Università Federico II di Napoli Cenni ecologia animale CENNI DI ECOLOGIA ANIMALE Prof. Biagio DAniello CENNI DI ECOLOGIA ANIMALE Prof. Biagio DAniello

Università Federico II di NapoliUniversità Federico II di Napoli

Cenni ecologia animaleCenni ecologia animale

CENNI DI ECOLOGIA CENNI DI ECOLOGIA ANIMALEANIMALE

Prof. Biagio D’AnielloProf. Biagio D’Aniello

CENNI DI ECOLOGIA CENNI DI ECOLOGIA ANIMALEANIMALE

Prof. Biagio D’AnielloProf. Biagio D’Aniello

ZOOLOGIA APPLICATAZOOLOGIA APPLICATAZOOLOGIA APPLICATAZOOLOGIA APPLICATA

Università di Napoli“Federico II”Università di Napoli“Federico II”Dipartimento di Biologia Strutturale e FunzionaleDipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale

Campus Universitario di Monte Sant’AngeloCampus Universitario di Monte Sant’Angelo

Via Cinthia – 80126 NapoliVia Cinthia – 80126 Napoli

Università di Napoli“Federico II”Università di Napoli“Federico II”Dipartimento di Biologia Strutturale e FunzionaleDipartimento di Biologia Strutturale e Funzionale

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Ecologia animaleEcologia animale

Studio delle interazioni Studio delle interazioni degli “organismi degli “organismi animali” col loro animali” col loro

ambiente (sia organico ambiente (sia organico che inorganico) e fra di che inorganico) e fra di

loro.loro.

Questi fattori Questi fattori determinano la determinano la distribuzione e distribuzione e

l’abbondanza di una l’abbondanza di una specie.specie.



Livelli di organizzazione dei sistemi biologiciLivelli di organizzazione dei sistemi biologici



Gerarchie ecologicheGerarchie ecologichePossiamo studiare l'ecologia su diversi livelliPossiamo studiare l'ecologia su diversi livelli

AutoecologiaAutoecologia:: studio dell’organismo/individuo e dei suoi rapporti con studio dell’organismo/individuo e dei suoi rapporti con l’ambiente. Es determinazione del suo territorio mediante radiocollari.l’ambiente. Es determinazione del suo territorio mediante radiocollari.DemoecologiaDemoecologia: studio della popolazione (gruppo degli organismi : studio della popolazione (gruppo degli organismi della stessa specie che occupano una particolare area nello stesso della stessa specie che occupano una particolare area nello stesso momento). Es. analisi dei flussi migratori; densità d’individui.momento). Es. analisi dei flussi migratori; densità d’individui.SinecologiaSinecologia: studio delle comunità (gruppo di specie che occupano : studio delle comunità (gruppo di specie che occupano una particolare area e che interagiscono fra loro). Es. quantificazione una particolare area e che interagiscono fra loro). Es. quantificazione del numero di vertebrati presenti in un determinato ambiente.del numero di vertebrati presenti in un determinato ambiente.Studio dell’ecosistemaStudio dell’ecosistema: comprende le comunità e il tipo d’ambiente : comprende le comunità e il tipo d’ambiente in cui vivono (parametri biologici e non). Es. variazioni del numero e in cui vivono (parametri biologici e non). Es. variazioni del numero e del tipo di specie in relazione a modifiche ambientali.del tipo di specie in relazione a modifiche ambientali.Studi della biosferaStudi della biosfera: si riferisce all’ambiente che globalmente : si riferisce all’ambiente che globalmente sostiene la vita. Es. studi sugli effetti del buco dell’ozono, dell’effetto sostiene la vita. Es. studi sugli effetti del buco dell’ozono, dell’effetto serra a livello globale.serra a livello globale.



Ambiente o habitatAmbiente o habitat• Ciò che circonda un organismo.Ciò che circonda un organismo.• A volte il concetto si restringe all’insieme delle A volte il concetto si restringe all’insieme delle

condizioni relative all’ambiente fisico:condizioni relative all’ambiente fisico:

terrestriterrestri

acquaticiacquaticimarinimarini

acqua dolceacqua dolce

HabitatHabitat



1.1. Fattori abioticiFattori abiotici

Proprietà degli ambientiProprietà degli ambienti

— caratteristiche fisico-chimiche (temperatura, ph, caratteristiche fisico-chimiche (temperatura, ph, pressione osmotica, umidità, etc.). pressione osmotica, umidità, etc.).

— ogni fattore può essere rigorosamente misurato e ogni fattore può essere rigorosamente misurato e possedere un certo ambito di variabilità.possedere un certo ambito di variabilità.

— non vengono esauriti dall’attività degli organismi.non vengono esauriti dall’attività degli organismi.

2.2. Fattori bioticiFattori biotici— nutrimento, competitori, parassiti, predatori, etc.nutrimento, competitori, parassiti, predatori, etc.— vengono esaurite dall’attività degli organismi.vengono esaurite dall’attività degli organismi.



Ambito o Ambito o rangerange di tolleranza di tolleranzaAmbito di condizioni in Ambito di condizioni in cui la specie è in grado cui la specie è in grado

di vivere.di vivere.

Differente per le diverse Differente per le diverse specie.specie.

conseguenzaconseguenza

Habitat diversi Habitat diversi ospitano comunità ospitano comunità

diverse.diverse.

Le comunità variano Le comunità variano geograficamente.geograficamente.



Le due componenti dell’ecosistemaLe due componenti dell’ecosistema

• BiocenosiBiocenosi = insieme degli organismi che = insieme degli organismi che interagiscono tra loro nell’ecosistema.interagiscono tra loro nell’ecosistema.

• BiotopoBiotopo = insieme degli elementi (es.: luce, = insieme degli elementi (es.: luce, acqua, sali minerali, vegetazione ecc.).acqua, sali minerali, vegetazione ecc.).

ecosistemaecosistema == biotopobiotopo ++comunità comunità

bioticabiotica(biocenosi)(biocenosi)



Funzionamento di un ecosistemaFunzionamento di un ecosistema

• Un sistema ecologico non e` la semplice somma di Un sistema ecologico non e` la semplice somma di esseri viventi che vivono nello stesso luogo. Essi esseri viventi che vivono nello stesso luogo. Essi interagiscono gli uni con gli altri (comunità biotica).interagiscono gli uni con gli altri (comunità biotica).

• La comunità biologica sopravvive se c'e` equilibrio fra La comunità biologica sopravvive se c'e` equilibrio fra le sostanze alimentari prodotte e quelle consumate. le sostanze alimentari prodotte e quelle consumate.

• Ogni singola specie della comunità, pur agendo per la Ogni singola specie della comunità, pur agendo per la sua sopravvivenza, svolge un ruolo che, sua sopravvivenza, svolge un ruolo che, indirettamente, è utile alla sopravvivenza dell'intero indirettamente, è utile alla sopravvivenza dell'intero ecosistema. ecosistema.



Catena alimentareCatena alimentareIl risultato delle interazioni di natura trofica che si stabiliscono in tutti gli ecosistemi. Il risultato delle interazioni di natura trofica che si stabiliscono in tutti gli ecosistemi.

acquaacqua ariaaria

sali sali mineraliminerali

danno cibo agli danno cibo agli erbivorierbivori

nutrono nutrono i i

carnivoricarnivoririducono riducono

tutto tutto in….in….

alghealghe

funghifunghibatteribatteri rifiuti organicirifiuti organici



Rete alimentareRete alimentareRisulta più appropriata come definizione per descrivere le Risulta più appropriata come definizione per descrivere le relazioni tra le varie specie che costituisco una ecosistemarelazioni tra le varie specie che costituisco una ecosistema

Nell’ambito di Nell’ambito di una catena una catena alimentare, alimentare,

infatti, le varie infatti, le varie specie possono specie possono

nutrirsi di nutrirsi di specie diverse specie diverse e sono predate e sono predate a loro volta da a loro volta da

più di una più di una specie.specie.



Tipi di piramidi ecologicheTipi di piramidi ecologiche1. 1. Numeri:Numeri: mostra il numero mostra il numero

totale di organismi ad ogni totale di organismi ad ogni livellolivello

2. 2. Biomassa:Biomassa: mostra mostra l’ammontare di biomassa l’ammontare di biomassa espressa in peso secco.espressa in peso secco.

3. 3. Energia:Energia: mostra il numero mostra il numero totale di energia presente ad totale di energia presente ad ogni livello; 90% perso ad ogni livello; 90% perso ad ogni livello.ogni livello.



Ecologia in pratica:Ecologia in pratica:

qualche esempioqualche esempio



Studi sull’impatto della trota comune (Studi sull’impatto della trota comune (Salmo trutta, Salmo trutta, indigena in Europa), introdotta in Nuova Zelanda nel indigena in Europa), introdotta in Nuova Zelanda nel XIX sec. Essa ha avuto effetti a vari livelli ecologici.XIX sec. Essa ha avuto effetti a vari livelli ecologici.

Salmo trutta



La trota ha colonizzato alcuni corsi d’acqua ma non altri, interferendo con le La trota ha colonizzato alcuni corsi d’acqua ma non altri, interferendo con le popolazioni indigene di pesci del genere popolazioni indigene di pesci del genere Galaxias.Galaxias.

Interessanti informazioni dell’effetto della sua introduzione si ottengono confrontando Interessanti informazioni dell’effetto della sua introduzione si ottengono confrontando l’ecologia dei corsi d’acqua contenenti la trota, con quelli occupati dai pesci del genere l’ecologia dei corsi d’acqua contenenti la trota, con quelli occupati dai pesci del genere GalaxiasGalaxias..

Salmo trutta

Galaxias sp.



• Studi sulla distribuzione delle popolazione dei due pesci hanno Studi sulla distribuzione delle popolazione dei due pesci hanno rivelato che:rivelato che:– la trota ha sostituito le popolazioni di pesci la trota ha sostituito le popolazioni di pesci GalaxiasGalaxias a valle delle cascate, a valle delle cascate,

perché la trota è un predatore dei suoi avanotti, però la trota non è in grado perché la trota è un predatore dei suoi avanotti, però la trota non è in grado di risalire le cascate.di risalire le cascate.

– Convivono dove ci sono molti sassi dove possono nascondersi gli avanotti Convivono dove ci sono molti sassi dove possono nascondersi gli avanotti di di GalaxiasGalaxias

Effetti sulla distribuzione di Effetti sulla distribuzione di GalaxiasGalaxias



Si registrano differenze Si registrano differenze impressionanti nei ritmi impressionanti nei ritmi

di attività di ninfe di varie di attività di ninfe di varie specie di insetti specie di insetti

efemerotteri nei torrenti efemerotteri nei torrenti abitati dai diversi pesci.abitati dai diversi pesci.

Perché l’effetto di Perché l’effetto di Galaxias è diverso da Galaxias è diverso da

quello della trota?quello della trota?

La trota caccia a vista, La trota caccia a vista, GalaxiasGalaxias percepisce percepisce

stimoli meccanici.stimoli meccanici.

Attive sia di giorno che di notte

Meno attivedi giorno

Effetti sul Effetti sul comportamento comportamento

degli Efemerotteridegli Efemerotteri

Differenze nell’attività diurna e notturna di Nesameletus ornatus.Differenze nell’attività diurna e notturna di Nesameletus ornatus.

Individui di Deleatidium sp. visibili durante il di sulla superficie Individui di Deleatidium sp. visibili durante il di sulla superficie superiore dei sassi di canali in tre condizioni differenti.superiore dei sassi di canali in tre condizioni differenti.



Effetti a cascata sulle comunitàEffetti a cascata sulle comunità• La trota: La trota: – riduce sensibilmente la biomassa di invertebrati rispetto a riduce sensibilmente la biomassa di invertebrati rispetto a Galaxias.Galaxias.— ha un effetto indiretto sulle alghe (innalzamento dei valori della biomassa ha un effetto indiretto sulle alghe (innalzamento dei valori della biomassa

algale) attraverso:algale) attraverso:• riduzione densità degli invertebratiriduzione densità degli invertebrati• limitazione del loro comportamento di pascolamentolimitazione del loro comportamento di pascolamento



Si riferisce al numero di specie presenti in un Si riferisce al numero di specie presenti in un determinato ambiente.determinato ambiente.

BIODIVERSITA’BIODIVERSITA’



Fattori che aumentano la biodiversitàFattori che aumentano la biodiversità

Habitat vari: Habitat vari: maggiore è la complessità maggiore è la complessità dell’ecosistema, più grande sarà la sua biodiversità.dell’ecosistema, più grande sarà la sua biodiversità.

Moderati disturbi ambientali (incendi, uragani, Moderati disturbi ambientali (incendi, uragani, caduta di alberi, ecc.)caduta di alberi, ecc.)

Piccole variazioni delle condizioni ambientali Piccole variazioni delle condizioni ambientali (climatiche, di nutrienti, ecc.)(climatiche, di nutrienti, ecc.)

Stadi intermedi di successioni ecologicheStadi intermedi di successioni ecologiche



Overfishing

HabitatHabitatlossloss

Habitatdegradation

IntroducingIntroducingnonnativenonnativespeciesspecies

Commercialhunting

Sale ofexotic pets

anddecorative

plants

Predatorand

pest control

Pollution

Climatechange

Basic Basic CausesCauses• Population growthPopulation growth• Rising resource useRising resource use• No environmental No environmental

accountingaccounting• PovertyPoverty

Fattori che riducono la biodiversità e inducono estinzioneFattori che riducono la biodiversità e inducono estinzione



GrossiGrossimammiferimammiferi

Molti di essi Molti di essi hanno hanno

fortemente fortemente ridotto il loro ridotto il loro

arealeareale



Range del B

isonte R

ange del Bisonte

americano

americano





Preservare la Preservare la Biodiversità!Biodiversità!

Perché?Perché?



Maggiore è la biodiversità, maggiore sarà Maggiore è la biodiversità, maggiore sarà la stabilità dell’ecosisema. Tutte le specie la stabilità dell’ecosisema. Tutte le specie

che vivono in condizioni di alta che vivono in condizioni di alta biodiversità alla lunga ne beneficiano. La biodiversità alla lunga ne beneficiano. La

probabilità di estinguersi è più bassa.probabilità di estinguersi è più bassa.



Perché preservare le specie selvatiche?Perché preservare le specie selvatiche?

La fauna selvatica costituisce un valore dal punto di vista:La fauna selvatica costituisce un valore dal punto di vista:CulturaleCulturale: un uomo di cultura non può definirsi tale se prescinde dalla : un uomo di cultura non può definirsi tale se prescinde dalla conoscenza del mondo biologico che lo circonda.conoscenza del mondo biologico che lo circonda.EsteticoEstetico: una specie è un capolavoro d'arte unica e irripetibile, è un'opera : una specie è un capolavoro d'arte unica e irripetibile, è un'opera ingegneristica perfetta, prodotta dalle forze dell’evoluzioneingegneristica perfetta, prodotta dalle forze dell’evoluzioneGeneticoGenetico: è un serbatoio d'informazioni unico che una volta perduto è : è un serbatoio d'informazioni unico che una volta perduto è impossibile ricostituire. Non esistono specie più importanti di altre.impossibile ricostituire. Non esistono specie più importanti di altre.RicreativoRicreativo: gli spazi verdi naturali ricchi di vita influiscono positivamente sulla : gli spazi verdi naturali ricchi di vita influiscono positivamente sulla nostra psiche diminuendo lo stress. nostra psiche diminuendo lo stress. EducativoEducativo: l'osservazione delle specie animali fornisce insegnamenti utili.: l'osservazione delle specie animali fornisce insegnamenti utili.EconomicoEconomico: se rientra nel ciclo alimentare dell'uomo, o fornisce sostanze : se rientra nel ciclo alimentare dell'uomo, o fornisce sostanze utilizzabili per scopi terapeutici e manifatturieri, oppure quando è fonte utilizzabili per scopi terapeutici e manifatturieri, oppure quando è fonte d'attrazione turistica.d'attrazione turistica.ScientificoScientifico: attraverso lo studio della flora e della fauna è possibile, in linea : attraverso lo studio della flora e della fauna è possibile, in linea generale, risalire al grado d'antropizzazione di un determinato territorio, stabilire generale, risalire al grado d'antropizzazione di un determinato territorio, stabilire in che modo esso sia avvenuto e, in particolare, se sussistono condizioni più o in che modo esso sia avvenuto e, in particolare, se sussistono condizioni più o meno reversibili dei parametri naturalistici alterati. meno reversibili dei parametri naturalistici alterati.



EutrofizzazioneEutrofizzazione• E’ una abnorme proliferazione di biomassa vegetale (microalghe e E’ una abnorme proliferazione di biomassa vegetale (microalghe e

piante superiori). piante superiori). • Dal greco Dal greco eutrophiaeutrophia ( (eueu = buona, = buona, trophòstrophòs = nutrimento), in origine = nutrimento), in origine

indicava, in accordo con la sua etimologia, una condizione di indicava, in accordo con la sua etimologia, una condizione di ricchezza in sostanze nutritive (nitrati e fosfati) in ambiente ricchezza in sostanze nutritive (nitrati e fosfati) in ambiente acquatico; acquatico;

• Oggi viene correntemente usato per indicare le fasi successive del Oggi viene correntemente usato per indicare le fasi successive del processo biologico conseguente a tale arricchimento e cioè processo biologico conseguente a tale arricchimento e cioè l’abnorme sviluppo di alghe con conseguenze spesso deleterie l’abnorme sviluppo di alghe con conseguenze spesso deleterie per l’ambiente.per l’ambiente.

• Produce, ovviamente, una indesiderata perturbazione Produce, ovviamente, una indesiderata perturbazione dell’equilibrio:dell’equilibrio:– di tutti gli organismi presenti nell’acquadi tutti gli organismi presenti nell’acqua– della qualità delle acque interessate.della qualità delle acque interessate.



Aumento dei fosfati nei laghiAumento dei fosfati nei laghiun esempio: eutrofizzazioneun esempio: eutrofizzazione

• In condizioni naturali, i nutrienti sono il fattore In condizioni naturali, i nutrienti sono il fattore che limita la crescita delle alghe nei laghi.che limita la crescita delle alghe nei laghi.

• Provenienti da detersivi, fertilizzanti, fogne, ecc. Provenienti da detersivi, fertilizzanti, fogne, ecc. portano ad una aumentata crescita delle alghe portano ad una aumentata crescita delle alghe (eutrofizzazione).(eutrofizzazione).

• Gli effetti possono essere poco desiderabili:Gli effetti possono essere poco desiderabili:– crescita fastidiosa delle alghe crescita fastidiosa delle alghe

– decomposizione elevata e consumo scorte di Odecomposizione elevata e consumo scorte di O22

– morte di alcuni organismimorte di alcuni organismi

– i residui non decomposti modificano il fondo del i residui non decomposti modificano il fondo del lagolago

• Al contrario, l’aumento di sostanze non limitanti Al contrario, l’aumento di sostanze non limitanti (es. Ca), crea problemi molto minori.(es. Ca), crea problemi molto minori.



Bio-accumulo / bio-concentrazioneBio-accumulo / bio-concentrazione

• Tipica attività metabolica degli Tipica attività metabolica degli organismi lungo le catene alimentari.organismi lungo le catene alimentari.

• Bio-accumuloBio-accumulo: una sostanza chimica : una sostanza chimica viene assorbita e concentrata in uno viene assorbita e concentrata in uno specifico organo (DDT nel tessuto specifico organo (DDT nel tessuto adiposo).adiposo).

• Bio-concentrazioneBio-concentrazione: il livello delle : il livello delle tossine nell’ambiente sono amplificate tossine nell’ambiente sono amplificate attraverso la catena alimentare.attraverso la catena alimentare.

• I consumatori dei livelli superiori I consumatori dei livelli superiori possono presentare valori molto alti di possono presentare valori molto alti di elementi o sostanze dannose elementi o sostanze dannose (insetticidi, pesticidi).(insetticidi, pesticidi).

• Esempi dannosi sono l’accumulo do Pb Esempi dannosi sono l’accumulo do Pb e Hg.e Hg.

Hg scarichi industriali fitoplancton zooplancton molluschi pesci uomo



Ai fini di preservare la biodiversità occorre Ai fini di preservare la biodiversità occorre neccessariamente e tempestivamente rilevare dati neccessariamente e tempestivamente rilevare dati

sullo stato di salute dei diversi ambienti.sullo stato di salute dei diversi ambienti.

Per il benessere dell’uomo occorre avere strumenti Per il benessere dell’uomo occorre avere strumenti che consentano di rilevare parametri ambientali in che consentano di rilevare parametri ambientali in

maniera agile e nel contempo affidabili.maniera agile e nel contempo affidabili.

A tale scopo la bioindicazione è un certamente in A tale scopo la bioindicazione è un certamente in tempi attuali un approccio moderno che riflette le tempi attuali un approccio moderno che riflette le

esigenze in maniera adeguata.esigenze in maniera adeguata.

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