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Sylvia S. Mader
Immagini e
concetti della
biologia
Ambiente e sostenibilità
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Capitolo 1
L’ecologia di
popolazione
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L’ecologia viene studiata a vari livelli
• L’ecologia è lo studio delle interazioni degli
organismi con altri organismi e con il loro
ambiente fisico.
• I livelli di studio dell’ecologia sono:
organismo, popolazione, comunità,
ecosistema e biosfera.
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I livelli di studio dell’ecologia.
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La densità e la distribuzione sono aspetti
della struttura di una popolazione
• La densità di una popolazione rappresenta il
numero di individui per unità di superficie.
• La distribuzione di una popolazione è il modo
in cui i suoi individui sono distribuiti sul territorio.
• Le risorse sono le componenti ambientali che
sostengono la vita degli organismi.
• I fattori limitanti, come la disponibilità di
nutrienti, corrispondono agli aspetti ambientali che
sono determinanti per stabilire dove
un organismo può vivere.
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Tipi di distribuzione dei cespugli di creosoto (Larrea tridentata) secondo il ciclo vitale.
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Il tasso di crescita modella la
dimensione delle popolazioni
• Il tasso di crescita annuale di una
popolazione dipende principalmente dai suoi
tassi di natalità e di mortalità.
• Il potenziale biotico di una popolazione
corrisponde al tasso di crescita massimo
possibile, che può essere raggiunto qualora le
risorse siano illimitate.
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Le curve di sopravvivenza illustrano i
cambiamenti correlati alle diverse età
• Una coorte è l’insieme dei membri di una
popolazione che hanno la stessa età e le
stesse probabilità di sopravvivenza.
• La sopravvivenza è la probabilità che i
membri di una certa coorte sopravvivano alle
diverse età.
• Si riconoscono tre tipiche curve di
sopravvivenza, dette di tipo I, II e III.
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Tre tipiche curve di sopravvivenza.
Tabella di vita della pecora di Dall.
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I diagrammi della struttura di
popolazione si basano su
raggruppamenti degli individui per età
• Una popolazione si può suddividere in tre
gruppi principali per età: pre-riproduttivo,
riproduttivo e post-riproduttivo.
• La forma del diagramma della struttura per
età riflette la storia naturale passata di una
popolazione e dà un’idea del suo futuro.
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Diagrammi della struttura per età di una popolazione.
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Gli andamenti demografici di una
popolazione possono essere
rappresentati graficamente
• La crescita esponenziale si verifica quando la
crescita di una popolazione accelera con il
tempo; l’andamento di tipo esponenziale disegna
una curva di crescita a forma di J.
• La crescita logistica rappresenta la crescita
di una popolazione che tende a stabilizzarsi al
raggiungimento della capacità portante; questo
andamento disegna una curva a forma di S.
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Crescita esponenziale.
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Crescita logistica.
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I fattori densità-indipendenti influiscono
sulle dimensioni di una popolazione
• I fattori ambientali abiotici che influenzano le
dimensioni di una popolazione comprendono
eventi come la siccità, il gelo, gli uragani, le
alluvioni e gli incendi.
• Tali fattori sono detti «densità-indipendenti» in
quanto l’intensità dell’effetto non aumenta con
l’aumentare della densità della popolazione; la
percentuale di mortalità resta la stessa,
indipendentemente dalla densità.
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Percentuale di morti rispetto alla densità di popolazione.
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Effetto densità-indipendente di una
piena fluviale.
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I fattori densità-dipendenti hanno
effetti maggiori sulle popolazioni più
numerose
• I fattori biotici che influenzano le dimensioni
di una popolazione comprendono elementi
come la competizione, la predazione e il
parassitismo.
• Tali fattori sono detti «densità-dipendenti» in
quanto la percentuale di mortalità aumenta in
modo proporzionale all’aumento della densità
della popolazione.
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Effetti densità-dipendenti: la competizione.
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Effetti densità-dipendenti: la predazione.
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La storia naturale di una specie riguarda
varie caratteristiche delle popolazioni
• Le popolazioni opportunistiche sono caratterizzate da
una crescita di tipo esponenziale; gli individui sono in genere
di piccola taglia, hanno vita media breve e producono molti
figli, molti dei quali muoiono prima di riprodursi.
• Le popolazioni in equilibrio mostrano una curva di
crescita logistica; gli individui tendono a essere di taglia
grande e hanno un’aspettativa di vita piuttosto lunga, la
maggior parte della prole da essi prodotta sopravvive fino
alla maturità sessuale.
• Le popolazioni opportunistiche sono adattate ad ambienti
soggetti a fluttuazioni, mentre le popolazioni in equilibrio
sono adattate ad ambienti relativamente stabili.
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Il dente di leone (Taraxacum officinale)
è una tipica specie opportunistica.
Il gorilla di pianura orientale
(Gorilla beringei graueri) è una
tipica specie in equilibrio.
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Alcune specie sono a maggiore rischio di
estinzione di altre
• L’estinzione è la scomparsa totale e definitiva di
una specie o di un gruppo tassonomico di livello
più alto.
• Il rischio di estinzione delle specie che non
sono in grado di migrare è determinato, oltre che
dalla loro storia naturale, da fattori quali la
dimensione dell’areale geografico, il grado di
tolleranza alle caratteristiche dell’habitat e la
dimensione delle popolazioni locali.
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La popolazione mondiale segue una
crescita fortemente esponenziale /1
• La popolazione umana mondiale ha superato i
sette miliardi di individui nel 2011.
• Sulla base del tempo di raddoppio stimato, in
circa 50 anni la popolazione mondiale avrà bisogno
del doppio delle risorse per mantenere gli standard
di vita attuali.
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La popolazione mondiale segue una
crescita fortemente esponenziale /2
• I Paesi industrializzati sono caratterizzati da una
bassa crescita demografica e da buoni standard di
vita, ma presentano un maggiore consumo di
risorse e una produzione di rifiuti più elevata.
• I Paesi in via di sviluppo sono caratterizzati da
una popolazione in rapida espansione, dove la
maggior parte delle persone vive in condizioni di
povertà; entro il 2050, la popolazione dei Paesi in
via di sviluppo potrebbe aumentare di 3 miliardi di
individui.
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Andamento demografico della popolazione umana.
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La distribuzione dei gruppi di età nei
vari Paesi è diversa
• Se ci sono più donne che stanno entrando
nell’età riproduttiva di quelle che la stanno
superando, la riproduzione di rimpiazzo farà
ancora aumentare a lungo la popolazione.
• L’impatto ambientale (IA) di una
popolazione è correlato non solo alle sue
dimensioni, ma anche al consumo pro capite
delle risorse e all’inquinamento che ne deriva.
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IA = dimensioni della popolazione
x consumo pro capite delle risorse
= popolazione per unità delle risorse usate
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Strutture della popolazione per età nei Paesi industrializzati (a sinistra) e in quelli in via di
sviluppo (a destra).
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