CFU: 8 (5+3), corrispondenti a 40 ore di didattica frontale e 36 ore di laboratorio

Metodi di Insegnamento
Insegnamento frontale, esercitazioni in laboratorio ed eventualmente esercizi di gruppo.

Modalità d'esame
L’ esame è costituito da due prove scritte, una  a metà corso e una a fine corso.

Programma del corso

CHE COS’È L’ECOLOGIA

Tipi di ecologia e i loro approcci; Definizioni in ecologia (popolazione, comunità, ecosistema, e specie); Il ruolo della statistica nell’ecologia moderna (statistica descrittiva e inferenziale); Il concetto di ipotesi nulla (H0) e di probabilità; Schema di scrittura di un articolo scientifico; L’uso dei modelli in ecologia.

ECOSISTEMI

Tipi di sistema (aperto, chiuso, isolato); Sistemi a piccolo medio e grande numero; Definizioni di ecosistema
Obiettivi dell’ecologia degli ecosistemi; Caratteristiche degli ecosistemi: struttura, funzioni, organizzazione, stabilità (resilienza e resistenza), dimensioni spaziali; Evoluzione degli ecosistemi (successioni primarie e secondarie); Catene alimentari (catena di pascolo e detrito), livelli trofici e reti trofiche; Piramidi ecologiche (piramidi dei numeri, delle biomassa e dell’energia); Flussi di energia e materia attraverso gli ecosistemi: termodinamica ed ecologia (prima e seconda delle della termodinamica); natura termodinamica degli ecosistemi; organicazione (fotosintesi e chemiosintesi), la radiazione solare; definizioni di: Standing crop di biomassa,  produttività primaria (lorda e netta), secondaria (lorda e netta), modelli di variazione spaziale della produttività, risorse e fattori limitanti per le piante (fattori limitanti la prod. primaria), destino della prod. primaria (relazioni tra prod. primaria e secondaria, rendimenti di trasferimento dell’energia (efficienza ecologica, rendimento di consumo, rendimento di assimilazione e rendimento di produzione); decomposizione e detritivori (definizione, fasi del processo di decomposizione), il detrito organico (definizione e tipi di detrito)

I BIOMI

Cosa sono i biomi?; Pattern climatici su grande, media e piccola scala; Distribuzione delle specie: evoluzione divergente, convergente e parallela; La carta dei biomi e il concetto di forma biologica; Quanti sono i biomi?; I biomi terrestri (la foresta pluviale tropicale, la savana, la prateria temperata, i deserti, la foresta temperata caducifoglia, la foresta boreale di conifere, la tundra) e gli ambienti acquatici (i corsi d’acqua, i laghi, gli oceani e i mari, le coste, gli estuari); Distribuzione della clorofilla nel pianeta

COMUNITA’ BIOLOGICA

Significati: comunità definita nello spazio e sulla base delle interazioni; Concezione organismica e concezione individualistica; Comunità chiusa e comunità aperta; Confini delle comunità; Struttura delle comunità: analisi dei gradienti e ordination; Interazioni intraspecifiche e interspecifiche:

• neutralismo, competizione indiretta e diretta, competizione per consumo, per prelazione, per sovraccrescimento, chimica, territoriale, per scontro, amensalismo, predazione e parassitismo (definizione di vero predatore, pascolatore, parassita e parassitoide), commensalismo, protocooperazione e mutualismo
• meccanismi difensivi, mimetismo criptico, colorazione aposematica, mimetismo batesiano e mulleriano

LA NICCHIA ECOLOGICA

Significati di habitat e nicchia; Evoluzione storica del concetto di nicchia ecologica; Nicchia di ipervolume o multidimensionale; Corporazioni e equivalenti ecologici; Parametri della nicchia ecologica:

• ampiezza (nicchia fondamentale e nicchia realizzata, indici per quantificare l’ampiezza di nicchia, teoria dell’ottimizzazione, componenti dell’ampiezza)
• sovrapposizione (indici per quantificare la sovrapposizione, principio di esclusione competitiva di Gause, fenomeno di diffusa competizione, spostamento dei caratteri)

DINAMICA DI POPOLAZIONE

Definizione di popolazione; Organismi unitari e modulari; Caratteristiche di una popolazione: dimensione, densità, dispersione spaziale (casuale, uniforme e aggregata), distribuzione per età (le piramidi dell’età);
La dimensione: natalità, immigrazione, mortalità, emigrazione; Definizione di natalità e mortalità; Natalità massima e realizzata, natalità assoluta e specifica (fecondità); Mortalità realizzata, minimo teorico di mortalità, tasso di sopravvivenza; Cenni sulle tavole di mortalità; Le curve di sopravvivenza; Ciclo biologico: fasi preriproduttiva, riproduttiva e post-riproduttiva; Specie iteropare e semelpare; Tipi di accrescimento: esponenziale e logistico; Capacità portante e potenziale biotico; Strategie r e K; Fattori che limitano l’accrescimento di una popolazione (fattori densità dipendente e densità indipendente);
Effetti della competizione intraspecifica su una popolazione;

I CICLI BIOGEOCHIMICI

Legge del minimo (Liebig) e fattori limitanti; Legge di Shelford e limiti di tolleranza; Macronutrienti e micronutrienti; Generalità sui cicli biogeochimici: definizione, pool di scambio e pool di riserva, cicli gassosi e sedimentari; Il ciclo dell’azoto: importanza dell’azoto, azotofissazione biologica, nitrificazione, denitrificazione, assimilazione; Il ciclo del carbonio: importanza del carbonio, respirazione-fotosintesi, il carbonio nell’acqua (carbonati); Il ciclo del fosforo: importanza del fosforo, importanza delle catene alimentari marine nel ciclo, il fosforo come fattore limitante; Il ciclo dello zolfo: importanza dello zolfo, l’assorbimento dalle piante, le trasformazioni aerobiche e anaerobiche, i microrganismi nel ciclo; Il ciclo dell’acqua: evaporazione, traspirazione, condensazione; le falde acquifere; interazioni dell’uomo nel ciclo dell’acqua; Interazioni tra i cicli; Cenni su eutrofizzazione, piogge acide ed effetto serra;

TESTI:
Townsend C.R., Harper J.L., Begon M. L’ESSENZIALE DI ECOLOGIA Edizioni Zanichelli;
Odum BASI DI ECOLOGIA E.P. PICCIN
Ricklefs R.E. ECOLOGIA Edizioni Zanichelli
Cunningham, Cunningham, Saigo FONDAMENTI DI ECOLOGIA Ed.Italiana a cura di A. Basset, L. Rossi MCGRAW-HILL