UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PERUGIA

Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie Via Elce di Sotto, 06123 -Perugia

Corso di Laurea in Scienze Biologiche

Corso di ECOLOGIA Sito del corso: http://cclbiol.unipg.it/index.html

Alessandro Ludovisi

Sito docente: http://www.dcbb.unipg.it/alessandro.ludovisi Tel. 075 585 5712

e-mail address: alessandro.ludovisi@unipg.it

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ECOREGIONI, BIOMI, ECOSFERA

LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE

DEI SISTEMI NATURALI E UMANI

SISTEMI

ECOLOGICI

Ecoregione: regione terrestre caratterizzata da una sostanziale uniformità del paesaggio. Gli lementi funzionali del paesaggi o

(paesaggio geologico, orografico e vegetazionale) definiscono i lineamenti generali delle ecoregioni

Biomi: Sistemi ecologici di scala geografica caratterizzati da determinate associazioni vegetali prevalenti, dipendenti dal c lima

generale, e quindi dalla latitudine, dalla continentalità, ecc.

La distribuzione dei grandi biomi è una risposta a scala globale alla distribuzione delle risorse trofiche : radiazione solar e (cui

è correlata la temperatura) ed acqua (cui può essere correlata la disponibilità di nutrienti)

Dal Polo all’equatore si susseguono i seguenti biomi terrestri principali:

• Tundra: prateria artica fredda

• Taiga: foresta di coniferi sempreverdi

• Foresta temperata: a latifoglie caducifoglie o sempreverdi

• Savana: praterie e steppe sub-tropicali

• Foreste tropicali

• Deserti

L’Ecosfera, infine, è il livello più alto di organizzazione planetaria. Deriva dall’interazione della componente biologica ai diversi

livelli (dalla popolazione alla biosfera) con i fattori ambientali delle diverse scale (dalla locale alla globale).

La sua struttura, funzionamento ed evoluzione sono determinati dai livelli di organizzazione inferiori, ma essa, nel suo

complesso, rappresenta una unità strutturale, dinamica ed evolutiva autonoma (ipotesi Gaia).

BIOMI A scala geografica, i sistemi ecologici possono essere classificati sulla base delle caratteristiche funzionali e/o

strutturali. Le classificazioni strutturali più utilizzate si basano sulle formazioni vegetali climax climatiche per gli

ecosistemi terrestri e sui fattori fisici e chimici (salinità, profondità, suscettibilità alle maree, idrodinamica) che

maggiormente condizionano le comunità negli ecosistemi acquatici.

BIOMI TERRESTRI E FORZANTI CLIMATICHE

Vegetazione tipica delle zone polari artiche,

composta principalmente da muschi, licheni e

pochi arbusti. Sui terreni più elevati e

asciutti, crescono anche arbusti nani

sempreverdi, salici decidui e betulle. il

terreno è ghiacciato in profondità

(permafrost) e in estate si scongelano

soltanto gli strati più superficiali

Vegetazione sempreverde tipica

della zona subartica, formata da

abeti, larici , pini e betulle.

Nella taiga si alternano alla foresta

zone umide che formano acquitrini,

paludi e torbiere. Il tipico suolo

della foresta di conifere è un

podzol.

La vegetazione tipica è formata da piante ad

alto fusto, generalmente decidue quali

querce, betulle, faggi, aceri.

Al contrario delle conifere, le piante latifoglie

non producono effetti di acidificazione del

terreno in cui crescono, per cui il suolo che

si sviluppa permette lo sviluppo di un

rigoglioso sottobosco.:

Caratteristica delle regioni a clima

continentale con inverni freddi e secchi ed

estati calde e moderatamente piovose.

La vegetazione è costituita da una prateria

composta da erbe (per lo più graminacee) e

arbusti; gli alberi sono pressoché assenti, a

eccezione di zone più umide in prossimità di

fiumi e laghi.

La macchia e un'associazione vegetale che

prospera in zone costiere caratterizzate da

un clima temperato con inverni miti e piovosi

ed estati molto secche. La macchia si

distingue dalle altre foreste temperate

perché è costituita da alberi ed arbusti

sempreverdi (leccio, sughera, pino, alloro)

che conservano le foglie anche durante la

stagione invernale.

Aree in cui le precipitazioni difficilmente

superano i 250 millimetri l'anno

deserti caldi : composti per la stragrande

maggioranza da sabbia, con affioramenti di

strutture rocciose

deserti freddi : composti da rocce.

deserti polari : composti soprattutto da

ghiaccio

La savana è un bioma soprattutto tropicale e

subtropicale, caratterizzato da una

vegetazione a prevalenza erbosa, con arbusti

e alberi sporadici.

Si trova in molte zone di transizione fra la

foresta pluviale e il deserto o la steppa in

Africa centrale, Sudamerica, India, Indocina e

Australia, ed è caratterizzato dalla spiccata

stagionalità delle precipitazioni.

La foresta tropicale è un tipo di foresta

geograficamente localizzata tra i due tropici.

L'alternanza di due sole stagioni principali e

l'elevata umidità favoriscono la crescita di una

vegetazione rigogliosa, composta da alberi che

raggiungono i 50-60 m. Altre piante

caratteristiche della foresta tropicale sono le

epifite, le liane e le felci.

Riguarda le catene montuose, dove alle quote più

elevate si creano condizioni simili a quelle del bioma

desertico polare.

La vegetazione nelle aree non coperte dai ghiacci è

scarsa e costituita da muschi, licheni e alghe.

Sulle montagne della fascia temperata,

come le Alpi, occupa le aree poste a quote superiori ai

2700 metri; sulle montagne della fascia tropicale il

limite inferiore del bioma si eleva fino a 4000-4500 m,

BIODIVERSITA’: DISTRIBUZIONE LATITUDINALE E “HOT SPOT”

Ecoregione: regione terrestre caratterizzata da una sostanziale uniformità del paesaggio. Gli lementi funzionali del paesaggi o

(paesaggio geologico, orografico e vegetazionale) definiscono i lineamenti generali delle ecoregioni

Biomi: Sistemi ecologici di scala geografica caratterizzati da determinate associazioni vegetali prevalenti, dipendenti dal c lima

generale, e quindi dalla latitudine, dalla continentalità, ecc.

La distribuzione dei grandi biomi è una risposta a scala globale alla distribuzione delle risorse trofiche : radiazione solar e (cui

è correlata la temperatura) ed acqua (cui può essere correlata la disponibilità di nutrienti)

Dal Polo all’equatore si susseguono i seguenti biomi terrestri principali:

• Tundra: prateria artica fredda

• Taiga: foresta di coniferi sempreverdi

• Foresta temperata: a latifoglie caducifoglie o sempreverdi

• Savana: praterie e steppe sub-tropicali

• Foreste tropicali

• Deserti

• Foreste equatoriali

L’Ecosfera, infine, è il livello più alto di organizzazione planetaria. Deriva dall’interazione della componente biologica ai diversi

livelli (dalla popolazione alla biosfera) con i fattori ambientali delle diverse scale (dalla locale alla globale).

La sua struttura, funzionamento ed evoluzione sono determinati dai livelli di organizzazione inferiori, ma essa, nel suo

complesso, rappresenta una unità strutturale, dinamica ed evolutiva autonoma (ipotesi Gaia).

I fattori geologici e orografici determinano il

paesaggio e, insieme al clima, la vegetazione

climax climatico-edafica caratteristica

dell’ecoregione

ECOREGIONI: PAESAGGI GEOLOGICI E OROGRAFICI

ECOREGIONI: PAESAGGI GEOLOGICI E OROGRAFICI

ECOREGIONI: PAESAGGI GEOLOGICI E OROGRAFICI

Rappresentazione

schematica della

distribuzione altitudinale

dei boschi lungo una

sezione trasversale delle

Alpi.

ECOREGIONI: VEGETAZIONI CLIMAX CLIMATICO-EDAFICHE

IN ITALIA

(2010)

Andamento della ricchezza di generi in ere preistoriche determinata in base

ai resti fossili e stimata

Cm: Cambriano; O: Ordoviciano; S: Siluriano; D: Devoniano; C: Carbonifero; P:

Permiano; Tri Triassico; J: Giurassico; K: Cretaceo.

Comunità planetaria

globale ,composta dal

mosaico integrato di

comunità locali

LA BIOSFERA

Un’ecosfera artificiale in miniatura,

composta di autotrofi (alghe), eterotrofi

(piccoli crostacei) e decompositori

(batteri), in grado di sopravvivere in

presenza di radiazione luminosa per

alcuni anni

L’ECOSFERA

Ecosistema planetario la cui struttura , dinamica ed evoluzione sono determinati

dalle interazioni tra litosfera, idrosfera, atmosfera e biosfera

Composizione elementare attuale dei

compartimenti dell’ecosfera

James Lovelock ha introdotto per la prima volta l’ipotesi di Gaia nel

1972 in collaborazione con Lynn Margulis, biologa nota per l’ipotesi

che la cellula eucariote sia frutto di simbiosi tra più cellule procariote.

Nella sua prima formulazione l'ipotesi Gaia, che altro non è che il nome del pianeta vivente (derivato da quello

dell'omonima divinità femminile greca, nota anche col nome di Gea), si basa sull'assunto che gli oceani, i mari,

l'atmosfera, la crosta terrestre e tutte le altre componenti geofisiche del pianeta terra si mantengano in

condizioni idonee alla presenza della vita proprio grazie all'azione della biosfera.

L’IPOTESI GAIA

La vita, o la biosfera, regola o mantiene il clima e la composizione

atmosferica ad uno stato per sé ottimale».

Il Pianeta Terra viene visto come un superorganismo come già aveva

fatto Hutton. Questa affermazione per gli autori non contiene nulla di

teleologico.

Si tratta di una metafora o di un modello e come tale va considerato. È una visione che si oppone al metodo

riduzionista di ricerca (per cui il funzionamento di un sistema è controllato dai singoli costituenti) e applica il

metodo olistico (per cui il funzionamento di un sistema è controllato dal sistema nel suo complesso)

Questa omeostasi è l'effetto dei processi di feedback attivo svolto in maniera autonoma e inconsapevole dal

biota. Inoltre tutte queste variabili non mantengono un equilibrio costante nel tempo ma evolvono in sincronia con

il biota. Quindi i fenomeni evoluzionistici non riguardano solo gli organismi o l'ambiente naturale,

ma l'intera Gaia.

Daisy World: a model for Gaia

Welcome to planet Daisyworld: a computer

model planet like the Earth, orbiting a star

like the Sun, but on which the only species

are light and dark daisies.

In the distant past, when the star was less

luminous, only the equatorial region would

have been warm enough to permit the

growth of daisies, and the dark daisies

would have flourished, because they absorb

more warmth from sunlight. Gradually the

dark daisies would have colonized most of

the planet, and by absorbing heat begun to

warm the surface environment.

However, as the star’s luminosity increased

the lighter daisies would have been favoured

instead, due to their natural ability to keep

themselves and the planet cool, by reflecting

more light. Finally, when the heat flux from

the star becomes so great that not even the

white daisies can keep the planet cool

enough for life, deserts spread from the

equator and finally the system fails and

Daisyworld dies.