Cristina Cavazzuti
Daniela Damiano
Biologia
Cavazzuti, Damiano, Biologia © Zanichelli editore 2015
Capitolo 13 La biosfera
1. I viventi e l’ambiente
2. Il flusso di energia negli ecosistemi
3. I cicli biogeochimici
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Lezione 1
I viventi e l’ambiente
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1. L’ecologia è la scienza che studia le
interazioni tra gli organismi viventi e
l’ambiente in cui vivono
Le diverse caratteristiche degli ecosistemi, oggetto di studio dell’ecologia,
dipendono da fattori biotici e abiotici:
• La componente biotica comprende tutte le popolazioni di
organismi viventi che abitano l’ecosistema;
• La componente abiotica è rappresentata dai fattori fisici e chimici
che caratterizzano quello specifico ambiente.
I principali ecosistemi sono raggruppati a formare i biomi, definiti in
base alle comunità animali e vegetali che li popolano.
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2. Un esempio di ecosistema: lo stagno
Lo stagno è un esempio di ecosistema.
Nello stagno si distinguono quattro
zone:
1. la zona litorale;
2. la zona delle acque aperte;
3. la zona profonda;
4. la zona dei fondali.
Ogni tipo di organismo svolge il
proprio ruolo all’interno della
comunità.
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2. Un esempio di ecosistema: lo stagno
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3. In un ecosistema sono presenti diversi
habitat
L’habitat è il luogo naturale dove vive una determinata popolazione.
Ciascun habitat possiede specifiche caratteristiche abiotiche che
permettono a una data specie di vivere e svilupparsi. Ogni popolazione
occupa una sua nicchia ecologica e ha uno o più ruoli specifici. Le
nicchie di differenti specie non sono mai identiche e specie che tentino
di occupare la medesima nicchia ecologica entrano in competizione tra
loro. Solo una riuscirà a occupare la nicchia desiderata. Talvolta, una
specie occupa nicchie diverse nei differenti stadi della sua vita.
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Lezione 2
Il flusso di energia negli
ecosistemi
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4. La fonte primaria di energia per tutti gli
ecosistemi naturali è il Sole
Il Sole rifornisce di energia il nostro pianeta sotto forma di radiazione
luminosa. La gran parte di questa energia viene assorbita e dissipata
dalla terra sotto forma di calore, ma una piccola parte viene utilizzata
dagli organismi fotosintetici per trasformare le sostanze inorganiche
prelevate dall’ambiente (diossido di carbonio e acqua) in sostanze
nutritive. Tali organismi sono detti autotrofi e costituiscono i produttori
all’interno degli ecosistemi.
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5. I consumatori utilizzano le sostanze
nutritive fabbricate dai produttori
Ogni gruppo caratterizzato dalle stesse esigenze alimentari rappresenta
un livello trofico. I livelli trofici sono collegati tra loro e formano la
catena alimentare. In un ecosistema le catene alimentari interagiscono
tra di loro formando una rete alimentare. I consumatori primari sono
erbivori, quelli secondari e terziari carnivori.
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6. I detritivori e i decompositori si nutrono
di tessuti morti o di materiali di rifiuto
I detritivori si cibano di prodotti di rifiuto o di tessuti morti.
I decompositori ricavano energia dalla demolizione dei resti organici
fino a ridurli in sostanze inorganiche.
Entrambi riciclano le sostanze di cui hanno bisogno le piante per
compiere il lavoro di produttori.
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6. I detritivori e i decompositori si nutrono
di tessuti morti o di materiali di rifiuto
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7. Passando da un livello trofico a un altro
viene perduta parte dell’energia
immagazzinata
La maggior parte dell’energia,
nel passaggio da un livello
trofico a un altro, viene
perduta. Tra un livello trofico e
l’altro si conserva circa il 10%
della biomassa. Gli ecologi
utilizzano la piramide delle
biomasse per evidenziare la
perdita di energia (biomassa).
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Lezione 3
I cicli biogeochimici
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8. La materia presente sulla Terra deve
essere riciclata perché è in quantità fisse e
limitate
Tutta la materia che
costituisce la biosfera deve
essere continuamente
riciclata e ridistribuita tra gli
esseri viventi e l’ambiente.
Il ciclo dell’acqua è messo in moto dal Sole ed è caratterizzato
da una serie di passaggi di stato e spostamenti
tra idrosfera, atmosfera e biosfera.
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9. La materia passa dall’ambiente agli
organismi viventi e viceversa in un ciclo
unico
Gli elementi chimici che formano le biomolecole sono carbonio, azoto,
idrogeno, ossigeno, azoto e fosforo. Essi compiono un ciclo passando
dalla forma inorganica (nel suolo, nell’aria o nell’acqua) a quella organica
(negli esseri viventi), e poi nuovamente alla forma inorganica. I
produttori trasformano le sostanze inorganiche dell’ambiente in
composti organici. I consumatori, nutrendosi dei produttori, assimilano
queste sostanze e liberano prodotti di rifiuto. I decompositori
riconvertono le sostanze di rifiuto e i tessuti morti in materia inorganica.
Questo processo prende il nome di ciclo biogeochimico.
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10. Il flusso del carbonio all’interno di un
ecosistema è strettamente legato a quello
dell’ossigeno
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10. Il flusso del carbonio all’interno di un
ecosistema è strettamente legato a quello
dell’ossigeno
L’ossigeno (O2) si libera
Fotosintesi e ciclo del carbonio
nell’atmosfera come
prodotto di scarto.
La pianta assorbe
La fotosintesi incorpora gli
diossido di carbonio
atomi di carbonio all’interno
(CO2) dall’atmosfera e
di composti organici
acqua (H2O) dal suolo.
(zuccheri e cellulosa).
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11. Le attività umane hanno modificato il
ciclo del carbonio
La produzione di diossido di carbonio è notevolmente aumentata a
causa dei processi industriali, del riscaldamento, delle automobili. Il
diossido di carbonio è responsabile dell’effetto serra.
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12. I batteri trasformano l’azoto in composti
utilizzati dalle piante per sintetizzare
molecole organiche
Diversamente dal
diossido di carbonio,
i produttori non sono
in grado di assimilare
direttamente l’azoto.
Prima deve essere
trasformato in ioni
ammonio e ioni
nitrato dai batteri
azotofissatori e
nitrificanti.
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