Cap. 6 I viventi e l’ambiente

I componenti abiotici del pianeta Terra I componenti abiotici del pianeta Terra sono: Atmosfera Idrosfera litosfera

La Biosfera L’interazione fra i tre ambienti precedenti e gli esseri viventi da origine agli ecosistemi Negli ecosistemi gli esseri viventi interagiscono con le componenti abiotiche adattandosi ad esse. Questi adattamenti non sono passivi ma l’azione degli esseri viventi tende a modificare le condizioni ambientali Si definisce biosfera l’insieme di tutte le condizioni ambientali che permettono lo sviluppo delle vita

Habitat All’interno di ciascun ecosistema noi possiamo individuare diversi habitat Il termine deriva dal latino habitare e corrisponde alla presente, terza persona singolare: «esso abita» In pratica possiamo definire habitat l’insieme delle condizioni ambientali in cui vive una determinata specie di animali o di piante Per questo motivo noi non troveremo mai una un leopardo bella banchisa polare o un orso nella savana, non esistono le condizioni ambientali per farli vivere

Nicchia ecologica Spazio occupato da una specie o da una popolazione all'interno del suo habitat, inteso non come spazio fisico, ma come ruolo e funzioni che gli individui svolgono in un ecosistema, o anche come il modo in cui una specie utilizza le risorse dell'habitat in cui vive. (fonte Treccani)

Popolazione Si definisce popolazione l’insieme di tutti gli individui della stessa specie che vivono nello stesso habitat Formano una popolazione l’insieme dei daini che vivono in uno stesso bosco, le carpe che vivono in uno stesso lago, uno stormo di fenicotteri che vive in uno stesso stagno

Comunità biologica Abbiamo visto il significato di popolazione ma in uno stesso bosco, lago o stagno non vive una sola specie ma diverse specie Si definisce comunità biologica l’insieme delle diverse popolazioni che vivono nello stesso posto Così tutti gli organismi viventi (uccelli, mammiferi, rettili, piante, insetti ecc.) che vivono nello stesso posto formano una comunità biologica

Biotopo tundra Il termine biotopo deriva dall’unione di due termini bio e topo Il primo fa riferimento alla vita (bios) il secondo al luogo (topos) Letteralmente luogo in cui troviamo la vita Si definisce biotopo l’ambiente (suolo, luce, condizioni climatiche, esposizione ecc.) il cui vive una comunità biotica Dolomiti Circeo Quarto Caldo

Lo stagno In uno stagno formano una comunità biotica rapaci, oche, anatre, trampolieri, insetti, alghe, piante acquatiche canneto ecc. Il biotopo è formato dal terreno e l’acqua con le loro proprietà chimiche e fisiche unite alle condizioni climatiche a cui è soggetta la località che ospita lo stagno

L’ecosistema Si definisce ecosistema o biogeocenosi un’unità funzionale formata dall’insieme degli organismi viventi e delle sostanze non viventi (necessarie alla sopravvivenza dei primi), in un’area delimitata (per es., un lago, uno stagno, un prato, un bosco, ecc.) e dalle interrelazioni che si stabiliscono fra le due componenti . Antofagasta Chile L’insieme della comunità biotica e del biotopo formano un ecosistema Un ecosistema quindi è formato da una componente biotica formata dagli organismi viventi e da una componente abiotica formata dal suolo, dalla circolazione delle acque e condizioni climatiche

popolazione popolazione popolazione comunità biotica biotopo ecosistema

Ecologia  Parte della biologia che studia le relazioni tra organismi o gruppi di organismi e il loro ambiente naturale, inteso sia come l’insieme dei fattori chimico- fisici (clima, tipo di suolo, luce, nutrimento, ecc.) sia come l’insieme dei fattori biologici (parassitismo, competizione, simbiosi, ecc.), che influiscono o possono influire sulla vita degli organismi stessi. Popolazione, comunità biologica, ecosistema e biosfera sono i livelli di organizzazione superiore della vita e di essi si occupa l’ecologia Il termine fu proposto da Hernst Haeckel e deriva dalle parole oikos (casa) logos (studio) cioè studio della casa dei viventi

Interazioni fra viventi e ambiente I fattori principali abiotici con cui interagiscono i viventi sono: L’acqua La temperatura La luce Il suolo

L’acqua L’acqua è indispensabile a tutti gli organismi e è di fondamentale importanza soprattutto negli ambienti di terra ferma Molti organismi degli ambienti desertici hanno sviluppato adattamenti per sopperire a lunghi periodi di siccità La sua presenza dipende dalle precipitazioni atmosferiche e dall’evaporazione

La temperatura La temperatura è di fondamentale importanza per gli esseri viventi Nei climi freddi gli animali si proteggono con folte pellicce e nei periodi di freddo estremo vanno in letargo Le piante in inverno perdono le foglie o si proteggono con sostanze antigelo e utilizzano come isolante la copertura di neve (conifere della taiga)

La luce La luce è indispensabile alle piante per la fotosintesi clorofilliana Per sfruttarla meglio le piante presentano diversi livelli di altezza Oltre a questo molte piante di sottobosco possono crescere con bassi livelli di luminosità utilizzando la luce diffusa in luogo della luce diretta del Sole Il fotoperiodo è utilizzato dagli animali per il letargo o la migrazione

Il suolo Il suolo è importante per la crescita di molte piante Molte piante possono vivere su qualsiasi suolo altre prediligono suoli particolari Le piante alofile prediligono suoli ricchi di Sali, il papavero predilige suoli ricchi di calcio, le castagne suoli ricchi di silicio Molti animali fruttano il suolo per la sopravvivenza

Interazione fra i viventi All’interno di una comunità biotica fra gli esseri viventi si instaurano delle relazioni All’interno di una stessa specie (relazioni intraspecifiche) si possono verificare casi di specie territoriali in cui gli unici rapporti fra maschi sono gli scontri per difendere il territorio fino a casi di organismi gregari (mandrie) o sociali

Le relazioni fra viventi Alcune relazioni fra viventi sono molto strette tanto da avere un contatto fra individui diversi, altre sono più occasionali ma non meno interessanti Al primo tipo appartengono le relazioni di simbiosi Al secondo tipo appartengono le relazioni di competizioni intraspecifiche e interspecifica e di preda/predatore

Relazioni interspecifiche Anche fra le diverse specie si manifestano delle relazioni distinte in tre tipi: Simbiosi Parassitismo Predazione

Simbiosi Si definisce simbiosi un generico legame di convivenza tra organismi di specie diversa, animali o vegetali, detti simbionti. Esistono vari tipi di simbiosi : Inquilinismo Commensalismo Mutualismo Simbiosi obbligata

Inquilismo Si definisce inquilinismo un  particolare tipo di simbiosi in cui una specie animale convive con una specie diversa occupando uno spazio comune (per es., alcuni insetti vivono nei nidi degli uccelli e nelle tane dei mammiferi, molti animali acquatici si insediano sul corpo di altri).

Commensalismo Si definisce commensalismo l’associazione tra due specie che produce benefici per una specie (quella commensale) mentre la seconda non viene influenzata né positivamente né negativamente.

Esempi di commensalismo sono: il batterio Escherichia coli nell’intestino umano, la iena che si nutre degli avanzi del pasto del leone, la remora che vive attaccata al corpo dello squalo (fonte Treccani)

Mutualismo Si definisce mutualismo l’associazione tra individui di specie differenti (detta anche simbiosi mutualistica), che comporta un vantaggio reciproco per gli individui associati, senza che tale rapporto sia obbligato, potendo le due specie vivere anche indipendentemente l’una dall’altra.  Un esempio è il paguro e l’attinia oppure formiche e afidi

Mutualismo obbligato Si definisce mutualismo obbligato un particolare tipo di simbiosi mutualistica in cui i due individui simbionti non possono l’uno vivere senza l’altro

Parassitismo Si definisce parassitismo una forma estrema di commensalismo in cui non solo un individuo vive e spese dell’altro ma gli procura anche dei danni evidenti Il parassita ha adattamenti specifici: non è dotato di vita autonoma, ha una morfologia modificata e un ciclo vitale più breve dell’ospite

In alcuni casi questi sono lievi come nel caso delle pulci sui nostri animali domestici o l’herpes umano In altri casi si può anche avere la morte dell’individuo come nel caso della malaria o del virus ebola.

Competizione intraspecifica La competizione intraspecifica è una competizione che avviene fra individui della stessa specie. Due individui della stessa specie possono competere per le risorse disponibili come lo spazio, il cibo, la luce, il partner riproduttivo o molti altri fattori.

Competizione interspecifica La competizione interspecifica è una competizione che si instaura fra specie diverse. Due specie possono competere per la stessa nicchia ecologica, generalmente quello che succede è che una specie ne elimina un’altra perciò io non le troverò mai insieme

Rapporto preda/predatore Si tratta di un tipo di rapporto in cui un organismo viene ucciso (preda) e assunto come alimento da un individuo di un’altra specie (predatore) Si tratta di un processo che molto importante per l’evoluzione delle specie perché fra i predatori vengono avvantaggiati gli individui con una strategia di predazione migliore e fra le prede quelle che sfuggono meglio agli attacchi.

Predazione Si definisce predazione un tipo di interazione che porta un individuo a ucciderne un altro (la preda) da utilizzare come forma di cibo per nutrirsi Si differenzia nettamente dal parassitismo perché il predatore è dotato di vita autonoma e svolge il suo ciclo vitale indipendentemente da quello della sua preda

La ricerca di cibo Insieme alla riproduzione le ricerca di cibo è una delle principali attività degli organismi viventi Le piante hanno risolto il problema con la fotosintesi e le radici Gli erbivori mangiando le piante I carnivori mangiando gli erbivori I saprofagi utilizzando i resti e/o gli scarti degli organismi citati sopra

La catena alimentare Già da questa breve descrizione si capisce che c’è un certo ordine: le piante sono produttori e perciò stanno al primo posto e i carnivori all’ultimo con i saprofagi che contribuiscono al riciclo della materia Si definisce catena alimentare la successione degli esseri viventi di un ecosistema stabilita secondo i rapporti alimentari che si instaurano fra loro

Catena di pascolo Catena di detrito Sole Consumatori terziari (carnivori secondari) Organismi produttori (vegetali) Consumatori primari (erbivori) Consumatori secondari (carnivori) decompositori Humus e sali minerali Catena di detrito

Livello trofico Col termine di livello trofico si intende la posizione occupata dall’individuo all’interno della catena alimentare. Tutti i produttori (dagli alberi più grandi ai muschi) fanno parte di un unico livello trofico quello dei produttori Tutti gli erbivori fanno parte del livello trofico dei consumatori primari ecc.

La catena di detrito Nella catena di detrito sono inseriti tutti i decompositori che hanno come alimento tutto ciò che è morto o che costituisce le sostanze di rifiuto degli organismi viventi Queste sostanze vengono attaccate e sminuzzate dai detritivori. Poi intervengono i decompositori (funghi e batteri) che trasformano la sostanza organica in humus

Che fine fanno le foglie cadute in autunno? Le foglie che cadono in autunno formano un tappeto che va a costituire la lettiera I decompositori (funghi e batteri) attaccano le foglie rimettendo in cirglo le sostanze che contengono sotto forma di humus I detritivori (lombrichi, formiche) si nutrono dei decompositori insieme a frammenti di detrito sminuzzando il terreno

Necrofagi e coprofagi I necrofagi sono quegli organismi, come i corvi e gli avvoltoi, che si nutrono di organismi morti. Le feci invece danno nutrimento agli organismi coprofagi come gli scarabei

La catena alimentare è troppo semplice Lo stesso concetto di livello trofico che abbiamo incontrato ci fa capire che in natura non esistono catene alimentare pure cioè lineari ma ogni specie (eccetto i produttori) tende a nutrirsi di parecchie altre. Un carnivoro può attingere a diversi livelli trofici e gli onnivori (come noi) mangiano di tutto

Le reti alimentari Questo discorso ci porta a concludere che le catene alimentari possono intersecarsi l’una con l’altra portando ad una situazione ben più complessa della semplice catena. Alla fine la rete alimentare mi va a rappresentare il rapporto preda/predatore all’interno di un ecosistema

Il flusso di energia Queste reti alimentari, regolate come abbiamo detto dai rapporti preda/predatore esistenti nell’ecosistema, rappresenta il modo con cui l’energia del sole, catturata dalle piante, fluisce all’interno dell’ecosistema Ad ogni passaggio il 90% di questa energia si perde per le attività che servono per mantenere in vita gli esseri viventi

Piramidi alimentari Se da un livello trofico all’altro passa solo il 10% in media (nel primo passaggio dai produttore agli erbivori passa solo l’1%) dell’energia noi abbiamo che la massa dei vegetali è maggiore di quella degli erbivori e cosi via Se indichiamo con 1 la massa dei carnivori secondari noi avremo 10 quella dei carnivori primari, 100 quella degli erbivori e 10000 quella dei produttori

La piramide dei numeri Con una situazione di questo genere io avrò un elevato numero di produttori rispetto ai livelli successivi che si andranno via via riducendo di numero man mano che si sale di livello Se metto tutto questo in grafico ottengo una piramide detta piramide dei numeri

La piramide di massa Non sempre rende bene l’idea, per un prato va benissimo ma per un bosco no Nel bosco i produttori sono pochi ma di grande massa In questo caso la struttura piramidale si vede solo se considero la massa dei vari livelli trofici Ma non sempre questo è vero come si può vedere dalle immagini

La piramide di energia La cosa migliore è considerare l’energia di ciascun livello trofico Abbiamo detto che fra produttori e consumatori primari passa solo l’1% di energia, poi questa aumenta perché la carne è più energetica dei vegetali In media solo il 10% delle calorie passa al livello trofico successivo