a diversi tipi di paesaggi. Questo cambiamento è stato causato da vari fattori, tra cui l'urbanizzazione, l'agricoltura intensiva e il cambiamento climatico.