Concetti Fondamentali di Ecologia: Biosfera, Biomassa e Interazioni tra Specie

Concetti Fondamentali di Ecologia

BIOSFERA

L'insieme di tutti gli esseri viventi sulla Terra. Forma un sistema con una dinamica di propria composizione e interagisce con: l'atmosfera, l'idrosfera e la superficie terrestre solida. Gli organismi viventi sono sistemi aperti che prelevano energia e materia dal loro ambiente e restituiscono materia ed energia degradata, principalmente sotto forma di calore e lavoro.

BIOMASSA

La massa di vita accumulata in un dato spazio in un dato tempo. Poiché è molto variabile, la biomassa viene generalmente misurata in sostanza secca o in massa di carbonio. Per stimare la massa di un essere vivente, si può assumere un valore pari a circa il 10% della sua massa totale (rapporto P/C).

NECROMASSA

La massa di materia morta, sotto forma di rifiuto. È la fonte di energia per gli organismi:

• Ghoul (si nutrono di cadaveri e resti)
• Coprofagi (si nutrono di escrementi)
• Detritivori e decompositori

Per misurare la biomassa degli esseri viventi si utilizza un parametro, la produzione. Parte della produzione lorda totale viene consumata durante la respirazione; in realtà, ciò che aumenta è la produzione netta, che rappresenta l'aumento reale della biomassa e può essere misurata in un organismo, a un livello trofico o su un ecosistema.

POPOLAZIONE

L'insieme di organismi della stessa specie che vivono in una zona e che possono riprodursi tra loro, generando prole fertile. Dal punto di vista genetico, tutti gli individui in una popolazione condividono un pool genico (l'insieme delle varianti genetiche, inclusi i diversi alleli). Tra diverse popolazioni di una specie generalmente non vi è scambio genetico, se non attraverso migrazioni, che aumentano la variabilità genetica e influenzano l'azione della selezione naturale.

BIOCENOSI E BIOTOPO

• Biocenosi: Un gruppo di individui che condividono un'area geografica e interagiscono tra loro.
• Biotopo: È il luogo fisico occupato dalla biocenosi con cui interagisce.

ECOSISTEMA

È formato dalla biocenosi, dal biotipo e dalle relazioni che si stabiliscono tra i due. Un ecosistema è l'unità base di studio. I suoi limiti sono fissati dalla vegetazione, litologia, ecc., e questi limiti sono chiamati ecotoni.

BIODIVERSITÀ

Un parametro che indica la varietà di specie e la loro relativa abbondanza. La biodiversità è la variabilità degli organismi viventi da qualsiasi fonte, inclusi, tra gli altri, gli ecosistemi terrestri, marini e acquatici, e il complesso ecologico che comprende la diversità all'interno delle specie, tra le specie e tra gli ecosistemi.

HABITAT E FATTORI AMBIENTALI

L'habitat è il luogo fisico nell'ecosistema occupato da una specie. Ogni ambiente presenta una serie di fattori ambientali biotici che caratterizzano e influenzano la popolazione. Per ciascuno dei fattori ambientali che caratterizzano l'habitat di una specie, questa presenta una zona di tolleranza in cui può vivere. In questa zona sono stabiliti i limiti di tolleranza, oltre i quali un individuo muore, e una zona in cui la crescita è ottimale (massima).

Classificazione in base alla tolleranza

• STENOECI: Ammettono piccole variazioni nei valori di alcuni fattori ambientali (es. l'ape).
• EURIOICI: Tollerano un'ampia gamma di valori di alcuni parametri ambientali (es. il salmone che può vivere sia nel fiume che in mare).

Fattori Limitanti

Sono i vincoli alla crescita o alla distribuzione di una popolazione.

NICCHIA ECOLOGICA

La funzione che una specie svolge in un ecosistema, che comprende dimensioni diverse come le risorse di spazio e cibo. Per comprendere il ruolo di una specie in un ecosistema è necessario conoscerne il modo di vita: l'alimentazione, il ciclo riproduttivo, le abitudini, ecc. Diverse specie possono condividere lo stesso habitat, ma due specie non possono coesistere nella stessa nicchia.

Tipi di Nicchia

• Nicchia Potenziale: Quella che la specie avrebbe senza considerare le interazioni con altre specie nella comunità.
• Nicchia Reale: Quella che la specie occupa effettivamente, dove l'interazione con altre specie causa una riduzione della nicchia potenziale. Il grado di sovrapposizione in alcune dimensioni della nicchia di una specie all'interno della comunità informa sul grado di competizione per una risorsa tra due specie.

Generalisti e Specialisti

• Generalisti: Specie in grado di alimentarsi in modi molto diversi e di resistere a condizioni ambientali molto variabili; hanno una nicchia ecologica più flessibile.
• Specialisti: Specie la cui nicchia ecologica è ristretta e limitata a un habitat molto specifico.

DINAMICA DELLE POPOLAZIONI

La dimensione della popolazione in natura non è costante, ma varia nel tempo. Il tasso di crescita di una popolazione dipende dalle nascite e dall'immigrazione (che la fanno crescere) e dalle morti e dall'emigrazione (che la riducono). Lo studio della dinamica delle popolazioni utilizza modelli numerici per descrivere i cambiamenti che avvengono nel tempo.

STRATEGIE RIPRODUTTIVE

Strategie R

Alcuni organismi, come protozoi, batteri, pesci, ecc., hanno un tasso riproduttivo molto elevato e sono in grado di aumentare notevolmente le dimensioni della loro popolazione in breve tempo.

• Il loro tasso di riproduzione è alto, ma la sopravvivenza della prole è bassa.
• Hanno una vita breve.
• La crescita della popolazione presenta forti oscillazioni nel tempo e si mantiene al di sotto della capacità portante. Crescono rapidamente quando le condizioni sono favorevoli, ma diminuiscono drasticamente quando sono ostili.
• Solitamente sono specie generaliste che abitano ecosistemi instabili o nelle prime fasi di sviluppo.

Strategie K

Le specie che adottano questa strategia mantengono una popolazione stabile vicino alla capacità portante. A questa categoria appartiene la maggior parte degli animali.

• Il loro tasso di riproduzione è basso, ma la sopravvivenza della prole è alta.
• La maggior parte degli individui raggiunge l'età adulta.
• La dimensione della popolazione si stabilizza attorno alla capacità portante. Se la loro dimensione diminuisce, si possono trovare specie minacciate.
• Sono specialisti adattati a vivere in ambienti stabili.

RELAZIONI INTRASPECIFICHE

Si stabiliscono tra individui della stessa specie. Le relazioni possono essere perenni, se durano tutta la vita, o temporanee, se si mantengono solo per un periodo di tempo.

Tipi di Relazioni

• Associazioni Familiari: Si stabiliscono tra genitori e prole. È un'associazione positiva.
• Associazioni Gregarie: Associazioni permanenti o temporanee in cui gli individui si raggruppano per ottenere protezione, migrazione, ricerca di cibo, ecc.
• Associazioni Coloniali: Associazioni permanenti risultanti dalla riproduzione asessuata da un genitore.
• Associazioni Statali: Società di individui in cui esiste una gerarchia e una divisione del lavoro.
• Territoriali: Relazione in cui individui o gruppi occupano una determinata area per impedire ad altri individui della stessa specie di stabilirvisi.

COMPETIZIONE

Si verifica quando individui della stessa specie cercano la stessa risorsa.