MODULO ECOLOGIA

Parte 1. Concetti di base e storia dell’ecologia.
Di cosa si occupa l’ecologia. Organizzazione gerarchica dei sistemi ecologici e proprietà emergenti nei sistemi sovraordinati. Scale spaziali e scale temporali in ecologia.
Parte 2. Fattori fisici e chimici.
Acqua e clima. Il ciclo dell’acqua. Acqua, termoregolazione e funzionamento degli ecosistemi acquatici.
Fattori chimici e principali matrici ambientali: atmosfera, idrosfera, litosfera/pedosfera e biosfera. Composizione elementare e ruolo ecologico degli elementi con numero atomico minore di 30.
Energia e sistemi ecologici: rilevanza e ruolo della radiazione ultravioletta, visibile e infrarossa. Interazioni tra radiazione e gas atmosferici.
Parte 2. Organismi e ambiente.
Condizioni ambientali e adattamenti degli organismi. Habitat, nicchia, tolleranza e stress.
Parte 3. Ecologia di popolazione.
Popolazioni e meta-popolazioni. Metodi di campionamento. Crescita esponenziale. Limitazione da risorse, competizione intraspecifica e crescita logistica. Strategia r e K.
Interazioni tra popolazioni. Competizione interspecifica: esclusione e coesistenza. Equazioni di Lotka Volterra. Interazioni predatore-preda. Optimal foraging. Altre interazioni biologiche (cenni): mutualismo, simbiosi, parassitismo, mimetismo e coevoluzione.
Parte 4. Ecologia di comunità.
La comunità come risultante delle interazioni tra popolazioni. Composizione in specie: indici di Simpson e Shannon. Organizzazione e struttura trofica. Reti trofiche. Effetti della limitazione: interazioni trofiche a cascata, regolazione top-down e bottom-up.
Parte 5. Ecologia dell’ecosistema.
Modelli concettuali dell’analisi energetica: Elton, Lindeman e Odum. Le piramidi di numeri, biomasse ed energia. Critiche al modello trofo-dinamico. Teoria metabolica.
Il ciclo del carbonio come legame tra mondo abiotico e sistema vivente. Produzione primaria e decomposizione: reazioni, processi e fattori limitanti.
Principali cicli biogeochimici. Cicli della materia nella foresta pluviale tropicale, nella foresta continentale decidua, in un lago ed in un agro-sistema. Concetti base dei cicli di C, N, P, Fe e S. Buffer capacity biogeochimica.
Successione ecologica. Approccio biogeografico. Le fasi pioniera e climax. della successione: Relazione successione-processi dell’ecosistema (P/B, P/R). Tipologie di successione: idrarchica e xerarchica.
Fattori che guidano la successione: energetici, trofici, competizione, facilitazione.
Perturbazioni, resilienza, resistenza e regime shift (cenni).
Parte 6. Biodiversità
Hutchinson e l’Homage to Santa Rosalia. La convenzione sulla diversità biologica. Diversità fenotipica, genetica, di specie, ecosistemi e paesaggio. Come si studia: la biodiversità alfa, beta, gamma. Fattori che influenzano la biodiversità: latitudine, produttività, stress naturale e antropico. Ipotesi del disturbo intermedio.
Biodiversità, beni e servizi dell’ecosistema. Introduzione al Millenium Eco system assessment.