Interdipendenza: impatto sul naturale equilibrio Progetto di Educazione ambientale a.s. 2006/2007 Realizzato dalla classe I G della Scuola media di Pantalla Coordinatore prof.ssa Passeri Cesarina Organizzazione informatica prof. Fortunati Palmiero Interdipendenza: impatto sul naturale equilibrio Jastrzebsky Pawel Laaziri Radduane Lorenzini Lorenzo Massei Linda Nataloni Riccardo Pesti Giada Serafini Chiara Trastulli Alessandro Battistini Nicola Ciliani Clarissa Coletti Nicola Diotallevi Niki Durello Andrea Foglietta Alessio Graziani Benedetta Gutturi Lorenzo

indice Premessa L’ecologia e l’ecosistema Struttura di un ecosistema Ecosistemi naturali e artificiali Una discussione sul concetto di risorsa Equilibrio e squilibrio in ecosistemi naturali e artificiali La complessità negli ecosistemi naturali e artificiali L’interdipendenza L’intervento dell’uomo altera gli equilibri naturali Sviluppo sostenibile Conclusione

Premessa Conoscere per agire L’uomo attraverso il sapere è in grado di mettere in atto comportamenti coerenti con la complessità dell’ambiente che interpreterà non come ciò che lo circonda ma come una infinita rete di relazioni tra tante parti, tra le quali va mantenuto un costante equilibrio. Un ben – stare permette anche un ben – essere Premessa

Ecologia ed ecosistema Il termine ecologia letteralmente significa “studio della casa” E’ la scienza che si occupa dei rapporti di alleanza e competizione tra gli organismi della stessa specie (popolazione), di specie diverse (comunità) e dei legami tra questi e i fattori che caratterizzano l’ambiente in cui essi vivono (ecosistema). L’ecosistema è formato dall’insieme delle comunità biologiche e dal biotopo

Comunità biologiche Le comunità biologiche sono formate dall’insieme delle popolazioni di: vegetali, animali, microrganismi che costituiscono la componente biotica di un ecosistema

Biotopo Il biotopo è l’insieme dei fattori fisico - chimici che caratterizzano l’ambiente come luce, temperatura, umidità ecc. che costituiscono la componente abiotica.

Funzionamento di un ecosistema Il funzionamento di un ecosistema è regolato da due fattori: L’energia che lo alimenta Le sostanze nutritive che vengono trasferite dagli organismi autotrofi che le hanno sintetizzate agli organismi eterotrofi che le consumano dando luogo ad un movimento chiamato catena alimentare. L’Energia che entra è quella del Sole: gli organismi produttori, le piante verdi, sono i soli in grado di utilizzarla per trasformare alcuni composti inorganici (acqua, sali minerali e anidride carbonica) in composti organici (glucosio), attraverso il processo di fotosintesi clorofilliana. E’ per questo che le piante verdi sono alla base di tutte le catene alimentari. I produttori stessi, gli erbivori che si nutrono di vegetali, i carnivori che si nutrono di erbivori, assumono, trasformano e utilizzano questi composti organici per svolgere le funzioni vitali e per accrescersi. Nelle catene alimentari, oltre che produttori e consumatori, si inseriscono i decompositori (funghi e batteri): questi organismi, quando animali e piante muoiono, si nutrono dei loro resti, facilitando i processi di decomposizione attraverso i quali la materia organica viene nuovamente trasformata in materia inorganica ed è nuovamente a disposizione dei produttori.

Organismi autotrofi Organismi eterotrofi Sono in grado di trasformare le sostanze inorganiche in sostanze organiche. Sono organismi autotrofi le piante Sono incapaci di formare sostanze organiche partendo da sostanze inorganiche quindi si procurano ciò di cui necessitano cibandosi di altri esseri viventi. Sono organismi eterotrofi gli animali. Organismi autotrofi Organismi eterotrofi

Serie di esseri viventi in cui ogni termine mangia quello che lo precede nella catena stessa, prima di essere mangiato da quello che lo segue. Le catene alimentari sono trasferimenti di materia e di energia dalla sorgente, rappresentata dalle piante, attraverso una serie di animali erbivori e carnivori fino ai decompositori. Catena alimentare

Flusso di energia Man mano che l’energia procede da un anello all’altro della catena alimentare, una parte di essa va perduta sotto forma di calore nello svolgimento dei processi vitali e quindi non può essere utilizzata dal consumatore successivo. Questo significa che nel nutrimento dei carnivori sarà disponibile meno energia di quanta è a disposizione degli erbivori che a loro volta ricevono dal loro nutrimento meno energia di quanta ne venga utilizzata dalle piante nella fotosintesi. Pertanto la massa degli organismi salendo dai produttori ai consumatori decresce formando quella che si chiama piramide ecologica. Il flusso di energia dunque va in una sola direzione e cioè dal sole agli organismi viventi

Ciclo della materia In un ecosistema la circolazione di materia avviene come scambio tra materia organica e materia inorganica. Negli ecosistemi si riutilizza perpetuamente lo stesso materiale prelevato dall’ambiente e ad esso restituito dopo essere stato utilizzato dagli organismi. Un vegetale che cresce aumenta la sua massa sottraendo materia all’aria e alla terra; un animale che mangia sottrae materia a un vegetale e restituisce all’aria una parte di anidride carbonica attraverso la respirazione. Un animale o un vegetale che muoiono restituiscono materia alla terra. La quantità di materia rimane quindi costante.

Fotosintesi clorofilliana E’ una reazione chimica che avviene nelle parti verdi della pianta in cui sostanze inorganiche: acqua e anidride carbonica reagiscono utilizzando l’energia solare e producono come sostanza organica il glucosio e l’ossigeno E. solare Anidride carbonica + acqua glucosio + ossigeno clorofilla 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 Fotosintesi clorofilliana

Fotosintesi clorofilliana

Ecosistema naturale: il prato Ecosistema artificiale: la città Ecosistemi naturali e artificiali Ecosistema naturale: il prato Ecosistema artificiale: la città Componenti abiotiche Componenti biotiche Energia primaria: Sole I due ecosistemi si equivalgono per quanto riguarda le componenti, la sola differenza è l’organizzazione della struttura; alla base di entrambi c’è l’Energia del Sole; infatti la cosa che sta alla base della nostra vita è il cibo che viene dal mondo vegetale. L’ecosistema artificiale è una riproposta dell’ecosistema naturale dove l’intelligenza dell’uomo ha introdotto beni a lui indispensabili: nella città ha costruito vie di comunicazione che gli hanno permesso di spostarsi con facilità, palazzi sempre più grandi e numerosi dove poter vivere con la propria famiglia, negozi sempre più forniti che vanno oltre la soddisfazione dei bisogni primari.

Fattori responsabili del deterioramento della qualità della vita Degrado del patrimonio Angoscia Consumismo Carenza verde urbano Inquinamento da rifiuti Ecosistema citta’ Isolamento Inquinamento indoor Carenze abitative Inquinamento atmosferico Tossicodipendenze Violenza Inquinamento acustico commento

Proprio perchè la città può essere considerata un ecosistema in continua evoluzione, è afflitta da gravi problemi analoghi per molti aspetti a quelli degli ecosistemi naturali: carenza del verde che viene sacrificato per far posto a case, negozi, strade..., inquinamento da rifiuti legato al consumismo che deriva dal troppo benessere, inquinamento atmosferico e acustico causati rispettivamente dalle attività di fabbriche e industrie, dal riscaldamento domestico dal traffico caotico,. L’ambiente urbano anche a causa dell’eccessiva concentrazione di persone favorisce l’aggressività e le varie forme di violenza e criminalità; la frenesia delle attività e degli affari rende inoltre difficile la socializzazione al punto che le persone più deboli, soprattutto gli anziani, si sentono isolati pur vivendo in mezzo a tanta gente. Commento

Inquinamento indoor C’è un particolare tipo di inquinamento che è quello che si trova all’interno delle nostre abitazioni: inquinamento indoor Se ci chiediamo:”da che cosa dipende la qualità dell’aria che respiriamo quando siamo in casa” ci accorgiamo che dobbiamo tener conto di molti fattori: la casa è situata in campagna o in città, quante persone vivono in casa, presenza di animali presenza di molte o poche finestre, presenza di ventilatori alle finestre, presenza di cucina elettrica o a gas, buon tiraggio della cappa, le finestre sono spesso aperte o chiuse, se le finestre sono aperte la strada sottostante è molto o poco trafficata, presenza di fumatori in casa ecc. E’ sufficiente la presenza o l’assenza di uno soltanto di questi fattori per creare problemi a tutto il sistema complesso che è la nostra casa.

Risorsa La risorsa è un mezzo di cui si dispone e che può essere d’aiuto agli esseri viventi. In natura niente viene sprecato: qualsiasi rifiuto diventa una risorsa grazie ai cicli della materia (ciclo dell’acqua, ciclo del carbonio), attraverso i quali si realizza il passaggio di sostanze fondamentali per la vita dal mondo inorganico a quello organico e viceversa, in modo da impedirne l’esaurimento. La risorsa: un grafo

Risorsa Specie durata valore materiale economico Un commento al grafo Materiale non esauribile rinnovabile economico non materiale economico carbone aria cultura petrolio acqua acqua acqua tempo aria petrolio intelligenza denaro Un commento al grafo

Commento al grafo Le risorse possono essere materiali come l’acqua, l’aria... e non materiali come la nostra intelligenza... Alcune di queste sono esauribili e, come tali hanno un valore economico, ad esempio il petrolio, altre non sono esauribili come per esempio l’energia del sole, hanno cioè la capacità di riprodursi nel tempo. In ogni caso le risorse devono essere utilizzate in modo razionale e senza sprechi poiché sono un bene prezioso a disposizione di tutti.

Ciclo dell’acqua L’acqua dal mare, dalle acque dolci dalla superficie della terra, per evaporazione sale nell’atmosfera dove, raffreddandosi, condensa e ricade sotto forma di pioggia, neve, grandine, tornando ai fiumi, al mare, alle falde freatiche. Torna così a disposizione degli esseri viventi che la utilizzano per le proprie necessità e la restituiscono all’atmosfera.

Il carbonio è presente nell’atmosfera sotto forma di anidride carbonica (CO2) sostanza inorganica utilizzata dalle piante per effettuare la fotosintesi clorofilliana, attraverso la quale l’anidride carbonica viene trasformata in glucosio. Il carbonio passa così dalla condizione inorganica a quella organica e, attraverso le catene alimentari, viene messo a disposizione di tutti gli organismi. Il carbonio torna all’atmosfera attraverso i processi di respirazione degli esseri viventi, di decomposizione di organismi morti, di combustione. Ciclo del carbonio

Equilibrio e squilibrio L’equilibrio è’ uno stato dinamico che coinvolge molti aspetti della vita, che riguarda sia la natura che le emozioni, i rapporti umani, le azioni quotidiane. L’equilibrio viene continuamente modificato da un evento che causa una crisi (squilibrio) momentanea, per superare la quale va cercata una soluzione che crei un nuovo equilibrio Attraverso una discussione in classe abbiamo individuato situazioni di equilibrio – squilibrio nel quotidiano, in natura, in un ecosistema e, dopo aver fatto un esempio di alterazione dell’equilibrio, abbiamo tratto delle conclusioni

Equilibrio nel quotidiano - Tra i ragazzi e l’insegnate si è stabilito un equilibrio nei rapporti, l’insegnante si ammala, viene sostituito da un supplente con il quale si deve costruire un nuovo equilibrio. Parcheggiare una macchina in seconda fila fa rallentare il traffico, se la macchina viene rimossa, il traffico torna normale. Equilibrio nel quotidiano

Equilibrio in natura In natura c’è la tendenza a raggiungere uno stato di equilibrio e a mantenerlo: Il moto dei venti tende a rendere uniforme la composizione dell’aria e a compensare le diverse temperature tra una zona e un’altra. Nel mondo degli organismi viventi tutte le funzioni vitali hanno meccanismi regolatori che tendono a mantenerle entro valori limite compatibili con le condizioni ambientali.

Equilibrio in un ecosistema Se in un ecosistema due specie competono per procurarsi una stessa risorsa, spesso la specie meno capace soccombe fino, forse, a scomparire. Quando invece specie diverse si nutrono in parte della stessa risorsa, in parte di altre, è più facile raggiungere un equilibrio. In condizioni normali le popolazioni di un ecosistema si regolano a vicenda: se aumentano i predatori, le prede diminuiscono, di conseguenza diminuiscono anche i predatori e il numero delle prede può nuovamente aumentare. Equilibrio in un ecosistema

Alterazione dell’equilibrio: una storia L’uso del DDT per sterminare le zanzare che trasmettono la malaria ha ucciso anche gli insetti utili all’uomo come gli scarafaggi che sono il principale alimento delle lucertole la cui popolazione, di conseguenza, si è ridotta fortemente come pure quella dei felini che si nutrivano di lucertole. I felini tenevano sotto controllo la popolazione dei topi che, in condizioni di sovraffollamento, trasmettono all’uomo malattie pericolose. Risultato: a causa del DDT, alcuni paesi sono stati colpiti da epidemie che hanno causato più vittime della malaria.

La successione ecologia è la storia di un ecosistema, dalla nascita alla maturità: è una sequenza delle modificazioni delle componenti biotica e abiotica di un’area fino ad arrivare alla stabilità dell’ecosistema; nessuna componente prevale sull’altra decretandone l’estinzione. In natura, trovare un equilibrio dopo che questo è stato turbato dall’intervento dell’uomo, è complicato. Esistono situazioni che l’uomo ha creato di desertificazione, degrado, che non sono più reversibili nel senso che la natura non ce la fa a tornare indietro da sola nel processo di successione ecologica. Ad esempio in una zona distrutta, senza vegetazione, non si torna naturalmente alla foresta a meno che non intervenga nuovamente l’uomo a ricostruire l’ecosistema. Conclusioni

COMPLESSITA’ E’ una caratteristica tipica di situazioni, fatti, argomenti, costituiti da molti elementi che si intrecciano in modo tale da diventare dipendenti l’uno dall’altro. Il grado di complessità dipende dai diversi modi di percepire una determinata realtà per cui i problemi che possono derivare da una situazione complessa, possono avere varie soluzioni tutte ugualmente valide. Consideriamo tre situazioni di complessità riferite al quotidiano, all’ambiente, all’ecosistema

Complessità nel quotidiano La scuola è un sistema complesso in cui il grado di complessità dipende dalle varianti che si considerano. Si può pensare alla scuola come ambiente , oppure prendere in considerazione anche le persone che lavorano all’interno: alunni, insegnanti, personale di segreteria ecc., le attività che si svolgono tutti elementi che si intrecciano e sono interdipendenti. Dal momento che, a livello organizzativo, il sistema va considerato nel suo insieme, un evento come l’assenza di un insegnante influisce su molti altri rompendo momentaneamente l’equilibrio.

Complessità nell’ambiente L’ambiente è un sistema complesso costituito da infinite variabili, fisiche, chimiche e biologiche. Consideriamo ad esempio le condizioni meteorologiche che spesso sono sbagliate: questo accade perché il clima dipende da una serie molto ampia di fattori come la pressione atmosferica, l’umidità, il livello di illuminazione, la stagione, l’ora ecc. Ognuno di questi fattori dipende a sua volta da altri quindi diventa difficile valutarli tutti tenendo conto delle loro interazioni. Rimane il fatto che in natura intervenire su una soltanto delle innumerevoli variabili che formano il sistema, significa sconvolgere l’equilibrio del sistema stesso.

Complessità in un ecosistema In un ecosistema alterare l’equilibrio naturale esistente tra le componenti biotica e abiotica, significa obbligare le popolazioni animali e vegetali ad adattarsi a nuove situazioni per il mantenimento della vita; l’adattamento in natura è permesso dalla presenza di componenti biotiche diverse: l’uniformità lo rende impossibile. Nella lotta per la sopravvivenza molti individui soccombono; se la competizione avviene tra individui che non sono tutti uguali tra loro, significa che quelli che presentano caratteristiche più favorevoli nel loro ambiente sono quelli che hanno maggiori probabilità di sopravvivere. La diversità biologica è un bene che va tutelato!

INTERDIPENDENZA La Terra è un grande meccanismo fatto di più parti ognuna delle quali serve a far funzionare il tutto. Tutti gli esseri viventi sono interdipendenti: il comportamento del singolo individuo influenza la qualità della vita della collettività. Analizziamo il concetto di interdipendenza dai due punti di vista: nel sistema società nel sistema natura

Interdipendenza nel sistema società Nel quotidiano il comportamento del singolo individuo può influenzare negativamente o positivamente la qualità di vita degli altri. Da una discussione in classe sono emersi alcuni esempi In negativo: In classe se un ragazzo fa confusione impedisce agli altri di seguire la lezione fumare in pubblico costringe i non fumatori a subire il fumo passivo In positivo: - Aiutare un compagno in difficoltà

Interdipendenza nel sistema natura Il buon funzionamento del sistema influisce sulla vita degli esseri viventi. La vita degli animali sulla Terra dipende da una serie di fattori: dalle piante che producono ossigeno, dalla terra da cui si ricavano cibo e materie prime, da coloro che lavorano la terra, da chi si occupa della loro salute…. Se soltanto uno degli anelli di questa catena viene alterato o rotto, tutti saranno in pericolo.

L’Intervento dell’uomo altera gli equilibri naturali La storia del progresso della civiltà umana è la storia di come l’uomo ha sostituito allo spazio naturale lo spazio organizzato per migliorare le proprie condizioni di esistenza grazie ai mezzi tecnici di cui ha imparato a disporre per liberarsi dai limiti imposti dalle condizioni ambientali. Per meglio comprendere le conseguenze degli interventi dell’uomo sull’ambiente siamo partiti da un piccolo ecosistema che è la nostra aula per arrivare ai grandi ecosistemi naturali, agli effetti prodotti e alle possibili soluzioni

Un piccolo ecosistema: la nostra aula Abbiamo osservato la nostra aula al momento dell’ingresso e al momento dell’uscita dopo cinque ore di attività varie. Abbiamo raccolto le osservazioni in questa tabella dando una valutazione da 1 a 5 per ogni parametro considerato: Pulita Ordinata Fresca Entrata Uscita Commento e conclusioni

La nostra aula in ingresso è pulita e ordinata, alla fine delle attività scolastiche le caratteristiche cambiano: in terra ci sono alcuni rifiuti, il cestino è pieno di carte, la lavagna è sporca, i banchi in disordine, l’aria che si respira è viziata. Noi abbiamo modificato visibilmente lo stato dell’aula con la nostra presenza. Commento alla tabella

Conclusioni Le caratteristiche di un’aula sono: l’igienicità, la sicurezza, la pulizia, l’ampiezza, la luminosità, le attrezzature. Alcune di queste caratteristiche sono legate al nostro comportamento: pulizia e igiene possono essere mantenute se noi ci comportiamo verso l’ambiente di lavoro in modo corretto e civile. Alcune regole di comportamento: Usare il cestino per buttare i rifiuti se cade qualcosa in terra, raccoglierlo tenere in ordine il materiale e il proprio banco rispettare le attrezzature messe a disposizione aprire la finestre almeno cinque minuti ogni ora per permettere il ricambio di aria.

Un grande ecosistema: l’ambiente L’uomo modifica con la sua presenza l’ambiente in cui vive come noi modifichiamo lo stato della nostra aula. La storia dell’uomo è caratterizzata da due fenomeni: l’evoluzione dell’agricoltura e della pastorizia, l’urbanizzazione. La rivoluzione agricola ha permesso all’uomo di prodursi il cibo anziché affidarsi alla caccia, alla pesca e alla raccolta di frutti. La rivoluzione industriale ha portato ad un aumento di tecnologie quindi è aumentata per l’uomo la disponibilità di materiali, vestiario, abitazioni. Sorgono le prime industrie, aumentano commercio e ricchezze e migliorano le condizioni igieniche.

Effetti prodotti sull’ambiente dall’intervento dell’uomo L’accelerazione delle crescite tecnologica ed economica degli ultimi decenni ha, in parte, evidenziato svantaggi sull’equilibrio dell’ecosistema terrestre e disarmonie economico – sociali a livello planetario. L’uomo attualmente si avvale del principio della massima utilità immediata per propri fini (utilizza concimi e insetticidi per avere raccolti migliori) senza pensare alle conseguenze, a livello di collettività, differite nel tempo: inquinamento e problemi per la salute. L’uomo sottopone la Terra ad una continua aggressione creando nell’ambiente squilibri tali da mettere in pericolo la sua stessa sopravvivenza.

Se l’uomo non prende coscienza dei danni che ha procurato e sta tutt’ora procurando all’ambiente in cui vive e non cerca di porre rimedio al più presto, rimangono due sole possibili soluzioni: o la natura viene distrutta e con essa l’uomo e la sua storia o la natura eliminerà l’uomo come ha fatto in passato con altre specie. Soluzioni possibili

Sviluppo sostenibile Sviluppo: Implica i bisogni di crescita economica, cioè l’evoluzione delle attività economiche e produttive che sono alla base della sopravvivenza delle società umane. Sostenibile: è un termine riferito alla compatibilità ambientale delle tecnologie impiegate per sostenere i processi di crescita. Questo implica una trasformazione dell’atteggiamento dell’uomo nei confronti della natura. Fino ad oggi: SVILUPPO IMPROPRIO Da oggi: SVILUPPO SOSTENIBILE che significa una corretta gestione delle risorse per favorire tutela dell’ambiente che influisce positivamente sulla qualità della vita.

Sviluppo improprio Ambiente sviluppo Salute influenza negativamente influisce rallenta minaccia Salute

Sviluppo sostenibile Ambiente Salute Sviluppo mantiene migliora favorisce Sviluppo

Una corretta gestione delle risorse La catena Bisogni indica una produzione dipendente da consumi fatti in base a reali bisogni; in realtà non è così: i bisogni spesso non sono reali ma virtuali e vengono indotti da altri (ad esempio attraverso la pubblicità). Quindi è necessario educare ai consumi educando a scelte responsabili che partano dai bisogni e tengano conto delle ricadute ambientali dei processi e dei prodotti. Una corretta gestione delle risorse Consumi Produzione

Tutela dell’ambiente Nel corso della storia il territorio si è trasformato sempre più per azione dell’uomo; al concetto di ambiente si è sostituito quello di paesaggio cioè di natura modificata dalla presenza dell’uomo e spesso degradata dalle sue attività. I mutamenti nel territorio hanno ridotto la presenza di popolazioni animali e vegetali condizionando una possibilità naturale di risanamento dell’ambiente. L’uomo deve esprimere un nuovo rapporto con l’ambiente: non più sfruttatore di beni ma fruitore degli stessi, controllando i propri bisogni in funzione delle necessità delle future generazioni.

Tutela della salute L’uomo come tutti gli esseri viventi ha un ciclo vitale fortemente influenzato dall’ambiente; alterare l’equilibrio biologico ambientale significa per l’uomo deteriorare il senso della qualità della vita pertanto questi deve prendere coscienza delle problematiche ambientali se vuole difendere il “bene salute”, obiettivo primario nell’etica di ogni società civile. L’idea chiave per ispirare qualunque intervento futuro dell’uomo sull’ambiente evitando di alterare in modo irreversibile l’ecosistema Terra, è il concetto di “sviluppo sostenibile” cioè le attività economiche e produttive che rispondono ai bisogni di crescita economica della società umana, si devono basare su tecnologie compatibili con l’ambiente.

Conclusioni io sono la Terra i miei occhi sono il Cielo i miei arti sono Alberi io sono la roccia, la profondità dell’acqua io non sono qui per sopraffare o sfruttare la Natura io stesso sono la Natura poesia hopi “Non è stato l’uomo a tessere la tela della vita, lui ne è soltanto un filo. Qualsiasi cosa faccia alla terra lo fa a se stesso”. frase del capo Seattle