Ecologia di popolazione e biodiversità per Scienze Biologiche, Università di Torino

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Ecologia scienze biologiche Unito Ecologia Università di Torino (UNITO) 30 pag. Prova gratis! docsity AI Genera mappe concettuali, riassunti e altro con l'AI ~Clicca qui Document shared on https://www.docsity.com/it/ecologia-scienze-biologiche-unito/11218355/ Downloaded by: sarah-rena (sarah.rena.99@gmail.com)ECOLOGIA DI POPOLAZIONE

L'uomo ha modificato così tanto l'ecologia di popolazione, che non si può più parlare di ecologia di popolazione ma ecologia di metapopolazione. Una popolazione è un gruppo di individui della stessa specie che occupa una particolare area. Ogni popolazione è parte di una comunità biotica. La popolazione possiede delle caratteristiche sue proprie, che non sono ascrivibili ai singoli (densità, natalità, mortalità ecc.). La densità di popolazione è una misura del numero o della biomassa degli individui in rapporto allo spazio disponibile. In genere la densità è funzione di: livello trofico, dimensione corporea. Si può ancora distinguere tra:

• Densità grezza -> numero (o biomassa) di organismi per unità di spazio totale
• Densità ecologica -> numero (o biomassa) di organismi per unità di spazio veramente occupabile da quella specie (esempio della Pernice bianca Lagopus mutus).

Più è basso il livello trofico, più alta sarà la densità e, in ciascun livello, più grandi sono gli individui, più grande sarà la biomassa per unità di misura. Si sottolinea che i numeri sovrastimano l'importanza dei piccoli organismi mentre la biomassa enfatizza l'importanza dei grandi organismi. Le abbondanze relative (varie misure di frequenza, per esempio) sono indici che permettono di paragonare fra loro le diverse popolazioni, ma non sono da confondersi con le densità, che sono sempre valutate in rapporto all'area. Esistono molti metodi per il calcolo delle densità di organismi:

1. metodo di Lincoln-Petersen (di cattura-marcatura-ricattura); se si catturano tanti individui e si marcano, e poi ne si ricatturano degli altri e si vede che alcuni sono marcati significa che la popolazione è quasi tutta marcata e si può effettuare solo per le popolazioni chiusi;
2. conteggi totali; si contano tutti gli animali o tutte le piante,
3. transetti o quadrati
4. importanza percentuale

[per gli alberi; è la somma della densità relativa (densità della specie divisa per la densità totale x 100), della dominanza relativa-area basimetrica (area basimetrica di una specie divisa per area basimetrica totale x 100) e della frequenza relativa di presenza (frequenza di presenza di una specie divisa la frequenza di tutte le specie x100)].

Regulus ignicapilla: animale che canta e per combattere con i maschi si gonfia e mostra la sua cresta.

Demografia

Natalità -> un parametro importante della popolazione; è la capacità di una popolazione di accrescersi per riproduzioni successive Natalità massima -> è la massima produzione teorica di nuovi individui in condizioni ideali ed è costante per una determinata popolazione Natalità ecologica o realizzata -> si riferisce all'aumento di popolazione nelle specifiche condizioni incontrate in natura Per esprimere la natalità si fa riferimento al tempo e quindi si parla di tasso di natalità:

1. tasso di natalità assoluta = numero di nuovi individui per unità di tempo
2. tasso di natalità specifica (relativa) = il numero di nuovi nati per unità di tempo per ognuno degli individui originariamente presenti (in rapporto cioè alla popolazione che li ha prodotti)

Nel dettaglio, se da 50 si passa a 150 in un'ora (cioè 100 nuove nascite), il tasso di natalità assoluta è 100, mentre il tasso di natalità specifica è 2 (cioè 100/50). La mortalità si riferisce alla morte di individui in una popolazione, ed è l'antitesi della natalità. La mortalità ecologica o realizzata dipende dalle condizioni ecologiche ed è quindi variabile. Il minimo teorico di mortalità coincide con la mortalità da vecchiaia, o da longevità fisiologica. Se M è il tasso di mortalità, 1-M è quello di sopravvivenza, che è il complemento della mortalità. Le tabelle di sopravvivenza riportano tutti i dati di mortalità in funzione delle varie classi di età e permettono astrazioni grafiche che altro non sono che le curve di sopravvivenza. Esistono tre tipi fondamentali di curve di sopravvivenza.

1 Document shared on https://www.docsity.com/it/ecologia-scienze-biologiche-unito/11218355/ Downloaded by: sarah-rena (sarah.rena.99@gmail.com)Tipo I: Elevata mortalità nell'ultimo periodo di vita Tipo II: Mortalità abbastanza costante durante l'intera vita (cervo mulo Odocoileus hemionus) Tipo III: Mortalità elevata durante la prima parte della vita Figura 6-3. I vari tipi di curve di sopravvivenza. Le curve di tipo I rappresentano organismi con un'elevata mortalità concentrata nell'ultimo periodo di durata della vita, le curve di tipo III organismi con elevata mortalità nella prima parte del periodo vitale e le curve di tipo Il organismi con una mortalità che interessa l'intera vita. 1000- Tipo I Uomo Numero di superstiti (logaritmo) 100 Tipo II Cervo mulo 10 Tipo III ostrica 100 Età In espansione Stabile Collassata Percentuale della classe di età B 20- - 18 16 14- Età in mesi 12- 10 8 6 4 2 0 0 20 In espansione La distribuzione per età (numero di 0 individui per classe di età) è una 0 50 caratteristica fondamentale di ogni Età (percentuale di durata della vita) popolazione perché influenza mortalità e natalità. Una popolazione in rapida, potenziale espansione avrà tanti giovani; una in contrazione avrà tanti individui vecchi. Le età ecologiche fondamentali sono tre:

1. pre-riproduttiva 2) riproduttiva 3) post-riproduttiva

La durata di queste tre età varia tantissimo tra diverse specie. Ci sono organismi con un periodo pre-riproduttivo assai lungo, seguito da un breve periodo riproduttivo e una quasi totale assenza di periodo post- riproduttivo. Nell'uomo la durata dei tre periodi è grossolanamente equivalente (1/3, 1/3, 1/3). Efemerotteri: Larve, acquatiche, con tre cerci. Adulti, volanti, presentano un apparato digerente trasformato in organo aerostatico, e vivono per poche ore.

0 Classe di età dominante: è un fenomeno osservato specialmente in 40 60 5 10 15 popolazioni di pesci con un tasso potenziale di natalità molto elevato, come Stabile Percentuale della classe di età le aringhe Clupea harengus. Piccoli ma tanti: sono i Clupeiformi, tra i quali ricordiamo le aringhe, le acciughe, le sardine. Tutti accomunati dal presentare banchi densissimi con gli animali che si muovono all'unisono, forse anche grazie a meccanismi feromonali. Due le famiglie. Sono clupeidi, con bocca anteriore, le aringhe del nord Atlantico Clupea harengus e le sardine del Mediterraneo Sardina philcardus. Sono engraulidi, con bocca ventrale, le acciughe (o alici) Engraulis encrasicolus mediterranee, atlantiche e baltiche. Di tanto in tanto, le condizioni ambientali favoriscono l'elevatissima sopravvivenza di una classe d'età, che diventa Dominante. Si veda l'esempio della classe di aringhe del 1904. Nel 1904 la classe dei giovani dell'anno era costituita da molti individui e dominò la popolazione anche in seguito. Siccome i pesci di età inferiore a cinque anni non sono stati catturati dalle reti, la classe del 1904 non è stata evidenziata nel 1909. L'età dei pesci veniva determinata dagli anelli di crescita sulle scaglie, che vengono depositi annualmente in modo analogo agli anelli di crescita degli alberi.

Dinamica di popolazione

Una popolazione è un'entità in continuo cambiamento, la dinamica di popolazione è lo studio dei cambi nel numero relativo di individui di una popolazione e dei fattori che spiegano questi cambi. La dinamica di popolazione fa riferimento al Calcolo numerico, che, muovendo dal concetto di cambiamento per intervallo di tempo (4), passa al concetto di derivata come cambiamento istantaneo. A N = variazione nel numero di individui A N / At = variazione nel numero di individui nell'intervallo di tempo At = Tasso di crescita specifico È utile se si vogliono confrontare popolazioni differenti 2 Document shared on https://www.docsity.com/it/ecologia-scienze-biologiche-unito/11218355/ Downloaded by: sarah-rena (sarah.rena.99@gmail.com)Se vogliamo vedere non l'incremento medio ma il tasso teorico istantaneo di un determinato momento: dN/dt > tasso di crescita istantaneo della popolazione dN/dtN >> tasso di crescita istantaneo per individuo Bisogna distinguere le curve di crescita dalle curve del tasso di crescita. Nel caso di popolazioni sottoposte a fattori limitanti, la prima è a forma di S, la seconda a forma di U capovolta (una parabola).

Curva di crescita e tasso di crescita

Curva di crescita Curva del tasso di crescita Si veda l'equazione logistica successiva, nella forma dN/dt= rN (1- N/K ). Perché questa curva è una parabola? ON K 1 1 N K/2 1 N ヒ Nel caso della curva di crescita, la pendenza, cioè la linea retta tangente di ogni punto è il tasso di crescita istantaneo in quel punto (ricordiamo: la derivata in un punto è uguale al coefficiente angolare della tangente al punto). Nel punto di flesso abbiamo il tasso di crescita maggiore. A Basso tasso di crescita (troppi individui) Numero di individui Massimo tasso di crescita Punto di flesso Basso tasso di crescita (pochi individui) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 r rappresenta la differenza tra il tasso di natalità specifica Tempo (settimane) istantanea (b - birth) ed il tasso di mortalità istantanea (d - death), e può quindi essere espresso anche come Con r>0 la popolazione cresce, con r<0 la popolazione decresce, con r=0 rimane stabile. Ci possono quindi essere diversi valori di r per una specie, a seconda della struttura della popolazione. Popolazioni squilibrate verso le classi di età maggiori hanno infatti r minori di altre. Il valore massimo del tasso di crescita si ottiene in assenza di fattori limitanti rmax, ed è indicato come tasso intrinseco di crescita o potenziale riproduttivo (o biotico). Dal potenziale biotico possiamo passare a misurazioni più illustrative di come cambia nel tempo la numerosità di una popolazione calcolando il tempo di raddoppiamento della popolazione stessa con un certo tasso di crescita. Le popolazioni hanno crescite di tipo esponenziale solo nei primi stadi della loro storia o quando ci sono condizioni ambientali molto favorevoli e non limitanti (curve a forma di J) mentre nella maggior parte dei casi, dopo la fase esponenziale, segue una fase di rallentamento indotta da fattori di resistenza ambientale (curve a forma di S).

Crescita esponenziale e sigmoidale

A A forma di J B A forma di S (K) dN = rN dt (K) Capacità massima Numero di individui (N) Numero di individui (N) K N = IN(K-N) T N Nota bene: le curve sono l'espressione grafica delle forme integrali! 0 Tempo Tempo Figura 6-9. Esempi ipotetici di curve di crescita (A) a forma di J (esponenziale) e (B) a forma di S (sigmoidale). tempo (t) 3 Document shared on https://www.docsity.com/it/ecologia-scienze-biologiche-unito/11218355/ Downloaded by: sarah-rena (sarah.rena.99@gmail.com) r=b-d (K-N) K/2 K