CENNI DI ECOLOGIA ANIMALE ZOOLOGIA APPLICATA CENNI DI ECOLOGIA ANIMALE Prof. Biagio D’Aniello Rischio ambientale: analisi e monitoraggio per la bonifica dei siti contaminati Università di Napoli“Federico II” Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale Campus Universitario di Monte Sant’Angelo Via Cinthia – 80126 Napoli

Ecologia animale 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

Possiamo studiare l'ecologia su diversi livelli 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.

Ambiente o habitat Habitat Ciò che circonda un organismo. A volte il concetto si restringe all’insieme delle condizioni relative all’ambiente fisico: terrestri acquatici Habitat marini acqua dolce

Proprietà degli ambienti Fattori abiotici 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.

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.

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 (biocenosi) ecosistema = biotopo +

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.

danno cibo agli erbivori Catena alimentare Il risultato delle interazioni di natura trofica che si stabiliscono in tutti gli ecosistemi. luce acqua aria danno cibo agli erbivori sali minerali nutrono i carnivori catena alimentare riducono tutto in…. alghe funghi batteri rifiuti organici

Rete alimentare Risulta più appropriata come definizione per descrivere le relazioni tra le varie specie che costituisco una ecosistema 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.

Ecologia in pratica: qualche esempio

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

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.

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

Effetti sul comportamento degli Efemerotteri Differenze nell’attività diurna e notturna di Nesameletus ornatus. Effetti sul comportamento degli Efemerotteri Attive sia di giorno che di notte Meno attive di giorno 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. Individui di Deleatidium sp. visibili durante il di sulla superficie superiore dei sassi di canali in tre condizioni differenti.

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

Si riferisce al numero di specie presenti in un determinato ambiente. BIODIVERSITA’ Si riferisce al numero di specie presenti in un determinato ambiente.

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

Fattori che riducono la biodiversità e inducono estinzione Overfishing Habitat loss degradation Introducing nonnative species Commercial hunting Sale of exotic pets and decorative plants Predator pest control Pollution Climate change Basic Causes Population growth Rising resource use No environmental accounting Poverty

Molti di essi hanno fortemente ridotto il loro areale Grossi mammiferi Molti di essi hanno fortemente ridotto il loro areale

Range del Bisonte americano

Preservare la Biodiversità! Perché?

Maggiore è la biodiversità, maggiore sarà la stabilità dell’ecosisema 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.

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.

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 con 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.

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 O2 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.

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

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.