LA FAUNA
SOTTERRANEA
AMBIENTE SOTTERRANEO
AMBIENTE LIMITE?
STRUTTURA
FUNZIONE
GEOMORFOLOGIA
STORIA
EVOLUTIVA
COMPOSIZIONE
SUBSTRATO
BIOTA
CHIMISMO
RISORSE
TROFICHE
IDROLOGIA
ADATTAMENTO
CONTESTO
ECOLOGIA
AMBIENTALE ORGANISMI
VIVENTI
MORFOLOGIA
ETOLOGIA
Classificazione fisica
ambiente sotterraneo
Ambiente
sotterraneo
Sistemi permeabili
per fessurazione
(ambienti di fessura
e cavità)
Terrestre
carsico, evaporitico,
lavico non sommerso
Acquatico
carsico, evaporitico,
lavico sommerso
Sistemi permeabili
per porosità
(ambiente dei
sedimenti inconsolidati)
Terrestre
(edafico, epicarso)
Acquatico
(interstiziale,
iporreico, freatico)
Ambiente sotterraneo terrestre/
Ambiente sotterraneo acquatico:
dov’è il confine?
semiterrestre
terrestre
acquatico
Diagramma di un sistema carsico
Terreni non carsici
Vie di infiltrazione rapida
Vie di infiltrazione ritardata
Epicarso
Tavola d’acqua
Sistema annesso capacitivo
Drain trasmissivo
Livello di base Recapito
Eucarso saturo
Ambiente sotterraneo terrestre
SEZIONE DI UN’AREA CARSICA
Ambiente sotterraneo acquatico
Ecotoni acqua superficiale/
acqua sotterranea
Ambiente iporreico
Ecotoni acqua superficiale/
acqua sotterranea
Ambiente sorgivo
Ambiente sotterraneo
Caratteristiche abiotiche
Ambienti superficiali
Ambienti sotterranei
Luce
Oscurità
Ciclo nictemerale presente
Ciclo nictemerale assente
Elevata eterogeneità di
habitat
Fluttuazioni ambientali
frequenti e ampie
Ristretta eterogeneità di
habitat
Inerzia fisica
Bassa predittività
Alta predittività
Ambiente sotterraneo
Caratteristiche biotiche
Ambienti superficiali
Ambienti sotterranei
Autotrofia dominante
Eterotrofia e allotrofia
Strategia demografica r o K
Strategia demografica a
Strategia cenotica i o s
Strategia cenotica i
Elevata biodiversità
Bassa biodiversità
Alta produttività
Bassa produttività
Interazioni biotiche importanti
Interazioni biotiche scarse
Catene alimentari lunghe
Catene alimentari semplici e brevi
Possibilità di ridondanza
funzionale
Assenza di ridondanza funzionale
Resilienza alta o bassa
Resilienza bassa
Origine e destino della sostanza organica
in ambiente sotterraneo
LA FAUNA SOTTERRANEA
Gli organismi animali che vivono nell’ambiente
sotterraneo si possono classificare in due
categorie dimensionali:
1)Macrofauna (Pesci, Anfibi,
“macroinvertebrati”) (>1 mm)
2)Microfauna (“microinvertebrati”) (>1 mm)
Troglofauna e Stigofauna
Troglofauna = Fauna terrestre sotterranea
Stigofauna = Fauna acquatica sotterranea
Non tutte le specie sotterranee mostrano
lo stesso grado di adattamento all’ambiente
Categorizzazione ecologica della Stigofauna
stigosseno
stigofilo
stigobionte
Un esempio di ambiente sotterraneo acquatico
Categorizzazione ecologica della Troglofauna
troglofilo
troglosseno
troglobionte
Un esempio di ambiente sotterraneo terrestre
La Stigofauna
La Troglofauna
Adattamenti all’ambiente
sotterraneo
• Morfologici
• Fisiologici
• Etologici
Adattamenti morfologici
• Depigmentazione
• Anoftalmia e microftalmia
Darkness syndrome
Specializzazioni habitat-dipendenti
•Miniaturizzazione
•Gigantismo
•Oligomerizzazione delle appendici ambulacrali
•Allungamento delle appendici ambulacrali
•Habitus cilindrico o vermiforme in specie
interstiziali
•Ipertrofia dei chemiocettori
•Tigmotassi positiva
Piani corporei opposti prodotti della selezione di habitat
L’adattamento all’ambiente cavernicolo procede nei coleotteri
da specie con esoscheletro pigmentato, con antenne e zampe relativamente cort
a forme allungate, depigmentate e con lunghe antenne e zampe.
Adattamenti fisiologici
•
•
•
•
•
•
Longevità
Bassa specializzazione trofica
Bassa fecondità
Stagionalità riproduttiva assente
Vitellogenesi accentuata
Perdita delle sacche ovigere nelle specie
interstiziali
• Ermafroditismo e partenogenesi
• Neotenia
• Progenesi
Adattamenti etologici
•
•
•
•
Reclasping (Glatzel, 1991)
Rolling up in specie interstiziali iporreiche
Cannibalismo
Segregazione sessuale della nicchia
spaziale
• Tendenza alla diminuzione di aggressività
in pesci stigobi.
Quante specie?
What? Stage
(Wiegert, 1988)
Questione di scala
A scala globale: 21.000 specie
(Juberthie & Decu, 1998).
Attesa: 50.000-100.000 (Culver
& Holsinger, 1992).
Quali specie?
How? - Why? Stages
(Wiegert, 1988)
Relitti
filogenetici
Relitti
distribuzionali
Taxa
sopraspecifici a
distribuzione
disgiunta e
spesso con
ecologia distinta
in differenti aree
geografiche
Elevata
dispersione
tassonomica della
biodiversità
Uniche
testimonianze di
gruppi estinti in
altri habitat e altre
regioni del globo
“fossili viventi”
I Crustacea sono i dominatori delle acque sotterranee:
il 95% delle specie stigobionti afferisce a questo gruppo animale
I Coleoptera sembrano essere dominanti in
ambiente sotterraneo terrestre
(1927 specie note)
Origine della fauna sotterranea
Ambiente di colonizzazione secondaria
Origine terrestre
Origine dulciacquicola
Origine semi-terrestre
Origine marina
Modelli di colonizzazione
• Climatic Refugium model (Jeannel, 1923)
• Regression model evolution (Stock, 1980)
• Active migration model (Rouch & Danielopol,
1987)
• Two step-model evolution (Coineau & Boutin,
1990; Notenboom, 1991)
Climatic Refugium Model
glaciazioni
Two step-model
Colonizzazione dell’ambiente sotterraneo:
radiazione o invasione multipla?
CLASSIFICAZIONE
DEGLI AMBIENTI
SOTTERRANEI
PARAMETRI
DESCRITTORI
BIOTICI
ED ABIOTICI
DIMENSIONE
ECOLOGICA
DIMENSIONE
BIOLOGICA
Fauna stigobionte
e troglobionte
CLASSIFICAZIONE
ECOLOGICA
DISPERSIONE
TASSONOMICA
COLONIZZAZIONE
ADATTAMENTO
RELITTUALITA’
SPECIAZIONE
SPECIALIZZAZIONI
