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L’uomo,i viventi, l’ambienteLezione 7Dinamiche di popolazione, capacità portante e biologia della conservazione
Luca Fiorani
Luca Fiorani – L’uomo,i viventi, l’ambiente
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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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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Dinamiche di popolazione e capacità portante
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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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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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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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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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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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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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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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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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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 23
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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 sostenute24
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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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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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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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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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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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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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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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Fine della lezione…