Ecologia delle popolazioni: concetti fondamentali e dinamiche di crescita

Ecologia delle popolazioni

Habitat e nicchia ecologica

Ecologia delle popolazioni Scienze e tecnologie applicateEcologia delle popolazioni

• L'habitat è lo spazio fisico all'interno del quale vivono gli organismi appartenenti a una determinata specie.
• Spesso all'interno di un habitat si costituiscono microhabitat, con condizioni ambientali diversificate.
• La nicchia ecologica indica le abitudini alimentari e riproduttive di una specie, le interazioni con gli altri organismi, le sue necessità.

. In un ambiente possono coesistere molte nicchie ecologiche.Ecologia delle popolazioni

Ecosistemi e successione ecologica

• Gli ecosistemi cambiano nel tempo, evolvendo verso una situazione di equilibrio stabile.
• Successione ecologia primaria: colonizzazione di un ambiente privo di vita, ad opera di specie pioniere.Ecologia delle popolazioni

Piante pioniere e successione glaciale

Piante pioniere Ontani Fascia di transizione Climax (Foresta di abeti) La profondità del suolo aumenta a mano a mano che la successione procede. Fronte glaciale Morena giovane Morena meno giovane Morena vecchia Morena antica 300 250 Concentrazione diazoto (g per m2 di superficie) 200 Le piante pioniere e gli ontani fissano l'azoto, migliorando le condizioni per la crescita degli abeti. 150 Nel piano forestale 100 50 Nel suolo 1 50 100 150 200 Età della morena (anni)Ecologia delle popolazioni

Omeostasi e resilienza degli ecosistemi

• L'omeostasi è la proprietà di sistemi, come gli ecosistemi, di contrastare efficacemente un evento che tende ad alterarne l'equilibrio.
• Resilienza: è la capacità di un ecosistema di ritornare nelle condizioni precedenti un evento dannoso con un intensità maggiore rispetto all'omeostasi.
• Se l'ecosistema non è in grado di mantenere l'omeostasi, si può innescare una modalità di ricrescita chiamata successione secondaria.Ecologia delle popolazioni

Dinamiche e struttura delle popolazioni

• Lo studio delle popolazioni
• Le dinamiche di popolazione sono i cambiamenti nella densità e nella struttura di una popolazione, definiti dalla dispersione e dalla distribuzione per età degli individui.
• La densità di popolazione è il numero di individui per unità di superficie o di volume.
• La struttura di una popolazione è definita dalla distribuzione degli individui nell'ambiente e dalla loro distribuzione a seconda dell'età.Ecologia delle popolazioni

Dispersione degli organismi nell'ambiente

• La distribuzione degli organismi nell'ambiente è detta dispersione e può essere casuale, aggregata o regolare.

A B U I semi di dente di leone (Taraxacum officinale) sono dispersi dal vento; di conseguenza, le piante che si sviluppano da questi semi mostrano un modello di dispersione casuale. Le orche (Orcinus orca) che cacciano insieme in branco mostrano un modello di dispersione aggregata. L'estensione del territorio di nidificazione di un uccello marino come la sula bassana (Morus bassanus) è definita dall'apertura alare dell'individuo; questo comportamento si traduce in un modello di dispersione regolare.Ecologia delle popolazioni

Distribuzione per età e censimenti

• La distribuzione per età è il risultato dei processi di natalità e mortalità.
• I censimenti consentono di studiare le caratteristiche di una popolazione.
• In alcuni casi il censimento completo permette di riconoscere tutti gli individui di una popolazione.Ecologia delle popolazioni

Modelli di crescita delle popolazioni

• I modelli di crescita delle popolazioni
• Se l'ambiente avesse risorse illimitate e nessun fattore di disturbo, le popolazioni crescerebbero in modo esponenziale.Ecologia delle popolazioni

Crescita esponenziale e risorse illimitate

L 2000 1800 1600 Numero di piccoli nati 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 1960 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 Anno Teoricamente, una popolazione in un ambiente con risorse illimitate potrebbe crescere all'infinito.Ecologia delle popolazioni

Capacità portante e crescita logistica

• Il numero massimo di individui per unità di superficie che un ambiente può sostenere è detto capacità portante dell'ambiente (K) ed è determinato dai fattori limitanti.
• Il grafico della dimensione di una popolazione nel tempo assume una forma a S: questo andamento è chiamato crescita logistica.

Capacità portante ambientale (K) Dimensione della popolazione Il tasso di crescita rallenta. Il tasso di crescita accelera. Si raggiunge un tasso di crescita massimo. TempoEcologia delle popolazioni

Fattori che influenzano la densità di popolazione

• La densità di popolazione è influenzata da:
• abbondanza delle risorse;
• taglia degli individui;
• tempo di permanenza in un'area;
• organizzazione sociale.Ecologia delle popolazioni

Strategie riproduttive: r e k

• Gli organismi adottano strategie diverse, per bilanciare le energie spese per riprodursi rispetto a quelle necessarie per sopravvivere.
• La strategia r è sfruttata in ambienti instabili da specie in grado di produrre una prole molto numerosa.
• La strategia k è preferita dalle specie longeve con la presenza di cure parentali.Ecologia delle popolazioni

Confronto tra specie a strategia r e k

Specle a strategia r Specie a strategia k Habitat Possono occupare un'ampia varietà di habitat. Elevata tolleranza sia all'instabilità ambientale sia alla scarsa qualità delle risorse. Habitat Richiedono un habitat specifico, con elevata stabilità ambientale. Utilizzatori efficienti di risorse specifiche. Fisiologia Rapido sviluppo embrionale, veloce raggiungimento della maturità sessuale, piccole dimensioni del corpo. Fisiologia Sviluppo embrionale prolungato, lento raggiungimento della maturità sessuale, elevate dimensioni del corpo. Strategia riproduttiva Accoppiamento casuale. Prole numerosa. Scarso o nullo impegno nelle cure parentali. Strategla riproduttiva Scelta del partner, legami di coppia. Poca prole per ogni atto riproduttivo. Grande impegno nelle cure parentali. Sopravvivenza Breve durata della vita, mortalità densità-indipendente. Sopravvivenza Lunga durata della vita, mortalità densità-dipendente. Fluttuazioni della popolazione Breve periodo di crescita esponenziale, seguito da un crollo periodico o stagionale della popolazione. Fluttuazioni della popolazione Lento incremento nello sviluppo della popolazione che si stabilizza in prossimità della capacità portante (K). Esempl Dente di leone, mosca domestica, coniglio. Esempl Quercia, gorilla, orso polare, essere umano.