ZOOLOGIA APPLICATA CENNI DI ECOLOGIA ANIMALE Prof Biagio

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 Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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 Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli acqua dolce

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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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) Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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 Università Federico II di Napoli batteri rifiuti organici

Rete alimentare Risulta più appropriata come definizione per descrivere le relazioni tra le varie specie che costituisco una ecosistema Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli 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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

Ecologia in pratica: qualche esempio Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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 Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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 Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli 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 Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

BIODIVERSITA’ Si riferisce al numero di specie presenti in un determinato ambiente. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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 Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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 Università Federico II di Napoli Introducing nonnative species Sale of exotic pets and decorative plants

Grossi mammiferi Molti di essi hanno fortemente ridotto il loro areale Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

Range del Bisonte americano Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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Preservare la Biodiversità! Perché? Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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 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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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 O 2 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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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 Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli

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. Cenni ecologia animale Università Federico II di Napoli