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

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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 caratteristicasesso rapporto dei sessi processomorte 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 Processi demografici N t+1 =N t +nati-morti+immigrati-emigrati N t+1 =N t +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) t N

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

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17 Competizione interspecifica

18 Esperimenti di G.F. Gause in Russia nel 1934-35 Paramecium aurelia, Paramecium caudatum, Paramecium bursaria Paramecium aurelia esclude Paramecium caudatum Paramecium bursaria coesiste con Paramecium caudatum Competizione interspecifica

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20 Paramecium aurelia è più efficiente nelluso 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 Competizione interspecifica

21 Paramecium caudatum –Strettamente eterotrofo –Ha bisogno di O 2 Paramecium bursaria –Autotrofo, ma si nutre anche di cellule di lievito –Ha alghe endosimbionti e quindi produce O 2 –Può nutrirsi al fondo dei tubi di coltura Le due specie usano risorse differenti La competizione interspecifica è debole, quindi ci può essere coesistenza Competizione interspecifica

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. N 2 = 12 N 1 -equivalenti) Modello logistico (P. Verhulst, 1838): competizione intraspecifica 1 1 1 1 1

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

25 (triviale!)

26 N1N1 N2N2 K1K1 K 1 12

27 N1N1 N2N2 K1K1 K2K2 K 2 21

28 N1N1 N2N2 K1K1 K 1 12 K2K2 K 2 21

29 N1N1 N2N2 K1K1 K 1 12 K2K2 K 2 21

30 N1N1 N2N2 K1K1 K 1 12 K2K2 K 2 21

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34 N1N1 N2N2 K1K1 K 1 12 K2K2 K 2 21

35 N1N1 N2N2 K1K1 K 1 12 K2K2 K 2 21

36 N1N1 N2N2 K1K1 K 1 12 K2K2 K 2 21

37 N1N1 N2N2 K1K1 K 1 12 K2K2 K 2 21

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40 221 2 211 1 mNNaNf dt dN NaNNr dt dN

41 020406080 0 20 40 60 80 N 1 N 2 r a m N - 1 2 1 N + 2 1 2 1 N - 2 fa

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

43 2 2 2221 2 21 2 111 1 mNNbNaNf dt dN NaNNbNr dt dN Competizione intraspecifica per prede e predatori

44 2 2 2221 2 21 2 111 1 mNNbNaNf dt dN NaNNbNr dt dN Competizione intraspecifica per prede e predatori

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


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