L'ecologia delle popolazioni studia la struttura e la dinamica delle popolazioni. Insieme alla genetica delle popolazioni forma una disciplina più.

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1 L'ecologia delle popolazioni studia la struttura e la dinamica delle popolazioni. Insieme alla genetica delle popolazioni forma una disciplina più generale, ovvero la biologia delle popolazioni. “Popolazione": in genetica: un insieme di individui della stessa specie che si incrociano, in isolamento da altri insiemi di individui della stessa specie. in ecologia: un insieme di individui della stessa specie che vive in una determinata area geografica.

2 Problema principale: derivare le caratteristiche delle popolazioni dalle caratteristiche degli individui e derivare la dinamica dei processi delle popolazioni dalla dinamica dei processi individuali. Ad esempio:    individuo popolazione caratteristica sesso rapporto dei sessi processo morte mortalità

3 Assioma: tutti gli individui di una popolazione sono ecologicamente equivalenti.
In altre parole, tutti gli individui di una popolazione: hanno lo stesso ciclo vitale sono implicati negli stessi processi ecologici (a parità di stadio di sviluppo) i tassi di tali processi o le probabilità di determinati eventi sono statisticamente identici 

4 Sia assumono come nulli N  numero di individui nella popolazione
Nt+1=Nt+nati-morti+immigrati-emigrati Processi demografici Sia assumono come nulli Nt+1=Nt+nati-morti N  numero di individui nella popolazione Ma cosa è un individuo?

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12 Modello esponenziale (T.R. Malthus, 1766-1834)

13 N t Modello logistico (P. Verhulst, 1838): competizione intraspecifica
K K/2

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17 Competizione interspecifica
Distributions of barnacle species on the intertidal zone of scotland differ because of climatic tolerances as well as interspecific interactions such as predation and competition.

18 Competizione interspecifica
Esperimenti di G.F. Gause in Russia nel Paramecium aurelia, Paramecium caudatum, Paramecium bursaria Paramecium aurelia esclude Paramecium caudatum Paramecium bursaria coesiste con Paramecium caudatum

19 Competizione interspecifica

20 Competizione interspecifica
Paramecium aurelia è più efficiente nell’uso delle risorse condivise (batteri e cellule di lievito) di Paramecium caudatum Paramecium bursaria utilizza prevalentemente le cellule di lievito al fondo dei tubi di coltura, Paramecium caudatum i batteri in sospensione In competizione, nessuna specie raggiunge la capacità portante che raggiungerebbe senza competizione

21 Competizione interspecifica
Paramecium caudatum Strettamente eterotrofo Ha bisogno di O2 Paramecium bursaria Autotrofo, ma si nutre anche di cellule di lievito Ha alghe endosimbionti e quindi produce O2 Può nutrirsi al fondo dei tubi di coltura Le due specie usano risorse differenti La competizione interspecifica è debole, quindi ci può essere coesistenza

22 Principio di esclusione competitiva
Due specie in continua e diretta competizione per una risorsa limitante non possono coesistere

23 Coefficiente di competizione: (1 ind. N2 = a12 “N1-equivalenti”)
Modello logistico (P. Verhulst, 1838): competizione intraspecifica Coefficiente di competizione: (1 ind. N2 = a12 “N1-equivalenti”) 1 1 1 1 1

24 Modello di Lotka (1925) e Volterra (1926): competizione intra- ed interspecifica

25 (triviale!)

26 N1 N2 K1 a12 K1

27 N1 N2 K2 K1 a12 K1 K2 a21

28 N1 N2 K1 a12 K2 K2 a21 K1

29 N1 N2 K1 a12 K2 K1 K2 a21

30 N1 N2 K2 K1 a12 K2 a21 K1

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34 N1 N2 K2 K1 a12 K1 K2 a21

35 N1 N2 K1 a12 K2 K2 a21 K1

36 N1 N2 K1 a12 K2 K1 K2 a21

37 N1 N2 K2 K1 a12 K2 a21 K1

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40 ï î í ì - = 2 1 mN N aN f dt dN r

41 2 4 6 8 N 1 r a m N - N + f

42 N (0) = 60 N (0) = 20 r = 0.75 f = 0.25 a = 0.05 m = 0.25 1 2 N m f r
2 4 6 8 N 1

43 ï î í ì - = mN N b aN f dt dN r Competizione intraspecifica
2 1 mN N b aN f dt dN r Competizione intraspecifica per prede e predatori

44 ï î í ì - = mN N b aN f dt dN r Competizione intraspecifica
2 1 mN N b aN f dt dN r Competizione intraspecifica per prede e predatori

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46 Allee effect density-dependent seed production
density-independent death rate Allee effect