Riassunto esame Ecologia, prof. Alfani, libro consigliato Elementi di Ecologia, Smith, Smith

Il fatto che le piante possono anche usare l’ammonio e non il nitrato è stato messo in evidenza nelle foreste di conifere,

perché in quei suoli c’è pH basso (a causa degli aghi che cadono sempre sul suolo) e ci sono temperature più fredde, quindi

le piante devono usare per forza l’ammonio visto che c’è poco nitrato

• Denitrificazione: si realizza in anaerobiosi, in suoli a elevato contenuto di acqua, si realizza completamente liberando N a

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pH subacidi o neutri, a valori più bassi di pH si forma protossido d’azoto.

Piogge Acide

Il pH normale della pioggia è 5,6 per effetto dell’acido carbonico, a causa della CO che reagisce con l’idrogeno nel vapore acqueo in

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atmosfera. Le piogge acide hanno in genere pH di 5, 4, 3,5. Questa acidità è prodotta da acidi forti come acido solforico e acido nitrico

che derivano da ossidi dello zolfo e ossidi dell’azoto, che trovandosi in atmosfera acidificano le piogge. Oggi sono meno presenti gli

ossidi dello zolfo, ma sono ancora usati gli ossidi dell’azoto, che vengono ancora usati dall’uomo e prodotti a volte in natura proprio

durante i processi di denitrificazione.

Le piogge acide si possono sia formare per dilavamento dell’atmosfersa che contiene queste sostanze acide, sia perché queste piogge

che arrivano in un dato territorio si caricano di acidità proprio nella nube che si forma. Si verifica il rain out, quando la pioggia acida

viene trasportata nelle nubi e si rimanifesta anche in luoghi lontani. Quando invece la pioggia avviene nella zona inquinata da cui

deriva per dilavamento, si ha il wash out.

Gli effetti delle piogge acide sono vari:

• Danni alla chioma degli alberi

• Indebolimento delle piante

• Maggiore attacco alle piante da parte di parassiti e patogeni

• Maggiore disponibilità di alcuni elementi non essenziali per gli organismi

• Cambiamenti nella biodiversità del biota

• Alterazioni dei beni culturali

• Danni alla salute dell’uomo

Ciclo dello Zolfo

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esauriente l’acquisto e lo studio del libro di testo da cui è stato tratto.

E’ un ciclo sedimentario, perché il pool di riserva è contenuto nella geosfera, in particolare

nelle rocce sedimentarie e nell’oceano. Lo zolfo è un componente essenziale delle proteine

(metionina e cisteina) per la creazione di ponti di solfuro, ed è presente in esse in forma

ridotta, cioè nella forma –SH.

La rappresentazione nell’immagine a fianco ha delle similitudini con il ciclo dell’azoto, in

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particolare per la divisione in anaerobiosi e aerobiosi. Il solfato, SO , il cui numero di

ossidazione è +6, in condizioni di aerobiosi o anaerobiosi nei microrganismi autotrofi, va

incontro a riduzione assimilativa, e viene incorporato nei gruppi SH delle proteine. Quando

si crea necromassa, alcuni batteri mineralizzano le molecole organiche con gruppi SH in un

processo chiamato desolforilazione, liberano H S, che ha stato di ossidazione -2, che segue

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due destini diversi a seconda che viene usato in aerobiosi o in anaerobiosi:

• In ambiente ossico alcuni batteri possono ossidare l’idrogeno solforato a zolfo, S, e poi a solfato.

• In ambiente anossico, i batteri fotosintetici, fanno fotosintesi anossigenica usando l’idrogeno solforato, H S come donatore

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di elettroni (al posto dell’acqua per i batteri che fanno fotosintesi ossigenica). Come prodotto di scarto si forma zolfo

elementare, S. Lo zolfo poi può essere ulteriormente ossidato a solfato da batteri chemiosintetici.

Il solfato, in ambiente anossico, attraverso sempre un processo di respirazione anaerobica di riduzione dissimilativa, può essere

ridotto a idrogeno solforato, il genere più importante che fa questo processo è il Desulfovibrio.

L’immagine a destra indica le varie reazioni fatte da questi microrganismi nei vari livelli del

mare. Si può vedere come il solfato e i composti organici solforati vengano usati da alcuni

batteri nei processi di riduzione dissimilativa per formare idrogeno solforato che viene usato

dai fotoautotrofi, che si trovano in una zona dove possono assorbire luce ma non ossigeno,

visto che sono anaerobi, come donatore di elettroni per la fotosintesi anossigenica formando

zolfo, che sale ancora di più in superficie dove c’è più ossigeno e i chemiolitotrofi lo usano per

sintetizzare NADH e quindi ATP ossidandolo a solfato che scende e ricomincia il ciclo. Quindi la

diversa disposizione degli elementi determina una diversa distribuzione dei microrganismi.

Quindi il ciclo dello zolfo racchiude vari processi, quasi quanti quelli del ciclo dell’azoto.

Ciclo del Fosforo

Contrariamente agli altri cicli, il ciclo del fosforo non implica nessuna fase gassosa, e inoltre non subisce nè ossidazioni nè riduzioni

durante tutto il ciclo. E’ anch’esso un ciclo sedimentario, infatti deriva, nel suolo, dall’alterazione dei minerali grazie all’azione delle

micorrize e degli essudati radicali, e dalla solubilizzazione di minerali presenti nelle rocce, grazie anche a microrganismi come

Rhizobium.

Questo ciclo è caratterizzato da una serie di parametri, come il pH acido del suolo, che implica che il fosforo formi composti insolubili

con Ferro e Alluminio, o il pH basico, formando composti insolubili con il Calcio. Quindi il fosforo è disponibile a valori di pH del suolo

intorno alla neutralità.

E’ un ciclo alquanto banale, perché le piante assorbono il fosforo sotto forma di fosfati e lo

inglobano all’interno di proteine e dei fosfolipidi, poi inizia a circolare localmente all’interno

delle catene alimentari. Un fenomeno importante all’interno di questo ciclo è che il fosfato,

essendo un anione, è facilmente dilavabile, cioè trasportabile. Quindi si ha in genere una perdita

di fosfati dai sistemi terrestri verso i sistemi acquatici, andando a costituire sedimenti o

complessandosi con ferro, alluminio e calcio.

Il fosforo torna sulla terraferma soprattutto grazie a predatori come gabbiani che si cibano di

pesce e poi liberano gli escrementi sulla terra (Infatti il fosforo viene anche recuperato in delle

vere e proprie miniere del guano, perché gli uccelli andavano a fare molti escrementi in quei

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punti), e generalmente le piccole perdite dai sistemi terrestri sono anche bilanciati dalle aggiunte dovute all’erosione delle rocce.

Al concetto del ciclo del fosforo è affiancato il concetto di eutrofizzazione culturale. Infatti contrariamente all’eutrofizzazione

naturale, come quella che avviene nei laghi, questo processo porta un arricchimento di nutrienti in funzione di tutta una serie di

attività portate avanti dall’uomo. Questo porta un grosso rifornimento di nutrienti e, in risposta, un grosso aumento di produttività.

Gli elementi più immessi sono quelli che contengono azoto e fosforo, e questo provoca uno scompenso nel sistema. Ciò provoca una

crescita innaturale delle alghe che ci sono nel fiume, e quindi, in primo luogo, una limitazione della luce che può entrare nel lago, e

gli strati più profondi, che contengono altri organismi che dipendono dalla luce, muoiono, e si produce così molta necromassa. La

grossa necromassa implica l’assorbimento di molto ossigeno da parte dei decompositori per degradare le componenti organiche

morte, e quindi il sistema diventerà anossico, portando alla morte di molte specie che dipendono dall’ossigeno, come i pesci (infatti

a volte si vedono i laghi con molti pesci morti in superficie).

Inoltre i minerali che i decompositori liberano portano ad una modificazione ulteriore della comunità, perché per esempio si libera

molta ammoniaca, molto zolfo e molti fosfati e metano, e il sistema può anche diventare maleodorante. Il nostro mare adriatico è

un mare eutrofizzato, perché è un mare chiuso e perché vengono scaricate molte sostanze, che a loro volta possono provenire da

molte attività antropiche diverse. I depuratori hanno un ruolo molto importante nel ridurre la quantità di nutrienti che vengono

immessi nelle acque.

Tramite una tecnica, il disco di Secchi, si verifica la trasparenza dell’acqua immergendolo, misurando a che altezza scompare. Nel

corso degli anni, per un determinato lago, il disco di Secchi, mentre era molto visibile negli anni 70, adesso è molto meno visibile, e

questo implica che i fenomeni di eutrofizzazione culturale sono molto attivi. Ma la trasparenza può anche essere dovuta a fenomeni

di eutrofizzazione naturale nelle varie stagioni. Popolazioni

Col termine popolazione si intende un gruppo di individui della stessa specie che interagiscono tra di loro e che occupano una data

area nello stesso periodo di tempo, e quindi si può dire che occupano la stessa nicchia ecologica. Gli organismi della stessa

popolazione però si possono considerare estremamente diversi tra loro, sia per quanto riguarda il sesso che per quanto riguarda

l’età, ma anche a livello del codice genetico (i famosi alleli) perché in funzione della loro diversità al livello molecolare si capisce anche

se un organismo è più o meno fit.

Gli individui delle varie popolazioni si distribuiscono nello spazio in cui si trovano a seconda di vari fattori. Esempi di popolazione

possono essere i bisonti africani, la specie di batteri che vivono nell’intestino come E. Coli, organismi autotrofi come le conifere che

formano le foreste, alcune specie di alghe che condividono lo stesso spazio.

Gli individui di una popolazione possono essere fissi, come gli organismi sessili nel fondale acquatico, ma possono anche essere

mobili, come gli uccelli migratori che si spostano a seconda del clima, ma non solo, per esempio la marmotta alpina in Friuli è limitata

dalla tipologia dell’habitat, dalla sua capacità di dispersione e dalle attività dell’uomo. Infatti molte popolazioni non riescono ad

arrivare in certi ambienti perché non hanno proprio le capacità o sono ostacolate dall’attività di altre popolazioni. Infatti in molte

occasioni sono i corridoi ecologici che non permettono agli organismi di interagire con altri della stessa specie e ciò provoca una

dispersione (per esempio molti corridoi ecologici sono le autostrade, o altre costruzioni fatte dall’uomo).

Ovviamente un organismo che si va a trovare in una certa area deve essere capace di disperdersi, deve instaurare le giuste relazioni

(simbiosi ad esempio)