Interazioni
Interazioni fra organismi
•
oltre che con l’ambiente circostante gli organismi
circostante, gli organismi interagiscono anche con gli altri organismi dell’ecosistema
•
l’interazione tra due specie può essere di vario tipo:
di
i ti
vantaggiosa per entrambe (+/+)
f vantaggiosa per una sola (+/− o
gg
p
(
+/0))
f svantaggiosa per entrambe (− /−)
f
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[ 2 ]
I tipi principali di interazione
−
• predazione
A
B
+
• competizione
A
B
−
• mutualismo
−
A
+
B
+
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[ 3 ]
La predazione
−
A
B
+
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[ 4 ]
Predatori in senso stretto
• uccidono le prede
(molte nel corso della vita) nel corso della vita)
e di solito le mangiano interamente
• sono per lo più carnivori
• dal punto di vista funzionale sono compresi anche gli organismi semivori e planctivori
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[ 5 ]
Pascolatori
• mangiano solo
una parte
p
delle prede
p
(molte nel corso della vita),
generalmente senza ucciderle
id l
• sono tipicamente erbivori
p
• dal punto di vista funzionale comprendono funzionale
comprendono
anche i succhiatori di sangue
g
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[ 6 ]
Parassiti
• mangiano solo una
parte delle prede e generalmente non le uccidono
• di solito attaccano
uno o pochi individui nel corso della vita
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[ 7 ]
Parassitoidi
• sono generalmente insetti che depongono le uova nel corpo di altri insetti
d l
• le larve attaccano un solo individuo nel corso della vita ma lo portano alla morte
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[ 8 ]
Dinamiche preda‐predatore
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[ 9 ]
Il concetto di risposta funzionale
S
f
searching
handling T
Holling, C.S. (1959) Some Characteristics of simple types of predation and parasitism Canadian Entomologist 91: 385 398
predation and parasitism. Canadian Entomologist 91: 385‐398
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[ 10 ]
Tre tipi di risposta funzionale
W
Ti 1 organismi filtratori
Tipo 1:
i i filt t i
Tipo 2: ricerca (tempo variabile)
+ manipolazione (tempo costante) T
W
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Tipo 3: apprendimento o prey switching
[ 11 ]
L’importanza di spazio e tempo: le arance di Huffaker
f
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S
Eotetranychus sexmaculatus (preda)
T
Typhlodromus Typhlodromus
occidentalis (predatore)
Huffaker, C.B. (1958)
Experimental studies on predation: Dispersion factors and predator‐prey oscillations.
Hilgardia 27: 343‐383
[ 12 ]
La competizione
−
A
B
−
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[ 13 ]
I parameci di Gause
W
Paramecium aurelia
Paramecium caudatum T
f
Gause, G.F. (1934) The struggle for existence
S
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Pseudomonas aeruginosa
Pseudomonas
aeruginosa
(= Bacillus pyocyaneus)
[ 14 ]
Il principio di esclusione competitiva
Georgii Frantsevich Gause
(1910–1986)
f
Gause, G.F. (1934)
The struggle for existence
The struggle
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•
se due specie competono per la stessa so sa, u a de e due è
stessa risorsa, una delle due è destinata all’estinzione
•
in particolare, avrà la meglio la p
,
g
specie che ha bisogno della quantità minore di risorsa per la pura sopravvivenza
pura sopravvivenza
•
nella realtà ogni specie cerca di evitare la competizione sfruttando variazioni nell’ambiente o nelle risorse
[ 15 ]
Il risultato non è sempre uguale: gli esperimenti di Park
T
Tribolium castaneum
c
f
f
Park, T. (1948) Experimental studies of interspecies competition. I. Competition between populations of the flour beetles Tribolium confusum Duval and of the flour beetles, Tribolium confusum
Duval and
Tribolium castaneum Herbst. Ecological Monographs 18: 265‐308
Park, T. (1953) Experimental studies of interspecies competition. II. Temperature, humidity, and competition in two species of Tribolium.
Physiological Zoology 27: 177‐238
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Temperatura
Umidità
(°C)
34
34
29
29
24
24
(%)
70
30
70
30
70
30
Tribolium confusum
% vittorie
T. confusum
0
90
14
87
71
100
T. castaneum
100
10
86
13
29
0
[ 16 ]
La nicchia ecologica
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•
la nicchia è l’insieme dei fattori biotici e abiotici che
fattori biotici e abiotici che permettono la sopravvivenza, la crescita e la riproduzione di una specie
•
il principio di esclusione competitiva può essere riformulato come
«due specie non possono
«due specie non possono coesistere se condividono
la medesima nicchia»
[ 17 ]
Le dendroiche di MacArthur
f
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
MacArthur, R.H. (1958)
Population ecology of some warblers of northeastern coniferous forests.
Ecology 39: 599‐619
[ 18 ]
Competizione tra cirripedi sulle scogliere
f
f
Connell, J.H. (1961) The effects of competition, predation by Thais lapillus and other factors on natural populations of the barnacle, Balanus balanoides. Ecological Monographs 31: 61‐104
Connell, J.H. (1961) The influence of interspecific competition and other factors on the distribution of the barnacle Chthamalus stellatus. Ecological Monographs 31: 61‐104
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 19 ]
Nicchia fondamentale e nicchia realizzata
•
nicchia fondamentale:
la gamma completa di
la gamma completa di condizioni e risorse che una specie può sfruttare
•
nicchia realizzata:
la porzione di nicchia effettivamente utilizzata sotto la pressione della competizione con altre
competizione con altre specie
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[ 20 ]
I fringuelli di Darwin
•
spostamento dei caratteri:
in condizioni di simpatria, la selezione naturale favorisce la
selezione naturale favorisce la differenziazione delle nicchie tra specie in competizione
•
allargamento della nicchia:
in condizioni di allopatria, p
ogni specie tende a utilizzare l’intero spettro di risorse (competitive release)
(competitive release)
f
Grant, P.R. (1986)
Ecology and evolution of Darwin’s Finches
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[ 21 ]
La selezione naturale in azione
f
Grant, P.R. (1986)
Ecology and evolution of Darwin’s Finches
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 22 ]
Il mutualismo
+
A
B
+
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 25 ]
Mutualismo trofico: gli uccelli indicatori
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 26 ]
Mutualismo trofico: i licheni
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 27 ]
Mutualismo trofico: le micorrize
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 28 ]
Mutualismo dispersivo: gli impollinatori
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 29 ]
Mutualismo difensivo: acacie e formiche
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 30 ]
Il commensalismo
• foresi
• inquilinismo
• metabiosi
0
A
B
+
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 31 ]
Catene e reti trofiche: chi mangia chi?
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 32 ]
Catene e reti trofiche: chi mangia chi?
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 33 ]
Relazioni trofiche nella tundra a Barrow (Alaska)
Gufo delle nevi
Gufo dalle
orecchie corte
Cacciatore di
Pomerania
Gabbiano glauco
Cacciatore di
Pomerania parassita
Volpe artica
p rossa
Volpe
Donnola
D
l
minore
Cacciatore di
Pomerania dalla
coda lunga
Donnola dalla
coda corta
Lemming (specie Lemmus e Dicrostonyx)
Vegetazione a tundra
f
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
Pitelka F., Tomich P. & Treichel G. (1955) Ecological relations of jaegers and owls as lemming predators near Barrow Alaska
lemming predators near Barrow, Alaska. Ecological Monographs 25:85‐117
[ 34 ]
Catene di pascolo e di detrito a Wytham Woods
Luce
Produttori
primari
Consumatori
primari
L tti
Lettiera
Alberi e
cespugli
Erbe
Falene
invernali
Insetti
Querce
Tortrix
Arvicole
e topi
f
Consumatori
secondari
Ragni
Consumatori
terziari
Parassiti
Cinciallegre
Gufi
Donnole
Cyzenis
Iperparassiti
Altri
defoliatori
Vermi
del suolo
Philonthus
Abax
Feronia
Topiragno
Funghi
Insetti
del suolo
Talpe
Varley G. (1970) The concept of energy flow applied to a woodland community. in: Watson A. (ed.) Animal Populations i R l i
in Relation to Their Food Resources
Th i F d R
Corso di Ecologia | modulo 10: interazioni trofiche
[ 35 ]
Il concetto di specie chiave
f
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Paine R.T. (1966)
(
)
Food web complexity and species diversity.
American Naturalist 100: 65‐75
[ 36 ]
