Luca Fiorani
Ecologia ed
educazione
ambientale
Lezione 7
Dinamiche di popolazione,
capacità portante e biologia
della conservazione
Luca Fiorani – Ecologia
ed educazione ambientale
Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 Le
popolazioni sono dinamiche: rispondendo alle
condizioni ambientali, cambiano in:




grandezza (numero di individui)
densità (rapporto tra numero di individui e area)
dispersione
distribuzione
di età
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ed educazione ambientale
Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 La




grandezza di una popolazione cambia per:
nascite
morti
immigrazioni
emigrazioni
 Crescita
zero:
nascite+immigrazioni=morti+emigrazioni
 Potenziale biotico: capacità di crescita di una
popolazione
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ed educazione ambientale
Dinamiche di popolazione e capacità
portante
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ed educazione ambientale
Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 La
percentuale intrinseca di accrescimento (r) è
la velocità alla quale la popolazione
crescerebbe se avesse risorse illimitate
 Gli individui di una popolazione ad alta
percentuale intrinseca di accrescimento:




si riproducono presto
hanno corti tempi di generazione (tempi tra due
generazioni successive)
si riproducono molte volte (lunga vita riproduttiva)
hanno molti figli a ogni riproduzione
 La
crescita di una popolazione è sempre limitata
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ed educazione ambientale
Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 La
resistenza ambientale è composta da tutti quei
fattori che limitano la crescita di una popolazione
 La grandezza di una popolazione è l'equilibrio fra
potenziale biotico e resistenza ambientale che,
assieme, determinano la capacità portante (K),
cioè il numero di individui di una data specie che
può vivere per un tempo indefinito in un dato
spazio
 Una popolazione che non ha limitazioni di risorse
cresce esponenzialmente
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Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 In
realtà, all'inizio si ha una crescita esponenziale,
quindi una diminuzione della crescita (resistenza
ambientale) e infine una fluttuazione attorno alla
capacità portante (crescita logistica)
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Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 Pecore
della Tasmania
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Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 In
alcuni casi una popolazione eccede la
capacità portante per il ritardo del tempo di
riproduzione, cioè il periodo richiesto dal tasso di
nascita per diminuire e dal tasso di morte per
aumentare
 la popolazione può andare incontro a
diminuzione o eliminazione, a meno che
l'eccesso di individui non diventi una nuova
risorsa o se ne vada
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Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 Renne
in isoletta dell'Alaska
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Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 Le
specie hanno tre tipi generali di ciclo di
popolazione: stabile, esplosivo e ciclico
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Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 Esempi


dalla storia umana:
Isola di Pasqua (distruzione degli alberi di palma)
Irlanda (un fungo distrusse le patate nel 1845: un
milione di morti e tre milioni di emigrati)
 La
capacità portante della Terra per la specie
umana è aumentata per cambiamenti
tecnologici, sociali e culturali
 Fino a che punto potrà aumentare?
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ed educazione ambientale
Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 La




capacità portante è influenzata da:
competizione all'interno della specie e fra le specie
immigrazioni ed emigrazioni
catastrofi (naturali o causate dall'uomo)
fluttuazioni stagionali di cibo, acqua, nascondigli,
siti di nidificazione…
 Alcuni
controlli della popolazione sono
indipendenti dalla sua densità: inondazioni,
uragani, siccità, condizioni meteo eccezionali,
fuoco, distruzione dell'habitat, pesticidi…
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Dinamiche di popolazione e capacità
portante
 Altri
controlli della popolazione sono dipendenti
dalla sua densità: competizione per le risorse,
predazione, parassitismo, malattie…
 La peste bubbonica (batterio in roditore, mosca,
uomo) è dilagata nelle città popolose con cattive
condizioni sanitarie e infestate dai topi (Peste
nera in Europa, 1347, 25 milioni di morti)
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ed educazione ambientale
Strategie riproduttive e sopravvivenza
 Le
specie r-strateghe (r è la percentuale
intrinseca di accrescimento):






si riproducono presto
hanno corti tempi di generazione (tempi tra due
generazioni successive)
si riproducono molte volte (lunga vita riproduttiva)
hanno molti figli a ogni riproduzione
forniscono poche cure parentali
sono opportuniste: si riproducono molto con
condizioni favorevoli ma possono collassare
rapidamente
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Strategie riproduttive e sopravvivenza
 Le






specie K-strateghe (K è la capacità portante):
si riproducono tardi
hanno lunghi tempi di generazione (tempi tra due
generazioni successive)
si riproducono poche volte (corta vita riproduttiva)
hanno pochi figli a ogni riproduzione
i figli si sviluppano all'interno del corpo materno,
sono piccoli, maturano lentamente e sono curati
fino all'età riproduttiva da uno o due genitori
competono bene quando la loro grandezza di
popolazione è vicina alla capacità portante
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Strategie riproduttive e sopravvivenza
 Specie
r-strateghe (alghe, batteri, roditori, piante
annuali, insetti…) e K-strateghe (grandi
mammiferi, uccelli predatori, piante a vita
lunga…)
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Strategie riproduttive e sopravvivenza
 Le
r-strateghe hanno cicli irregolari, le K-strateghe
seguono la curva logistica
 Molte specie hanno strategie intermedie o le
cambiano in funzione delle condizioni ambientali
 L'uomo si serve sia di r-strateghe (cereali), sia di
K-strateghe (bestiame)
 Ciò che determina la grandezza della
popolazione è la disponibilità di un habitat adatto
per gli individui della popolazione in quell'area
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ed educazione ambientale
Strategie riproduttive e sopravvivenza
 Le
curve di sopravvivenza mostrano il numero di
sopravvissuti per età (speranza di vita)
 La curva di
sopravvivenza si
può esprimere
anche in tabella
(tabella di vita)
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ed educazione ambientale
La biologia della conservazione: il
sostegno delle popolazioni selvatiche
 La
conservazione comporta un uso attento delle
risorse naturali da parte dell'uomo
 L'obiettivo della biologia della conservazione
(anni '70 del XX secolo) è l'indagine dell'impatto
umano sulla biodiversità e sullo sviluppo di
approcci pratici per mantenerla e assicurarsi che
continui l'esistenza delle popolazioni di specie
selvatiche
 La gestione della vita selvatica si occupa della
grandezza di popolazione di specie sfruttate nella
caccia e nella pesca
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ed educazione ambientale
La biologia della conservazione: il
sostegno delle popolazioni selvatiche
I
biologi della conservazione ritengono che si
deva preservare l'integrità biologica:





qualità dell'habitat
integrità della comunità biologica (biodiversità,
comunità, specie chiave, aliene, in pericolo…)
integrità dei processi ecologici (ciclo chimico,
flusso di energia, produttività, successione…)
qualità di acqua e suolo
identificazione dei fattori chiave (ecologici,
economici e sociali) che determinano l'integrità
dell'ecosistema
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ed educazione ambientale
La biologia della conservazione: il
sostegno delle popolazioni selvatiche

disturbo attuale e potenziale da parte di:
 variabilità
naturale (fuochi, inondazioni, siccità…)
 diffusione di malattie e infestanti
 interventi umani (disboscamento, inquinamento…)
 influenze esterne (cambiamenti climatici, innalzamento
del livello del mare…)
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ed educazione ambientale
La biologia della conservazione: il
sostegno delle popolazioni selvatiche
 La
biologia della conservazione si basa su tre
principi:



la biodiversità e l'integrità ecologica sono
necessarie a tutte le forme di vita sulla terra e non
dovrebbero essere ridotte dalle azioni umane
l'uomo non dovrebbe causare estinzioni o
disturbare i processi ecologici vitali
il modo migliore per preservare la biodiversità e
l'integrità ecologica è quello di proteggere gli
ecosistemi in modo che forniscano habitat per
sostenere le popolazioni
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Luca Fiorani – Ecologia
ed educazione ambientale
La biologia della conservazione: il
sostegno delle popolazioni selvatiche
 La
biologia della conservazione si basa sul
principio etico di Aldo Leopold (ecologo)
secondo cui un'azione è giusta quando tende a
mantenere i sistemi che sostengono la vita della
Terra per noi e le altre specie
 Capire lo stato delle popolazioni naturali significa:



misurare la grandezza delle popolazioni
determinare come questa grandezza possa variare
determinare se le popolazioni esistenti possono
essere sostenute
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Luca Fiorani – Ecologia
ed educazione ambientale
L'impatto umano sugli ecosistemi:
imparare dalla natura
 Per
sopravvivere, abbiamo modificato la natura
in molti modi:





frammentando e degradando gli habitat
semplificando gli ecosistemi naturali (monocolture,
invase da piante infestanti: insetti, funghi, batteri e
virus)
rafforzando alcune specie infestanti con un uso
eccessivo di pesticidi
eliminando alcuni predatori
introducendo deliberatamente o accidentalmente
nuove specie
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ed educazione ambientale
L'impatto umano sugli ecosistemi:
imparare dalla natura


usando in maniera eccessiva le risorse
potenzialmente rinnovabili
interferendo con i normali cicli chimici e con il flusso
di energia negli ecosistemi
 Per
sopravvivere dobbiamo modificare la natura
 Cominciamo a capire che ogni azione ha effetti
multipli e imprevedibili (Brunei)
 La sfida è l'equilibrio tra gli ecosistemi semplificati
(modificati dall'uomo) e gli ecosistemi complessi
(naturali) per garantire la nostra sopravvivenza
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Luca Fiorani – Ecologia
ed educazione ambientale
L'impatto umano sugli ecosistemi:
imparare dalla natura
I
sistemi viventi hanno sei caratteristiche
fondamentali:






interdipendenza
diversità
resilienza
adattabilità
imprevedibilità
limiti
 Dobbiamo
imparare dai processi di adattamento
con cui la natura si autosostiene
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ed educazione ambientale
L'impatto umano sugli ecosistemi:
imparare dalla natura
 Per





uno stile sostenibile dovremmo ricordare che:
le nostre vite, gli stili di vita e l'economia sono
totalmente dipendenti dal Sole e dalla Terra
non possiamo semplicemente "fare una cosa" (ogni
intrusione nella natura ha effetti collaterali)
ogni cosa è connessa ad altre (l'ecologia indaga le
connessioni più importanti)
dovremmo minimizzare il danno inferto alla natura
dobbiamo usare attenzione, limitazioni, umiltà e
cooperazione con la natura quando alteriamo
l'ecosfera per venire incontro a bisogni e desideri
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Luca Fiorani – Ecologia
ed educazione ambientale
Soluzioni: lavorare con la natura per
aiutare a guarire gli ecosistemi
 L'ecologia
del recupero sostiene che molti danni
ambientali sono recuperabili, almeno in parte:


proteggendo gli ecosistemi degradati (permettendo
loro di recuperare con una successione ecologica
secondaria)
ripiantando foreste, pulendo fiumi, ripristinando zone
umide
 Per



Wendell Berry (filosofo) dobbiamo chiederci:
che cosa c'è qui?
che cosa ci permette di fare la natura qui?
cosa fa la natura per aiutarci a farlo?
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ed educazione ambientale
Soluzioni: lavorare con la natura per
aiutare a guarire gli ecosistemi
 La
riabilitazione consiste nel far tornare produttivo
un terreno degradato
 Il recupero attivo comporta lavorare con la
natura per recuperare biodiversità e processi
ecologici
 La sostituzione rimpiazza un ecosistema
degradato con un altro
 Tutte queste azioni richiedono un insieme
adeguato di specie esistenti: ecco perché è
importante la biodiversità…
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ed educazione ambientale
Soluzioni: lavorare con la natura per
aiutare a guarire gli ecosistemi
 Il
recupero ambientale è sempre imperfetto
 Alcuni governi permettono di distruggere un
ecosistema purché se ne protegga, recuperi o
crei una simile: questo approccio di mitigazione è
meglio di niente, ma è meglio prevenire che
curare
 "Non possiamo comandare alla natura se non
obbedendole" (Francesco Bacone, filosofo)
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Luca Fiorani – Ecologia
ed educazione ambientale
Fine della lezione…
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