ecologia per il TOLC med, Appunti di Biologia

Scarica ecologia per il TOLC med e più Appunti in PDF di Biologia solo su Docsity! ECOLOGIA (wau university) ecologia = è una disciplina estremamente vasta, estremamente complessa che essenzialmente si occupa di studiare le interazioni tra gli organismi e l’ambiente in cui questi organismi vivono. Quando parliamo di organismi ci riferiamo ad esseri viventi, mentre non sempre parlare di ambiente si riferisce ad organismi viventi perchè le rocce, l’acqua, i mari, gli oceani, i fiumi, i vulcani fanno parte di un ambiente che è vissuto/è occupato da organismi viventi però naturalmente quando parliamo di rocce o di mari dal punto di vista chimico parliamo di materia inorganica quindi non vivente. Chi è stato il primo scienziato a coniare il termine “ecologia” ? Ernst Haeckel, un biologo tedesco, tra l’altro straordinario disegnatore; egli conia questo termine fondendo due parole che hanno un’etimologia greca: oikos (casa, ambiente) e logos (studio, parola,discorso) quindi l’ecologia è lo studio dell’ambiente (è lo studio della casa di tutti noi cioè il pianeta terra). L’ecologia è una disciplina molto complessa perchè studiare le interazioni tra specie viventi anche molto diverse che occupano degli habitat diversi non è una cosa da poco. L’ecologia studia come gli esseri viventi possano influenzare l’ambiente in cui i viventi vivono quindi anche come l’ambiente sia influenzato e a sua volta l’ambiente influenzi indirettamente gli esseri viventi che lo abitano. → quando parliamo di ambiente parliamo di fattori ecologici, che possono essere ulteriormente distinti in fattori biotici cioè tutto ciò che possiede una vita/ che è dotato di vita quindi gli esseri viventi e fattori abiotici cioè la materia inerte/inanimata (acqua, rocce ecc) In generale quando parliamo di materia parliamo sempre anche di energia (quest’ultima è il motore di tutto il mondo e essa si trasforma). Cosa studia l’ecologia? - lo scambio di energia tra il sole, che è la fonte primaria di energia del nostro sistema solare, e la Terra e in particolare l'ecologia si occupa di studiare lo scambio di energia tra il sole, la Terra e la componente biotica e abiotica della Terra. Naturalmente ci sono molteplici modalità di scambiare l’energia, molteplici modalità non solo di trasferire l’energia ma anche di conservare l’energia (energia cinetica, calore; esistono forme importantissime di energia che sono quelle dell’energia chimica però ovviamente tutto quello che sta sulla Terra è legato a doppio filo al sole, all’energia luminosa e al calore che dal sole ci arriva) - interazioni tra i processi geochimici e quelli biochimici degli esseri viventi; quando parliamo della chimica dei viventi la definiamo più propriamente biochimica, biochimica che rientra in pieno titolo nella descrizione dei vari processi metabolici che possono accadere ad es all’interno di una cellula; quando parliamo invece di chimica di alcuni materiali inerti che compongono la crosta terrestre e non solo, anche il centro della Terra, quindi la chimica dei minerali, noi in particolare parliamo di geochimica che naturalmente è fondamentale, nel senso che ad es l’energia/il calore trasmesso da un vulcano sottomarino alle acque circostanti, naturalmente questo calore ha un impatto sullo sviluppo e sulla sopravvivenza di alcune forme di vita che si trovano a 7-8-10-11000 metri sotto il mare quindi è molto importante anche lo scambio di energia tra una componente inerte dal punto di vista della vita nella Terra ma fondamentale e naturalmente anche lo scambio di energia che avviene invece dagli esseri viventi tra di loro e nel complesso in tutto l’ambiente - diversità biologica/ biodiversità = la varietà di organismi viventi presenti in un determinato ecosistema (fattori → biotici: sono tutti quei fattori che sono viventi, tutto ciò che vive abiotici: energetici, chimici e in generale la sostanza che non può essere considerata vitale; ad es montagna, roccia, ruscello, acqua nonostante siano fondamentali per la vita di per sè metabolismo della cellula fanno sì che la cellula infettata possa effettivamente produrre una grande quantità di virus o di virioni) Classificazione dei viventi I viventi sono tanti, un conto è il batterio più piccolo del mondo (che a volte può essere molto pericoloso, virulento, patogenico) e un conto è una balenottera azzurra, un conto è una pianta oppure un fungo, noi stiamo parlando sempre di esseri viventi ma naturalmente con caratteristiche completamente diverse. tassonomia = scienza che si occupa di classificare gli esseri viventi Haeckel verso la fine dell’800 propose una classificazione dei viventi in 3 regni Il criterio classificativo oggi comunemente accettato è quello di Cavalier-Smith, proposto quasi una ventina di anni fa → essenzialmente gli esseri viventi si distinguono in 2 grandi domini (procarioti ed eucarioti) e in 7 regni (nei procarioti c’è il regno degli archeobatteri e quello degli eubatteri; mentre invece negli eucarioti ci sono 5 regni che sono il regno dei protisti, il regno dei cromisti, il regno delle piante, il regno dei funghi e il regno degli animali), fra la cellula eucariote e la procariote ci sono differenze di complessità, in particolare nei procarioti il DNA è sparso o contenuto tutto sommato in maniera poco strutturata all’interno della cellula/ nel cosiddetto protoplasma della cellula mentre invece negli eucarioti il DNA quindi il materiale genetico è sì contenuto all’interno della cellula ma in una struttura particolarmente complessa e importante interna alla cellula stessa che si chiama nucleo quindi praticamente gli eucarioti contengono il loro materiale genetico all’interno del nucleo tant’è che il termine “eucariote” deriva dal greco antico “eukarion” cioè “vero nucleo" quindi questa è la ragione del nome che utilizziamo noi oggi La biosfera e le sue suddivisioni La biosfera è l’insieme degli esseri viventi e dell’ambiente che crea le condizioni affinchè la vita possa sorgere e prosperare. Però ci sono altre suddivisioni che riguardano soprattutto l’aspetto della vita e dei viventi: - l’ecologia può studiare dal punto di vista biologico un individuo, che è il singolo essere di una specie che possiede caratteristiche di quella specie - un individuo o meglio più individui della stessa specie vanno a formare una popolazione - nella stessa area geografica però ci possono essere popolazioni di più specie, ad es in città ci sono piccioni, cani ecc, essi fanno parte di una comunità, questa si chiama comunità - ecosistema = insieme dei fattori biotici (cioè degli organismi viventi della comunità) e abiotici di una specifica zona geografica - c’è in realtà un insieme ancora più grande che racchiude i vari ecosistemi e questa classificazione o categoria più grande si chiama bioma, questo è una porzione molto grande della biosfera che ha caratteristiche climatiche, geologiche, floreali e faunistiche molto comuni - poi c’è l’ecosistema Cos’è un bioma? Un bioma è una porzione della biosfera dove interagiscono tra di loro comunità di esseri viventi e le cui caratteristiche dipendono sostanzialmente dal clima cioè dalla temperatura e dalla piovosità Cosa significa? Significa che possiamo avere dei biomi simili (non proprio uguali ma simili) in zone geografiche completamente diverse cioè il bioma essenzialmente è un concetto che racchiude in sè/ nel proprio insieme tutti gli ecosistemi che presentano condizioni climatiche simili tra di loro e le condizioni climatiche sono dovute essenzialmente alle precipitazioni, cioè alla pioggia, e alla temperatura e queste cose sono influenzate dalle coordinate geografiche cioè dalla latitudine, dall’altitudine e dalla longitudine (un conto è essere all’equatore dove la latitudine, cioè la distanza dall’equatore, essenzialmente è zero e un conto è essere al polo nord o al polo sud dove la latitudine è 90 gradi nord o 90 gradi sud quindi c’è la massima distanza dall’equatore, all’equatore fa molto caldo mentre ai poli fa molto freddo anche se purtroppo con i cambiamenti climatici che stiamo osservando le cose potrebbero cambiare in peggio). → il deserto per es è un tipo di bioma oppure la savana è un tipo di bioma oppure esiste il bioma polare (questo si ritrova agli antipodi della nostra Terra quindi in zone geografiche completamente diverse/ opposte però naturalmente al polo nord e al polo sud ci sono delle condizioni climatiche assai simili per non dire uguali) Un altro esempio/ tipo di bioma è la rainforest, cioè la foresta pluviale, dove abbiamo delle precipitazioni atmosferiche che sono esagerate, umidità e caldo terribili. Il bioma della foresta pluviale tropicale (tropicale significa che si trova su uno dei tropici) si ritrova in parti molto diverse del nostro globo terrestre, per es lo si ritrova nella foresta amazzonica (quindi Piramide dell’energia → alla base del funzionamento della biosfera e di un pianeta intero c’è l’energia solare e poi naturalmente tutti più o meno consumano questa energia solare ma vediamo in che modo perchè, per es, ci sono degli organismi alla base di questa piramide energetica (qui rappresentata come catena alimentare o ciclo trofico) chiamati produttori. I produttori sono le piante. Perchè le piante sono produttori per altre specie viventi? Perchè le piante producono l’energia o meglio convertono l’energia luminosa per es attraverso la fotosintesi clorofilliana per produrre tutte le sostanze di cui le piante stesse hanno bisogno quindi tra gli organismi viventi le piante sono organismi autotrofi cioè significa che le piante sono in grado di sintetizzare tutte le molecole che sono a loro necessarie, molecole organiche in particolare che sono a loro necessarie quindi una pianta è completamente indipendente (anche se ha bisogno di acqua, di sali minerali, di energia luminosa che deriva dal sole però a parte questo hanno bisogno di ben poco, hanno bisogno di un gas cioè l’anidride carbonica che per noi è un gas di scarto e invece le piante attraverso un processo chiamato fissazione del carbonio nell’ambito del grande processo della fotosintesi clorofilliana le piante sono in gradi di sintetizzare per es degli zuccheri che servono al loro sostentamento); le piante sfruttando l’energia luminosa vengono chiamate autotrofi ma più specificamente fotoautotrofi (“foto” da “fotone”, pacchettino di base della luce). Anche molti batteri ad es sono autotrofi, alcuni di questi (pochi) sono fotoautotrofi (alcuni fotobatteri e cianobatteri che possono fare fotosintesi), altri batteri sono dei chemioautotrofi nel senso che questi batteri sono in grado di sintetizzare delle molecole molto importanti tra di loro a partire da composti che si potrebbero definire composti di scarto (alcuni gas: anidride carbonica, azoto, ossidi dell’azoto ecc). Perchè le piante sono produttori? Perchè esse fanno tutto grazie a poche cose (sali minerali, acqua, anidride carbonica ed energia luminosa). Le piante vivono, crescono, si riproducono ma forniscono anche il cibo per i cosiddetti consumatori di primo ordine cioè organismi che si nutrono di vegetali (erbivori, dal più piccolo verme a consumatori un pochino più grandi). Ad es in questo caso il verme erbivoro o i bruchi che poi andranno a formare le farfalle che in realtà però si nutrono di foglie sono un pasto prelibato per alcuni consumatori di secondo ordine come cavallette, grilli, mantidi religiose che sono predatori. Consumatori di secondo ordine si nutrono di invertebrati come i bruchi. Consumatori di terzo ordine sono gli insettivori. Poi abbiamo consumatori di quarto ordine e quinto ordine. La piramide ecologica Se volessimo rappresentare la piramide ecologica sulla forza di un consumatore in cima alla piramide/ al vertice della catena alimentare ci saranno i superpredatori (ad es negli oceani le grandi orche assassine che sono in grado anche di uccidere e mangiare i grandi squali bianchi; nella savana sono i leoni; in India sono le tigri; oppure nei nostri boschi degli Appennini sono per es gli orsi oppure i lupi). Nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma… Cit Eraclito e Lavoisier Gli ecosistemi sono in comunicazione tra di loro e questo significa che alcuni predatori ad es possono migrare da una zona all’altra. Es una volta lupo in Italia si trovava in una zona appenninica vicino a Umbria, Marche poi a livello dell’Aspromonte, a livello dell’appennino calabrese. Poi 40 anni dopo le cose cambiano. Un grande predatore come il lupo se si sposta fino ad es al Piemonte (alla zona nord-ovest) va a creare uno spostamento importante dell’equilibrio dell’ecosistema quindi gli ecosistemi sono estremamente dinamici. Attenzione: il cambiamento climatico cambia gli ecosistemi Gli ecosistemi sono estremamente dinamici perchè è soggetto a cambiamenti ambientali, a migrazioni di animali… I cambiamenti ambientali dipendono in parte da cause naturali (cioè terremoto, eruzione vulcanica, asteroide che ha impatto sulla Terra e noi non lo possiamo governare) e da cause antropiche (umane, che sono rilevanti e che stanno portando, soprattutto negli ultimi 50-60 anni, a dei disastri a livello ecologico molto importanti).