ZOOLOGIA APPLICATA
BIOINDICATORI A
LIVELLO DI
POPOLAZIONI E
COMUNITA’ ANIMALI
Prof. Biagio D’Aniello
Università di Napoli“Federico II”
Dipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale
Campus Universitario di Monte Sant’Angelo
Introduzione
bioindicatori
animali
Via
Cinthia – 80126
Napoli
Università Federico II di Napoli
COMUNITA’
Definizione: gruppo di popolazioni di specie che coesistono nello spazio
e nel tempo.
Proprietà: una comunità ha delle proprietà particolari che non hanno le
popolazioni che ne fanno parte. Es. la diversità delle specie presenti nella
comunità, i limiti alla presenza di specie in competizione, l’organizzazione
della rete trofica, la biomassa totale e la produttività globale sono solo
alcune delle proprietà che possono caratterizzare una comunità.
Per gli studi sulla qualità ambientale si restringe il lavoro per praticità a
gruppi tassanomici (insetti, uccelli) o gruppi ecologici (erbivori, detritivori,
macrobentofauna). Si parla di comunità di uccelli di un bosco, di erbivori
di un prato, di pesci di un fiume, di macrobentofauna di un torrente etc.
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Parametri descrittivi delle comunità
Diversità: numero di specie che costituiscono la comunità. Nello studio
della diversità si possono considerare anche altri livelli tassonomici (i
generi o le famiglie ad esempio).
Nello studio della diversità di una comunità si deve tenere conto
dell’importanza delle diverse specie. A tal proposito si può calcolare l’
abbondanza specifica. Talvolta si calcola la biomassa o anche la
produttività (parametro molto attendibile per lo zooplancton).
Di solito gli studi delle comunità si limitano ad alcune categorie (es.
avifauna o la teriofauna). E’ difficile estendere gli studi ai livelli trofici o
all’intera collezione di specie presenti. Spesso sono limiti dettati dalle
conoscenze dell’operatore che sceglie di studiare ciò che meglio conosce.
Tuttavia, sarebbe almeno utile concentrare gli sforzi sugli elementi che più
interagiscono tra di loro.
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Le misure della diversità
Ricchezza specifica: è il numero di specie nella comunità o nel
segmento di comunità preso in considerazione.
E’ in ogni caso molto difficile il conteggio sistematico di tutte le specie di
una comunità animale; quindi, meglio considerarne solo una parte. In
questo modo le stime diventano anche più affidabili.
In effetti, se ci si riferisce ad un gruppo di specie come gli uccelli su di una
superficie limitata, si possono agevolmente contare tutte le specie
presenti (anche per gli altri gruppi di vertebrati); le stime diventano meno
affidabili se ci si riferisce alle comunità di insetti o invertebrati del suolo.
PROBLEMA: è possibile misurare la ricchezza specifica se si studia solo
un campione limitato?
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La ricchezza specifica
Considerato che aumentando la dimensione del campione, aumenta anche il
numero di specie contate, fino a raggiungere un plateau per cui aumentando
ancora il campione il numero di specie contate sarà sempre lo stesso.
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Ci sono poi delle
equazioni
matematiche che
permettono di avere
degli indici che
indicano la
ricchezza specifica.
Parametri descrittivi delle comunità
Eterogeneità: indica come sono distribuiti gli individui della comunità
nelle diverse specie che sono state censite.
La comunità A avrà
ovviamente una
diversità specifica
minore.
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Parametri descrittivi delle comunità
Uniformità: è una quantificazione della eterogeneità.
E’ perfettamente normale che le comunità contengano specie più
abbondanti e specie più rare; la misura dell’uniformità ci dice quanto è
eterogenea la comunità se paragonata ad una popolazione ipotetica in cui
le specie siano tutte rappresentate da uno stesso numero d’individui.
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Fattori che influenzano i parametri
descrittivi delle comunità animali
I parametri descrittivi vengono influenzati in vario modo da vari fattori
ambientali e non, nonché dal livello di stress ambientale. Pertanto lo
studio delle comunità animali stesse assume valore nell’ottica della
“bioindicazione”.
ATTENZIONE:
1. Lo studio della comunità non indica un processo di stress in atto (che
potrebbe essere ancora attivo), ma cambiamenti già avvenuti! Le
cause di eventuali disfunzioni vanno ricercate dal tecnico.
2. I valori di diversità non danno indicazioni sul grado di stress
ambientale se non sono confrontati con valori teorici di riferimento!
Ciò non è sempre agevole in quanto in molti casi non sono disponibili
indici ottenuti in ambienti integri; tuttavia, si possono confrontare con
gli indicatori ottenuti in ambienti in cui sia ben noto il grado di
alterazione ambientale e i fattori che lo hanno determinato.
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Variazione della ricchezza specifica
Il numero di specie in una comunità aumenta con:
1. Area di studio, perchè ci sono probabilmente più biotopi.
2. Dimensione del campione (fino al raggiungimento del plateu).
3. Diversità del paesaggio; es. diversità della vegetazione
Esempi
Il numero di specie di uccelli di una comunità in una foresta
monostratificata e coetanea sarà certamente inferiore rispetto ad una
foresta a più strati e disetanea.
Alcuni agenti inquinanti (es. pesticidi) influiscono direttamente (es. insetti)
o indirettamente (es. uccelli per ridotte disponibilità alimentari) sul numero
di specie delle comunità animali.
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Variazione dell’eterogeneità e dell’uniformità
L’eterogeneità e l’uniformità aumentano parallelamente alla diversità
ambientale! In pratica, con maggiore diversità ambientale ci saranno più
specie (maggiore ricchezza specifica) il cui numero d’individui tenderà ad
equipararsi (maggiore eterogeneità e uniformità).
ATTENZIONE
Nell’applicazione dei metodi del calcolo della diversità specifica, bisogna
tenere in debito conto che un aumento degli indici non sempre
corrisponde ad un miglioramento. Es. se si aumenta artificialmente la
diversità piantando boschetti in ambienti rurali la comunità ornitica
aumenterà; spesso gli enti locali piantano pini alloctoni in foreste di faggio
in alta quota. Si tratta sicuramente d’interventi scorretti in quanto possono
interferire negativamente con la fase climacica della faggeta, tuttavia
provocano un aumento degli indici di diversità che indicherebbero un
miglioramento.
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La scelta delle comunità da utilizzare come bioindicatori
Una comunità è tanto più utile come bioindicatore quanto maggiormente
presentano le seguenti proprietà:
1. Facile identificazione delle unità sistematiche.
2. Facilmente delimitabile nello spazio.
3. Agevole campionamento con metodi poco costosi.
4. La comunità deve essere quanto più possibile influenzabile dai fattori
di stress.
5. Deve essere una comunità cosmopolita, altrimenti non sarebbe
facilmente associabile con i fattori di stress ambientale.
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Indice Biotico Esteso (IBE)
Introduzione bioindicatori animali
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PLECOTTERI
Perla
Leuctra
Isoperla
Nemoura
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EFEMEROTTERI
Baetis
Epeorus Introduzione bioindicatori animali
Ecdyonurus
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Ephemerella
TRICOTTERI
Limnephilidae
Hydropsychidae
Odontoceridae
Rhyacophilidae
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DITTERI
Simuliidae
Chironomidae
Athericidae
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Tipulidae
Università Federico II di Napoli
ODONATI
Calopteryx
Onychogomphus
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COLEOTTERI
Elmididae
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PLECOTTERI
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Università Federico II di Napoli
EFEMEROTTERI
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TRICOTTERI
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Università Federico II di Napoli
DITTERI
Introduzione bioindicatori animali
Università Federico II di Napoli
ODONATI
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Università Federico II di Napoli
MOLLUSCHI - GASTEROPODI
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Università Federico II di Napoli
MOLLUSCHI - BIVALVI
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ANELLIDI - IRUDINEI
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ANELLIDI - OLIGOCHETI
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PLATELMINTI - TURBELLARI
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CROSTACEI
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Introduzione bioindicatori animali
Università Federico II di Napoli
NO
ZAMPE
ARTICOLATE
SI
>6
NUMERO
DI ZAMPE
6
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INSETTI
MACROINVERTEBRATI
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NO
EFEMEROTTERI
OCCHI
COMPOSTI
SI
NO
CERCI
LUNGHI
SI
SI
BRANCHIE
ADDOMINALI
NO
Introduzione bioindicatori
INSETTI animali
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LIMITI DI IDENTIFICAZIONE E COMPETENZE
Phylum
Studenti del I anno
[Cnidaria; Arthropoda; Chordata]
Classe
Studenti del I anno
[Oligochaeta; Arachnida; Reptilia]
Ordine
Famiglia
Genere
Tecnico con esperienza assai limitata (studenti
con preparazione zoologica)
[Lepidoptera; Chiroptera]
Tecnico di media esperienza
[Hominidae; Simuliidae]
Tecnico esperto
[Homo; Simulium]
Specialista
Specie
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[Electrogena lateralis; Perla marginata]
Università Federico II di Napoli
0-1
Plecotteri
Efemerotteri
2-5
6-10
11-15
16-20
21-25
26-30
31-35
>36
> 1 US
8
9
10
11
12
13
14
1 US
7
8
9
10
11
12
> 1 US
7
8
9
10
11
12
1 US
6
7
8
9
10
11
> 1 US
5
6
7
8
9
10
11
1 US
4
5
6
7
8
9
10
Gammaridi
4
5
6
7
8
9
10
Asellidi
Oligocheti
Chironomidi
3
4
5
6
7
8
9
2
3
4
5
Tricotteri
1
Introduzione bioindicatori animali
Università Federico II di Napoli
STAZIONE 1
GASTEROPODI (1)
EFEMEROTTERI (6)
COLEOTTERI (2)
PLECOTTERI (2)
TRICOTTERI (3)
PLECOTTERI > 1 US
Plecotteri
DITTERI (5)
IRUDINEI (2)
US = 21
I.B.E. = 11
6-10
11-15
16-20
21-25
26-30
31-35
>36
8
9
10
11
12
13
14
1 US
7
8
9
10
11
12
Efemerotteri > 1 US
7
8
9
10
11
12
1 US
6
7
8
9
10
11
Tricotteri
0-1
2-5
Classe = I
> 1 US
5
6
7
8
9
10
11
1 US
4
5
6
7
8
9
10
Gammaridi
4
5
6
7
8
9
10
Asellidi
3
4
5
6
7
8
9
Oligocheti
Introduzione bioindicatori animali
Chironomidi
1 2 3
4
5
Università Federico II di Napoli
STAZIONE 2
GASTEROPODI (1)
COLEOTTERI (2)
EFEMEROTTERI (5)
TRICOTTERI (2)
DITTERI (6)
Plecotteri
ODONATI (2)
IRUDINEI (1)
US = 19
I.B.E. = 9
6-10
11-15
16-20
21-25
26-30
31-35
>36
> 1 US
8
9
10
11
12
13
14
1 US
7
8
9
10
11
12
7
8
9
10
11
12
6
7
8
9
10
11
0-1
2-5
EFEMEROTTERI
Efemerotteri
> 1 US
1 US
Tricotteri
Classe = II
> 1 US
5
6
7
8
9
10
11
1 US
4
5
6
7
8
9
10
Gammaridi
4
5
6
7
8
9
10
Asellidi
3
4
5
6
7
8
9
Oligocheti
Introduzione bioindicatori
Chironomidi
1 animali
2 3
4
5
Università Federico II di Napoli
STAZIONE 3
OLIGOCHETI (1)
ASELLIDI (1)
DITTERI (2)
IRUDINEI (1)
I.B.E. = 3
0-1
Plecotteri
US = 5
6-10
11-15
16-20
21-25
26-30
31-35
>36
> 1 US
8
9
10
11
12
13
14
1 US
7
8
9
10
11
12
7
8
9
10
11
12
6
7
8
9
10
11
2-5
Efemerotteri > 1 US
1 US
Tricotteri
Classe = V
> 1 US
5
6
7
8
9
10
11
1 US
4
5
6
7
8
9
10
Gammaridi
4
5
6
7
8
9
10
ASELLIDI
Asellidi
3
4
5
6
7
8
9
Oligocheti
Introduzione bioindicatori
Chironomidi
1 animali
2 3
4
5
Università Federico II di Napoli