Condizioni ambientali e risorse Interazione tra organismi e ambiente

Condizioni ambientali e risorse
Interazione tra organismi e ambiente fisico
Corso di Ecologia | modulo 6: condizioni ambientali e risorse
•
le condizioni ambientali sono
caratteristiche chimico-fisiche
dell’ambiente che non vengono
consumate ma possono essere
alterate dall’attività degli
organismi
•
le risorse sono componenti
dell’ambiente utilizzate e
consumate dagli organismi per
il loro accrescimento e
mantenimento
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1
Temperatura
•
la temperatura ha due
effetti opposti sulle
reazioni biochimiche:
•
aumentando l’energia cinetica
delle molecole aumenta la
velocità delle reazioni
•
diminuisce la stabilità degli
enzimi fino a modificarne la
forma e comprometterne la
funzionalità
la temperatura ottimale è quella
che massimizza i tassi di reazione
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Regolazione della temperatura nelle piante
stomi fogliari
foglie
di faggio
foglie di acacia Corso di Ecologia | modulo 6: condizioni ambientali e risorse
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2
Regolazione della temperatura negli animali
meccanismo che
determina la
temperatura
andamento della
temperatura
ectotermia
pecilotermia
assorbimento di calore
dall'esterno
temperatura corporea
variabile
endotermia
omeotermia
produzione di calore
metabolico
temperatura corporea
costante
ecto-endotermia
eterotermia
meccanismo misto in
base alle condizioni
ambientali
temperatura corporea
variabile o costante
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Strategie
serpente
giarrettiera
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3
Sangue caldo o freddo? pro e contro
pecilotermi
omeotermi
più energia disponibile per
l’accrescimento
molta energia persa in
respirazione per generare calore
a parità di peso devono
mangiare meno
(possono digiunare a lungo)
a parità di peso devono
mangiare di più
sono più
lenti
e torpidi
a basse
temperature
sono indipendenti dalla
temperatura esterna e più
reattivi in un ampio spettro
di condizioni ambientali
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Acqua
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4
Luce: la fotosintesi
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Luce: radiazione fotosinteticamente attiva
PAR
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5
Luce: perché le foglie sono verdi?
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Luce: attenuazione nei corpi d’acqua
Intensità luminosa
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Legge di Beer:
I(z) = I0 exp(-kz)
Profondità (m)
0
acqua pura
oceano
acque costiere
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6
Luce: l’effetto della vegetazione
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Luce: adattamento al fotoperiodo
•
sincronizzare la propria attività
con i ritmi giorno/notte e con le
stagioni consente di prepararsi
in anticipo ai cambiamenti
periodici dell’ambiente
sfuggire ai predatori
cogliere il momento giusto per
nutrirsi o per riprodursi
preparare l’organismo a
sopravvivere a condizioni
più aspre
lo scoiattolo volante comincia la sua attività
notturna sempre più tardi al crescere della
durata del giorno
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7
Livello di attività spontanea
Orologi multipli
•
organismi intertidali come il
granchio violinista hanno un
orologio circadiano (24 h)
e uno lunare (2 cicli da 12.4 h)
•
in condizioni di luce e
temperatura costanti si fa
sentire solo l’orologio lunare,
e i picchi di attività si sfasano
rispetto al giorno solare
di circa 51 minuti ogni giorno
Tempo (ore)
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Nutrienti
•
principali elementi essenziali per
piante e animali:
C, O, H > tutta la sostanza organica
N > clorofilla, proteine, basi azotate
P > DNA, trasferimenti di energia
nella cellula
S > proteine
Ca > scheletri
Mg > clorofilla
K, Na, Cl > bilanci ionici
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La legge del minimo
esempio:
il fabbisogno di azoto di una pianta è pari
all’1.5%, mentre quello di fosforo è pari
allo 0.5% (in peso)
•
la crescita di un organismo
è limitata non dalla
disponibilità complessiva di
risorse ma dalla risorsa che è
presente nell’ambiente in
minore quantità rispetto alle
necessità dell’organismo
(risorsa limitante)
•
nota anche come legge di Liebig,
(formulata originariamente nel
1828 dall’agronomo tedesco Carl
Sprengel)
qual è il fattore limitante in un terreno
con 200 unità di azoto e 100 di fosforo?
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Nutrienti limitanti in ambiente acquatico
N/P < 29
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La risalita delle acque profonde (upwelling)
el Niño
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La stratificazione delle acque
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10
Nutrienti limitanti in ambiente terrestre
noduli radicali
prodotti dalla
simbiosi con
Rhizobium
trifoglio dei prati
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