Capitolo 26 La biosfera Copyright 2006 Zanichelli editore

La biosfera 26. 1 L’ecologia è la scienza che studia le interazioni tra gli organismi e i rapporti tra questi e il proprio ambiente Gli organismi sono il primo livello di studio dell’ecologia A livello di organismo, l’ecologia analizza il modo in cui i differenti tipi di organismi si adattano per sopravvivere nei diversi ambienti. Figura 26. 1 – Studio dei bivalvi giganti Copyright © 2006 Zanichelli editore

Organismi della stessa specie formano popolazioni Il secondo livello dello studio ecologico è quello di popolazione; a questo livello un ecologo studia, per esempio, il tasso di crescita di una popolazione in relazione alle variazioni ambientali. Popolazioni di specie diverse costituiscono una comunità Un terzo livello è rappresentato dalle comunità; a questo livello un ecologo può occuparsi delle interazioni tra gli organismi. Copyright © 2006 Zanichelli editore

Il complesso delle comunità di una data area forma un ecosistema • Il quarto livello dello studio ecologico è rappresentato dall’ecosistema, cioè l’insieme di tutte le forme di vita e di tutti i fattori non viventi di una determinata zona. • I fattori abiotici, cioè non viventi, comprendono: la temperatura, le forme di energia, i gas presenti nell’acqua, le sostanze nutritive e altri composti chimici. • I fattori biotici sono invece gli organismi che costituiscono la comunità di specie che occupano una determinata zona. Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 2 La biosfera è l’insieme di tutti gli habitat naturali presenti sulla Terra Dalla biosfera all’habitat La biosfera è l’ecosistema globale, cioè l’insieme di tutti gli ecosistemi del pianeta (l’insieme di tutti gli organismi viventi e dei luoghi in cui essi vivono). Figura 26. 2 A Copyright © 2006 Zanichelli editore

Una caratteristica della biosfera è la sua struttura disomogenea, che possiamo osservare a diversi

I limiti della biosfera • Oggi, non esiste più alcuna parte della biosfera che non sia contaminata dalle attività umane. • Nei decenni passati, l’uso di fertilizzanti e insetticidi ha contribuito a creare problemi ambientali. • La biosfera non è in grado di sopportare uno sfruttamento illimitato. Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 3 La vita nella biosfera è influenzata da fattori chimici e fisici • Diversi fattori fisici e chimici influenzano gli organismi presenti sia nei singoli ecosistemi sia a livello dell’intera biosfera. • L’energia solare, l’acqua, la temperatura, il suolo, l’ossigeno, gli incendi e il vento sono tra i fattori abiotici primari. Figura 26. 3 Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 4 La selezione naturale ha adattato gli organismi ai fattori biotici e abiotici del loro ambiente La capacità di sopravvivere e riprodursi in un dato ambiente è il risultato della selezione naturale. Figura 26. 4 Copyright © 2006 Zanichelli editore

• Gli adattamenti ai fattori biotici permettono agli organismi di sopravvivere in determinati habitat. • Fattori biotici come la predazione e la competizione possono portare all’evoluzione di adattamenti per selezione naturale. Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 5 Il clima locale influenza la distribuzione delle comunità biologiche Il riscaldamento non omogeneo della superficie terrestre determina gli spostamenti delle masse d’aria e le correnti oceaniche. Basso angolo di incidenza dei raggi solari Polo nord 60ºN 30ºN Tropico del Cancro Raggi solari perpendicolari 0º (Equatore) Tropico del Capricorno 30ºS Basso angolo di incidenza dei raggi solari Figura 26. 5 A Copyright © 2006 Zanichelli editore Atmosfera 60ºS Polo sud

Le stagioni Le diverse stagioni dell’anno dipendono dall’inclinazione dell’asse terrestre rispetto al piano (detto piano dell’eclittica) su cui avviene il moto di rivoluzione della Terra intorno al Sole. Equinozio di marzo (l’equatore riceve raggi solari diretti) Solstizio di giugno (l’emisfero nord è inclinato verso il Sole) Inclinazione dell’asse terrestre di 23, 5º Figura 26. 5 B Copyright © 2006 Zanichelli editore Equinozio di settembre Solstizio di dicembre (l’emisfero sud è inclinato verso il Sole)

I venti e le piogge Il riscaldamento disomogeneo della superficie terrestre causa i venti e le precipitazioni. 60ºN L’aria secca discendente assorbe umidità Venti alisei 30º L’aria umida in risalita rilascia Venti alisei pioggia Calme equatoriali 0º 23, 5º Zona temperata Figure 26. 5 C, D Copyright © 2006 Zanichelli editore Tropici L’aria secca discendente assorbe umidità 30º Zona temperata 30ºN 30ºS

I venti e le piogge Le correnti oceaniche hanno profondi effetti sui climi locali.

Il ruolo climatico delle catene montuose La struttura dei continenti può influenzare localmente il clima: la presenza di catene montuose influenza le precipitazioni. Direzione del vento Est Oceano Pacifico Coast Range Figura 26. 5 F Copyright © 2006 Zanichelli editore Sierra Nevada

I biomi acquatici 26. 6 Gli oceani occupano la maggior parte della superficie terrestre e sono tra i biomi più diversificati • Gli ambienti marini confinano con le terre emerse e si stendono fino al largo e in profondità. • La zonazione degli oceani si basa essenzialmente: – sulla distanza dalla costa; – sulla profondità; – sull’intensità di penetrazione della luce. Copyright © 2006 Zanichelli editore

La zona costiera Gli estuari sono aree in cui l’acqua dolce di un fiume

La zona tra l’alta e la bassa marea La zona intertidale è la ristretta

La zona del mare aperto La zona pelagica è l’oceano vero e proprio. Questa zona è popolata da • comunità di animali estremamente mobili, sia vertebrati che invertebrati; • fitoplanton; • zooplancton. La zona del fondale marino Il fondale oceanico costituisce la zona bentonica, variamente popolata in base alla profondità e alla penetrazione della luce. Copyright © 2006 Zanichelli editore

La zona fotica e la zona afotica La zona fotica è la fascia delle acque oceaniche in cui penetra la luce e gli organismi svolgono la fotosintesi; la zona buia sottostante viene detta afotica. Zona intertidale 0 200 m Zona fotica Piattaforma continentale Zona pelagica Zona bentonica Zona (fondale oceanico)afotica 2500– 6000 m Figura 26. 6 C Copyright © 2006 Zanichelli editore

La piattaforma continentale Le parti sommerse dei continenti sono dette piattaforme continentali. Le barriere coralline (o reef) sono formazioni costituite da generazioni successive di coralli e madrepore. Figura 26. 6 D Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 7 I biomi di acqua dolce comprendono i laghi, gli stagni, tutti i corsi d’acqua e le paludi • La luce e la temperatura hanno un impatto significativo sulle comunità degli ecosistemi d’acqua dolce. • L’azoto e il fosforo sono le sostanze nutritive che di solito influenzano la quantità di fitoplancton che cresce nei laghi e negli stagni. Copyright © 2006 Zanichelli editore

Fiumi e torrenti in genere ospitano comunità piuttosto diverse da quelle che popolano laghi e stagni: i corsi d’acqua subiscono notevoli variazioni passando dalla sorgente alla foce e le comunità che ospitano variano di conseguenza. Figura 26. 7 A Copyright © 2006 Zanichelli editore

Le zone umide di acqua dolce comprendono paludi, canneti, stagni e torbiere, che possono formarsi in bacini poco profondi o lungo le rive di laghi e fiumi. Figura 26. 7 B Copyright © 2006 Zanichelli editore

I biomi terrestri 26. 8 I principali ecosistemi terrestri sono raggruppati in otto biomi • La distribuzione dei biomi dipende in gran parte dal clima: la temperatura e le precipitazioni sono spesso i fattori chiave che determinano il tipo di bioma esistente in una certa regione. • Un bioma è caratterizzato da un determinato tipo di comunità biologica e non da uno specifico insieme di specie. Copyright © 2006 Zanichelli editore

La distribuzione degli otto maggiori biomi terrestri: 30ºN Tropico del Cancro Equatore Tropico del Capricorno 30ºS Foresta tropicale Praterie delle zone temperate Ghiacciai d’alta quota Savana Foreste decidue delle zone temperate Zona polare Deserto Foreste di conifere Macchia mediterranea Tundra Figura 26. 8 Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 9 Le foreste tropicali si trovano nella fascia intertropicale Le foreste tropicali pluviali sono i biomi più complessi perché ospitano più specie di qualsiasi altro ecosistema al mondo. Figura 26. 9 Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 10 Le savane sono praterie aride con alberi sparsi La savana è un

26. 11 I deserti sono caratterizzati da un clima estremamente arido I deserti sono in assoluto i biomi più aridi, caratterizzati da precipitazioni scarse e sporadiche. Figura 26. 11 Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 12 La macchia mediterranea è dominata da arbusti spinosi adatti alla siccità La macchia mediterranea è caratterizzata da una fitta vegetazione; il clima di questo bioma presenta inverni miti e piovosi seguiti da estati lunghe, calde e secche. Figura 26. 12 Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 13 Le praterie comprendono le distese nordamericane, le pampas sudamericane e le steppe asiatiche Le praterie sono per la maggior parte prive di alberi e si trovano in regioni con temperature invernali relativamente fredde. Figura 26. 13 Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 14 Le foreste temperate sono dominate dalle latifoglie Le foreste decidue temperate si trovano alle medie latitudini, dove l’umidità permette lo sviluppo di alberi d’alto fusto. Figura 26. 14 Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 15 Le foreste di conifere sono dominate da poche specie di alberi Le foreste di conifere (o taiga, nel caso della foresta boreale) hanno climi caratterizzati da inverni rigidi e da estati brevi, a volte calde. Figura 26. 15 Copyright © 2006 Zanichelli editore

26. 16 La tundra è caratterizzata da inverni lunghi e molto rigidi La tundra artica è priva di alberi e caratterizzata dal permafrost (strato di terreno permanentemente gelato). Le tundre alpine si trovano, invece, su montagne molto elevate (sopra il limite della vegetazione arborea, anche a latitudini tropicali). Figura 26. 16 Copyright © 2006 Zanichelli editore