Obiettivi formativi
Il corso di ecologia intende fornire i fondamenti scientifici su cui si è connotata l'evoluzione del pensiero e della ricerca ecologica nell'ultimo secolo, tenendo conto della fisionomia professionale sempre più marcata che i laureati in scienze ambientali e naturali potranno assumere rispetto ai problemi di gestione e conservazione delle risorse dell'ambiente
Prerequisiti
conoscenze di base di matematica, fisica, chimica e biologia
Contenuti dell'insegnamento
Definizioni e concetti di base. L’ambiente abiotico. Organismi e ambiente: condizioni ambientali e adattamenti. Ecologia delle popolazioni. Struttura, modelli di crescita e principali interazioni. Ecologia delle comunità. Organizzazione e struttura trofica. Successione ecologica. La diversità biologica. Ecologia dell’ecosistema. Modelli energetici. Cicli biogeochimici.
Programma esteso
Lezioni frontali
Concetti base e storia dell’ecologia. Organizzazione gerachica dei sistemi ecologici e proprietà emergenti. Scale spaziali e scale temporali in ecologia. Fattori fisici e clima. Fattori chimici e principali matrici ambientali: atmosfera, idroafera, litosfera/pedosfera e biosfera. Composizione elementare e ruolo ecologico degli elementi con numero atomico < 30. Acqua e termoregolazione. Energia e sistemi ecologici. Condizioni ambientali e adattamenti degli organismi. Habitat, nicchia, tolleranza e stress.
Ecologia di popolazione. Metapopolazioni. Metodi di campionamento. Crescita esponenziale. Limitazione da risorse, competizione intraspecifica e crescita logistica. Competizione interspecifica: esclusione e coesistenza. Equazioni di Lotka Volterra. Interazioni predatore-preda. Altre interazioni biologiche: mutualismo, simbiosi, parassitismo, mimetismo e coevoluzione.
Ecologia di comunità. Organizzazione e struttura trofica. Network analysis. Effetti della limitazione: interazioni trofiche a cascata, regolazione top-down e bottom-up. Successione ecologica.
Biodiversità: Hutchinson e l’Homage to Santa Rosalia. Diversità fenotipica, genetica, di specie, ecosistemi e paesaggio. Come si studia la biodiversità. Indici ecologici. Fattori che influenzano la biodiversità: latitudine, produttività, stress naturale e antropico, ipotesi del disturbo intermedio. Relazione specie area: Biogeografia delle isole.
Ecologia dell’ecosistema. Il ciclo del carbonio come legame tra mondo abiotico e sistema vivente. Produzione primaria e decomposizione: reazioni, processi e fattori limitanti. Modelli concettuali dell’analisi energetica: Elton, Lindeman e Odum. Le piramidi di numeri, biomasse ed energia. Reti trofiche. Critiche al modello trofo-dinamico (da Rigler alla New Ecology).
Principali cicli biogeochimici. Il ciclo dell’acqua. Acqua come solvente e stechiometria ecologica. Cilci della materia nella foresta pluviale tropicale, nella foresta temperata decidua, in un lago ed in un agro-sistema. Concetti base dei cicli di C, N, P, Fe e S. Buffer capacity biogeochimica. Perturbazioni, resilienza, resistenza e regime shift. Esempi di perturbazioni dei cicli della materi: effetto serra, piogge acide ed eutrofizzazione.
Esercitazioni e attività sul campo
Misure di variabili fisiche e chimiche.
Studio della relazione specie-area in un prato polifita.
Bibliografia
Smith T.M., Smith R.L., Elementi di Ecologia. Pearson Education
Dispensa del docente
Metodi didattici
lezioni frontali (70%)
esercitazioni ed attività sul campo (30%)
Modalità verifica apprendimento
test scritto intermedio
esame orale finale
