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Biodiversità e conservazione

I livelli della biodiversità

• diversità genetica

diversità interspecifica

• diversità ecosistemica

[ 2 ]Corso di Ecologia | modulo 13: biodiversità e conservazione

Quante specie ci sono sulla terra?

Corso di Ecologia | modulo 13: biodiversità e conservazione [ 3 ]

May R.M. (1988)How many species are there on Earth?Science 241: 1441-1449

Dobson A.P. (1996)Conservation and Biodiversity

Quante specie ci sono sulla terra?


Purvis A. & A. Hector (2000) Getting the measure of biodiversity. Nature405: 212-218

http://www.cbd.int/

specie catalogate: ~1,8 milioni

specie stimate: 5-30 milioni

Livelli di diversità interspecifica

• α-diversità:

diversità all’internodi una comunitào di un suo campione

• β-diversità:

diversità tra comunità all’interno di un paesaggio

• γ-diversità:

diversità complessivadi un paesaggio


Come misurare la biodiversità?


α-diversità: quali misure?

• ricchezza di specie

numero di specie S

indice di Margalef:D = (S – 1) / lnN

• indici di diversità

indice di Shannon

indice di Simpson

• indici di equiripartizione


Indici di diversità

• indice di Shannon

misura il grado di incertezza associato all’attribuzione delle specie(entropia informativa)

• indice di Simpson

misura la probabilità che due individui presi a caso dalla comunità appartengano a due specie diverse


S

i ii ppH1

log

S

i ipH1

21N

np i

i

Equiripartizione (species evenness)

• indice di Pielou

misura quanto la distribuzione delle speciesi avvicina a una ripartizione perfettamente equa

Shannon:

Simpson:


maxH

HE

SH

SH

/11

log

max

max

β-diversità

• β-diversità di Whittaker

β = γ /ᾱ

rapporto tra la diversità su scala regionale e quella media su scala locale (turnover)

• indice di Sørensen

Is =

misura il livello di sovrapposizione (somiglianza) tra due comunità

• in termini di diversità:β = 1 – Is


BA

BA2

SS

S

Gradienti latitudinali

• specie di pesci:

Grandi Laghi dell’America settentrionale 172

America centrale 456

Rio delle Amazzoni > 1000

• specie di alberi in 2 ha di foresta:

temperata 15

pluviale 200

specie di formica dai tropici al polo nord

Brasile 222Trinidad 134Cuba 101

Utah 63

Iowa 73Alaska 7Alaska (artico) 3


Fischer A.G. (1960) Latitudinal variation in organic diversity. Evolution 14:64-81

Gradienti latitudinali


Altri gradienti di diversità


Simpson G.G. (1964) Species density of North American recent mammals. Systematic Zoology 13:57-73

Gaston K.J. (2000) Global patterns in biodiversity. Nature 405:220-223

La biodiversità nelle isole


MacArthur R.H. & E.O. Wilson (1967) The Theory of Island Biogeography

Robert H. MacArthur e Edward O. Wilson

L’effetto area


Preston F. W. (1962) The canonical distribution of commonness and rarity. Ecology 43:185-215, 410-432

Non solo isole...

S = cAz


specie di uccelli nell’arcipelagodella Nuova Guinea

L’effetto distanzaS

effe

ttiv

oS

teo

rico


Biogeografia sperimentale: le Florida Keys


Simberloff D.S. & E.O. Wilson (1970) Experimental zoogeography of islands. Ecology 51: 934-937

Perdita di biodiversità

Estinzioni celebri: il dodo

• il dodo (o dronte) era una specie endemica delle Mauritius

• si è estinto nella seconda metà del XVII secolo, in seguito alla colonizzazione portoghese (dal 1505) e olandese (dal 1598) dell’isola

«[...]Through ages of that slothful paradise,The dodo flourished in his archaic fashion,Having no need of wings and having but few feathers,Then came the eastward driving Portuguese,The Dutch, the French, the English,To try in turn the dodo's meat, to find no modeNor amount of cooking made it palatable,And yet to leave of him no remnantOther than drawings, paintings, and a legendOr something great and harmless and grotesque...And no one knowsWhat colonist it was who killed the lastOf the prodigious brood, nor inWhat century he earned his dim distinction[...]»

Clark Ashton Smith (1893-1961) Didus ineptus


Estinzioni celebri: la colomba migratrice

• la colomba migratrice era ampiamente diffusa negliStati Uniti centro-orientali

• l’ultimo esemplare, Martha, morì nel 1914 nello zoo di Cincinnati


Estinzioni di massa: passato remoto...


...presente e futuro: la sesta estinzione di massa?


Millennium Ecosystem Assessment (2005) Ecosystems and Human Well-being: Biodiversity Synthesishttp://www.maweb.org

Thuiller W. (2007) Climate change and the ecologist. Nature 448: 550-552

Quante specie a rischio?


C

on

ven

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n o

n B

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20

10

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t/G

BO

3

Le liste rosse


Specie estinte in Italia


gobbo rugginoso (Oxyura leucocephala)

aquila di mare (Haliaeetus albicilla)

animali pianteestinte 2 1estinte in natura 0 0gravemente minacciate 19 17minacciate 30 5vulnerabili 98 5a più basso rischio 2 0quasi a rischio 99 10a rischio minimo 751 43dati insufficienti 59 2totale 1060 83

specie italiane riportatenella IUCN red list 2010http://www.iucnredlist.org/

Le principali minacce alla biodiversità

biodiversità

perditae alterazionedegli habitat

sfruttamento

inquinamento

speciealloctone invasive

cambiamenti climatici


Warwickshire, Inghilterra, 400-1960

Perdita di habitat: la deforestazione


Costa Rica, 1940-1983

Dobson A.P. (1996)Conservation and Biodiversity

Rondônia, Brasile, 1975-2001

17 giugno 1975 (Landsat 2)10 luglio 1992 (Landsat 4)1 agosto 2000 (Landsat 7)

Perdita di habitat: la deforestazione


Santa Cruz de la Sierra, Bolivia, 1975-2010http://landsat.usgs.gov/gallery.phphttp://tinyurl.com/santa-cruz-de-la-sierra

Tassi di deforestazione in Brasile


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3

• in declino da 50 anni (effetto combinato di caccia e diffusione delle monoculture intensive)

Caccia e agricoltura intensiva: troppo per la starna?


Perdix perdix

Grandi mammiferi in pericolo: l’elefante africano

• 1980: >1000000• 1995: 580000• 1998: 488000• 2002: 660000 • 2007: 690000


http://www.african-elephant.org/

Grandi mammiferi in pericolo: il rinoceronte nero

• 1800: centinaia di migliaia• 1970: 65000• 1980: 10000• 1993: 2300 • 1995: 2500• 1999: 2700• 2004: 3610


http://www.rhinos-irf.org

Una specie salvata: lo stambecco

• 1816:100 esemplari superstiti nel Gran Paradiso

• oggi:circa 31000 individui sull’intero arco alpino


Capra ibex

Il lupo: un’altra specie in ripresa

consistenza della popolazione italiana: anni 70: circa 100

oggi: circa 800


«Di ritorno dalla caccia al lupo» (1911)

Canis lupus

Inquinamento: il disastro del Golfo del Messico

• 20 aprile 2010: un’esplosione sulla piattaforma DeepwaterHorizon al largo della Louisiana causa il versamento di circa 700000 m3 di petrolio

• è il più grande disastro petrolifero della storia


Crone T.J. & M. Tolstoy (2010) Magnitude of the 2010 Gulf of Mexico Leach. Science 330: 634

Nel nostro piccolo...


23 febbraio 2010

Specie alloctone: lo scoiattolo grigio


scoiattolo comune(Sciurus vulgaris)

scoiattolo grigio(Sciurus carolinensis)

alloctonoautoctono

Specie alloctone: la vongola filippina


vongola verace(Tapes decussatus)

vongola «verace» filippina(Tapes philippinarum)

alloctonoautoctono

Specie «alloctone» : gli organismi transgenici


GloFish: pesci transgenici fluorescenti

diffusione delle principali colture transgeniche negli USA

Cambiamenti climatici e sbiancamento dei coralli


Marshall P. & H. Schuttenberg (2006) A reef manager’s guide to coral bleaching

A cosa serve la biodiversità?


I «punti caldi» della biodiversità


Myers N. et al. (2000) Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature 403: 853-858

25 hotspot

1.4% delle terre emerse

44% delle specie di piante vascolari

35% delle specie di animali vertebrati (mammiferi, uccelli, rettili, anfibi)

Mediterraneo: 13000piante endemiche (4%)

Biodiversità e povertà


Sachs J.D. et al. (2009) Biodiversity Conservation and the Millennium Development Goals. Science 325: 1502-1503

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