Cenni ecologia animale

ZOOLOGIA APPLICATA
CENNI DI
ECOLOGIA ANIMALE
Prof. Biagio D’Aniello
Università di Napoli“Federico II”
Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale
Campus Universitario di Monte Sant’Angelo
Cenni ecologia
animale
Via Cinthia
– 80126 Napoli
Università Federico II di Napoli
Ecologia animale
Cenni ecologia animale
Università Federico II di Napoli
Studio delle interazioni
degli “organismi
animali” col loro
ambiente (sia organico
che inorganico) e fra di
loro.
Questi fattori
determinano la
distribuzione e
l’abbondanza di una
specie.
Livelli di organizzazione dei sistemi biologici
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Gerarchie ecologiche
Possiamo studiare l'ecologia su diversi livelli
Autoecologia: studio dell’organismo/individuo e dei suoi rapporti con
l’ambiente. Es determinazione del suo territorio mediante radiocollari.
Demoecologia: studio della popolazione (gruppo degli organismi
della stessa specie che occupano una particolare area nello stesso
momento). Es. analisi dei flussi migratori; densità d’individui.
Sinecologia: studio delle comunità (gruppo di specie che occupano
una particolare area e che interagiscono fra loro). Es. quantificazione
del numero di vertebrati presenti in un determinato ambiente.
Studio dell’ecosistema: comprende le comunità e il tipo d’ambiente
in cui vivono (parametri biologici e non). Es. variazioni del numero e
del tipo di specie in relazione a modifiche ambientali.
Studi della biosfera: si riferisce all’ambiente che globalmente
sostiene la vita. Es. studi sugli effetti del buco dell’ozono, dell’effetto
serra a livello globale.
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Ambiente o habitat
• Ciò che circonda un organismo.
• A volte il concetto si restringe all’insieme delle
condizioni relative all’ambiente fisico:
terrestri
Habitat
marini
acquatici
acqua dolce
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Proprietà degli ambienti
1.
Fattori abiotici
—
—
—
2.
caratteristiche fisico-chimiche (temperatura, ph,
pressione osmotica, umidità, etc.).
ogni fattore può essere rigorosamente misurato e
possedere un certo ambito di variabilità.
non vengono esauriti dall’attività degli organismi.
Fattori biotici
—
—
nutrimento, competitori, parassiti, predatori, etc.
vengono esaurite dall’attività degli organismi.
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Ambito o range di tolleranza
Ambito di condizioni in
cui la specie è in grado
di vivere.
Differente per le diverse
specie.
conseguenza
Habitat diversi
ospitano comunità
diverse.
Le comunità variano
geograficamente.
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Le due componenti dell’ecosistema
• Biocenosi = insieme degli organismi che
interagiscono tra loro nell’ecosistema.
• Biotopo = insieme degli elementi (es.: luce,
acqua, sali minerali, vegetazione ecc.).
comunità
biotica
ecosistema = biotopo +
(biocenosi)
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Funzionamento di un ecosistema
• Un sistema ecologico non e` la semplice somma di
esseri viventi che vivono nello stesso luogo. Essi
interagiscono gli uni con gli altri (comunità biotica).
• La comunità biologica sopravvive se c'e` equilibrio fra
le sostanze alimentari prodotte e quelle consumate.
• Ogni singola specie della comunità, pur agendo per la
sua sopravvivenza, svolge un ruolo che,
indirettamente, è utile alla sopravvivenza dell'intero
ecosistema.
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Catena alimentare
Il risultato delle interazioni di natura trofica che si stabiliscono in tutti gli ecosistemi.
acqua aria
danno cibo agli
erbivori
sali
minerali
nutrono
i
carnivori
riducono
tutto
in….
alghe
Cenni
funghi
ecologia
animale
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batteri
rifiuti organici
Rete alimentare
Risulta più appropriata come definizione per descrivere le
relazioni tra le varie specie che costituisco una ecosistema
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Nell’ambito di
una catena
alimentare,
infatti, le varie
specie possono
nutrirsi di
specie diverse
e sono predate
a loro volta da
più di una
specie.
Tipi di piramidi ecologiche
1. Numeri: mostra il numero
totale di organismi ad ogni
livello
2. Biomassa: mostra
l’ammontare di biomassa
espressa in peso secco.
3. Energia: mostra il numero
totale di energia presente ad
ogni livello; 90% perso ad
ogni livello.
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Ecologia in pratica:
qualche esempio
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Studi sull’impatto della trota comune (Salmo trutta,
indigena in Europa), introdotta in Nuova Zelanda nel
XIX sec. Essa ha avuto effetti a vari livelli ecologici.
Salmo trutta
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La trota ha colonizzato alcuni corsi d’acqua ma non altri, interferendo con le
popolazioni indigene di pesci del genere Galaxias.
Interessanti informazioni dell’effetto della sua introduzione si ottengono confrontando
l’ecologia dei corsi d’acqua contenenti la trota, con quelli occupati dai pesci del
genere Galaxias.
Salmo trutta
Galaxias sp.
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Effetti sulla distribuzione di Galaxias
• Studi sulla distribuzione delle popolazione dei due pesci hanno
rivelato che:
– la trota ha sostituito le popolazioni di pesci Galaxias a valle delle cascate,
perché la trota è un predatore dei suoi avanotti, però la trota non è in grado
di risalire le cascate.
– Convivono dove ci sono molti sassi dove possono nascondersi gli avanotti
di Galaxias
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Differenze nell’attività diurna e notturna di Nesameletus ornatus.
Attive sia di giorno
che di notte
Meno attive
di giorno
Individui di Deleatidium sp. visibili durante il di sulla superficie
superiore dei sassi di canali in tre condizioni differenti.
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Effetti sul
comportamento
degli Efemerotteri
Si registrano differenze
impressionanti nei ritmi
di attività di ninfe di varie
specie di insetti
efemerotteri nei torrenti
abitati dai diversi pesci.
Perché l’effetto di
Galaxias è diverso da
quello della trota?
La trota caccia a vista,
Galaxias percepisce
stimoli meccanici.
•
Effetti a cascata sulle comunità
La trota:
– riduce sensibilmente la biomassa di invertebrati rispetto a Galaxias.
— ha un effetto indiretto sulle alghe (innalzamento dei valori della biomassa
algale) attraverso:
• riduzione densità degli invertebrati
• limitazione del loro comportamento di pascolamento
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BIODIVERSITA’
Si riferisce al numero di specie presenti in un
determinato ambiente.
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Fattori che aumentano la biodiversità
Habitat vari: maggiore è la complessità
dell’ecosistema, più grande sarà la sua biodiversità.
Moderati disturbi ambientali (incendi, uragani,
caduta di alberi, ecc.)
Piccole variazioni delle condizioni ambientali
(climatiche, di nutrienti, ecc.)
Stadi intermedi di successioni ecologiche
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Fattori che riducono la biodiversità e inducono estinzione
Habitat
loss
Habitat
degradation
Overfishing
Climate
change
•
•
•
•
Basic Causes
Population growth
Rising resource use
No environmental
accounting
Poverty
Commercial
hunting
Pollution
Predator
and
Cenni ecologia
animale
pest control
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Introducing
nonnative
species
Sale of
exotic pets
and
decorative
plants
Grossi
mammiferi
Molti di essi
hanno
fortemente
ridotto il loro
areale
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Range del Bisonte
americano
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Preservare la
Biodiversità!
Perché?
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Maggiore è la biodiversità, maggiore sarà
la stabilità dell’ecosisema. Tutte le specie
che vivono in condizioni di alta
biodiversità alla lunga ne beneficiano. La
probabilità di estinguersi è più bassa.
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Perché preservare le specie selvatiche?
La fauna selvatica costituisce un valore dal punto di vista:
Culturale: un uomo di cultura non può definirsi tale se prescinde dalla
conoscenza del mondo biologico che lo circonda.
Estetico: una specie è un capolavoro d'arte unica e irripetibile, è un'opera
ingegneristica perfetta, prodotta dalle forze dell’evoluzione
Genetico: è un serbatoio d'informazioni unico che una volta perduto è
impossibile ricostituire. Non esistono specie più importanti di altre.
Ricreativo: gli spazi verdi naturali ricchi di vita influiscono positivamente sulla
nostra psiche diminuendo lo stress.
Educativo: l'osservazione delle specie animali fornisce insegnamenti utili.
Economico: se rientra nel ciclo alimentare dell'uomo, o fornisce sostanze
utilizzabili per scopi terapeutici e manifatturieri, oppure quando è fonte
d'attrazione turistica.
Scientifico: attraverso lo studio della flora e della fauna è possibile, in linea
generale, risalire al grado d'antropizzazione di un determinato territorio, stabilire
in che modo esso sia avvenuto e, in particolare, se sussistono condizioni più o
meno reversibili dei parametri naturalistici alterati.
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Eutrofizzazione
• E’ una abnorme proliferazione di biomassa vegetale (microalghe e
piante superiori).
• Dal greco eutrophia (eu = buona, trophòs = nutrimento), in origine
indicava, in accordo con la sua etimologia, una condizione di
ricchezza in sostanze nutritive (nitrati e fosfati) in ambiente
acquatico;
• Oggi viene correntemente usato per indicare le fasi successive del
processo biologico conseguente a tale arricchimento e cioè
l’abnorme sviluppo di alghe con conseguenze spesso deleterie per
l’ambiente.
• Produce, ovviamente, una indesiderata perturbazione
dell’equilibrio:
– di tutti gli organismi presenti nell’acqua
– della qualità delle acque interessate.
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Aumento dei fosfati nei laghi
un esempio: eutrofizzazione
•
•
•
In condizioni naturali, i nutrienti sono il fattore
che limita la crescita delle alghe nei laghi.
Provenienti da detersivi, fertilizzanti, fogne, ecc.
portano ad una aumentata crescita delle alghe
(eutrofizzazione).
Gli effetti possono essere poco desiderabili:
–
–
–
–
•
crescita fastidiosa delle alghe
decomposizione elevata e consumo scorte di O2
morte di alcuni organismi
i residui non decomposti modificano il fondo del
lago
Al contrario, l’aumento di sostanze non limitanti
(es. Ca), crea problemi molto minori.
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Bio-accumulo / bio-concentrazione
•
•
•
•
•
Tipica attività metabolica degli
organismi lungo le catene alimentari.
Bio-accumulo: una sostanza chimica
viene assorbita e concentrata in uno
specifico organo (DDT nel tessuto
adiposo).
Bio-concentrazione: il livello delle
tossine nell’ambiente sono amplificate
attraverso la catena alimentare.
I consumatori dei livelli superiori
possono presentare valori molto alti di
elementi o sostanze dannose
(insetticidi, pesticidi).
Esempi dannosi sono l’accumulo do Pb
e Hg.
Hg  scarichi industriali  fitoplancton  zooplancton  molluschi pesci  uomo
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Ai fini di preservare la biodiversità occorre
neccessariamente e tempestivamente rilevare dati
sullo stato di salute dei diversi ambienti.
Per il benessere dell’uomo occorre avere strumenti
che consentano di rilevare parametri ambientali in
maniera agile e nel contempo affidabili.
A tale scopo la bioindicazione è un certamente in
tempi attuali un approccio moderno che riflette le
esigenze in maniera adeguata.
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