Tema B – Capitolo 8 – Gli esseri viventi e il loro ambiente
1. Che cos’è l’ecologia
2. Le interazioni tra i viventi e l’habitat
3. Le interazioni alimentari
4. I biomi terrestri
5. L’evoluzione degli ecosistemi
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Le basi dell’ecologia
Una specie di solito è formata da tante
diverse popolazioni.
Una popolazione è un gruppo di individui
che vivono contemporaneamente in una
stessa area geografica.
L’ambiente naturale in cui vivono
quegli individui si chiama habitat
della popolazione.
Ogni habitat ha specifiche condizioni
di variabili come il suolo, l’acqua, l’aria,
la temperatura e la luce.
Gli stambecchi del Parco
nazionale del Gran Paradiso
sono un esempio di popolazione.
L’insieme di tutti gli esseri viventi
(di diverse popolazioni, ossia diverse
specie) che convivono in uno stesso
habitat è detto comunità.
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Le basi dell’ecologia
Si chiama ecosistema
l’insieme di:
• tutti gli organismi
viventi in un habitat
• le componenti
non viventi
dello stesso habitat
Un esempio di interazione tra individui
di due popolazioni (insetti e piante)
all’interno di un ecosistema.
• le interazioni
che li legano.
L’ecologia studia gli ecosistemi, cioè il modo in cui
gli esseri viventi interagiscono con il loro habitat.
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Le nicchie ecologiche
il merlo caccia
i lombrichi
razzolando
tra le foglie
della lettiera
il porcospino caccia i lombrichi
scrostando il suolo con gli unghioni
la talpa caccia i lombrichi
scavando gallerie
sotterranee
Ogni animale
nel proprio habitat
deve cercare il cibo,
difendersi dai nemici,
trovare un nido
o una tana.
Ciascuna popolazione
lo fa in modo diverso:
questa specializzazione
è chiamata
nicchia ecologica.
Merli, talpe e porcospini hanno lo stesso habitat e si cibano tutti di lombrichi,
ma li cacciano in modo diverso: quindi hanno nicchie ecologiche distinte.
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Le nicchie ecologiche
L’airone e il cannareccione
hanno entrambi come habitat
preferito la palude.
Ma l’airone si ciba
di pesci e rane,
mentre il cannareccione
si ciba di insetti.
airone
cannareccione
I due uccelli quindi hanno
nicchie ecologiche distinte.
Grazie alle nicchie ecologiche, le diverse popolazioni
condividono risorse limitate e preziose come lo spazio e il cibo.
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Le nicchie ecologiche
Il barbagianni è un rapace
notturno delle nostre campagne,
che caccia topi e coniglietti
nell’oscurità.
I falchi cacciano le stesse
prede nello stesso habitat,
ma di giorno.
I due uccelli quindi hanno
nicchie ecologiche distinte.
Grazie alle nicchie ecologiche, le diverse popolazioni
condividono risorse limitate e preziose come lo spazio e il cibo.
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Gli esseri viventi e il loro habitat ‒ L’acqua
L’acqua è una risorsa
fondamentale dell’habitat.
Gli animali possono sopravvivere
a lungo senza mangiare, ma
resistono al massimo
qualche giorno senza bere.
Negli habitat con acqua scarsa
sopravvivono bene le piante
con foglie piccole, traspirazione
limitata e radici molto ramificate.
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Gli esseri viventi e il loro habitat ‒ La luce
Per le piante la luce è indispensabile per effettuare la fotosintesi clorofilliana.
Sono influenzate anche dalle stagioni, con la variabilità delle ore di luce:
• piante come il pesco fioriscono in primavera, quando le giornate si allungano
• altre, come il crisantemo, fioriscono in autunno quando le giornate si accorciano.
Quando viene il freddo molte piante perdono
le foglie, e anche gli animali reagiscono:
• molti rettili e mammiferi vanno in
letargo, rallentando le proprie funzioni vitali
• molti uccelli migrano volando verso luoghi
più soleggiati.
Le oche sono uccelli migratori.
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Gli esseri viventi e il loro habitat ‒ L’aria
Dall’aria le piante assorbono il diossido di carbonio per fare la fotosintesi.
Inoltre vegetali e animali hanno bisogno di ossigeno per la respirazione cellulare;
gli organismi terrestri estraggono l’ossigeno dall’aria, quelli acquatici dall’acqua.
Alcuni animali, come i lama, hanno il
sangue adattato alla vita in alta quota,
dove l’aria è povera di ossigeno.
Molti uccelli, come questo falco
pellegrino, sfruttano le correnti
ascensionali dell’aria per spostarsi.
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Gli esseri viventi e il loro habitat ‒ Il calore
Quando fa molto
caldo, gli animali:
• si riparano sotto
la vegetazione
• si rinfrescano
con bagni
nell’acqua
• in alcuni casi
vanno in letargo
sotto un sottile
strato di terreno.
Le piante riducono la temperatura aumentando la traspirazione,
ossia espellendo più acqua attraverso le foglie.
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Gli esseri viventi e il loro habitat ‒ Il calore
Tra le piante, molti alberi e arbusti
per superare l’inverno
perdono le foglie e si mettono
in uno stato di riposo vegetativo.
Gli animali possono difendersi
dal freddo in vari modi:
• con una folta pelliccia
• con strati di grasso
• andando in letargo
• con una migrazione periodica.
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Gli esseri viventi e il loro habitat ‒ Il suolo
Molte piante vivono indifferentemente su qualsiasi tipo di terreno;
altre invece prediligono terreni ricchi di particolari sostanze minerali.
Le piante alofile («amiche del sale»)
riescono a crescere perfino sulle dune
di sabbia, perché sopportano bene
alte concentrazioni di cloruro di sodio.
Molti animali, come questo succiacapre,
hanno evoluto la capacità di mimetizzarsi,
per essere meno visibili ai predatori,
confondendosi con il terreno.
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Le interazioni alimentari ‒ La catena alimentare
La serie di passaggi di energia dai produttori ai consumatori di cibo
in un ecosistema è chiamata catena alimentare.
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Le interazioni alimentari ‒ La rete alimentare
L’insieme di tutte le catene
alimentari in un ecosistema
forma la rete alimentare
dell’ecosistema.
La rete alimentare della tundra artica
in primavera e in estate.
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Le interazioni alimentari ‒ La piramide alimentare
Negli ecosistemi il numero dei produttori è molto grande.
I consumatori si riducono a ogni passaggio della catena alimentare,
e quelli finali sono pochi.
Questa situazione si può descrivere mediante una piramide alimentare.
consumatore
finale
consumatori
terziari
consumatori
secondari
consumatori
primari
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Le interazioni alimentari ‒ La predazione
Il ghepardo ha appena catturato un impala.
Ogni catena alimentare si chiude con un predatore,
i cui resti dopo la morte diventano cibo per i decompositori.
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Le interazioni alimentari ‒ Il parassitismo
Si ha parassitismo quando un organismo
vive dentro o sopra un organismo più
grande, a cui sottrae parte del nutrimento.
Gli afidi sono parassiti delle
piante, di cui succhiano la linfa.
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Le interazioni alimentari ‒ Il mutualismo e la simbiosi
Si ha mutualismo quando la
convivenza tra due organismi di specie
diverse porta vantaggio a entrambi.
bufalo
Le bufaghe, uccelli dell’Africa del sud,
si nutrono beccando le zecche
che vivono sulla pelle dei bufali.
bufaga
I licheni sono il risultato della
simbiosi tra un fungo e un’alga.
Si ha simbiosi quando
i due organismi che convivono
sono indispensabili uno all’altro.
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Le interazioni alimentari ‒ Il commensalismo
Si ha commensalismo
quando nella convivenza
uno dei due organismi
trae vantaggio, ma
senza danneggiare
l’altro organismo.
Una formica raccoglie la sostanza zuccherina
prodotta da un afide.
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I biomi terrestri
Sulla Terra vicino ai poli i
raggi solari arrivano inclinati,
mentre all’equatore
sono quasi verticali.
Dunque nelle regioni polari
l’energia solare
è meno concentrata
(perché si distribuisce
su una superficie maggiore).
Ecco perché vicino ai poli si hanno climi freddi,
mentre i climi più caldi sono vicino all’equatore.
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I biomi terrestri
Là dove ci sono climi simili si trovano ecosistemi simili.
L’insieme di questi ecosistemi forma i grandi ambienti terrestri chiamati biomi.
ambiente polare
tundra
circolo polare artico
taiga
foresta boreale e temperata
tropico del Cancro
prateria
equatore
deserto
savana
tropico del Capricorno
macchia mediterranea
foresta pluviale
circolo polare antartico
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I biomi terrestri ‒ La foresta pluviale equatoriale
Nella foresta pluviale equatoriale
il clima è caldo e umido tutto l’anno:
• ci sono piogge quotidiane,
perciò la vegetazione è rigogliosa
• la parte più alta della foresta
è abitata da animali arrampicatori
e da uccelli
• più in basso si trovano vertebrati
e invertebrati adattati alla vita
su un terreno acquitrinoso.
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I biomi terrestri ‒ La foresta tropicale
La foresta tropicale si
incontra allontanandosi
un po’ dall’equatore:
• il clima inizia a presentare
brevi stagioni secche
• piogge non quotidiane,
ma l’umidità resta elevata
e la vegetazione
è lussureggiante
• scimmie, grandi felini,
erbivori come antilopi
e tapiri, grandi serpenti,
moltissimi insetti.
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I biomi terrestri ‒ La savana
Nella savana:
• il clima è caldo
e si alternano
stagioni umide
e stagioni secche
• sterminate distese
di erbe ove pascolano
i grandi erbivori
(gazzelle, zebre, bufali,
elefanti, rinoceronti)
• i predatori tipici
sono i grandi felini
(come leone
e leopardo).
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I biomi terrestri ‒ Il deserto
Nel deserto le piogge mancano o sono molto rare:
la mancanza d’acqua rende difficile la sopravvivenza.
Alcuni vegetali, come i cactus,
accumulano acqua nei fusti e la
conservano per i periodi di siccità.
Gli animali sono rari e adattati a
sopportare lunghi periodi senz’acqua.
Talvolta nel deserto arrivano in
superficie sorgenti o corsi d’acqua
sotterranei. Intorno alla fonte di acqua
si formano allora le oasi, come questa
nel deserto del Sahara in Algeria.
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I biomi terrestri ‒ Le praterie
Nel bioma della prateria:
• c’è marcata differenza tra estate e inverno e piove soprattutto in primavera
• predominano graminacee e altre erbe adattate a resistere al freddo invernale
• animali corridori (struzzi, canguri) e grandi erbivori (antilopi, bisonti)
si spostano in mandrie per cercare nuove fonti di cibo.
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I biomi terrestri ‒ La macchia mediterranea
Nella macchia mediterranea:
• si alternano inverni miti ed estati calde e secche
• flora: arbusti, piante latifoglie, piante sempreverdi, erbe che d’estate seccano
• fauna: insetti, piccoli roditori, erbivori (capre, pecore) e onnivori (cinghiali).
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I biomi terrestri ‒ La foresta boreale e la foresta temperata
La foresta boreale, tipica dei climi continentali più freddi, è formata da conifere
e abitata da poche specie animali (volpi, lepri, renne, orsi).
La foresta temperata ha una maggiore varietà di alberi (molti tipi di latifoglie oltre
alle conifere) e anche la fauna è più varia (scoiattoli, daini, cervi, bisce, uccelli).
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I biomi terrestri ‒ La tundra e la taiga
Nella tundra la temperatura media è sotto zero:
• il suolo rimane gelato per molti mesi l’anno
(permafrost) e forma paludi quando disgela
• la vegetazione è scarsa, simile a quella
che si incontra in alta quota nelle Alpi
• gli animali d’inverno migrano in cerca di cibo.
Nella taiga, a latitudini appena inferiori
rispetto alla tundra:
• il clima è meno rigido e c’è più vegetazione
• le piante sono soprattutto conifere
• fauna simile a quella della foresta boreale.
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I biomi terrestri ‒ L’ambiente polare
Nell’ambiente polare:
• la vegetazione è quasi inesistente: qui vivono soltanto alghe unicellulari
• pochi animali, adattati con pellicce e strati di grasso, trovano il cibo in mare
• al polo nord i solitari orsi bianchi passano i mesi invernali in letargo
• al polo sud vivono in grandi colonie i pinguini, uccelli che non volano
ma sono abili nuotatori.
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Come evolvono gli ecosistemi
Gli ecosistemi non sono entità statiche, ma dinamiche.
Per esempio, se in un bosco
il vento abbatte
un vecchio albero…
… gli insetti detritivori
e i funghi decompositori
si mettono all’opera
e riciclano le sostanze
organiche della pianta.
Così questi organismi ripuliscono
il terreno dai resti dell’albero e
fertilizzano il suolo, facendo
evolvere l’ecosistema del bosco.
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Come evolvono gli ecosistemi
Gli habitat naturali sono modificati dall’evoluzione del clima
o da fenomeni naturali improvvisi.
Dopo un’eruzione vulcanica,
questa felce ha messo radici
nella lava appena raffreddata.
È il primo rappresentante
di una nuova comunità
che si formerà nell’arco
di molti decenni.
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Come evolvono gli ecosistemi ‒ Gli interventi dell’uomo
L’agricoltura è un intervento umano che modifica gli ecosistemi naturali.
Questa risaia per esempio è un ecosistema artificiale, creato dall’uomo.
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Come evolvono gli ecosistemi ‒ Gli interventi dell’uomo
Tra gli interventi più negativi dell’uomo sull’ambiente c’è il disboscamento.
Quest’area disboscata del Brasile un anno fa era ricoperta da foresta tropicale.
Si cerca di rimediare alla distruzione della vegetazione piantando nuovi alberi.
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Come evolvono gli ecosistemi ‒ Gli interventi dell’uomo
Un altro intervento negativo
dell’uomo è l’inquinamento
degli habitat naturali.
Per esempio, i residui dei
fertilizzanti usati in agricoltura
e gli scarichi delle fogne
spesso vengono immessi
nei corsi d’acqua dolce
e lungo le coste.
Si può generare allora
l’eutrofizzazione,
uno sviluppo abnorme
di alghe e piante acquatiche.
Nelle acque eutrofizzate manca l’ossigeno
e i pesci possono morire.
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