Biosproject: Earth

MONOFILIA DEI CORDATI.

2012-02-04T11:23:00.000-08:00

Nel post precedente della specie del giorno abbiamo osservato due organismi (anfiosso, ascidia) rappresentanti rispettivamente dei Tunicata e Cefalocordati. Leggendo il post si potrà notare come questi organismi presentino delle caratteristiche in comune.

Gli urocordati e i cefalocordati, fanno parte insieme ai cranioti (un esempio sono i vertebrati), a cui presteremo attenzione nei prossimi post, al grande gruppo dei cordati. Nonostante abbiamo a che fare con organismi completamente differenti, il gruppo dei cordati viene considerato monofiletico (la monofilia è la proprietà di un insieme di specie di derivare tutte da un antenato comune) sulla base di 5 sinapomorfie (detto sinteticamente, un insieme di caratteri che diversi taxa di organismi hanno ereditato da un antenato comune).

Queste sinapomorfie sono: 1) presenza di fessure faringee; 2) una struttura adiacente al faringe nota come endostilo o una struttura da esso derivato come la tiroide; 3) un insieme di cellule che costituiscono una bacchetta rigida nota come notocorda; 4) un cordone nervoso tubulare dorsale che sovrasta la notocorda; 5)una larva con coda che si prolunga oltre l'apertura anale.

Se notiamo attentamente tutte e 5 queste sinapomorfie le incontriamo seppur non tutte nello stesso stadio durante il ciclo vitale dell'anfiosso e della ascidia. Nell'ascidia 3 di queste cinque caratteristiche le possiamo rilevare allo stadio larvale, mentre le possiamo osservare in un anfiosso adulto.

In entrambi questi organismi inoltre il faringe lo possiamo correlare insieme all'endostilo ad un particolare modo di alimentazione, entrambi gli organismi si nutrono tramite filtrazione, la notocorda, il tubo dorsale nervoso e la coda sono da mettere invece in relazione con la locomozione.

Le fessure faringee inoltre si aprono nell'atrio sia di tunicati che di cefalocordati, attraverso tali fessure l'acqua in eccesso che viene filtrata viene espulsa, e le particelle nutritive vengono intrappolate nel faringe dal muco secreto dall'endostilo. Come osserveremo nei prossimi post nei cranioti il faringe sarà coinvolto prettamente in funzioni di respirazione, in essi inoltre non si osserveranno fessure faringee come quelle tipiche di cefalocordati e ascidie, ma avremo la presenza di strutture più complesse, le branchie.

Inoltre le cellule dell'endostilo sono in grado di produrre proteine capaci di legare lo iodio. Tali cellule possono essere considerate omologhe a quelle della tiroide dei cranioti, dato che anch'esse hanno la capacità di di incorporare iodio nella sintesi degli ormoni tiroidei.

La notocorda, tutti i cordati la presentano a qualche stadio del loro sviluppo, negli organismi che la presentano rappresenta un elemento di fondamentale importanza per il movimento.

La notocorda può essere definito come uno scheletro idrostatico. Come accennato brevemente nel post precedente, la notocorda è costituita da un insieme di cellule turgide presentanti un vacuolo ricco di liquido. La funzione primaria della notocorda è quella di resistere alla compressione impedendo che il corpo di accorci quando i muscoli si contraggono (come avviene nei lombrichi). Dato che la notocorda non è compressibile la contrazione dei muscoli può causare solo una sua curvatura laterale che permette il movimento dell'organismo.

Tutti i cordati hanno a qualche stadio del loro ciclo vitale un cordone nervoso tubulare dorsale la cui funzione è quella di integrare la contrazione dei muscoli nella locomozione. Inoltre la stragrande maggioranza di cranioti viventi, come i tunicati e i cefalocordati, presentano una larva con una coda postanale.

Queste sono le caratteristiche che incontriamo negli organismi che rientrano nel grande gruppo dei cordati. Ovviamente non sono tutte presenti nello stadio adulto di un organismo, e parte dei cranioti ha perso la larva con coda post-anale.

UROCORDATI E CEFALOCORDATI: Ascidia e anfiosso.

2012-02-01T01:30:00.000-08:00

Urocordati: Tunicati.

Gran parte degli organismi appartenenti ai tunicata, eccezion fatta per qualche centinaio, sono apparteneti alle Ascidiacea. Sono organismi coloniali e sessili, hanno una elevata distribuzione geografica, ciò è stato reso possibile anche dal comportamento dell'uomo, infatti molte ascidie si fissano agli scafi delle navi, per cui sono stati introdotti nei porti di tutto il mondo da cui poi si sono diffuse.

L'ascidia adulta è un organismo sacciforme, il nome Tunicata deriva proprio dal fatto che tali organismi sono avvolti da una vera e propria tunica che offre protezione e sostegno all'organismo.

Tale tunica è costituita principalmente da un mucopolisaccaride noto comunemente con il nome di tunicina, un polimero simile alla cellulosa.

Nell'immagine sotto si può osservare come sono strutturati tali organismi. Partendo dall'alto è presente una struttura nota come sifone inalante, sono organismi filtratori, l'acqua e le particelle nutritive contenute al suo interno entrano attraverso il sifone inalante nel grande faringe.

Una struttura associata al faringe, nota come endostilo, secerne un muco che è in grado di trattenere tutte le particelle all'interno del faringe, mentre l'eccesso di acqua viene espulso da tale struttura mediante i numerosi pori faringei presenti sulle sue pareti. L'acqua che viene espulsa viene riversata nell'atrio associato al faringe e da questo viene poi espulsa nell'ambiente circostante mediante il sifone esalante.

Dal faringe, le sostanze e le particelle nutritive vengono convogliate nell'esofago cui segue lo stomaco, che secerne gli enzimi digestivi e l'intestino che assorbe le sostanze nutritive, l'intestino confluisce nell'atrio.

Il sistema circolatorio dei tunicata è costituito da un cuore, dal quale partono i vasi sanguigni rivestiti di cellule endoteliali che si estendono alle varie strutture dell'organismo.

E' presente un grande ganglio ("cervello") situato tra i due sifoni e il mantello, dal quale partono nervi che si estendono ai sifoni e ad alcuni organi viscerali.

Le ascidie presentano riproduzione sia asessuata che sessuata. Presentano sia ovari che testicoli i quali sono connessi mediante dotti genitali all'atrio dal quale vengono emessi nell'ambiente circostante. La fecondazione è esterna.

L'uovo fecondato si sviluppa velocemente in una lava a forma di girino, la quale una volta trovato un luogo adatto per insiediarsi si fissa sul substrato e metamorfosa. Nelle ascidie adulte è possibile osservare 2 delle 5 sinapomorfie che rendono monofiletico il grande gruppo dei cordati: la presenza del faringe, e l'endostilo (prenderemo in considerazione questi caratteri nei prossimi post).

Le altre caratteristiche (presenza della notocorda, coda post-anale, cordone nervoso tubulare), le possiamo osservare nello stadio larvale.

Infatti la coda della larva che viene utilizzata per la locomozione, presenta una notocorda, e dorsalmente ad essa un cordone nervoso tubulare. Una volta trovato un substrato idoneo, tramite degli organelli noti come papille adesive la larva si fissa al fondale e metamorfosa nell'individuo adulto.

Cefalocordati: Anfiosso.

L'organismo che vedete nella foto adiacente è un cefalocordato, tale gruppo comprende almeno 45 specie di organismi viventi, la maggior parte delle quali è rappresentata dal Brachiostoma detto comunemente anfiosso. Sono piccoli organismi lunghi circa 3-5 cm.

Sono appuntiti ad entrambe le estremità e presentano una piccola coda post anale. La notocorda di un anfiosso si estende dall'estremità anteriore a quella posteriore, da qui il nome di cefalocordato (testa/corda). La notocorda di questi organismi si estende per tutta la lunghezza dell'organismo, ha la funzione di offrire sostegno all'organismo; è costituita cellule a forma di disco altamente vacuolizzate; la presenza di tali vacuoli ha la funzionalità di rendere molto turgide le cellule che compongono la notocorda le quali in base a specifici stimoli possono essere indotte a modificare la loro turgidità attraverso l'aumento o la diminuzione della pressione esercitata dal liquido al loro interno, ciò a sua volta ha ripercussioni sulla rigidità dell'organismo stesso.

In tali organismi la notocorda svolge quel ruolo di sostegno che nei cranioti è svolto dalla colonna vertebrale inoltregli anfiossi sono acranici, il sostegno che in organismi come i vertebrati è offerto dalla colonna vertebrale in tali organismi è offerto da questo insieme di cellule noto come notocorda, la quale irrigidisce le due estremità dell'animle favorendone il movimento all'interno della sabbia nelle due direzioni.

Nonostante questo organismo scavi nella sabbia per la maggior parte del tempo è anche in grado di nuotare grazie alla presenza di pinne presenti nella regione caudale, ventrale e dorsale, sono inoltre presenti anche due pieghe cutanee ventrolaterali note come metapleure che si estendono per gran parte del corpo dell'organismo.

Altra caratteristica sono le fibre muscolari longitudinali non continue. Tali fibre muscolari sono raggruppate lateralmente e prendono la forma di coni e sono noti come miomeri, che nell'embrione, si sviluppano dai somiti, veri e propri blocchi di tessuto che si sviluppano ai lati della notocorda.

Altra caratteristica è la pelle; molto sottile e non pigmentata, è costituita da un solo strato di cellule epiteliali colonnari che poggiano su una lamina basale di collagene.

Non possiede un complesso di organi respiratori, però le sue piccole dimensioni, la sua compattezza e il fatto di avere una epidermide costituita da un solo strato di cellule favoriscono gli scambi gassosi attraverso la pelle e le pareti dell'organismo.

Quando si alimenta, l'anfiosso costruisce una piccola tana sul fondo e la vi rimane lasciando emergere solo la porzione anteriore del corpo. (nell'immagine sotto è riportato anche il ciclo vitale del Brachiostoma floridae.)

Come tutti gli organismi filtratori, passa la stragrande maggioranza del tempo a nutrirsi, in quanto gli organi alimentari e digestivi occupano la stragrande maggioranza del corpo.

La bocca, come si può vedere nell'immagine sotto, si trova nascosta da un vestibolo ed è circondata da un insieme di ciglia che sono note come tentacoli velari, il vestibolo della bocca a sua volta è limitato da strutture ciliari note come cirri boccali, la loro funzione è quella di bloccare le particelle troppo grandi per poter essere filtrate, e a sua volta è rivestito da un altra struttura ciliata nota come organo rotatorio.

L'acqua insieme alle particelle nutritive viene portata tramite movimenti delle ciglia all'interno del faringe, la struttura associata al faringe nota come endostilo secerne un muco che ha la funzionalità di bloccare nel faringe le sostanze nutritive, mentre l'acqua in eccesso viene espulsa dal faringe attraverso le numerose fessure che tale organo possiede, note come barre faringee, l'acqua viene passa nell'atrio che circonda tali barre faringee, svolgendo anche una funzione protettiva per tali strutture dall'azione abrasiva dello scavo che l'anfiosso compie quando si costruisce la tana.

Le contrazioni dei muscoli nel pavimento dell'atrio, spingono l'acqua nell'atrioporo che si apre all'esterno, caudalmente.

Il faringe si restringe sempre di più man mano che ci si sposta nella porzione posteriore del corpo dell'anfiosso, fino a convogliare nell'esofago a cui segue l'intestino.

L'intestino può essere suddiviso in varie porzioni, intermedio e posteriore che si apre all'esterno per mezzo di un ano che è posto sul lato sinistro della pinna caudale.

Nell'intestino non ci sono muscoli ma si trova un anello di ciglia che viene chiamato ileo-colico i cui movimenti spingono le particelle di cibo e muco verso la parte caudale dell'intestino. Un grande cieco si estende dal pavimento dell'intestino intermedio nell'atrio lungo il lato destro del faringe. Questo cieco svolge funzioni importanti in quanto in esso avviene la digestione e l'assorbimento delle sostanze nutritive nonchè il loro immagazzinamento sottoforma di glicogeno e lipidi. Il cieco quindi svolge funzione del tutto analoghe a quelle del fegato dei cranioti, e del pancreas in quanto secerne anche enzimi digestivi.

Il sistema circolatorio.

Il sistema circolatorio è simile a quello dei vertebrati, manca il cuore però, componenti importanti del loro sistema circolatorio sono un aorta ventrale che trasporta il sangue in avanti al di sotto del faringe, e due arterie branchiali che trasportano il sangue dorsalmente.

Il sangue che proviene dalle arterie branchiali viene convogliato da due aorte dorsali appiattite che onfluiscono in un unica aorta dorsale che distribuisce il sangue ai tessuti. Il sangue passa poi negli spazi tissutali dal momento che l'nfiosso non possiede dei veri e propri capillari, in seguito il sangue viene raccolto da un sistema di vene per poi passare in una vena sottointestinale, che converge in un seno venoso localizzato all'estremità caudale dell'aorta ventrale. Non esiste un cuore, il movimento del sangue è favorito da contrazioni dei vasi. Non contiene molte cellule e l'ossigeno non viene legato da proteine come l'emoglobina, infatti è trasportato in soluzione lungo i vasi e da qui ai vari tessuti.

Gli anfiossi non hanno organi di senso complessi quali naso, orecchi...però possiedono un particolare sistema di cellule sensorie specializzate. Degni di nota sono i recettori tattili che si trovano nella pelle, nell'atrio e nella parete dell'intestino. Chemiorecettori che svolgono un ruolo di fondamentale importanza nel discriminare tra particelle dannose o non nutritive, fotorecettori.

Le caratteristiche della notocorda.

All’interno della guaina notocordale sono presenti lamine di muscoli a contrazione lenta strettamente addossate. Ciascuna lamina è costituita da una singola, talvolta due, cellula muscolare con fibre contrattili disposte trasversalmente. Estensioni citoplasmatiche di queste lamine, dette “code”, decorrono dorsalmente attraverso fori nella guaina e formano sinapsi alla superficie del cordone nervoso dorsale.

Come abbiamo accennato precedentemente,tra queste cellule muscolari sono presenti spazi pieni di liquido e vacuoli al loro interno. Anche le cellule muscolari che costituiscono la muscolatura metamerica ai lati del corpo emettono “code” verso la superficie del cordone nervoso e formano sinapsi. È presumibile che il cordone nervoso adiacente stimoli direttamente le cellule muscolari mediante queste sinapsi.

Riproduzione.

Diversamente dalle ascidie che abbiamo visto sopra, gli anfiossi presentano sessi separati. Testicoli e ovari si sviluppano in particolari strutture, sacchetti metamerici celomatici che sporgono nell'atrio dalla parte ventrale della parete del corpo. Fecondazione è esterna la deposizione delle uova viene in estate e i primi stadi di sviluppo portano ad un embrione ciliato. Raggiunto un determinato stadio del suo sviluppo, la larva è capace di nuotare prima ancora che la bocca si sia completamente formata, dopo circa un mese la larva è capace di nutrirsi e metamorfosa.

Il faringe.

Il faringe è ampiamente fessurato (50 fessure branchiali); è una struttura connessa con la raccolta del cibo, che viene convogliato nella bocca dal movimento di ciglia presenti a livello del vestibolo della bocca e del faringe.

Il faringe è alloggiato all’interno di uno spazio peribranchiale o atrio, delimitato da due pliche del corpo, le pliche metapleuriche, che comunicano con l’esterno mediante l’atrioporo. Le branchie hanno una limitata funzione respiratoria, funzione che è svolta principalmente dalla pelle, costituita a sua volta da un epitelio monostratificasto e da un derma sottostante. Mancano branchie specializzate. A livello delle fessure branchiali il movimento dell’acqua non è dovuto ai muscoli presenti nell’arco branchiale, ma al movimento delle ciglia presenti numerose nella regione branchiale. In una doccia ventrale del faringe è posizionato l’endostilo, che produce un muco che serve a trattenere il cibo. Muco e cibo, sempre per attività delle ciglia vengono convogliati verso una doccia dorsale epibranchiale e da qui inviati verso l’intestino. Il tutto funziona come un sorta di nastro trasportatore.

Nell'immagine sotto è presente una sezione trasversale dela faringe.

AGGIORNAMENTO/CORREZIONE POST

2012-01-06T01:04:00.000-08:00

Come fattomi notare da un lettore, (lo rigrazio) nel post (PARASSITA SFRUTTA IL POTERE DELL'ATTRAZIONE SESSUALE PER INDURRE I RATTI A DIVENTARE CIBO PER GATTI ) avevo usato, alternando (me tapino!) nel post la parola ratto a quella topo, sono diversi. Gli animali usati nell'esperimento, come risulta già nel titolo dell'articolo originale che potete visitare cliccando sull'appostito link delle fonti, sono ratti e non topi, spero di non aver creato eccessiva confusione. Ho provveduto alla correzione.

PARASSITA SFRUTTA IL POTERE DELL'ATTRAZIONE SESSUALE PER INDURRE I RATTI A DIVENTARE CIBO PER GATTI

2012-01-03T03:17:00.000-08:00

Innanzitutto BUON ANNO a tutti! Questo è il primo post di Biosproject: earth del 2012.

Mi riallaccio ad un argomento trattato nel post del dicembre 2011 a proposito di interazioni tra organismi e parassitismo, in realtà era un post che avevo quasi completato mesi e mesi orsono quando spulciando tra i vari argomenti su plos one ho trovato questo articolo, sembrava interessante e ho deciso di parlarne sul blog, poi chissà perchè come molti altri post è finito nel cassetto dei "finirò di scriverlo dopo". L'ho riesumato spero piaccia a qualcuno.

Un fenomeno particolare che si può riscontrare in biologia è il modo con cui i parasiti riescono a manipolare il comportamento dei loro ospiti a proprio vantaggio. Il toxoplasma gondii ne è un esempio. Appartiene alla famiglia dei protozooi ed è un parassita obbligato.

Attraverso varie ricerche si era scoperto da tempo quali erano le determinate aree del cervello dei ratti che si attivavano quando un maschio di ratto rivelava la presenza di un femmina. Ora ricercatori della Standfort university hanno dimostrato che le stesse aree del cervello, quando il ratto è invaso dal parassita toxoplasma, si attivano fortemente in presenza di urina di gatto. Ciò non significa che il ratto sia attrato dall'urina del gatto come quando è in presenza di una femmina, ma dalle osservaioni effettuate di sicuro sembra avere meno paura.

I ratti tendono ad avere paura dei gatti come sappiamo, ma l'intestino tenue del gatto è l'ambiente ideale per il parassita toxoplasma in quanto molto favorevole per la sua riproduzione in modo tale da poter completare il suo ciclo vitale. L'articolo è publicato su Plos One.

Erano da tempo note le influenze che il toxoplasma aveva sul comportamento dei ratti rendendoli meno prudenti ed esponendoli in tal modo al rischio di essere mangiati. L'ipotesi della manipolazione che ritiene che alcuni parassiti siano in grado di alterare il comportamento dell'ospite in modo tale da poterne trarre beneficio. Esempi noti si posso riscontrare nel mondo degli insetti.

Da vari studi è stato rilevato che il parasita una volta penetrato nell'ospite si annida nel cervello e sembra avere una certa preferenza per la zona dell'amigdala , regione del cervello che sembra implicata nel controllo di vari stati emotivi. L'autore della ricerca, House, e il suo team si sono molto interessati a come la funzionalità dell'amigdala venga influenzata dal parassita, così ha organizzato una serie di esperimenti che hanno visto come protagonisti ratti sani e infetti.

I ratti maschi sono stati esposti per circa 20 minuti sia all'urina di gatto che ad un ratto femmina in calore prima di analizzare le varie aree del cervello e trovare prove dell'eccitazione nella regione dell'amigdala. I risultati sono che nel ratto maschio sano l'odore dell'urina attivava zone dell'amigdala che sembravano coivolte nelle sensazioni di "paura" .

Come fa il parassita ad infettare il ratto? Affinchè il toxoplasma possa riuscire a raggiungere e a riprodursi nell'intestino del gatto, il parassita deve essere escreto dalle feci. I ratti sono noti per essere estremamente "curiosi", e banchettano o per lo meno tendono ad assaggiare tutto ciò con cui vengono in contatto. Il toxoplasma può trovarsi anche nei fertilizzanti, quindi può facilmente entrare in contatto con i mammiferi. Circa un terzo della popolazione mondiale infatti è infettata dal toxoplasma. In molte persone il cui sistema immunitario è compromesso può essere particolarmente pericoloso. Inoltre può riuscire ad attraversare la barriera placentare e causare gravi danni al feto, ecco perchè si consiglia alle donne in gravidanza di non pulire la lettiera del gatto.

Ritornando allo studio portato avanti dai ricercatori, essi hanno confermato che nei ratti non infetti posti in vicinanza dell'urina di gatto, si manifestava una maggiore attività neuronale nell'ipotalamo, da associare ad un attivazione dei comportamenti che mettono sulla difensiva il nostro ratto.
Mentre se il ratto viene esposto ad un esemplare femmina di ratto in estro, si assiste ad una maggiore attività neuronale che coinvolge l'amigdala, da associare ad una attivazione dei comportamenti sessuali e riproduttivi.

Una piccola nota a riguardo: le sigle MEApd; BLA; VMHdm e VMHdl corrispondono rispettivamente a amigdala dorsale posterodorsale; amigdala basolaterale, ipotalamo ventromediale dorsomediale e dorsolaterale.

Nella figura troviamo degli istogrammi, in A) i ratti infettati dal toxoplasma gondii indugiavano molto più tempo nell'esplorare l'urina dei gatti. In B) negli animali non infetti l'odore di una femmina in estro induceva una maggiore attività nell'amigdala, da correlare con aumentata attività "riproduttiva"; e una diminuita attività "difensiva". C) negli animali infetti, i livelli di attività nell' MEApd (amigdala postdorsale mediale) erano gli stessi indipendentemente dal fatto che i ratti fossero esposti all'urina di gatto o all'odore di un esemplare femmina in estro.

D) l'attività neurale, negli animali infetti dopo esposizione ad urina di gatto, si può vedere come vi sia stato un aumento dell'attività BLA, MEApd e VMHdm.

E)l'attività neurale di un maschio infetto dopo esposizione all'odore di un esemplare femminile.

In figura 2 in A viene schematizzato l'attività del sistema limbico in un ratto maschio dopo l'esposizione ad un esemplare femmina in calore. In B l'esposizione ad una femmina in estro provoca un aumento di attività nell'amigdala, evocando un comportamento di approccio. In C l'esposizione all'urina di gatto attiva un comportamento difensivo, evocando un aumento dell'attività nell'ipotalamo, in figura è indicato come VMHdm (ipotalamo ventromediale, parte dorsomediale). Nell'immagine le attività eccitatorie sono indicate con frecce mentre con (-) quelle inibitorie.

Risultati precedenti avevano mostrato una maggiore densità di cisti di Toxoplasma in queste aree del cervello che potrebbero essere correlate alla possibilità che il Toxoplasma in qualche modo perturba del suo ambiente circostante neurale e quindi manipola la risposta dell'ospite nei confronti dell'urina di gatto. I ricercatori hanno infatti trovato che l'infezione da Toxoplasma perturba il normale percorso di 'difesa' nei ratti infetti durante l'esposizione all'urina del gatto, causando cambiamenti nel comportamento del ratto che si ripercuotono in un abbassamento del grado di attenzione nei confronti del pericolo allo stesso modo di come si manifesta nell'attività sessuale. (spostamento dell'attività neurale nella vicina via 'riproduttiva', in particolare il MEApd (vedi Figura 2D).

Insomma i ricercatori hanno ipotizzato/constatato, ma non credo accertato completamente, quindi è ancora tutto da dire, che l'attività dell'amigdala viene associata ad una maggiore sensibilità dei ratti a vari tipi di stimoli "sociali", da associare in particolar modo agli stimoli sessuali e riproduttivi. Nei ratti infettati dal toxoplasma è stato osservato con interesse dai ricercatori che l'attività dell'amigdala che si manifesta quando vengono esposti all'urina di gatto, sembra "mimare" la stessa attività che si osserva quando i ratti erano esposti ad una femmina in estro (mostrato in figura 1F). Ciò, sempre secondo i ricercatori potrebbe essere associata al fatto che l'infezione da toxoplasma potrebbe alterare il comportamento (mostrato in figura 2D) del ratto in modo tale da causare un comportamento simile a quello che tale animale assume quando si trova predisposto all'accoppiamento, in particolar modo diventa meno prudente, diventanto di conseguenza una facile preda. In realtà non è noto completamente, se non quasi sconosciuto, come il toxoplasma e le sue cisti, direttamente, o indirettamente, possano esercitare modificazioni sul cervello dell'organismo infettato.

Inoltre risultati derivati da vari studi, hanno rilevato che l'infezione da toxoplasma nei topi causava una aumento di produzione di dopamina di almeno il 15%, e che l'utilizzo di antagonisti della dopamina bloccavano tale pseudoattrazione dei ratti per l'urina di gatto. Curiosamente, il genoma del toxoplasma sembra contenere un gene omologo della tirosina idrossilasi, l'enzima limitante nella sintesi della dopamina nei vertebrati, sollevando la possibilità che il Toxoplasma possa alterare i livelli di dopamina sintetizzando la sua propria tirosina idrossilasi.

Fonti: http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0023277

AUGURI DI BUON NATALE!

2011-12-25T00:00:00.000-08:00

Tanti auguri di Buon Natale a tutti i lettori di Biosproject: Earth

PREDAZIONE, PARASSITISMO, ALLELOPATIA ecc...

2011-12-18T03:17:00.000-08:00

Sia nei predatori che nelle prede si sono evoluti dei meccanismi particolari, adattamenti, spesso molto complessi, volti nel primo caso a migliorare la strategia di caccia (uso di vere e proprie trappole, formazione di una immagine di ricerca, criptismo , mimetismo aggressivo ecc.) nel secondo caso a sfuggire alla cattura attraverso lo sviluppo di strategie di fuga, criptismo, mimetismo, incommestibilità associata all'aposematismo ecc.

Grande rilevanza però occupano nello studio delle popolazioni di individui e delle interazioni che si vengono a creare tra predatori e prede o parassiti e ospiti è il riuscire ad attenuare gli effetti negativi di tali interazioni. Un esempio è proprio il parassitismo, se l'interazione tra due specie è molto antica il parassitismo può tranquillamente evolversi in forme note come commensalismo, inquinilismo, e persino simbiosi mutalistica obbligatoria o facoltativa.
Le differenze tra predatori e parassiti non è sempre molto netta, in genere gli scienziati hanno a disposizione tre criteri per catalogare organismi nell'una o nell'altra categoria.

1) La durata dell'associazione: è breve nel caso del predatore in quanto si limita alla caccia e all'uccisione con conseguente consumo della preda, mentre è lunga nel caso dei parassiti, può durare anche tutta la vita dell'ospite.

2)uccisione della preda o dell'ospite: Nel caso dei predatori l'uccisione è molto rapida, facoltativa o lenta per i parassiti. Questi ultimi infatti dipendono dalla sopravvivenza dell'ospite; in genere i parassiti lo sfruttano senza cercare di arrecare danno a quest'ultimo e la morte dell'ospite in genere è causata indirettamente dal sito occupato dal parassita o dai suoi cataboliti ecc.

3)Le dimensioni relative predatore-preda: Le dimensioni del predatore in molti casi tendono ad essere maggiori della preda, i parassiti sono estremamente più piccoli del loro ospite. Non sempre nel caso dei predatori quest'ultimi sono di dimensioni molto più grand rispetto alle prede che cacciano, possono avere dimensioni simili se non uguali. Ovvio che con l'aumentare della dimensione della preda da parte del predatore è richiesta una specializzazione di caccia sempre maggiore, fino a quando la dimensione della preda è tale da impedire al predatore di poterla cacciare a meno che quest'ultimo non sviluppi comportamenti e strategie di caccia particolari, un classico esempio sono i lupi che vivono in branchi e hanno sviluppato un metodo di caccia di tipo sociale. Per quanto riguarda i parassiti essi sono molto più piccoli dei loro ospiti.

I parassiti possono essere suddivisi in 3 categorie: endoparassiti (vivono all'interno del loro ospite): un esempio sono i batteri, virus, protozoi e tanti altri, poi gli ectoparassiti che vivono all'esterno ma che presentano comunque rispetto alla preda dimensioni molto ridotte. Bisogna sottolineare che gli endoparassiti dovendo portare avanti un ciclo vitale nel loro ospite hanno sviluppato una serie di particolari adattamenti, come un più elevato potenziale riproduttivo, una spiccata specializzazione strutturale e metabolica, maggiore complessità del ciclo biologico, e specificità per l'ospite nel quale vivono. A queste due categorie viene aggiunta anche quella degli iperparassiti, cioè parassiti che sfruttano altri parassiti.

I tre criteri elencati però non sempre permettono di poter distinguere nettamente un predatore tipico (un leone) da un parassita tipico (zecca), infatti delle volte sono soddisfatti solo due criteri su tre e quindi non si può completamente annoverare una specie nè nella predazione ne nel parassitismo. Ad esempio ci sono alcuni insetti come gli imenotteri sfecidi che catturano altri insetti, li paralizzano mediante l'inoculazione di neurotossine poi le trasportano nel loro nido dove depongono all'interno della preda/ospite le uova, le larve che si svilupperanno si ciberanno dell'insetto vivo. Delle volte il tutto può durare anche lungo tempo, e l'insetto vittima dell'imenottero può persino accrescersi. Tali insetti, se utilizziamo i tre criteri sopra accennati, dovremmo considerarli parassiti, ma le vittime hanno dimensioni pari a quelle dell'imenottero se non superiore. Un altro caso è quello delle zanzare, sono molto più piccole dei loro ospiti, ma l'interazione con essa è molto breve.

Un caso particolare è invece l'allelopatia, un esempio di relazione negativa per una o più specie e positiva per altre. Un esempio di allelopati lo possiamo riscontrare nel comportamento di alcune piante, le quali rlasciano nell'ambiente circostante delle sostanze che inibiscono la crescita di altre specie vegetali, ad esempio attraverso la produzione di terpeni, che accumulandosi nel terreno non permettono la crescita e lo sviluppo di altre piante nella zona circostante.
Differente è l'antibiosi, un tipo di interazione positiva per una specie e negativa per l'altra che riscontriamo in alcuni microrganismi. Basti pensare al fungo Penicillium Chrysogenum che produce penicilline che inibiscono la crescita di batteri che possono competere per le sue stesse risorse. In ultimo l'amensalismo un tipo di interazione che si dimostra negativa per una specie e non offre alcun vantaggio per l'altra; esempio la moria di pesci provocata dalle cosidette maree rosse, i cui microrganismi che la compongono non ottengono alcun genere di vantaggio.

Commensalismo ed inquinilismo: In questo tipo di interazione una specie ottiene cibo e/o rifugio da un'altra specie, senza che questa ne sia svantaggiata. Tipici commensali sono gli sciacalli e le iene che si nutrono dei resti di animali predati da altre specie. Gran parte degli inquilini sono anche commensali come le specie mirmecofile, che vivono nei formicai, come gli afidi, che instaurano con le formiche relazioni più complesse, che vanno inquadrate nell'amvito della simbiosi mutualistica. Un caso particolare di inquinilismo è la foresia, cioè il trasporto di un organismo pià piccolo da una parte di un altro, di specie diversa e pià grande passando in tal modo da un ambiente sfavorevole ad uno favorevole. Il commensalismo e l'inquinilismo rappresentano un primo passo verso lo sviluppo di interazioni vantaggiose ad entrambe la popolazioni interagenti (simbiosi mutualistica).
Simbiosi mutualistica: favorisce le popolazioni eterospecifiche interagenti, e può essere obbligatoria o facoltativa, a seconda che sia o no indispensabile alla sopravvivenza delle due specie.
Questa sibiosi è facoltativa, in quanto non ci sta stretta dipendenza di una delle specie dall'altra. In alcuni casi il mutualismo facoltativo evolve in quello obbligatorio. Questo tipo di relazione si realizza generalmente tra gli organismi che utilizzano risorse differenti. Esempi tipici di mutualismo obbligatorio sono quelli di interazione tra un organimo autotrofo e un eterotrofo in cui una particolare specie eterotrofa dipende completamente da una data specie autotrofa per il cio e questa a sua volta dipende dall'eterotrofa per la protezione. Un classico esempio sono le interazioni tra gli organismi azoto-fissatori e piante.

DIAGRAMMI DI FLUSSO

2011-12-16T00:44:00.000-08:00

Per molti studenti che hanno avuto a che fare con un esame di ecologia, sicuramente avanno avuto ache fare con dei grafici o schemi particolari noti come diagrammi di flusso. Sono un insieme di simboli che vengono utilizzati come abbreviazioni per riassumere e descrivere fenomeni ecologici. I diagrammi di flusso sono costruiti mediante simboli. Ho preso carta, penna e calamaio e ho scarabochiato un poco; eccone alcuni esempi.

a) sorgente energetica.

b) accumulo passivo.

c) processo dissipativo

d) accumulo generatore.

e) recettore ciclico

f)comparto funzionale

g) anello stazionario

h)combinazione di e + g (tipo pianta verde)

i) deviazione

LE RANE PIU' PICCOLE DEL MONDO TROVATE IN NUOVA GUINEA.

2011-12-14T00:00:00.000-08:00

Un ricercatore; Fred Klaus, ha tovato quelle che sembrano essere le rane più piccole del mondo, nel sud est della nuova guinea. Le rane appartengono al genere Paedophyrne, le cui specie sono estremamente piccole. Gli adulti delle nuove due specie chiamate P.dekot e P.verrucosa, (8-9 mm di lunghezza) le rendono anche i più piccoli tetrapodi del pianeta (non pesci vertebrati). La scoperta è stata pubblicata sulla rivista ad accesso libero Zookeys.

Ricerche precedenti portate avanti sempre da Klaus avevano portato alla scoperta nel 2002 di altre rane del genere Paedophyrne, ma il genere non era stato formalmente descritto fino allo scorso anno. Le specie però descritte l'anno precedente sempre su zookeys avevano dimensioni leggermente maggiori, 10 mm rispetto a queste ultime.

Le rane "miniaturizzate" sono presenti in tutto il mondo, in particolar modo sembrano essere presenti in gran numero in Nuova Guinea, dove in almeno sette generi si riscontrano rane di dimensioni notevolmente ridotte. Il genere Paedophynrne risulta avere solo componenti di piccolissime dimensioni. Le quattro specie conosciute si trovano tutte in Nuova Guinea.

I membri di questa specie sembrano aver ridotto le loro dimensioni in conseguenza ad un migliore adattamento all'ambiente nel quale vivono. Si nascondono principalmente tra muschi e foglie. Anche il numero di uova, insieme alle dimensioni di questi organismi, sembra essersi ridotto, sembra infatti che non depongano più di due uova alla volta. Ovviamente anche queste ultime sono molto piccole.

L'articolo originale lo trovate qui: ZOOKEYS

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA' VI: quando la necessità aguzza l'ingegno!

2011-12-12T15:03:00.000-08:00

E' online la sesta edizione del carnevale della biodiversità! L'edizione sarà ospitata dal famoso Oggiscienza magazine on-line di scienza. Recandovi su Oggiscienza troverete il post di presentazione di questa tornata del carnevale e l'elenco dei blog che partecipano all'iniziativa. Come mostrato nel bando il tema di questa edizione è parenti serpenti!
Anche questa volta sono più che felice di partecipare a questo fantastico carnevale, spero che il post sia di gradimento!

Parla di serpenti, , di pesci che fanno la parte delle prede, di interazioni predatori-preda...
Non mi resta che augurarvi buona lettura!

I pesci sono in generale una preda sfuggente, piccoli disturbi che si verificano nell'ambiente acquatico circostante di solito causano un eccitazione di un particolare gruppo di neuroni (neuroni ipsilaterali) che eccitano i motoneuroni controlaterali, tutto ciò permette un rapido movimento di fuga, fondamentale per riuscire a sfuggire alla morsa di potenziali predatori. Molto spesso questi movimenti rapidi oltre ad essere di fondamentale importanza per permettere una fuga instantanea possono anche sorprendere e disorientare in un certo modo i predatori.

In uno studio pubblicato sulla rivista PNAS, viene mostrata e descritta la particolare strategia che i serpenti tentacolari (Erpeton tentaculatus) sfruttano per catturare le loro prede.
Non si mimetizzano e non adoperano agguati o strategie simili, tutta la loro efficacia nel predare sta nell'eseguire una finta... avete capito bene: con un movimento del corpo distrae le sue prede inducendole a sbagliare direzione nella fuga, ciò consente al serpente di catturarlo. Un esempio di come un predatore approfitti del meccanismo principale di difesa della sua preda, adattandosi ad esso e sfruttandolo contro la stessa preda.

Strategie e comportamento.

I serpenti tentacolari, sono degli esperti pescatori; durante la caccia assumono una particolare forma molto somigliante alla lettera J; e rimangono fermi in attesa che qualche boccone prelibato arrivi alla loro portata. . Per la precisione una volta posizionatosi, attendono che piccoli pesci si avvicinino nella zona concava compresa tra il collo e la testa prima di colpire. Quando ciò avviene, l'attacco è improvviso, la velvocità di attacco è stimata in circa 15-20 ms (millisecondi). I pesci come accennato nell'introduzione sopra sono altamente specializzati nel rilevare piccoli disturbi nell'ambiente che li circonda, e sono in grado d rispondere a tali disturbi istantaneamente. Ciò è imporante in quanto in questo modo riescono ad eludere velocemente, nella stragrande maggioranza dei casi, gli attacchi portati dai predatori. Un ruolo di fondamentale importanza è svolto da un particolare gruppo di neuroni, noti come cellule di Manhuter che permettono una fuga imporvvisa nota come reazione C-start. Questa risposta viene chiamata in tale mdo perchè il movimento di fuga permette al corpo del pesce di effettuare un movimento a C, che consente al pesce di ruotare immediatamente in direzione opposta al disturbo per poi fuggire il più lontano possibile. Questo tipo di risposta viene avviato in meno di 5-6 msec. Un tempo di reazione notevole!

La velocità di reazione necessaria per la fuga del pesce, e quella necessaria al serpente per catturare la preda sono molto elevate. Per i pesci riuscire a svoltare nella direzione giusta mentre un predatore si avvicina, è di fondamentale impotanza per la sua sopravvivenza; è una decisione che viene presa in pochi millisecondi dall'insorgenza dello stimolo.

Una volta che la direzione di fuga è stata scelta, destra o sinistra, i circuiti neurali del pesce sono tutti impegnati ad eccitare in maniera massiccia i muscoli su un lato del tronco, inibendo la funzionalità di quelli dal lato opposto; in questo modo si consente una rapida svolta. Lo studio, effettuato in slow-motion per osservare con più attenzione i velocissimi movimenti dei due organismi, ha mostrato che la particolare disposizione a forma di J assunta dal serpente nel suo appostamento, e i particolari e veloci movimenti che esso esegue sono fondamentali per permettere al serpente di indurre il movimento di fuga del pesce nella direzione sbagliata!

Per esaminare i dettagli della predazione del serpente tentacolare, sono stati utilizzati 4 serpenti e sono state usate specifiche camere da ripresa e macchine fotografiche, ad altissima risoluzione (500-2000 fps cioè fotogrammi per secondo). Entrambi gli organismi, predatore e preda, sono stati inseriti in un acquario di piccole dimensioni in modo da facilitare l'incontro tra pesci e serpenti. Si è visto che i serpenti utilizzati nella ricerca erano orientati a colpire i pesci, una volta che questi si erano avvicinati nella regione tra la testa e il corpo (il movimento è riportato schematicamente con un disegno in figura 1).

Giusto 1-3ms (millisecondi) prima di colpire la preda, il serpente muove specifiche porzioni del corpo in una determinata sequenza, muovendo in ultimo collo e testa. Osservando con attenzione i movimenti del serpente nei momenti iniziali, è stato sorprendente osservare come i pesci rispondevano a questi rapidi movimenti del corpo del serpente e non al rapido movimento della testa che viene effettuato nel momento in cui il serpente colpisce la preda. Il movimento del corpo, inizia come una traslazione orizzontale della superficie della pelle, accompagnato da una leggera rotazione verso il basso del corpo; seguito da un movimento volto a disegnare una specie di curva verso l'esterno al di sotto della regione del collo, poco prima del rapido movimento della testa che permetterà al serpente di catturare la preda. ( figura 1A, freccie 1,2,3)

Nell'immagine sopra è riportato schematicamente, il movimento del corpo e della testa del serpente appena la preda si avvicina venendosi a trovare in posizione parallela alle mascelle. In (A) vengono rappresentati in sequenza i movimenti del corpo, i numeri 1 e 3 mostrano i movimenti del corpo prima che il serpente colpisca, la punta della freccia rappresenta la flessione del collo durante una finta. In B) viene rappresentato il frame di un filmato ad alta velocità (23ms) che viene descritto nel disegno in A.

Per studiare i dettagli dell'attacco, sono state effettuate durante varie prove una serie di registrazioni, effettuate con un macchinario noto come idrofono (sono macchinari che assomigliano a dei microfoni in grado di registrare suoni sott'acqua, la peculiarità è che essi sono dei transduttori in grado di tradure in energia elettrica ogni cambiamento di pressione che viene registrato in sua prossimità. I suoni in acqua si propagano come onde di pressione), le registrazioni sono state correlate con i movimenti dei pesci e dei serpenti.

L'idrofono si trovava a circa 10 cm dalla parte concava del corpo del serpente, tra il corpo e la testa.

I risultati hanno rivelato un cambiamento improvviso di pressione locale che si verifica circa 1-3 ms (millesecondi) prima del rapido movimento della testa del serpente, tale cambiamento di pressione era correlato nel tempo con il movimento delle altre porzioni del corpo del serpente. (figura 1 C).

Ciò che si osservò nello studio era che il movimento di fuga (C-starts) da parte del pesce avviene dopo che la testa del serpente ha iniziato a muoversi verso di esso, in genere circa 3-4 ms dopo. (In figura 1C si può vedere un grafico nel quale sono stati registrati dall'idrofono i movimenti, cliccando sull'immagine si ingrandisce). Questo periodo di 3-4 ms è stato campionato mediante registrazioni effettuati usando almeno

10 pesci ( P-promelas), ed effettuando studi su ognuno di essi, il periodo di latenza nel movimento di fuga variava tra i 5,5-12ms (con una media di 7,3ms). Il periodo più breve era di 5.5 ms ed era più lungo del tempo impiegato dal serpente per colpire.

Qual'è l'importanza di questi dati e per quale motivo li dobbiamo tenere presenti? La risposta è che sembra propsio che in un certo numero di prove i serpenti sembravano aver anticipato il comportamento di fuga del pesce, ponendosi con il corpo in una posizione adeguata per colpire la preda nel punto in cui quest'ultimo, indotto a fuggire dal movimento del corpo del serpente, avrebbe svoltato per la fuga.

Per esaminare questa possibilità, è stata misurata la distanza minima tra la linea mediana della testa del serpente prima dell'inizio dell'attacco, e la linea mediana della testa del pesce, le misure sono state effettuate un minimo di 10 volte per tutti e 4 i serpenti utilizzati nell'esperimento. Ciò che si è osservato (mostrato schematicamente in figura 2) è che i serpenti, non sempre colpivano alla testa del pesce, ma, come mostrato nelle figure 2 e 3, potevano colpire anche in altri punti del corpo.

In particolar modo nella ricostruzione schematica in B e C viene evidenziato il movimento del serpente in base a quello che sarà il futuro movimento del pesce. La sagoma rossa indica la posizione iniziale del pesce e i movimenti successivi.

Nell'immagine n°3 viene ulteriormente mostrato ciò in maniera schematica. Nel corso dell'attacco del serpente il pesce di solito (80% dei casi) rivolgeva la testa verso le fauci del serpente. Come mostrato in C le registrazioni dell'idrofono mostrano che il movimento del pesce si verifica circa 5,5ms dopo il movimento del corpo del serpente. (tralascio tutti i dati mostrati nelle immagini in quanto ci dilungeremmo troppo nella descrizione)

Questi dati indicano non solo che i serpenti tentacolari spaventano i pesci con il loro corpo, ma prevedono l'esito della finta in termini di comportamento futuro dei pesci. Infatti i serpenti utilizzati nell'esperimento hanno cominciato a colpire prima che il pesce abbia iniziato il suo c-start, e i colpi del serpente erano "balistici"(Movie S1) e non compatibili con una correzione in corso. Insomma per dirla breve la velocità di esecuzione nel colpo era così rapida da non poter essere casuale.

Molto importante a riguardo, e sembra da un certo punto di vista confermare quanto ipotizzato prima, sono stati i casi in cui i pesci non hanno avviato una reazione di fuga e i serpenti hanno mancato il bersaglio [fig. 4A e Movie S4 (Clips 1-3)] o quando i pesci svoltano appena il serpente esegue la finta con il corpo e i serpenti hanno ancora prevenuto il loro attacco al lato opposto ma li hanno mancati con ampio margine, la finta è stata eseguita troppo presto o il pesce ha avuto tempo di svoltare ulteriormente (fig. 4 B e C e film S4 ). Osservando il C-start del pesce [fig.4 B e C (sagoma grigia)] suggerisce l'obiettivo previsto del serpente. Così, l’ obiettivo dei serpenti è la posizione futura più probabile del capo del pesce, a prescindere dai movimenti che saranno effettuati dai pesci.

In conclusione i serpenti tentacolari scome accennato, sono veri e propri specialisti nella pesca, e gli studi condotti hanno mostrato che sono stati in grado di sfruttare il meccanismo di fuga dei pesci a loro vantaggio. Alla base del processo di fuga C-start vi è un particolare gruppo di neuroni.

I serpenti tentacolari iniziano questa cascata di eventi irreversibili neuromuscolari, facendo una finta con il proprio corpo prima di colpire. Come spiegato prima il meccanismo di fuga del pesce si instaura circa 5-12ms dopo la finta del serpente. Nel frattempo, i serpenti hanno iniziato uno attacco esplosivo e il pesce non era in grado di cambiare rotta. Il vantaggio del serpente dipenderà principalmente dall'orientamento del pesce quando fuggirà. La finta è di fondamentale importanza in quanto sembri necessaria a disorientare i pesce e mentre sta per iniziare la fuga il serpente nel frattempo ha iniziato l'attacco anticipando il movimento fulmineo di fuga. Quando i pesci sono paralleli alla testa del serpente di solito si spostano verso le mascelle. Quando si trova ad angolo retto rispetto alla testa di solito si muovono in una direzione prevedibile, e i serpenti puntano alla posizione futura in cui si verrà a trovare il capo del pesce. I risultati forniscono una spiegazione per la specifica posizone a J adottata quando iniziano gli attacchi Entrambi sono necessari per generare una "finta" e poi attaccare dal lato opposto il pesce. Colpiscono quando i pesci sono in una posizione, ma quasi sempre incontrano il pesce in un'altra posizione, nel bel mezzo di un C-start.

fonti: http://www.pnas.org/content/106/27/11183.full?sid=a207f4c2-5507-488e-bb01-7ba2b07019fb

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA' VI: IL BANDO

2011-12-02T10:34:00.000-08:00

È arrivato Dicembre e come tutti sapete sta per arrivare una data importantissima. Natale? Ma no! Qualcosa di molto più interessante e che comporta molti meno regali: la VI edizione del carnevale della Biodiversità si terrà infatti tra pochissimo, il 12 Dicembre.
Una caratteristica in comune col Natale però questo carnevale ce l'ha: ha a che fare coi parenti. Il tema, come sempre provocatorio per stimolare l'inventiva di chi scrive e la curiosità di chi legge, sarà infatti:

PARENTI SERPENTI

...il blog ospite sarà il popolarissimo Oggiscienza.(al seguente link trovate il bando e l'email al quale indirizzare il vostro contributo)
Sssssssiamo molto curiosi di vedere cosa ci aspetta in questa sssssesta edizione!

Nel frattempo per chi si fosse perso le edizioni precedenti ecco intanto i link alle passate edizioni:
Carnevale della biodiversità:
I) Infinite forme bellissime
II) Biodiversià e adattamenti
III) Le dimensioni contano
IV) Alieni tra noi
V)Nicchie estreme: ai confini della realtà

FAQ: D. Ho un blog in cui parlo di biologia e vorrei partecipare, come faccio?
R. Semplice, manda una email di adesione a questo indirizzo e il comitato direttivo valuterà la candidatura (per mantenere alti gli standard siamo costretti a fare una minima selezione, della qual cosa ci sentiamo comunque molto in colpa). Chi ha già partecipato verrà invece contattato in privato dal Comitato.

D. Non ho mai partecipato alle precedenti edizioni, posso partecipare a questa?
R. Certamente, tutti i bio-blogger sono benvenuti

D. A chi mando il mio post dopo che l’ho scritto?
R. Per questa edizione i contributi al Carnevale vanno inviati a Stefano Dalla Casa, uno degli autori di Oggiscienza, a questo indirizzo

D. Entro quando posso mandare la mia candidatura per partecipare?
R. Possibilmente entro il 5 Dicembre

D. Entro quando posso mandare il mio post per l’inclusione nella rassegna del Carnevale?
R. Entro e non oltre il 10 Dicembre, per dare tempo ad Andrea di leggere il post e recensirlo nella rassegna. Ritardi nell’invio del post potrebbero portare all’esclusione dal Carnevale

D. Ho una domanda sul Carnevale e vorrei discuterne in privato, con chi posso parlarne?
R. Puoi rivolgerti ad uno qualsiasi (o a tutti e tre in CC) del comitato direttivo, Livio Leoni, Marco Ferrari o Lisa Signorile

RIPRODUZIONE: meccanismi e strategie parte2

2011-11-12T09:49:00.000-08:00

La riproduzione sessuale.

Nel post precedente abbiamo visto brevemente la riproduzione asessuale, e alcune caratteristiche. Ovviamente non si poteva non introdurre anche la riproduzione sessuale, a cui cercherò di dedicare largo spazio in tutto il mese di novembre con una serie di post scritti sia su queto blog che su Biosproject. Per ora questo post prendetelo come una specie di introduzione sull'argomento.

Come nel caso della riproduzione asessuale, possiamo distinguere vari tipi di riproduzione sessuale. Nonostante esistano varie forme di riproduzione sessuale, ci sta da dire che tutte implicano la formazione di un paticolare gruppo di cellule note come gameti. In seguito ci occuperemo nello specifico del processo della fecondazione. Molte specie animali che si riproducono sessualmente sono dioiche, cioè hanno sessi separati. Gli individui di sesso maschile hanno gonadi (organi sessuali) noti come testicoli, coinvolti nella produzione degli spermatozooi, mentre gli indvidui di sesso femminile hanno gli ovari, coinvolti nella produzione delle cellule uovo. Ovari e testicoli sono definiti come caratteri sessuali primari. Inoltre le femmine e i maschi di molte specie hanno dei caratteri sessuali secondari, che intervengono nella riproduzione sessuale. In molti animali le gonadi sono coinvolte anche nella produzione di ormoni che influenzano lo sviluppo di tali caratteri. I caratteri sessuali comprendono: le dimensioni, la forma, il colore del corpo ecc.

Le specie in cui maschi e femmine hanno delle caratteristiche differenti presentano il dimorfismo sessuale.

Vantaggi e svantaggi della riproduzione sessuale.

La riproduzione sessuale in natura è molto comune. Infatti a differenza della riproduzione asessuale, tale tipo di riproduzione può avvantagiare gli organismi in vari modi. I benefici derivano prima di tutto dalla variabilità genetica che assicura ad ogni generazione. I discendenti si originano dagli zigoti, cellula uovo fecondate che contiengono geni che provengono da gameti aploidi (cellule sessuali spermatozoo e cellula uovo) che provengono da entrambi i genitori, e quindi differiscono tra loro e i genitori.

La variabilità genetica ha un grande vantaggio; permettere agli organismi di adattarsi con più facilità a svariati ambienti. Infatti la possibilità che qualcuno dei discendenti diversi riesca a sopravvivere in un ambiente soggetto a cambiamenti è maggiore della probabilità che avrebbero se i discendenti fossero tutti uguali, come accade nella riproduzione asessuale. Con la variabilità genetica può aumentare anche la fitness globale di una popolazione di organismi. In parole povere in una popolazione di individui geneticamente diversi le cui combinazioni di geni promuovono la sopravvivenza in un determinato ambiente, tali individui hanno più probabilità di riprodursi e di trasmettere i propri geni alla generazione successiva, rispetto agli individui che hanno combinazioni di geni meno efficaci. Con il trascorrere del tempo tale meccanismo genera popolazioni principalmente composte da individui le cui combinazioni di geni assicurano un alto grado di fitness per l'ambiente.

Un esempio di effetti genetici della riproduzione sessuale e di quella asessuale sono riportati quà sotto.

Un esempio banale in realtà ma è giusto per rendere l'idea:

dai due esempi possiamo vedere come si in due individui idfferenti di una specie che si riproducono asessualmente si producono due mutazioni benefiche tali che il gene a muti in A in un individuo e il gene b muti nel gene B in un altor individuo. Come accennato nel post precedente la generazione filiale che viene ottenuta attraverso meccanismi di riproduzione asessuata non sono altro che cloni dell'organismo da cui derivano. Ciò rende impossibile che le due mutazioni si trovino insieme nello stesso individuo. La combinazione AB la potremmo trovare solo se si verifica successivamente una seconda mutazione in uno degli organismi della generazioni filiale. Ne consegue che individui ottenuti da una riproduzione asessuale è difficile che due mutazioni favorevoli si vengano a trovare insieme.

Discorso diverso per la riproduzione sessuale dove la combinazione CD è possibile se gli individui che portano le mutazioni si accoppiano. Se la mutazione CD non è letale, anzi benefica in certe condizioni ambientali, tale mutazione sarà ereditata dalle generazioni future, da momento che tali organismi adattandosi meglio ad un certo ambiente avranno più probabilità di riproduzione. (spero di non aver tirato troppo per le orecchie la spiegazione).

Nelle specie che si riproducono sessualmente, la riproduzione i gameti per opera dei due genitori permette alle mutazioni che si producono in ude differenti individui di coesistere in una nuova generazione. Benchè in alcuni casi le mutazioni possano determinare variabilità genetica ed avere degli effetti positivi, nella stragrande maggioranza dei casi le mutazioni non sono benefiche. In realtà molte finiscono per produrre alleli letali, alcune mutazioni sono innocue da sole m diventano letali in concomitanza con altre mutazioni. Quindi nel caso di geni o dicombinazioni di geni, letali, può esere maggiore la probabilità che individui prodotti sessualmente vengano danneggiati dalle mutazioni.

Ci sono organismi in grado di utilizzare entrambi i tipi di riproduzione, ciò offre vantaggi. Tipicamente, in tali specie, la riproduzione asessuale avviene quando le condizioni dell'ambiente nel quale vivono sono favorevoli e costanti. Come accennato nel post precedente, la riproduzione asessuale permette un'espansione molto rapida, poco costosa a livello energetico, della popolazione con conseguente sfruttamento delle risorse che l'ambiente mette a disposizione. La riproduzione sessuale da parte di questi organismi inizia ad essere sfruttata quando le condizioni non sono più così favorevoli. Abbassamento della temperatura, approssimarsi dell'inverno, diminuzione di risorse importanti (ad esempio mancanza di acqua o il cibo non è più presente in grande abbondanza). In questi casi la riproduzione sessuale produce zigoti dormienti che sono resistenti alle condizini sfavorevli. Avere la possibilità di adoperare due titpi di rirproduzione offre anche grandi vantaggi dal punto di vita della dispersione di una popolazione.

Varianti della riproduzione sessuale.

La riproduzione sessuale implica la fecondazione attuata dalle cellulenote come gameti (spermatozoo e cellula uovo) nelle specie dioiche e viene definita riproduzione biparentale. Esistono però specie che sono differenti da quelle dioiche e sono quelli in cui ogni individuo ha sia organi sessuali maschii che femminili. Queste spcie sono definite anche monoiche o ermafroditi. Ma l'ermafroditismo non è l'unica eccezzione al più comune processo della fecondazione.

Partenogenesi.

La partenogenesi è lo sviluppo fino alla maturità di uova non fecondate, ha caratteristiche che somigliano sia alla riproduzione sessuale, sia a quella asessuale. Poichè la partenogenesi riguarda soltanto uova. Secondo alcune correnti questo tipo di riproduzione dovrebbe essere annoverata tra quelle asessuali, in quanto non comprende il processo della fecondazione. La partenogenesi è un processo particolare che potrebbe essersi evoluto da processi sessuali che implicavano la fecondazione di cellule uova. Molti organismi sono in grado di sfruttare questa variante riproduttiva, dai platelminti ad alcuni tipi di crostacei e alcuni vertebrati sono capaci di riprodursi per partenogenesi. Offre dei vantaggi, tra cui quello di risparmiare energia e tempo producendo discendenti senza l'accoppiamnto. Ciononostante, la maggior parte delle specie partenogenetiche comprende a un certo punto del ciclo biologico, anche la riproduzione sessuale con fecondazione. Vari sono i modi in cui si può svolgere la partenogenesi. Le uova partenogenetiche possono riprodursi sia mitoticamente che meioticamente, e possono essere sia aploidi che diploidi. Ogni volta che la partenogenesi implica uova prodotte con la meiosi, la ricombinazione avviene per crossing over, ovviamente dobbiamo sempre ricordare che nella partenogenesi non avviene la fecondazione, per cui la variabilità genetica nella prole non può essere tanto grande quanto nella riproduzione sessuale che implica la fecondazione, dal momento che in questo caso soltanto un genitore fornirà cromosomi alla generazione successiva. La partenogenesi che non implica la meiosi, ma la mitosi è un processo puramente asessuale, nella quale dalle uova si svilupperanno solo cloni.

Molti insetti sono in grado di attuare la partenogenesi. un esempio sono insetti socialmente utili come le api domestiche. Schematizzando il processo possiamo dire che : lo zigote diventa femmina, le uova aploidi non fecondate si sviluppano in maschi. In una colonia di api domestiche la singola regina e le numerose operaie sono diploidi, i maschi aploidi.

Ermafrotidismo.

All'inizio di questo post avevamo detto che la stragrande maggioranza delle specie che si riproduce sessualmente sono dioiche...vi sono specie monoiche che si riproducono sessualmente. Gli individui i uestione sono ermafroditi e possiedono sia testicoli che ovari. Questi organismi in genere non sono in grado di autofecondarsi, poichè la loro anatomia lo impedisce e generalmente deve avvenire la copulazone tra due ermafroditi. tipiamente, durante la copulzione entrambvi gli individui liberano speatozooi e le uova prodotte da entambi i patner sessuali vengono fecondate da spermatozooi prodotti dall'altro patner. In molte specie monoiche l'autofecondazione viene impedita perchè gli individui producono uova e spermatozooi in momenti differenti. Gli individui subiscono la cosidetta inversione sessuale, essendo di un sesso nella fase precoce del ciclo biologico e dell'altro sesso successivamente. Quando parliamo di ermafroditismo sequenziale dobbiamo tenere conto che gli organismi sono o proterogini (prima femmine e poi maschi), oppure proterandi (prima maschi e poi femmine).

RIPRODUZIONE: meccanismi e strategie.

2011-11-07T01:11:00.000-08:00

La riproduzione, la formazione di un nuovo organismo, è l'unico modo mediante il quale una specie riesce ad assicurare la sua sopravvivenza, il non riuscire nell'intento della procreazione significa estinzione! Si sono evoluti molti modi attraverso cui un organismo può riprodursi, ma tutti possiamo riassumerli in due grandi classi, riproduzione asessuale (vegetativa), e riproduzione sessuale. In questo post saranno elencate brevemente alcune caratteristiche della riproduzione asessuata.

Riproduzione asessuale.

Avviene quando un genitore si scinde, produce gemme, o si frammenta per formare parti, ognuna delle quali si trasforma poi in un organismo adulto. I discendenti che derivano da questo tipo di riproduzione sono dei cloni, identici al genitore, in quanto la base della riproduzione asessuale è la mitosi (divisione nucleare che produce cellule figlie identiche). La riproduzione asessuale può avvenire in svariati modi ed è comune a molti tipo di organismi, invertebrati, cnidari, poriferi, platelminti, anellidi, echinodermi e protozoi.

Gemmazione.

Nella riproduzione asessuale che avviene tramite gemmazione, i discendenti si sviluppano come piccole gemme dal genitore. Le gemme possono staccarsi e svilupparsi in organismi adulti indipendenti, oppure rimanere attaccate al genitore e formare una colonia di individui. Un esempio di riproduzione asessuale per gemmazione la possiamo osservare nello cnidario Hydra. In questo caso come si può vedere nell'immagine dalla gemma inizia a svilupparsi un organismo (è letteralmente una versione in miniatura dell'adulto), dopo un certo periodo di tempo tale gemma si stacca e completa il suo sviluppo fino a raggiungere lo stadio adulto.

Poliembrionia.

La poliembrionia è la divisione di un uovo fecondato in due o più cellule identiche che successivamente si sviluppano dando origine a un clone di sibling geneticamente identico. E' un processo di riproduzione che possiamo osservare in molti imenotteri che depongono le uova in altri insetti.

Amplificazione larvale.

E'un tipo di riproduzione che si può osservare comunemente nel ciclo biologico di molti platelminti parassiti, si moltiplicano e si dividono gli stadi larvali non l'uovo fecondato come nella poliembrionia. esso aumenta la probabilità che un singolo uovo fecondato produca almeno un platelminta larvale capace di trovare un ospite idoneo.

Un esempio è il ciclo vitale della fascicola epatica.

Nell'immagine sopra è riportato il ciclo vitale della fascicola epatica. Questo platelminta esegue una riproduzione sia sessuata che asessuata. Le uova sono liberate insieme alle feci di una pecora infestata. Una larva ciliata, detto miracidio, esce dall'uovo e invade una chiocciola. Nella chiocciola due stadi del parassita, noto come sporocisti e reda subiscono un processo di riproduzione asessuale detto amplificazione larvale. Molte cercarie abbandonano la chiocciola e si instano sulla vegetazione, formando metacercarie. Se ingerita da una pecora, le metacercarie si sviluppano in individui adulti maturi. Il processo di amplificazione larvale produce molti individui a partire da uno zigote e aumenta notevolmente la probabilità di sopravvivenza del parassita.

Scissione.
Rappresenta la divsione del corpo di un genitore in due o più parti, nota comunemente come scissione binaria è molto comune nei protozooi. Molti platelminti conducenti vita libera si riproducono per scissione binaria trasversale. Il genitore in realtà tende a separarsi per strozzatura in due parti disuguali (anteriore e posteriore) che in seguito si svilupperanno dando origine a due individui completi. La scissione multipla invece è la divisone di un genitore in tre o più parti che diventano nuovi individui.

Frammentazione.
Attraverso la frammentazione, molti animali rigenerano parti del corpo che sono andate perdute a causa di lesioni, come quelle subite durante incontri con i predatori. I gamberi, ma è un esempio che si potrebbe fare per molti altri organismi, sono capaci di staccare appendici del corpo per fuggire alla presa di un predatore, o di eliminare un appendice che abbia subito gravi danni. Questo processo di amputazione automatica è noto come autonomia. Tali organismi sono poi in grado di rigenerare gl arti perduti, ma in questo processo non si riproducono. Un tale tipo di riproduzione simile alla frammentazione si può osservare n alcuni organismi. Alcune attinie (cnidari) si riproducono con un rocesso definito lacerazione pedale; mentre un genitore si muove lungo il substrato, gruppi di cellule si staccano dalla base del genitore e iniziano a svilupparsi in nuovi individui.

La riproduzione asessuata presenta vantaggi e svantaggi, paragonandola alla riproduzione sessuale presenta molti vantaggi. Elimina la necessita che maschi e femmine si debbano incontrare nel periodo, tra l'altro molto breve in alcune specie, in cui gli uni e gli altri sono sessualmente recettivi e permette agli animali di destinare alla produzione della prole energia che altrimenti spenderebbero nelle attività sessuali. Di conseguenza, gli individui che si riproducono asessualemente in ambienti favorevoli possono formare grandi popolazioni che sfruttano rapidamente fonti di alimento localizzate o altre risorse. Lo svantaggio principale sta invece nel fatto che tutti i discendenti sono praticamente identici. A differenza della riproduzione sessuale, negli organismi che utilizzano la riproduzione asessuale l'unica fonte di variabilità genetica consiste nelle mutazioni, e le mutazioni genetiche favorevoli si verificano in genere con frequenza molto bassa.

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA' V: Larve mangiatrici di anfibi!!!

2011-10-12T20:02:00.000-07:00

Questo post partecipa alla quinta edizione del carnevale della biodiversità, la quinta edizione sarà ospitata dal blog therodopa, dove troverete tutti gli argomenti postati dai bio-blogger partecipanti all'evento.
L'argomento attorno a cui verteranno tutti i post è AI CONFINI DELLA REALTA': NICCHIE ESTREME.
Spero che il post sia di vostro gradimento! Non mi resta che augurarvi buona lettura.

Gli organismi in natura interagiscono in svariati modi, vari sono i tipi di interazioni interspecifiche, tra queste abbiamo l'inteazione predatore-preda.
Nella stragrande maggioranza dei casi accade che il predatore più grande riesca a cacciare, catturare, e mangiare la preda. Per riuscire efficacemente nel loro intento hanno evoluto meccanismi molto raffinati con cui poter catturare le prede, le quali a loro volta hanno escogitato miriadi di strategie per evitare il predatore. Gli esempi più plateali sono gli insetti i quali hanno sviluppato meccanismi veramente unici nel loro genere, basti pensare ad esempio alle vari forme di mimetismo, o ai svariati meccanismi difensivi, come l'aggregazione in gruppi, colorazioni vivaci per intimorire o avvertire eventuali predatori, senza scordarci della famosa "attività di fuga" appena viene intravisto un predatore. Bisogna però rendersi conto che il corri più in fretta possibile appena vedi un predatore, non è adatto a tutte le specie.

In natura può capitare spesso che una preda si rivolga contro un predatore. Quando ciò avviene, la preda può riuscire a reagisce in maniera efficace contro il predatore, mettendolo in fuga o uccidendolo, ma in genere capita che il tutto si concluda senza che nessuno dei due organismi si cibi dell'altro.

In altri casi si può assistere ad interazioni tra predatori, dove un organismo che in genere possiamo classificare come predatore può diventare la potenziale preda di un altro organismo, ciò può avvenire per esigenza di risorse che scarseggiano nell'ambiente in cui vivono gli organismi; entrambi arrivano a competere per delle risorse comuni e il predatore più grosso arriva a cacciare e uccidere quello più piccolo.

Ciò di cui voglio parlarvi oggi è un esempio di inversione di ruolo tra predatore e preda. Tale fenomeno, non è molto frequente in natura, ed è stato studiato da ricercatori dell'università di Tel Aviv. Il protagonista del nostro post è un coleottero, Epomis, e viene cacciato, ma in questo caso cacciato mi sembra una parola grossa da anfibi di vario tipo, rane, salamandre ecc. dovrebbe essere la preda, o presunta tale, perchè finge di esserlo, trasformandosi fulmineamente in predatore, non lasciando quasi mai scampo alla sua ignara controparte.

Figura 1

figura 2

Il genere Epomis è rappresentato in Israele da due specie, (E.dejeani in figura 1 e E. circumscriptus figura 2), i ricercatori dell'università di Tel Aviv hanno osservato e studiato le interazioni tra i coleotteri Emopis e le loro prede

(Bufo viridis, Hyla savignyi e Rana bedriagae) individuando un'insolita interazione trofica in cui si è assistito ad una vera e propria inversione nel ruolo preda-predatore.

Fino ad oggi era sconosciuta la modalità con la quale avveniva "l'incontro".

Attraverso le osservazioni di laboratorio ed esperimenti avvenuti in ambiente controllato, i ricercatori sono riusciti a registrare il comportamento alimentare delle larve Epomis, così come il comportamento degli anfibi che diventavano loro prede. In particolar modo le larve di due specie di Epomis (E. circumscriptus e E. dejeani) attirarano il loro potenziale predatore, approfittando proprio del comportamento "predatorio" degli anfibi che viene ad sfruttato dalle larve a loro vantaggio.

La larva Epomis sembra infatti aver elaborato una strategia particolare; rimane ferma e aspetta, paziente, l'arrivo di qualche succulento rospo o affine, nel frattempo muove le antenne e le mandibole per attirare l'attenzione degli anfibi in modo tale che possano percerpire la presenza di una potenziale preda.

Quando gli anfibi attaccano, la larva riesce sempre ad evitare l'attacco del predatore, per attaccarsi fulmineamente al corpo del malcapitato e iniziare con tranquillità il pasto.

Il comportamento operato da individui del genere Epomis è particolare in quanto non è molto comune vedere in natura un organismo più piccolo attirare e predare con successo una preda decisamente più grande. Tale inversione di ruolo probabilmente rappresenta un processo particolare di co-evoluzione, (i due generi di Epomis e gli anfibi che diventano loro vittime condividono lo stesso habitat, gli stessi rifugi ecc), dovuto probabilmente al fatto che nel corso della lunga interazione esistente tra tali specie, il comportamento delle larve si possa essere evoluto da difesa a contrattacco creando così l'inversione di ruolo.

Quindi abbiamo un predatore che si nutre di un particolare gruppo di specie, ma a sua volta può diventare preda di congeneri di questi ultimi. In particolar modo i coleotteri adulti si sono dimostrati predatori generalisti si nutrono di svariati alimenti tra cui gli anfibi, mentre le larve tendono a nutrirsi prevalentemente di anfibi.

Strategia di caccia.

Come si può vedere nell'immagine sopra ( a destra E.dejeani; a sinistra E.circumscriptus), la larva ha una caratteristica peculiare, le mandibole presentano una specie di doppio aggancio che consente all'insetto di fissarsi saldamente alla pelle degli anfibi.

Ed è qui che si osserva un altra caratteristica: la nutrizione delle larve avviene con una modalità molto simile a quella dei parassiti (succhiare i liquidi corporei), comportamento un pò insolito anche per le larve del coleottero di terra che comunque presenta già delle mandibole in grado di poter triturare e masticare.

Nelle fasi successive del loro sviluppo, quando raggiungono in sostanza lo stato adulto, non si limitano più a succhiare i liquidi corporei, ma iniziano a banchettare con i tessuti dell'animale, mangiandoselo lentamente, ciò che rimane è un mucchio di resti.

Se l'anfibio è "fortunato" finisce vittima delle larve, è vero che la larva tende a privilegiare i liquidi corporei dell'anfibio, ma l'anfibio in questo caso può sopravvivere, l'unica conseguenza sono le cicatrici causate dalle efficaci e tanglienti mandibole della larva.

Le larve Epomis passano attraverso tre stadi di sviluppo, alla fine di ogni fase mutano in una zona nascosta, al riparo da potenziali predatori, per poi cercare un nuovo ospite. Come questo tipo di interazione si sia evoluto a vantaggio delle larve, con un rovesciamento del ruolo predatore-preda non è noto. In ogni caso in tutte le osservazioni effettuare l'interazione volgeva a favore delle larve. Come accennato prima le larve attirano gli anfibi grazie al movimento delle loro antenne o attraverso una combinazione di movimenti antenna-mandibole.

In particolar modo è stato osservato che le larve (come mostrato in figura sopra) tendevano a muovere le antenne secondo una certa combinazione di movimenti: su-giu e lateralmente.

Il movimento combinato antenne e mandibola può essere descritto come un ciclo ripetuto in cui viene spostata l'antenna su un lato della testa , tale movimento è poi seguito da un movimento laterale della mandibola sullo stesso lato. La mandibola e l'antenna poi tornano alla loro posizione originale.

Il ciclo è completato dai successivi movimenti identici dell'antenna e della mandibola dall'altro lato della testa (Figura 2 B-E; Video sottostante...devo essere sincero, gli autori non si sono sprecati molto nell'inquadrare i particolari.). La larva si alterna tra l'agitare solo le antenne e l'effettuare cicli di movimento antenne-mandibola.

La durata di questi movimenti può durare da pochi secondi ad un ora.

Ulteriori osservazioni hanno mostrato che le larve che si trovano in fasi di pre e post muta, periodi durante i quali non si nutrono degli anfibi, non mostrano questo comportamento.

E'stato osservato inoltre che le larve delle due specie Epomis effettuavano gli stessi movimenti volti ad attirare le prede. Inoltre, questo comportamento non era legato ad una specifica instar larvale. Poco dopo l'introduzione di un anfibio in un contenitore, la larva ha iniziato a muoversi sul terreno e sono stati visualizzati tutti movimenti delle antenne e della mandibola (mostrati nella figura sopra).

L'anfibio ha reagito a questi movimenti avvicinandosi alla larva avventandosi su di esso nella speranza di catturare la sua preda apparente. La larva dal canto suo ha risposto con un rapido movimento della testa prima di essere afferrata dalla lingua dell'anfibio, per poi attaccarsi con successo, grazie alle mandibole,alla parte del corpo più vicina dell'anfibio, per lo più le aree ventre-bocca e superiori.

Poco dopo, la larva si è riposizionata sul corpo dell' anfibio e ha iniziato l'alimentazione (Video 2).

E' stato inoltre osservato che l'intensità dei movimenti delle antenne e della mandibola è aumentato a seconda della distanza. Nello studio portato avanti dai ricercatori l'intensità dei movimenti è quasi raddoppiato quando la distanza tra gli anfibi e la larva è scesa dai 15 ad 1 cm.

I movimenti tipici delle antenne e della mandibola sono stati registrati anche in assenza di un anfibio, ma la loro intensità era tre volte inferiore rispetto al test con l'anfibio.

Nel 70% degli esperimenti in cui è stato introdotto un anfibio nel contenitore con una delle due specie di larva Epomis , il comportamento volto ad attirare l'attenzione dell'anfibio è stato registrato,e gli anfibi sono stati consumati e uccisi dalla larva, hanno lasciato solo un mucchio di ossa.

Nei casi rimanenti, in cui il predatore e la preda sono state fatti incontrare accidentalmente, la larva non ha mostrato alcun comportamento volto a far individuare la sua posizione (Video 3) ma l'interazione alla fine si è conclusa con le stesse conseguenze fatali per gli anfibi.

Qualcuno di voi dirà: ma possibile che l'anfibio non sia riuscito neanche una volta a mangiarselo al coleottero?

In sette casi su dieci l'anfibio è riuscito a bloccare e a degluttire la larva, ma poi rapidamente l'ha rigurgitata, in quanto oltre che subdula la larva sembra essere letteralmente indigesta, e come se non bastasse dopo essere stata rigurgitata la larva è stata poi in grado di attaccarsi con successo alla pelle dell'anfibio (nella zona della bocca; video 3).

In un caso ulteriore, un Pseudepidalea viridis ha ingerito con successo una larva di E. circumscriptus, ma dopo circa due ore, l larva è sopravvissuta ed è stata rigurgitata (Video 4).

Non solo, come se non bastasse è stato osservato che l'anfibio ha rigurgitato oltre alla larva anche una certa quantità di sangue, prima del rigurgito la larva è stata vista muoversi all'interno dello stomaco degli anfibi, per essere poi rigurgitata dopo due ore. La larva era ricoperta di muco ma era immobile, e non mostrava danni, quando i ricercatori hanno posizionato il rospo sopra la larva, questa ha risposto con un rapido movimento agganciandosi al ventre dell'anfibio e ha iniziato l'alimentazione. Come in tutti gli altri casi, questa interazione si è conclusa con l'anfibio consumato dalla larva.

A questo link troverete anche le misure e la lunghezza del corpo delle larve usate durante l'esperimento, e la grandezza e il peso degli anfibi. Ho avuto difficoltà a caricare tali dati. (tabella 1 e tabella 2)

Fonti: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0025161

IO VOGLIO UNA RETE LIBERA

2011-10-05T14:14:00.000-07:00

In queste ore sono tanti i blogger che stanno manifestando il loro dissenso a riguardo del comma 29 del ddl intercettazioni, noto ai più come legge ammazza-blog. Insomma per dirla breve anche io accolgo l'appello di Valigia blu, invito chiunque leggesse questo o altro blog riportante un simile annuncio a visitare tale sito.

Cosa prevede il comma 29 del ddl di riforma delle intercettazioni, sinteticamente definito comma ammazzablog?

Il comma 29 estende l’istituto della rettifica, previsto dalla legge sulla stampa, a tutti i “siti informatici, ivi compresi i giornali quotidiani e periodici diffusi per via telematica”, e quindi potenzialmente a tutta la rete, fermo restando la necessità di chiarire meglio cosa si deve intendere per “sito” in sede di attuazione.

Cosa è la rettifica?

La rettifica è un istituto previsto per i giornali e le televisione, introdotto al fine di difendere i cittadini dallo strapotere di questi media e bilanciare le posizioni in gioco, in quanto nell’ipotesi di pubblicazione di immagini o di notizie in qualche modo ritenute dai cittadini lesive della loro dignità o contrarie a verità, questi potrebbero avere non poche difficoltà nell’ottenere la “correzione” di quelle notizie. La rettifica, quindi, obbliga i responsabili dei giornali a pubblicare gratuitamente le correzioni dei soggetti che si ritengono lesi.

Quali sono i termini per la pubblicazione della rettifica, e quali le conseguenze in caso di non pubblicazione? La norma prevede che la rettifica vada pubblicata entro due giorni dalla richiesta (non dalla ricezione), e la richiesta può essere inviata con qualsiasi mezzo, anche una semplice mail. La pubblicazione deve avvenire con “le stesse caratteristiche grafiche, la stessa metodologia di accesso al sito e la stessa visibilità della notizia cui si riferiscono”, ma ad essa non possono essere aggiunti commenti. Nel caso di mancata pubblicazione nei termini scatta una sanzione fino a 12.500 euro. Il gestore del sito non può giustificare la mancata pubblicazione sostenendo di essere stato in vacanza o lontano dal blog per più di due giorni, non sono infatti previste esimenti per la mancata pubblicazione, al massimo si potrà impugnare la multa dinanzi ad un giudice dovendo però dimostrare la sussistenza di una situazione sopravvenuta non imputabile al gestore del sito.

Se io scrivo sul mio blog “Tizio è un ladro”, sono soggetto a rettifica anche se ho documentato il fatto, ad esempio con una sentenza di condanna per furto?

La rettifica prevista per i siti informatici è quella della legge sulla stampa, per la quale sono soggetti a rettifica tutte le informazioni, atti, pensieri ed affermazioni ritenute dai soggetti citati nella notizia “lesivi della loro dignità o contrari a verità”. Ciò vuol dire che il giudizio sulla assoggettabilità delle informazioni alla rettifica è esclusivamente demandato alla persona citata nella notizia, è quindi un criterio puramente soggettivo, ed è del tutto indifferente alla veridicità o meno della notizia pubblicata.

Posso chiedere la rettifica per notizie pubblicate da un sito che ritengo palesemente false? E’ possibile chiedere la rettifica solo per le notizie riguardanti la propria persona, non per fatti riguardanti altri. Chi è il soggetto obbligato a pubblicare la rettifica?

La rettifica nasce in relazione alla stampa o ai telegiornali, per i quali esiste sempre un direttore responsabile. Per i siti informatici non esiste una figura canonizzata di responsabile, per cui allo stato non è dato sapere chi sarà il soggetto obbligato alla rettifica. Si può ipotizzare che l’obbligo sia a carico del gestore del blog, o più probabilmente che debba stabilirsi caso per caso.

Sono soggetti a rettifica anche i commenti?
Un commento non è tecnicamente un sito informatico, inoltre il commento è opera di un terzo rispetto all’estensore della notizia, per cui sorgerebbe anche il problema della possibilità di comunicare col commentatore. A meno di non voler assoggettare il gestore del sito ad una responsabilità oggettiva relativamente a scritti altrui, probabilmente il commento (e contenuti similari) non dovrebbe essere soggetto a rettifica.

STUDIO SUL NETWORK DI GENI NEL CERVELLO DELLE API APRE ALLO STUDIO SUL LORO COMPORTAMENTO.

2011-09-27T04:26:00.000-07:00

Nelle api, diversi network di geni contribuiscono a comportamenti specifici, come la ricerca di cibo o l'aggressione: è questo il risultato di un nuovo studio pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences. "

Tale ricerca conferma, come dicono gli autori della scoperta, che nni di ricerca sul cervello e sul comportameno sembra indicare che vi è una stretta relazione tra i cambiamenti nell'espressione genica- i geni sono attivamente trascritti in altre molecle per eseguire compiti specifici nella cellula -e il comportamento.

Ciò che abbiamo riscontrato è un alto grado di modulabità nella regolazione dei geni connessi al comportamento, rappresentato da distinte configurazioni di network di geni”, ha spiegato Gene Robinson, entomologo e professore di neuroscienze dell'Università dell'Illinois, direttore dell'Institute for Genomic Biology della stessa Università, e coordinatore della ricerca.

Il team si è concentrato in particolar modo su una lista di geni implicati in almeno una delle tre categorie di comportamento: aggressività, ricerca di cibo, come la ricerca dei fiori e come le api sanno andare avanti e indietro dall'alveare, la maturazione, il processo mediante i quale un ape attraverso la crescita passa dai compti di nutrizione delle pupe al foraggiamento e alla difesa dell'alveare.

I ricercatori hanno poi utilizzato un approccio sistematico per realizzare un modello al computer della rete di regolazione genica che potrebbe prevedere le differenze nell'espressione genica osservata negli studi sperimentali. Il modello ha permesso di trovare uno schema a “mosaico” di espressione genica correlata al comportamento nel cervello: esso prevede anche che in tutte e tre le categorie di comportamento riveste un ruolo fondamentale un piccolo numero di fattori di trascrizione (in pratica, geni che regolano altri geni). Di questi “regolatori globali”, il cui numero è stimato tra 15 e 25, solo quattro sono stati identificati.

I ricercatori erano preoccupati di non riuscire nell'impresa, in quanto la regolazione genica del cervello è molto complessa e tanti fattori entrano in gioco nella regolazione del comportamento.

"Ora abbiamo osservato una correlazione diretta e lineare tra fattori di trascrizione e geni a valle che può predire una quantità sorprendentemente grande di espressione genica”, hanno concluso i ricercatori. “Ciò apre la strada a una completa comprensione della regolazione dell'espressione genica nel futuro" .

Lo studio è stato condotto nell'ambito del BeeSpace Project, un catalogo dei geni che si attivano e disattivano nel cervello dell'ape in risposta alle variazioni dell'ambiente o come risultato di fattori ereditari.

fonti: Eurekalert

STUDIO MOSTRA CHE PRESENZA DI AZOTO NELLE ROCCE, POTREBBE MIGLIORARE LE CONDIZIONI CLIMATICHE.

2011-09-26T10:01:00.000-07:00

Per la prima volta ricercatori dell'università della California, hanno mostrato che gli alberi della foresta di Fork mountain hanno la possibilità di attingere azoto trovato nelle rocce, con conseguente stimolo per la crescita di tali alberi e una migliore capacità di assorbimento del biossido di carbonio dall'atmosfera.

Lo studio è stato pubblicato su Nature.

L'importanza dell'azoto.

L'azoto è uno degli elementi più importanti per gli organismi viventi, si trova in molecole come il DNA e le proteine, è necessario per tutta la vita sulla terra ed è usato in tutto il mondo come fertilizzante per le colture alimentari. E 'il nutriente che più spesso limita la crescita delle piante negli ecosistemi naturali.

In precedenza si era creduto che l'azoto potesse entrare negli ecosistemi solo dall'atmosfera - sia sciolto in acqua piovana o biologicamente "fissato" o assimilato da gruppi specializzati di piante e altri organismi. Perché la quantità di azoto atmosferico in questi percorsi è piuttosto limitata, si è pensato che la maggior parte degli ecosistemi, non avesse mai abbastanza di questo nutriente essenziale per facilitare la crescita delle piante al massimo delle loro potenzialità.

Seguendo questa linea di pensiero, è stato stimato che l'apporto di azoto da rocce nel nord della California è stato dello stesso ordine come fonti di azoto atmosferico, rese disponibili attraverso la fissazione e depositato tramite l'acqua piovana. "Per dirla in prospettiva, c'è abbastanza azoto contenuta in un pollice delle rocce presso il nostro sito di studio in california per sostenere completamente la crescita di una tipica foresta di conifere per circa 25 anni", ha detto il professor Randy Dahlgren, un biogeochimico e uno studio co-autore. "Questo azoto viene rilasciato lentamente nel tempo e aiuta a mantenere la fertilità a lungo termine di molte foreste della California," ha detto Dahlgren.

Per comprendere il movimento dell'azoto dalle rocce agli alberi, lo studio si è focalizzato principalmente sulla quantità di azoto presente nelle rocce, piante e suolo e hanno scoperto che le rocce che possiedono un più elevato contenuto di azoto hanno un impatto non indifferente nella fertilizzazione delle foreste.

I dati dello studio indicano che la quantità di carbonio immagazzinato nei terreni contenenti rocce ricche di azoto era quasi il doppio rispetto a quella dei siti dove erano presenti rocce povere di azoto nel nord dela California. Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato l'inventario dei dati foresta crescita dal Corpo Forestale dello Stato per determinare che questo non era solo un effetto localizzato.

La produttività di tali regioni forestali raggiungeva un valore che era quasi il 50% superiore a quello delle altre zone dove le rocce non mostravano questa ricchezza in azoto.

Per confermare i dati ottenuti e per sottolineare il legame tra l'azoto presente negli alberi e quello presenti nelle rocce circostanti, i ricercatori hanno usato un vecchio trucco molto adoperato in tanti studi. Hanno tracciato il cammino dell'azoto sfruttando i suoi isotopi; e hanno scoperto che gli isotopi presenti nelle rocce corrispondevano a quelli dei terreni e degli alberi.

Implicazioni per il cambiamento climatico.

Secondo gli autori dello studio questa ricerca potrebbe avere implicazioni nei cambiamenti climatici.

I ricercatori sottolineano che, dal momento che l'azoto tende ad essere elevato nelle rocce di origine sedimentaria, che coprono circa il 75 per cento della superficie della Terra, la scoperta che l'azoto fondamentale ha il potenziale per stimolare la produttività delle foreste e stoccaggio del carbonio presente nell'atmosfera. Il carbonio presente sottoforma di gas (biossido di carbonio) è uno dei principali gas coinvolti nei cambiamenti climatici, la scoperta potrebbe avere una enorme importanza globale.

La scoperta sorprendente che le foreste possono anche nutrirsi di azoto nelle rocce ha il potenziale per cambiare tutte le proiezioni relative al cambiamento climatico. Houlton uno degli autori, fa notare che l'azoto sta diventando sempre più importante nel cambiamento climatico; studi e ricercatori hanno cominciato a includere l'azoto nei loro modelli di cambiamento climatico. Alcuni modelli indicano che tale nutriente potrebbe causare un ulteriore aumento delle temperature globali fino a un grado Celsius (1,8 gradi Fahrenheit) entro il 2010, in quanto limita la quantità di anidride carbonica che le piante intorno al mondo sono in grado di estrarre dall'atmosfera.

Se è disponibile più azoto di quanto previsto dall'azoto presente nel tradizionale azoto presente nel tradizionale ciclo, come lo studio UC Davis suggerisce, ciò potrebbe portare allo stoccaggio di carbonio sulla terraferma con una sua diminuzione nell'atmosfera. I ricercatori porteranno avanti ulteriori studi in altre parti del mondo per determinare se l'azoto nelle rocce porterà agli stessi risultati.

fonti: Nature

IL CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA' 5 EDIZIONE

2011-09-12T06:16:00.000-07:00

Nel seguente link troverete il post scritto da Marco Ferrari, autore del blog Leucophaea, uno dei promotori del carnevale della biodiversità.

Il carnevale ripartità il 12 ottobre e sarà ospitato da uno dei blog che trovo più interessanti in circolazione, ovvero Theropoda, vi consiglio caldamente di leggerlo.

Vi anticipo il titolo di questa edizione: AI CONFINI DELLA REALTA': NICCHIE ESTREME!

Ma bando alle chiacchere, ecco il link del post che riguarda la quinta edizione del carnevale, al suo interno troverete anche le istruzioni per partecipare! Carnevale della biodiversità 5 edizione bando

INTERAZIONI TRA POPOLAZIONI: competizione intraspecifica ed interspecifica.

2011-07-09T09:36:00.000-07:00

Interazione tra popolazioni.

Le interazioni che si svolgono tra gli organismi sono tante e non è semplice poterle classificarle in maniera soddisfacente. L'effetto che un organismo ha su di un altro è definito coazione. Le interazioni tra organismi possono essere definite positive, negative o indifferenti; in genere questi aspetti dell'interazione vengono indicati rispettivamente da tre simboli +; --; 0. Possiamo avere sei tipi diversi di combinazioni ++, + -, 00, 0+, 0 -, - - .

Ovviamente come accennato non è possibile descrivere ed elencare in maniera efficiente tutti i tipi di interazioni ma si può giungere ad una classificazione generica di essi.

Interazione interspecifica.

Il caso più importante di inteazione interspecifica è quando due specie competono e interagiscono negativamente per le stesse risorse limitate (competizione per sfruttamento). Meno importante è un secondo tipo di competizione, che implica uno scontro più diretto, attivo tra individui delle due specie (competizione per interferenza).

Le interazioni competitive possono riguardare lo spazio, il cibo, i nutrienti, la luce ecc.

Da un punto di vista evolutivo esse possono avere varie conseguenze:

a) adattamenti reciproci delle due specie che raggiungono un diverso equilibrio.

b)eliminazione di una delle due specie

In generale gli organismi che condividono la stessa nicchia ecologica e che devono sfruttare le stesse risorse non possono coesistere e raramente lo fanno, e se riescono a condividere la stessa area utilizzano in maniera diffrente le risorse disponibili.

Principio di esclusione competitiva (principo di Gause.)

Il principio secondo cui due specie non possono competere per la stessa risorsa limitata, va sotto il nome di principio di Gause.

Gause (1932) fece degli esperimenti: prese dei protozi ciliati, per la precisione Paramecium caudatum e P.aurelia. Coltivati singolarmente ognuno di questi protozoi mostrava una crescita con andamento logistico, possono essere mantenute indefinitivamente a un livello numerico vicino a K (capacità portante ambiente). Se entrambe le specie sono poste nello stesso mezzo di coltura sopravvive solo P.aurelia che ha un un tasso di accrescimento più elevato rispetto a P.caudatum.

Invece ponendo P.caudatum insieme a P.bursariae entrambe coesistono e possono raggiungere un livello di equilibrio, anche se a valori numerici molto più bassi rispetto a quando vengono coltivati separatamente.

La competizione interspecifica si realizza o per sfruttamento o per interferenza, in ogni caso se ne differenziano 6 tipi:

1) Consumo: una specie è in grado di consumare una risorsa presente in concentrazioni limitate in misura maggiore di un'altra specie.

2)Prelazione: è un tipo di interazione che si osserva in particolar modo tra organismi sessili: ad esempio i balani che impediscono la crescita di altre popolazioni.

Questo è un classico esempio di competizione in natura. L'esclusione competitiva in genere non è facilissa da studiare in natura perchè in genere è un fenomeno transitorio non più osservable dopo che la specie che è risultata essere un competitore meno efficiente è stato eliminato. Però si osserva un fenomeno di evitmento attivo della competizione, e ciò può essere segno che una competizione tra specie diverse in passato sia già avvenuto e che con il passare del tempo le specie si siano adattate a vivere le une con le altre arrivando casomai a sfruttare le risorse in maniera differente. Nel caso del balano, se cliccate sulla immagine sopra, potrete vedere come essa interagisca e competa con una specie (Chthamalus stellatus).

Le due specie vivono nella cosidetta zona interditale e coesistono in gran parte nelle coste atlantiche della Europa nord occidentale. Gli adulti mostrano una netta zonazione verticale, con il stellatus che occupa una zona più elevata rispetto al balanoides; gli stadi larvali delle due specie mostrano invece una ampia svrapposizione nella zona di insediamento. I ricercatori attraverso esperimenti di rimozione , condotti in aree da cui venivano eliminati i principali predatori tramite l'utilizzo di gabbie metalliche hanno mostrato che il stellatus è un competitore peggiore del Balanoides, il qual è in gado di escluderlo per interferenza diretta, ricoprendone o scalzandone alla base il carapace. Rimuovendo invece il Balanoides dalla zona interditale più bassa lo stellatus è in grado di poter sfruttare tutte le risorse a lui disponibili e raggiungere la fase adulta. Viceversa a differenza dello stellatus il Balanoedes non riesce a sopravvivere nella zona interditale più alta perchè non riesce a far fronte al disseccamento. Il tutto sembra indicare che il limite inferiore di distribuzione degli organismi interditali sia definito dalla competizione, mentre quello superiore da fattori prettamente fisici. Ad esempio la bassa marea può determinare essiccamento fisico.

La competizione interspecifica sembra quindi determinare: 1) la distribuzione di specie con ruolo funzionale simile nelle comunità; 2) sostituzione di specie nelle successioni ecologiche.

3)Sovraccrescimento: una popolazione di piante alte che limitano la disponibilità della radiazione solare a specie che si trovano a livelli inferiori nella copertura vegetale.

4) Interazione chimica: una specie rilascia sostanze chimiche che impediscono la crescita di altre popolazioni.

5)Territorialità: una popolazione riesce ad escluderne un'altra attraverso la difesa del porprio territorio.

6) Scontro: contesa diretta per le risorse

La riduzione della competizione è spesso realizzata attraverso uno spostamento di caratteri. E' un fenomeno che consiste nel differenziamento di uno o più caratteri tra popolazioni eterospecifiche in competizione nelle zone di simpatria, tali caratteri non sono differenziati quando le popolazioni sono allopatriche. Ciò dovuto principlamente al fatto che la selezione naturale favorisce in simpatria i genotipi che diminuiscono la competizione per le risorse in comune, mentre in allopatria tale selezione non opera. Apriamo una piccola parentesi a riguardo; (simpatrica, allopatrica, peripatrica, parapatrica sono esempi di speciazioni, quest'ultimo termine è usato per specificare un processo evolutivo mediante il quale nuove specie si evolvono da quelle preesistenti. Per la precisione quando parliamo di simpatria ci si riferisce alla speciazione che avviene quando due popolazioni non isolate geograficamente si evolvono in specie distinte. Mentre nel caso dell'allopatria, individui appartenenti alla stessa specie che sono separate da barriere geografiche, che determinano formazione di due territori differenti noti in gergo come isole, le nuove condizioni ambientali possono favorire cambiamenti genetici. Ma torneremo a parlarne in maniera più esauriente, è un argomento troppo interessante). Un valido esempio di spostamento dei caratteri sono i fringuelli delle galapagos. Tali fringuelli differiscono nella forma e lunghezza del becco e ciò consente loro di nutrirsi di coesistere in una stessa area nutrendosi di specie diverse. Come in questo caso un importante conseguenza della competizione interspecifica è quella di diversificare la nicchia ecologica di specie funzionalmente simili di una comunità aumentando la diversità di quest'ultima.

Competizione intraspecifica e nicchia ecologica.

La competizione intraspecifica è una competizione tra individui della stessa specie che competono per una risorsa comune e che è disponibile in quantità molto limitata. Una risorsa limitata può provocare di conseguenza una diminuzione delle nascite e dell'accrescimento degli individui interessati da tale competizione.

Ogni individuo è influenzato dalla quantità di risorsa che rimane dopo essere stata sfruttata dagli altri organismi (sfruttamento), e dall'interferenza diretta con gli altri organismi che possono impedire lo sfruttamento delle risorse. La competizione intraspecfica può influenzare distribuzione, successo ed evoluzione della specie.

In ogni caso la competizone intra e interspecifica ha forti influenze sulla distribuzione dell'habitat delle specie. Quando a predominare è la competizione intraspecifica, alcune specie possono essere confinate in zone marginali di un habitat (aree meno favorevoli). Quando la competizione intraspecifica è molto intensa la popolazione tende ad essere ristretta in un intervallo più limitato dove le risorse sono ottimali.

Facciamo ancora un esempio:

Se consideriamo una signola dimensione di nicchia rappresentata da una variabile continua (temperatura, dimensione o peso dela preda, tempo di manipolazione della preda ecc) lo spazio di nicchia per quella dimensionepuò essere rappresentata per una singa specie da una curva di distribuzione gaussiana. I principali elementi con cui si può descrivere una curva di gause sono la media e la varianza. L'ampiezza di nicchia di una popolazione rispetto ad una singola dimensione è quindi ua misura del suo grado di specializzazione nell'utilizazzione della risorsa.

All'aumentare della dimensione di una popolazione e di conseguenza con l'aumento della competizione intraspecifica, l'ampiezza di nicchia tende ad aumentare. A bassa densità la popolazione tenderà a distribuirsi attorno alla media (che nella rappresentazione gaussiana rappresenta il valore ottimale di utilizzazione delle risorse), mentre ad alta densità vi sarà ua distribuzione ai limiti della curva. Ciò significa che gli organismi utilizzeranno risorse meno ottimali ma che non saranno contese tra tanti organismi e li organismi avranno una fitness più elevata.

Nell'immagine a lato possiamo visualizzare le nicchie ipotetiche di sei specie (A-E) che differiscono lungo due dimensioni di nicchia. Anche se la sovrapposizione è elevata per ognuna delle due dimensioni (vedi curva a campana) le nicchie sono poco sovrapposte considerando le due dimensioni insieme (cerchi e ellissi). In realtà la sovrapposizione non conduce per forza alla competizione, a meno che non riguardi una risorsa limitante (cioè un tipo di risorsa che possa avere forti influenze sulla dimensione di una popolazione); ovviamente la sovrapposizione di nicchia è un requisito fondamentale per la competizione. Inoltre bisogna tenere presente che difficilmente la competizione avviene per una sola risorsa. Infatti quella che può essere una elevata o totale sovrapposizione per una singola risorsa si può risolvere in una sovrapposizione di nicchia minore se si considera l'utilizzazione simultanea di più risorse.

DECOMPOSIZIONE DELLA MATERIA ORGANICA.

2011-07-07T12:43:00.000-07:00

La disponibilità di nutrienti in un suolo può influenzare la produttività primaria, ma quale processo è coinvolto principalmente nel determinare la presenza dei nutrienti in un suolo? Un ruolo di fondamentale importanza è svolto dalla decomposizione.

Per fare un paragone se con il processo fotosintetico si assiste alla sintesi di composti organici con la decomposizione si determina un rilascio di composti inorganici, se con la fotosintesi assistiamo ad una fissazione e trasformazione dell'energia solare in energia chimica di legame con la decomposizione abbiamo rilascio di energia nell'ambiente. Un ruolo primario nei processi di decomposizione della materia organica lo svolgono gli organismi del suolo.

I decompositori veri e propri della materia organica sono i microrganismi appartenenti alla microflora edafica, in particolar modo funghi e batteri che operano la degradazione della materia organica. In genere i batteri sono più generalisti, attaccano prevalentemente la necromassa animale, mentre i funghi attaccano la materia organica di difficile degradazione come la necromassa vegetale, infatti si trovano soventemente su di essa.

Ovviamente la materia organica che viene decomposta dai microrganismi non è persa ma immagazzinata e sarà resa disponibile ad altri organismi, in questo caso i microbivori.

I detritivori.

I detritivori sono tutti quei microrganismi che degradano la microflora che si trova sul materiale organico morto, utilizzandola come fonte alimentare. Attraverso questo processo tendono a ridurre la materia organica in particelle sempre più piccole aumentando la superficie di attacco da parte dei microbi, inoltre durante il processo della decomposizione rilasciano nell'ambiente circostante proteine e altre sostanze che favoriscono la crescita microbica.

Le fasi della decomposizione.

La decomposizione può essere suddivisa in fasi:

Liscivazione: termine con cui si indica perdita di sostanze organiche o insolubili per dilavamento ( che a sua volta è un processo di azione erosiva portato avanti delle acque meteoriche sugli strati superficiali delle rocce o del suolo).

Frammentazione: riduzione e degradazione della lettiera ad opera di microrganismi detrivori

Catabolismo: Alterazione chimica delle componenti della lettiera, comprende processi come la mineralizzazione e la umificazione.

Dalla decomposizione della materia organica (in particolar modo lettiera) si può avere la formazione di un composto molto complesso noto come humus.

Quando la degradazione della materia organica avviene in suoli biologicamente molto attivi prevale il processo della mineralizzazione su quello dell'umificazione con scarso accumulo di humus.
Viceversa sui terreni biologicamente poco attivi prevale l'umificazione. Quando parliamo di degradazione veloce della lettiera attraverso una serie di processi catabolici che possono essere riassunti sotto il nome di mineralizzazione vogliamo indicare una serie di reazioni che determinano la completa biodegradazione della sostanza organica e che determina la sua completa degradazione in composti inorganici semplici ad esempio ione ammonio, biossido di carbonio, solfati, fosfati ecc...

Il processo di umificazione coinvolge una degradazione della sostanza organica molto più lenta e non è operata solo dai processi biologici, come nel caso della mineralizzazione, ma anche da processi fisici e chimici. Nel processo di umificazione la sostanza organica non viene solo degradata, grazie a processi di demolizione enzimatica, ma subisce un vero e proprio processo di riorganizzazione a partire da composti organici più o meno semplici. In seguito l'humus può subire processi di mineralizzazione definita secondaria.

In questo modo la decomposizione diventa protagonista di due ruoli importanti:
1) restituisce i composti organici e li rende nuovamente disponibili.

2) Comporta l'accumulo di materia organica nel suolo.

La qualità della lettiera è importante nel determinare il processo di decomposizione.

La facilità con cui la lettiera viene decomposta dipende da molti fattori, in particolar modo il clima. Anche le componenti della lettiera, in particolar modo la dimensione delle foglie che costituiscono una delle componenti principali della lettiera e la componente nutrizionale delle foglie (azoto, fosforo, zolfo) che può favorire la crescita dei microrganismi, ed eventuale contenuto in resine o tannini che possono inibirne la crescita, svolgono un ruolo determinante nel condizionare la velocità di decomposizione della materia organica. Elementi come il carbonio sono abbondanti nella materia organica in quanto esso costituisce lo scheletro della materia organica (il carbonio è presente in percentuali che superano il 40-50%), ma non tutti i composti organici hanno la stessa importanza a livello energetico per i decompositori.

1) Le molecole di glucosio ad esempio sono molecole piccole e rappresentano una grande fonte di carbonio ma il doverle degradare richiede più energia di quella spesa dagli enzimi per sintetizzarle.

2) l'emicellulosa molecola che a differenza della cellulosa, costituita solo di molecole di glucosio è costituita da zuccheri diversi, rappresenta insieme alla cellulosa una delle componenti principali delle pareti cellulari dei vegetali, sono molecole complesse e molto difficili da degradare rispetto agli zuccheri.

3) La lignina è costituita da composti organici molto diversi e complessi che come nel caso dell'humus rendono difficile la sua identifcazione chimica. Le sue componenti formano delle strutture tridimensionali molto complesse che hanno la funzione di difendere le cellule da degradazioni enzimatiche, è un composto molto difficile da degradare, sono fonti di carbonio di bassa o media qualità e non forniscono un guadagno netto di energia. La lignina non viene degradata da batteri ma dai basidiomiceti (funghi)...

Il rapporto C/N
Uno dei fattori determinanti nel processo di decomposizione della materia organica è la concentrazione dell'azoto e il rapporto C/N, il cui valore è influenzato principalmente dall'elevato contenuto in lignina del materiale vegetale. La materia organica del suolo viene attaccata e degradata tanto più velocemente quanto è ricca in azoto. in quanto tale elemento favorisce la crescita dei microrganismi decompositori. Infatti l'azoto è un importante fattore di regolazione negli stadi iniziali della decomposizione. Mentre negli stadi avanzati della decomposizione è la concentrazione di lignina a regolare tale velocità, fungendo da materiale recalcitrante. Data la scarsità di azoto nel materiale vegetale rispetto al carbonio, durante la decomposizione della lettiera, l'azoto viene letteralmente immobilizzato nella biomassa microbica, mentre il carbonio viene rilasciato come anidride carbonica. Insomma l'azoto è uno dei macronutrienti più importanti insieme al carbonio allo zolfo al fosforo ecc però non sempre è presente in quantità suffciente a soddisfare i bisogni nutrizionali di tutti gli organismi, ecco allora che se l'azoto scarseggia troppo i microganismi lo immobilizzano al loro interno. Mineralizzazione e immobilizzazione sono ovviamente processi che non liberano solo azoto nell'ambiente ma anche altri nutrienti importanti come P, S, ecc.
Il rapporto C/N rappresenta un buon indice della degradazione della materia organica e della attività dei microganismi del suolo e pertanto de l grado e dell'intenstà della mineralizzazione della sostanza organica. In genere nei suoli fortestali tale rapporto varia con la profondità del terreno; nell'orizzonte più superficiale (l'orozzonte 0) e nel sottostrato A1 dove tende ad accumularsi l'humus tale rapporto è elevato e rispecchia la composizione chimica del materiale vegetale.

Anche il clima è importante nel regolare l'andamento e la velocità della decomposizione della sostanza organica. L'accumulo di materia organica tende ad aumentare dai tropici alla tundra. Nei suoli delle foreste tropicali è presente solo una piccola quantità di materia organica in quanto le condizioni sono estremamente favorevoli alla decomposizione (umidità e temperatura la fanno da padrone). Ne consegue che con l'abbassamento della temperatura e le variazioni del clima quando ci si sposta verso le regioni più fredde si può assistere ad un accumulo di lettiera e humus a causa delle basse temperature che rallentano la velocità di decomposizione.

Humus caratteristiche, struttura e formazione.
L'humus non presenta sempre le stesse identiche caratteistiche. Infatti i suoli in particolare quelli forestali, si differenziano per il tipo di humus che si è formato. I criteri di classificazione dell'humus sono vari e si basano soprattutto sulla distinzioe dei prodotti di sintesi e sulle proprietà morfologiche e biologiche e sul rapporto C/N.
Generalmente l'humus lo classifichiamo in due grandi famiglie a seconda che si siano sviluppati in ambiente aerobico (mull, moder, mor e altre forme di transizione) o in condizione di anaerobiosi (anmor se temporanee o torba se permanenti). i sottotipi si differenziano principalmente in base al contenuto e allo stato di aggregazione della materia organica e minerale, al tipo di organismi che operano la trasformazione della materia organica, al colore e alle proprietà chimico-fisiche. Un ruolo di fondamentale importanza nella formazione dell'humus viene svolto anche da organismi del suolo come i lombrichi e i miriapodi. Infatti tali organismi oltre al loro alimento ingeriscono anche particelle di suolo. L'operazione di sminuzzamento realizzata da tali microrganismi nonchè la loro elaborazione chimica realizzata attraverso il passaggio nell'intestino, facilità l'aggredibilità di tali sostanze da parte dei micorganismi. Inoltre i lombrichi svolgono un altro ruolo importante. Durante la digestione tendono a secernere particolari sostanze come la calcite che inibiscono l'azione di alcuni acidi prodotti durante la degradazione della materia organica, ciò permette una regolazione del pH che rende più facile l'attività dei microrganismi, e non inibendo la loro attività. Inoltre i lombrichi tendono a spostarsi verticalmente nel terreno, in base a questa loro proprietà gli escrementi da loro rilasciati depositati nello strato di lettiera contenendo anche particelle di suolo rendono quest'ultima più esposta all'azione dei microrganismi. In ultimo il trasporto di in profondità di lettiera e humus cnsente la liberazione di nutrienti per mineralizzazione anche a profondità maggiori permettendo alle radici delle piante presenti a certe profondità nel suolo di sfruttare i nutrienti disponibili.
Le principali componenti dell'Humus sono molecole organiche molto complesse
Prima abbia suddiviso l'humus in due grandi famiglie a seconda che la sua formazione sia avvenua principalmente in condizioni di aerobiosi o anaerobiosi.
La torba si evolve in ambienti di palude in condizioni di sommersione permanente. Si distingue la torba neutra, con pH 7-7,5, rapporto C/N medio-alto, elevato tasso di saturazione in basi, e la torba acida. In generale l'umificazione è lenta e incompleta, mentre la mineralizzazione è stentata, perciò si tratta di una sostanza organica poco attiva. L'attività biologica è modesta ed è basata su batteri anaerobi.

L'anmoor si evolve in suoli forestali soggetti a periodi di ristagno. Le proprietà chimiche possono essere variabili e in generale il rapporto C/N è moderatamente alto. L'umificazione è lenta ma completa, la mineralizzazione è motlo bassa. L'attività biologica è basata su una pedofauna stagionale e su batteri.
Il mor tende a formarsi in suoli forestali di aghifoglie in ambiente freddo e piovoso, dove la lettiera è pressocchè persistente. Gli organismi coinvolti nella sua formazione sono rappresentati soprattutto da acari, collemboli e funghi. Sia l'umificazione sia la mineralizzazione sono piuttosto lente.

Il moder si forma su suoli forestali di boschi misti in ambiente freddo e piovoso, con lettiera persistente, ma con formazione di deboli complessi argillo-umici.
Il mull si forma in generale nelle condizioni migliori di fertilità. Gli ambienti sono disparati e le proprietà variabili in funzione della vegetazione e delle condizioni pedoclimatiche. Le caratteristiche generali comuni consistono nell'attività biologica elevata, con presenza di lombrichi, artropodi e una microfauna che vede la prevalenza di funghi in ambiente acido, batteri e attinomiceti in ambiente neutro o basico. Altra proprietà comune è l'assenza di lettiera dovuta ad un'umificazione rapida e completa e all'incorporazione della sostanza organica nella frazione minerale con formazione di complessi argillo-umici più o meno stabili. La mineralizzazione è condizionata dal tasso di saturazione basica. Si distinguono due tipi di mull:

Il mull forestale dove la vegetazione è costituita da boschi di latifoglie.

Composizione chimica dell'humus.
L'identificazione chimica dell'humus non è molto semplice in quanto si tratta di una sostanza veramente molto complessa ed etereogenea. Molti autori usano distinguere la sostanza organica del terreno in composti umici e non umici. Questi ultimi hanno una ben definita collocazione sistematica e si identificano in una delle varie classi di composti macromolecolari (proteine, lipidi, polisaccaridi, lignina, cera, acidi nucleici, ecc.) o di composti organici (zuccheri, acidi carbossilici, alcoli, amminoacidi, polifenoli, ecc.). Ogni tentativo di collocazione sistematica dell'humus infatti è impossibile sia per la composizione chimica indefinita sia per la complessità strutturale; tuttavia presenta delle proprietà fisiche e chimiche costanti che ne rendono possibile una caratterizzazione distinguendolo nettamente dagli altri composti organici.

Una definizione dell'humus in prima istanza lo identifica come un eteropolimero, ossia un composto macromolecolare di composizione non definita, di elevato peso molecolare, dotato di proprietà colloidale, di colore variabile dal giallo al bruno al nero.
Più che la composizione e la struttura in senso stretto, hanno un valore significativo le conoscenze parziali in merito alle proprietà chimiche e chimico-fisiche e all'esistenza di specifici gruppi funzionali.
In genere si è soliti descrivere l'humus come sotituito principalmente da un insieme di composti organici molto complessi noti come acidi fulvici, umici, e umina.
Il carattere acido dei composti umici è attribuito alla presenza di gruppi funzionali acidi come i gruppi carbossilici associati a catene alifatiche o ad anelli aromatici e il gruppo fenolico dei nuclei aromatici.

In generale si condivide la presenza negli acidi umici di nuclei aromatici condensati, che fungono da scheletro sul quale si legano composti organici come chinoni, amminoacidi, amminozuccheri, polifenoli, composti macromolecolari come polisaccaridi, polipeptidi e metalli. La polimerizzazione degli acidi fulvici sarebbe invece dovuta, secondo alcune ipotesi, a legami idrogeno che si formano tra i gruppi carbossile e fenolico dei nuclei aromatici, con formazione di una struttura tridimensionale che imbriglia al suo interno composti organici relativamente semplici.

I microrganismi del suolo.
In funzione della grandezza li suddividiamo in macro; meso; e microfauna e microflora. In funzione dello sviluppo evoluzionistico li suddividiamo in procarioti (batteri, attinomiceti, cianobatteri), ed eucarioti. In funzione del modo in cui si nutrono li suddividiamo in autotrofi e eterotrofi. In funzione della richiesta di ossigeno in aerobici e anaerobici. L'attività degli organismi del suolo può essere in associazione o in successione. L'insieme di tutti gli organismi del suolo è noto come edaphon e comprende numerossisime specie legate tra di loro da associazioni e relazioni varie.
Quando parliamo di mesofauna del suolo ci riferiamo ai lombrichi per fare un esempio, sono coinvolti come accennato sopra nello sminuzzamento della materia organica e nella areazione e drenaggio dei uoli attraverso il loro spostamento verticale, nonchè all'incremento della materia organica nel suolo. La microfauna e rappresentata principalmente dai rotiferi e dai batteri svolge un ruolo fondamentale nella catena del detrito, mentre la microflora è rappresentata principalmente da organismi algali coinvolti in paticolar modo nella azotofissazione e nella formazione di microrizze (associazione simbiotica tra piante e microrganismi).

IL SUOLO.

2011-07-05T06:18:00.000-07:00

Il suolo, termine che deriva da latino solum (pavimento), può essere definito come l'epidermide della terra. Ve ne sono di differenti tipi e la loro formazione e caratterizzazione è dovuta a complessi e innumerevoli processi di trasformazine chimica e fisica delle componenti della crosta terrestre. Si è formato inizialmente dalla degradazione della roccia primaria ed è influenzata da varie componenti tra cui la vegetazione e gli organismi sia micro che macroscopici che vivono su di esso e al suo interno, nonchè dai rifiuti che da questi vengono prodotti, inoltre oltre ad essere una componente complessa di un ecosistema, è il sito dove avvengono le principali azioni che caratterizzano un ecosistema, assorbimento dei minerali, erbivoria, predazione e di conseguenza trasformazione della materia organica con conseguente mineralizzazione.

Il suolo viene definito un sistema polifasico ed eterogeneo. E' il complesso risultato di processi di alterazioni che coinvolgono la sostanza organica e inorganica. Vari fattori influiscono alla sua caratterizzazione, clima, organismi (animali e vegetali), età, materiale parentale, morfologia del suolo. Questi elementi influiscono tra di loro attraverso infinite combinazioni e sono di fondamentale importanza in quanto determinano si le caratteristiche del suolo, ma a sua volta lo mantengono in uno stato dinamico.

Il suolo come sistema polifasico.

Il suolo può essere suddiviso in tre fasi: solida, fluida, gassosa.

La fase solida del suolo può a sua volta essere suddivisa in tre componenti: fase inorganica; fase organica; fase colloidale.

La fase inorganica comprende le componenti minerali del suolo che costituiscono la sua tessitura, e che a sua volta possiamo suddivdere in tre componenti: sabbia: composta principalmente da grani di quarzo e feldspati; limo: con composizione mineralogica simile alla sabbia; e argilla.

La frazione argillosa rappresenta anche una componente della frazione colloidale del terreno. Le micelle di argilla presentando una grande superficie per area di volume consentono l'assorbimento di acqua causando dilatazione e contrazione del suolo in seguito a idratazione o disseccamento. Le caratteristiche colloidali dell'argilla sono dovute alla sua struttura cristallina. I minerali che costituiscono le particelle argillose appartengono tutti al gruppo dei fillosilicati e sono suddivisi in quattro gruppi principali, in base alla loro struttura cristallografica. (Argilla)

Le particelle di argilla sono cariche negativamente, e questo consente loro di poter legare molti cationi (Ca, Mg, Fe, K ecc...) che appartengono a loro volta alla classe di macro e micronutrienti che possono essere sfruttati dagli organismi. Questa caratteristica è nota come capacità di scambio cationico, è un meccanismo molto importante di trattenimento dei cationi, i quali fissati temporaneamente sui minerali argillosi e sulle sosanze umiche sono facilmente sostituibili da altri cationi al mutare della composizione ionica della soluzione del suolo. Nel terreno lo scambiatore è rappresentato dall'insieme delle particelle solide di argilla e di humus, tale proprietà è importante per la mobilizzazione dei nutrienti. Il trasferimento degli ioni dagli scambiatori (argilla e humus) alla soluzione circolante del suolo, fa si che tali elementi siano facilmente assorbiti dalle radici delle piante.

Componente fondamentale della cosidetta soluzione circolante del suolo è costituita dall'acqua che occupa gli interstizi del suolo e dai sali minerali in essa disciolti, che favoriscono ulteriormente il movimento delle sostanze. In questo modo le sostanze nutrienti complessate con la materia organica e l'argilla si muovono attraverso processi di diffusione. L'attrazione di un catione da parte della micella argillosa aumenta all'aumentare della valenza del catione. Così i cationi monovalenti sono sostituiti dai cationi bivalenti e quest'ultimi dai trivalenti. La capacità di scambio cationico svolge anche un ruolo importante nel determinare altre proprietà del suolo come il pH, oltre al bilancio dei nutrienti. I suoli differiscono per la diversa proporzione di sabbia, ghiaia e ciottoli. Un suolo che contiene una bilanciata percentuale di sabbia e particelle fini, limo e argilla è senz'altro considerato un suolo ottimale per la crescita delle piante in quanto la sua capacità di ritenzione idrica e dei nutrienti sarà migliore rispetto ad un suolo caratterizzato da una più elevata percentuale di sabbia.

Un ruolo fondamentale nella aggregazione e struttura del terreno è svolto anche dalla materia organica e dalle interazioni che essa effettua con le particelle del suolo portando alla formazione di aggregati con forme e dimensioni diverse.

La fase solida organica è rapresentata dalla materia organica del suolo che a sua volta deriva dal contributo passivo e attivo di flora e fauna sia micro che macroscopica. Per apporti passivi intendiamo prodotti del catabolismo o abbandono di parti o interi organismi morti, anche se il maggiore apporto di materia organica è di tipo attivo; le radici delle piante sono i maggiori contribuenti. Infatti il biota del suolo può incrementare notevolmente il contenuto di materiali minerali del suolo. Gli organismi e le radici delle piante attraverso l'espulsione nel suolo di composti organici come acidi, amminoacidi ecc. comportano l'alterazione e la degradazione del substrato roccioso, a ciò ci aggiungiamo anche i decompositori che convertono attraverso complessi processi di trasformazione la materia organica in sostanza minerale. Per quanto riguarda le piante; la porzione del suolo che circonda le radici nota come rizosfera e l'interazione pianta microrganismi è la parte più dinamica del sistema pianta suolo. Innanzitutto la penetrazione radicale comporta una variazione della compattazione del suolo; la respirazione portata avanti libera CO2 ed essudati organici, ciò comporta una variazione del pH che rende più disponibili i cationi. In seguito la materia organica subisce fenomeni di decomposizione portati avanti dalla flora edafica (mineralizzazione) e da processi di decomposizione esclusivamente chimico fisica (umificazione) che portano alla formazione di un composto noto come humus. L'Humus (argomento di prossimo post) è costituito dall'insieme di: 1)acido fulvico, 2)acido umico, 3)umina.

Le sostanze umiche che ritroviamo nell'humus sono, come le particelle di argilla, associabili alla componente colloiadale del suolo, come la componente argillosa sono idrofile, risultando circondate da uno strato di acqua e inoltre hanno la capacità di scambiare cationi e di formare aggregati con l'argilla. L'insieme di questi aggregati elettronegativi permette la formazione di un complesso adsorbente del suolo, svolgendo un ruolo di fondamentale importanza nel trattenere gli ioni più piccoli e mobili.

L'importanza dunque della materia organica nel suolo è grande in quanto:

1) contribuisce alla formazione del suolo attraverso la formazione di aggregati stabili.

2) Permette scambio cationico.

3) gioca di conseguenza un ruolo nel mantenere legati gli ioni metallici

4)rapresenta una fonte di nutrienti per gli organismi del suolo

5) riduce la conduzione di calore.

La fase fluida.

La fase fluida del suolo è invece caratterizzata dall'acqua e dai soluti in essa disciolti. La quantità di acqua che costituisce la fase fluida proviene essenzialmente dalle precipitazioni, dalle falde acquifere. L'acqua tende ad occupare gli spazi liberi (veri e propri pori) presenti nel suolo. Pori vengono distinti in base al diametro: pori grandi più di 8 micron sono definiti macropori, micropori quelli di dimensioni inferiore agli 8micron. Ovviamente non tutta l'acqua imprigionata in questi pori è utilizzabile dagli organismi, quindi essa viene differenziata in acqua igroscopica (che forma uno strato molto sottile attorno alle particelle di terreno) acqua capillare non assorbibile (che occupa pori più piccoli di 0,2 micron e che portano alla formazione di forze di adesioni tali da impedire alle piante di esercitare una forza di suzione tale da poterla assorbire), acqua capillare assorbibile (che occupa pori dal diametro compreso tra gli 0,2-0,8 unimicron) (quest'ultima è trattenuta da forze di adesione tali da impedire alla forza di gravità di spingere l'acqua verso gli stati più profondi impedendo ai organismi di sfruttarla. In ultimo l'acqua gravitazionale che rappresenta la componente presente in pori di dimensioni abbastanza grandi da non riuscire ad esercitare forze tali d'adesione così intense da impedire alla gravità di farla spostare verso gli strati più profondi, rendendola indisponibile. La velocità con cui l'acqua gravitazionale si allontana dal suolo e la quantità di acqua trattenuta dipendono primariamente dalla tessitura del suolo, per dirla breve dalla permeabilità. Suoli sabbiosi, dunque con pori molto grossi, perdono gran parte dell'acqua per percolamento. I suoli invece argillosi e limosi ne trattengono una quantità molto più elevata pertanto per caratterizzare un dato suolo, è importante definire la capacità di trattenere l'acqua che ha quest'ultimo. La quantità di acqua che viene trattenuta nel suolo dopo che l'acqua gravitazionale è stata allontanata rappresenta la cosidetta capacità di campo di un suolo o la capcità idrica di ritenzione. La capacità di campo è sempre superiore alla capacità idrica disponibile in quanto rppresenta la somma dell'acqua capillare e di quella igroscopica. In diversi tipi di suolo caratterizzati da diversi valori della cpacità di campo e quindi da quandità diverse di accqua trattenure al suolo e utilizzabili per le piante di consguenza vaira anche la profondità dell'apparato radicale. Quando in un terreno vi è solo l'acqua igroscopica e la capillare non assorbibile la pianta tende ad andare incontro ad appassimento permanente in quanto non in grado di esercitare una forza di suzione tale da poter assorbire l'acqua di cui ha bisogno. Quindi la componente organica, come accennato prima, svolge un ruolo di peculiare importanza in quanto aumenta la capacità del suolo di trattenere l'acqua, la quale non è importante solo per la sopravvivenza delle piante ma svolge anche un importante ruolo di regolatore della temperatura.

La fase gassosa del suolo rappresenta l'aria contenuta nel terreno, compete con l'acqua in quanto come quest'ultima va a riempire i pori liberi nella tessitura del suolo. La sua composizione è pressocchè identica a quella dell'aria atmosferica, eccezzion fatta per una presenza maggiore di Co2 e ossigeno dovuta in particolar modo all'intensa attività respiratoria delle radici e della microfauna e microflora. Infatti l'areazione del suolo è migliorata dagli spostamenti effettuati dai microrganismi del suolo, ad esempio lombrichi che si spostano lungo il terreno. Ovviamente la composizione dell'aria nel suolo non è sempre identica, cioè difficilmente riesce a mantenersi costante nel tempo, infatti acqua e aria competono per gli spazi liberi. Un suolo risulterà molto più ricco di acqua che di aria dopo un abbondande pioggia e da ciò scaturisce l'effetto negativo di piogge abbondanti e persistenti che possono saturare il terreno.

La temperatura del suolo.

La temperatura del suolo è determinata dalla capacità termica e dalla conduttività temica del suolo. Quando parliamo di conduttività del suolo ci riferiamo alla risultante delle componenti del suolo, la capacità termica è invece determinata dalla componente fluida (quindi dall'acqua) presente nel suolo. L'acqua ha un più elevato calore specifico e questo spiega perchè i suoli argillosi sono più freddi di quelli sabbiosi a parità di condizioni. Inoltre la temperatura del suolo è determinata dalla copertura vegetale, una fitta vegetazione può impedire una penetrazione diretta della radiazione solare, dalla lettiera che funge da coibente.

Inoltre la temperatura del suolo influenza anche l'attività dei microrganismi e della microflora e influenza la disponibilità dei nutrenti e di conseguenza la crescita delle piante. Il suolo possiede una conduttività termica maggiore dell'aria; nelle zone temperate la temperatura media del suolo risulta essere più elevata durante l'anno, tale differenza è molto più accentuata durante l'estate. Ovviamente la temperatura del suolo può avere anche influenze sulla distribuzione di alcune comunità di piante, infatti comunità di piante trovate in avallamenti e montagnole di terra in foreste temperate possono essere in parte spiegate da differenze nella temperatura

del suolo come risultato di un differente accumulo di lettiera nei due microhabitat.

Il pH del suolo.

La soluzione liquida del suolo non è costituita da acqua pura ma da una soluzione, questa può avere reazione acida, basica a seconda della quantità di gruppi OH- o di protoni presenti in essa. Quindi un influenza importante nel pH del suolo è determinato dalla componente fluida (acqua e soluti in essa contenuti). In base ai valori di pH i suoli possono essere suddivisi in:

suoli peracidi: con un pH inferiore di 5

acidi: con un pH di ;5-6

subacidi: con un pH di 6-6,7

neutri: con un pH di 7

alcalini: con pH di 7

subalcalini: con un pH di 8

peralcalini: con pH maggiore di 9

Le cause della basicità e dell'acidità di un suolo sono molteplici. Le piogge favoriscono la liscivazione dei sali e di basi determinando un abbassamento del pH del suolo. Infatti i suoli umidi tendono a essere più acidi dei suoli aridi. I suoli sabbiosi tendono a far percolare l'acqua verso gli strati più profondi facilitando la liscivazione dei minerali, quindi in teoria i suoli sabbiosi sono può acidi degli argillosi. Oltre alla tessitura del suolo anche la vegetazione influisce notevolmente, infatti quest'ultima tende ad accumulare basi, interferendo sul valore di pH del suolo. Esso è anche influenzato dalla concentrazione di CO2 negli interstizi del suolo. Infatti la CO2 si combina con l'acqua per formare acido carbonico, un acido debole che tende a dissociarsi parzialmente in carbonato e protoni.

Il suolo tende ad opporsi alle variazioni del pH, grazie alla presenza di componenti colloidali organici ed inorganici che fungono da tamponi. Inoltre la presenza di materia organica e argilla nell suolo ha un elevata capacità tamponante. Tutti i processi biologici sono sensibili a variazioni rilevanti del pH. Infatti esso può interferire con la capacità del suolo di trattenere i nutrienti, in particolar modo a pH basso vengono trattenuti pevalentemente i cationi, a pH alto gli anioni. A valori di pH inferiori a 4 anche l'accumulo di composti importanti come gli ioni manganese e ferro possono diventare tossici in quanto tendono ad essere accumulati in quantità molto elevate, viceversa a pH elevati la concentrazione dei nutrienti tende a diminuire e anche il suo assorbimento, causando la formazione di legami insolubili con le particelle del terreno e diventano indisponibili alle piante. Molti microganismi sono sensibili all'azione del pH del suolo, azotofissatori e batteri nitrificanti hanno il massimo di attività a pH che sono prossimi alla neutralità. Il comportamento delle piante e per un dato intervallo di pH varia in funzione anche della competizione interspecifica.

Il profilo del suolo.

Il suolo può essere suddiviso in vari strati, deifniti orizzonti. In superficie troviamo l'orizzonte 0 costituito prevaletemente dalla lettiera in parte indecomposta, in esso troviamo i microrganismi e organismi del suolo.

Orizzonte A: che a sua volta può essere suddiviso in suborizzonti A1, A2. Esso è l'orizzonte che presenta la maggiore attività biologica ed è generalmente ricca di materia organica tanto da apparire di colore più scuro rispetto allo strato sottostante. Nel suborizonte A1 troviamo grandi quantità di humus e consta di materiale organico parzialmente decomposto misto a materiale minerale. Suborizzonte A2 rappresenta principalmente uno strato nel quale tendono ad accumularsi dagli strati superiori materiale minerale e organico che percola per liscivazione.

Orizzonte B: in esso si accumulano i materiali provenienti dagli strati superiori in particolar modo argille carbonati e ossidi di alluminio. In questo strato la materia organica è molto scarsa e le caratteristiche chimiche del suolo assomigliano a quelle della roccia sottostante.

Orizzonte C: rappresentato da roccia parentale, già parzialmente frammentata.

Orizzonte R: costituito da roccia inalterata.

Ovviamente non in tutti i suoli la sequenza degli orizzonti è facilmente riconoscibile.

La pedogenesi.

Il processo di formazione del suolo, la formazione dei vari strati, è determinato da una serie di processi che vanno sotto il nome di pedogenesi. Il processo di formazione del suolo comincia con la disgegazione della roccia parentale, elementi climatici come la temperatura e le sue continue variazioni legate all'escursione diurna e notturna determinano delle alterazioni nella compagine della roccia, causando con il passare del tempo delle micro e macrofratture. L'acqua di precipitazione (pioggia) infiltrandosi all'interno di tali fratture determina la solubilizzazione e la conseguente liscivazione dei minerali più solubili (sodio, calcio ecc...). Inoltre il ripetuto congelamento e scongelamento dell'acqua trattenuta nelle fessure, lo sfregamento di particelle abrasive trasportate dal vento e dall'acqua determinano un continuo sgretolamento della roccia; a questi processi di natura fisica si devono poi correlare i processi di natura chimica come reazioni di ossidazione, riduzione, immobilizzazione, liscivazione che determinano cambiamenti nelle proprietà chimico fisiche della roccia. Gli elementi e i prodotti che vengono perduti dalla roccia a causa di questi processi che la vedono protagonista, vengono poi dispersi dal vento, dall'acqua di scorrimento e spostati in altre zone. La liberazione di elementi dalla roccia parentale determina la formazione di un substrato, che seppur povero di nutrienti, può consentire l'instaurarsi di specie pioniere, come i licheni. E quì entra in gioco la componente biotica che insieme agli elementi abiotici determinerà la futura formazione e caratterizzazione del suolo. I licheni attraverso il rilascio di sostanze acide nell'ambiente esterno collaborano con l'acqua e la temperatura alla modifica e al disgregamento della roccia. In seguito le parti morti dei licheni si depositano nel substrato accumulandosi e portando alla formazione di un substrato che consentirà l'instaurarsi di organismi più complessi, che a loro volta rendono il substrato più idoneo alla colonizzazione di organismi ancora più complessi.

PLANCTON MARINO E pH DELL'OCEANO.

2011-07-03T03:31:00.000-07:00

Una sorpresa dagli oceani. Gli oceani del mondo supportano vaste popolazioni di organismi unicellulari (fitoplancton) che sono responsabili, attraverso la fotosintesi, della rimozione di circa la metà del biossido di carbonio che viene prodotta attraverso il consumo dei combustibili fossili - tanto quanto le foreste pluviali e tutti gli altri sistemi terrestri combinati. Un gruppo di fitoplancton, conosciuta come: coccolitoforidi, sono noti per la loro notevole capacità di costruire scaglie di carbonato di calcio all'interno delle loro cellule, che vengono secrete per formare una vera e propria corazza protettiva sulla superficie cellulare. Su scala globale questo processo di calcificazione rappresenta un flusso significativo di carbonio dalla superficie dell'oceano, e quindi coccolitoforidi sono una componente importante del ciclo globale del carbonio, infatti attraverso la morte di tali cellule anche i residui di carbonato di calcio "affondano" nell'oceano andando a costituire i cosidetti sedimenti oceanici.

In un articolo pubblicato su PLoS Biology il 21 giugno, un team di scienziati del Marine Biological Association e Plymouth Marine Laboratory nel Regno Unito e l'Università di North Carolina Wilmington, Stati Uniti, riportano questa scoperta inaspettata. I coccolitoforidi utilizzano un meccanismo simile a quello che viene utilizzato nelle cellule dei vertebrati, per facilitare la calcificazione. In base alle ricerche fatte questo processo può essere direttamente influenzato dai livelli attuali crescenti di anidride carbonica disciolta negli oceani. Ricordiamoci che gli oceani rappresentano un vero e proprio sistema tampone, che raccoglie e immagazzina gran parte della CO2 prodotta dai sistemi terrestri.

La calcificazione è un processo che dipende fortemente dal pH, ed è probabile che tale processo subisca l'influenza dell'aumento dei livelli di anidride carbonica che stanno rendendo il mare sempre più acido.

I ricercatori hanno studiato e individuato il meccanismo/i molecolari che sono alla base di tale processo di calcificazione. Un sottoprodotto del processo di calcificazione è la produzione di protoni (H+).
I protoni possono accumularsi nella cellula rendendo l'ambiente intracellulare acido. Le cellule utilizzano una serie di processi per regolare l'eccesso di protoni che si accumulano al suo interno. Il team di ricerca ha dimostrato che i coccolitoforidi sono in grado di espellere dalle loro cellule l'eccesso di protoni tramite pori specializzati presenti sulla superficie della membrana, mantenendo il tal modo stabile il pH all'interno della cellula; ciò permette agli organismi di poter produrre le scaglie di carbonato di calcio. Il team ha anche identificato il gene che codifica per le proteine che permettono l'espulsione dei protoni.

Questi canali appartengono ad un unico gruppo di proteine di trasporto che sono stati scoperti poco tempo fa in alcuni tipi di cellule animali, spiega Glen Wheeler, co-autore dello studio." Si scopre che i geni che codificano per i canali adibiti all'espulsione dei protoni sono presenti anche in altri gruppi di fitoplancton, i quali appartengono a gruppi che non sono strettamente correlati alle piante o agli animali. La nostra scoperta dimostra che tali canali sono più diffusi di quanto si pensasse e che assolvono ad una funzione cruciale nella regolazione del pH cellulare, nel corso di una vasta gamma di processi cellulari in organismi evolutivamente distanti.

Fonti: http://www.plosbiology.org/article/info:doi/10.1371/journal.pbio.1001085

IL CICLO DEL CARBONIO

2011-07-01T08:51:00.000-07:00

Il carbonio è il principale componente della materia organica. Un ruolo importante nel ciclo del carbonio è svolto dagli organismi fotosintetici, infatti alla fissazione fotosintetica della CO2 è connessa anche la liberazione dell'ossigeno; inizialmente assente nell'atmosfera terrestre grazie a tale processo si è andato accumulando in concentrazioni sempre più elevate fino a raggiungere le concentrazioni attuali. I cicli di tutti gli elementi sono connessi al ciclo del carbonio e dell'ossigeno attraverso processi di riduzione e ossidazione. Il ciclo biogeochimico del carbonio coinvolge vari compartimenti del pianeta: atmosfera, idrosfera, biosfera, litosfera; quest'ultima prima che l'uomo iniziasse ad estrarre carbon fossile dava un contributo davvero minimo al ciclo del carbonio, in quanto i combustibili fossili, ora ampiamente utilizzati (in maniera indiscriminata), rappresentavano una riserva dormiente di carbonio.
Il ciclo del carbonio è prevalentemente gassoso, infatti l'anidride carbonica rappresenta il principale veicolo di flusso tra i vari compartimenti. I processi biologici ed ecologici che determinano la circolazione del carbonio sono principalmente: fotosintesi, trasferimento del carbonio sottoforma di cibo dalle piante ai consumatori primari e da questi a quelli secondari, la respirazione cellulare sia di piante che di animali, decomposizione della materia organica morta.

Le riserve del carbonio maggiormante implicate nel processo sono 1) la riserva atmosferica, 2)le biomasse terrestri e marine, 3) i detriti organici del suolo; 4) la materia organica morta.

Tra i vari compartimenti della biosfera, la riserva atmosferica del carbonio è quella più piccola, ma di fondamentale importanza nel processo fotosintetico, le piante infatti utilizzano l'anidride carbonica assorbita dall'atmosfera. Il biossido di carbonio poi viene in parte reimmesso nell'atmosfera attraverso la respirazione delle piante e degli animali. In assenza dell'essere umano le riserve di carbon fossile davano un contributo minimo al ciclo, lo scambio di carbonio tra la litosfera e l'atmosfera era totalmente trascurabile, ma con l'estrazione de carbone e del petrolio e la loro continua combustione ha fatto si che l'uomo fosse il principale responsabile dell'immissione nell'atmosfera di una quantità abnormi di carbonio; infatti stiamo restituendo all'atmosfera gran parte del carbonio che era stato fissato in milioni di anni di fotosintesi. L'incremento spropositato ha avuto serie conseguenze sull'incremento dell'effetto serra.
L'idrosfera gioca un ruolo importante nel ciclo del carbonio; infatti buona parte del carbonio immesso nell'atmosfera tende ad essere assorbito dagli oceani che in questo modo svolgono una importante azione tampone. Nell'emisfero australe le variazioni stagionali di concentrazione del biossido di carbonio nell'aria sono minori di quelle dell'emisfero boreale, questo è dovuto principalmente agli scambi tra l'atmosfera e gli oceani. Il più importante fattore fisico di controllo è la temperatura. Nelle zone polari la solubilità del biossido di carbonio è maggiore, la formazione del ghiaccio fa aumentare la salinità dell'acqua e le masse d'acqua superficiali ricche di biossido di carbonio tendono a sprofondare. Nelle zone oceaniche di risalita (upwelling) in prossimità delle regioni tropicali, l'acqua si riscalda e la CO2 viene liberata. All'effetto latitudinale si va a sovrapporre quello stagionale, con il variare della temperatura vi saranno variazioni nella solubilità della CO2, con conseguente rilascio di quanità maggiori in estate e maggiore assorbimento in inverno. L'aumento di temperatura dovuto ad un incremento di CO2 nell'atmosfera determina aumento di temperatura delle acque con scomparsa dei ghiacciai e dei ghiacci invernali e conseguente riduzione dell'assorbimento della CO2 dall'atmosfera.

Altro componente importante nel ciclo dell'azoto è il metano. In condizioni anaerobiche alcuni batteri sono in grado di trasformare il carbonio organico e l'anidride carbonica in metano.

4CH3OH----|3CH4 + CO2 + 2H2O

CO2+ 4H2----| CH4 + 2H2O

Il metano viene prodotto in quantità elevate anche dai batteri intestinali dei bovini. E' un gas ad effetto serra e contribuisce al riscaldamento dell'atmosfera.

La concentrazione del metano nell'atmosfera rispetto a quella della CO2 è molto piccola, ma attualmente si sta guardando con attenzione l'aumento di concentrazione di tale composto per il suo effetto serra.

Inoltre nelle paludi e nei stagni dove si accumulano molti resti di animali e vegetali la sostanza organica non si deompone mai completamente e si accumula come humus o torba. Ciò fa si che la materia si decomponga molto lentamente (anche in tempi geologici). Non a caso l'accumulo di materia organica nelle paludi ha dato luogo a giacimenti di combustibile fossile. Mentre negli ambienti acquatici la materia organica come gli esoscheletri sono decomposti molto lentamente e inglobati in sedimenti profondi. Ciò fa si che essi vengano "tolti" dal ciclo e reimessi in esso a distanza di molti anni. Altro gas di particolare interesse è il monossido di carbonio che sta aumentando notevolmente negli ultimi anni. Rispetto alla CO2 ha un effetto serra insignificante, ma è coinvolto nella sintesi dell'ozono attraverso le reazioni con i radicali OH. Le più importanti fonti di monossido di carbonio sono l'incendio di biomasse e l'utilizzo dei combustibili fossili.

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA' IV: Alieni tra noi.

2011-06-21T09:21:00.000-07:00

E' partito il quarto carnevale della biodiversità, questa tornata sarà ospitato dal blog Erba volant di Renzo Bruni, invito chiunque legga questo post a recarsi sul suo sito dove potrete trovare l'editoriale del carnevale con i link dei blogger partecipanti e i rispettivi argomenti da essi trattati.

L'argomento sul quale verteranno i post dei partecipanti al carnevale è Alieni tra noi!

Si sa che la biodiversità offre una grandissima varietà di organismi dalle forme in alcuni casi alquanto bizzarre tanto da poter sembrare...alieni.

1) Purple frog

Kingdom Animalia

Phylum Chordata

Class Amphibia

Order Anura

Family Nasikabatrachidae

Genus Nasikabatrachus (1)

Size Snout-vent length: 5.3 – 9 cm (2)

Come si può vedere dalle immagini la rana in questione ha un aspetto veramente unico nel suo genere, molto goffo e tozzo. La testa è veramente piccola se paragonata al resto del corpo. Ovviamente la conformazione particolare della testa non limita la rana nell'alimentazione, infatti la mascella inferiore è molto flessibile e permette alla lingua corta e arrotondata di poter essere tranquillamente utilizzata per l'alimentazione. La rana viola si è adattata a vivere in tane, le punte delle zampe hanno una forma molto arrotondata che le permette di poter scavare nel terreno umido. Tende a costruire la tana in prossimità di laghi e stagni dove il terreno è molto umido e ben areato.

Per la maggior parte dell'anno tale rana vive attorno ai 1,3-3,7 metri sotto terra in una cavità che viene scavata verso il basso, utilizzando le sue zampe posteriori come picche per gettare il suolo sul dorso. Il muso a discapito della sua buffa forma è particolarmente sensibile e adatto a cercare fonti di alimento, uno dei principali piatti della rana viola sono piccoli organismi e termiti che abitano nel suolo.

La riproduzione avviene in prossimità di laghi o ai bordi dei torrenti, una volta individuato il patner il maschio si incolla letteralmente alla femmina attraverso una sostanza che viene rilasciata dalla pelle. Le uova fecondate vengono deposte in una pozza d'acqua e successivamente si schiudono in girini, prima di diventare, attraverso vari stadi di metamorfosi, rane adulte.

Sono noti solo 135 individui, di cui solo tre sono di sesso femminile, ma non è possibile raccogliere dati molto esaurienti a riguardo in quanto è un animale molto sfuggente. Inoltre il suo habitat è messo a serio rischio dall'agricoltura invasiva e dalla deforestazione, che diventa sempre più massiccia a causa dello sviluppo indiscriminato delle piantagioni.

2)Cave salamander (proteus anguninus).

Kingdom Animalia

Phylum Chordata

Class Amphibia

Order Caudata

Family Proteidae

Genus Proteus (1)

Size Length: 30 cm (2)

Il proteus angunigus è un raro anfibio dall'aspetto insolito, vive in grotte sotterranee dell'Europa centrale completamente al buio. Un esempio di come la selezione naturale favorisce gli individui che riescono a sfruttare le proprie risorse per un qualcosa di utile. La sua pelle manca di pigmento, dando al suo corpo un bianco e pastoso. Essa ha anche un colore rosa a causa dei capillari sanguigni vicino alla pelle, la sua traslucenza permette di osservare i contorni degli organi interni. Adattatosi ad un ambiente afotico gli occhi sono veramente poco sviluppati e gli arti, soprattutto quelli posteriori sono molto brevi. La sua testa è allungata con un muso rotondo, e su ogni lato della testa ci sono tre distinti ciuffi branchiali che vengono utilizzati nella respirazione, anche se gli adulti sviluppano polmoni pienamente funzionanti. I maschi sono più piccoli rispetto alle femmine. Tende ad abitare ambienti molto freddi con temperature che variano tra i 6 e i 12 °C.

Poco si conosce sulla sua biologia, è molto difficile studiarlo nel suo ambiente naturale. La maggior parte delle osservazioni sono quindi derivate da esemplari cresciuti in cattività. Si nutre di larve di insetti, molluschi e crostacei anfipodi, rilevando la sua preda nel buio più totale, utilizzando segnali chimici in acqua.

Il maschio tende ad instaurare un territorio durante la stagione riproduttiva, e a proteggerlo in maniera molto aggressiva da altri maschi. Quando una femmina entra nel territorio, il corteggiamento ha inizio. Il maschio deposita lo spermatoforo, che la femmina poi accoglie. Il corteggiamento può essere ripetuto più volte in poche ore, e la fecondazione delle uova avviene all'interno del corpo della femmina. Le uova, da 12 a 70 in numero, possono essere depositate sotto una pietra, e custodite dai maschi e dalle femmine fino a quando si schiudono. In alternativa, solo uno o due uova possono svilupparsi all'interno della femmina, il resto viene distrutto per fornire sostanze nutritive alla femmina e alla prole restante in via di sviluppo. In tal caso, la femmina dà finalmente alla luce delle larve ben sviluppate. Non vi è una chiara metamorfosi, la salamandra adulta mantiene molte caratteristiche giovanili per tutta la sua vita. Pare che possano vivere fino ai 58 anni di età.

La sua conservazione dipende essenzialmente dalla "salute" dei grandi sistemi di grotte acquatiche, ed è minacciata dal turismo, dai cambiamenti ecologici e dall'inquinamento industriale.

Al seguente link potete trovare un filmato : http://www.arkive.org/cave-salamander/proteus-anguinus/video-00.html#text=Range

3) Leafy seadragon

Kingdom Animalia

Phylum Chordata

Class Actinopterygii

Order Syngnathiformes

Family Syngnathidae

Genus Phycodurus (1)

Size Length: 30 cm (2)

Appartengono alla stessa famiglia dei cavallucci marini e pesci ago (Syngnathidae), si assomigliano questi con il loro muso allungato e ossuto placcato corpo. Il colore varia dal bruno-giallastro al verde, anche se possono variare a seconda della loro età, la dieta o di posizione. Le pinne pettorali sono situate sul collo, e una pinna dorsale corre lungo la schiena di Seadragon. Come il loro nome comune suggerisce, ci sono una serie di appendici simili a foglie lungo il corpo, che contribuiscono a rendere questi pesci somiglianti a delle alghe presenti nel loro habitat. Gli occhi si trovano sopra il muso allungato e ci sono un certo numero di spine difensive lungo i lati del corpo.

Abitano le scogliere, e i letti d'alghe, vivono in genere in acque poco profonde e fino ai 30 metri di profondità.

Seadragons a foglia verde tendono a condurre vita solitaria o in coppia, sono molto lenti e si affidano al loro elegante camuffamento per avere una protezione dai predatori. In comune con i cavallucci marini, il Seadragon maschio porta con se le uova in via di sviluppo. La stagione riproduttiva va da ottobre a marzo, e i maschi sviluppano una specie di sacca, dove le uova vengono covate, sul lato inferiore della coda che consiste di sacche di sangue ricco di tessuto, che detengono ciascuna un uovo. I piccoli sono inizialmente lunghi 20 millimetri. Essi sono estremamente vulnerabili alla predazione, ma crescono rapidamente, raggiungendo le dimensioni adulte entro due anni. Seadragons si nutrono di piccoli organismi come il plancton.

A differenza di cavallucci marini, non sono molto richiesti dal mercato della Medicina tradizionale Cinese, ma possono comunque essere catturati per il commercio dell'acquario. La perdita di habitat è considerata la più grande minaccia per la loro sopravvivenza. Gli habitat costieri infatti sono sempre più danneggiati dagli effetti dell'accrescimento urbano e dal dilavamento di origine agricola, nonchè dall'inquinamento industriale e altre attività umane.

Qui di seguito alcuni video:

video 1- video2- video3-video4- video5

IL POTENZIALE IDRICO NELLE CELLULE E NEL TERRENO.

2011-06-12T10:25:00.000-07:00

Le piante hanno bisogno di una ingente quantità d'acqua per soppravvivere, solo che di tutta l'acqua che esse assorbono dal terreno, la stragrande maggioranza viene rilasciata nell'atmosfera sottoforma di vapor acqueo a causa di un processo noto come traspirazione; di conseguenza le piante devono continuamente rimpiazzare l'acqua che perdono con altra che assorbono dal terreno. Ciò causa la formazione di un continuo flusso di acqua che va dal terreno all'atmosfera noto come continuum suolo-pianta-atmosfera.

La traslocazione dell'acqua nel sistema suolo-pianta-atmosfera, si basa su differenze di potenziale idrico entro e fra queste tre componenti.

Il potenziale idrico è un parametro che serve a definire la direzione del flusso idrico attraverso le membrane cellulari, tessuti e organi della pianta; in botanica ma non solo esso è utilizzato per quantificare il lavoro che una pianta deve spendere per assorbire l'acqua dal terreno attraverso le radici. Grazie ad esso dunque si può stabilire lo stato idrico delle piante. Per convenzione il potenziale idrico viene indicato con la lettera greca psi (Ψ).

Il potenziale idrico rappresenta una pressione virtuale che dipende da vari fattori che possono avere a seconda dei casi un impatto più o meno importante e quindi causare una modifica di tale potenziale. Come vedremo il potenziale idrico è costituito da componenti osmotiche (dovute alla concentrazione di soluti), di matrice, altitudinali e idrostatiche (pressione, tensione ecc.). L'insieme di questi fenomeni, in parole povere, causa una vera e propria pressione di suzione (forza aspirante, deficit di pressione), che sarà alla base del trasferimento di acqua verso le parti aeree della pianta.

Un Ψ basso corrisponde ad un alta capacità di assorbimento dell'acqua .

Infatti il movimento spontaneo dell'acqua si verifica verso una caduta di potenziale idrico quindi quanto più il potenziale è basso tanto più sarà probabile che l'acqua si sposti verso la cellula o il tessuto con tale potenziale. Il potenziale idrico insomma corrisponde ad una pressione come abbiamo già accennato, e le differenze di potenziale idrico (quindi differenze di pressione) danno luogo a dei flussi convettivi che causano lo spostamento dell'acqua nelle piante.

Il potenziale idrico in una pianta può essere espresso dai seguenti termini:

Ψw = ψπ + ψp + ψg

ψπ = potenziale osmotico: concettualemnte è identico alla pressione osmotica, che è quella forza che si genera per controbilanciare il flusso di solvente puro in una soluzione con soluto. In questo caso la chiamiamo potenziale per specificare che questa forza deiva dal potenziale chimico della soluzione e cioè dalla concentrazione molare della soluzione.

ψp potenziale di pressione: grazie al potenziale osmotico dovuto ai contenuti cellulari, l'acqua entra dalle soluzioni esterne nella cellula (vacuolo) che si rigonfia spingendo sulla parete rigida che appunto opporrà una resistetenza che causeraà la formazione di una pressione positiva detta potenziale di pressione. Il potenziale di pressione è generalmente negativo nello xilema quando è attiva la traspirazione ( tensione o pressione idrostatica negativa).

ψp = 0 in una cellula plasmolizzata cioè che ha perso tutta l'acqua e la membrana e parete sono distaccate

ψp maggiore di 0 quasi sempre. La pressione idrostatica positiva all'interno della cellula è definita pressione di turgore.

ψp minore di 0 in seguito al processo della traspirazione che genera una tensione negativa (questo è l'unico caso in cui il potenziale idrico è minore di 0).

ψg invece rappresenta l'effetto che ha la gravità sul potenziale idrico; dipende dall'altezza (h) dell'acqua rispetto a quella dell'acqua di riferimento, dalla densità e dall'accelerazione gravitazionale.

ψm = potenziale matriciale: è il potenziale che entra in gioco quando ci sono cellule, tessuti o superfici che sono disitratate che quindi richiamano acqua per essere imbibite. Essa è dovuta a forze di adsorbimento che si esercitano sulle molecole d'acqua da parte di macromolecole o particelle con superficie o carica polare. Esso è positivo o al massimo uguale a zero quando l'acqua non subisce nessuna forza di adsorbimento.

Nel terreno rappresenta uno dei componenti forti del potenziale idrico, con valore sempre negativo.

L'acqua nel suolo.

Il terreno può essere più o meno ricco d'acqua a seconda delle quantità che ne riceve con la pioggia; la maggior parte dell'acqua ricevuta tende a sprofondare negli strati più profondi del terreno quindi solo una piccola quantità tende a rimanere negli strati superiori trattenuta dalle particelle di terreno. Dal momento che l'acqua presente negli strati superiori è quella che viene assorbita principalmente dalla radice essa ha un ruolo di fondamentale importanza per la sopravvivenza della pianta. La capacità atttrattiva o di adsorbimento del terreno rispetto all'acqua dipende principalmente dalla superficie di interazione che le particelle di terreno e i composti organici e inorganici che in esso sono contenuti offrono all'acqua.
Dipendono principalmente da:
1)superficie di interazione complessiva: viene offerta dalle particelle di terreno all'acqua che varia a secondo del tipo di terreno che prendiamo in considerazione, ad esempio quello argilloso o limoso può essere incredibilmente elevato.

2) tensione matriciale, la pressione negativa risultante dall'interazione tra acqua e particelle del suolo in cui entrano in gioco fattori come:

• attrazione di superficie da parte dei colloidi idrofili del terreno;

• tensione superficiale dell'acqua.

La prima si manifesta con l'adsorbimento dell'acqua sulla superficie dei colloidi (humus e minerali), la seconda grazie al fenomeno della capillarità. L'acqua del terreno è composta perciò da tre frazioni: una trattenuta dai colloidi per adsorbimento, una trattenuta per capillarità, e altra acqua soggetta a forze estranee alla matrice del suolo che sostanzialmente si riconducono alla forza di gravità e all'osmosi.

In condizioni normali, in terreni con basse concentrazioni saline, quella dei macropori è acqua libera e il suo potenziale è nullo perché l'unica forza che si esercita è la gravità. Le piante non esercitano sforzi per assorbire questa frazione che, anzi, può esercitare una pressione positiva in condizioni di saturazione.

L'acqua trattenuta nei micropori, è soggetta ad una tensione; in questo caso il potenziale matriciale è tanto più basso quanto maggiore è il raggio di curvatura dei menischi nell'interfaccia di separazione fra acqua e aria del terreno. Per sottrarre questo quantitativo d'acqua le piante devono esercitare una vera e propria forza di suzione compiendo un lavoro. La sottrazione dell'acqua capillare provoca una maggiore curvatura dei menischi e, quindi un abbassamento della tensione; quando il raggio di curvatura raggiunge un valore critico una parte dell'acqua capillare viene repentinamente sottratta in blocco e quella residua si assesta nei micropori formando un nuovo equilibrio; ne consegue che il meccanismo di suzione dell'acqua dei micropori da parte delle piante procede in modo discontinuo.

L'acqua adsorbita sui colloidi è soggetta ad una tensione ancora più negativa; il suo valore è tanto più basso quanto minore è il numero di strati molecolari che rivestono la superficie dei colloidi. Sulla base di quanto detto, in condizioni di non saturazione, il potenziale matriciale ha un valore negativo ed è tanto più basso quanto minore è il contenuto dell'acqua nel terreno. Le piante assorbono l'acqua attingendo in modo preferenziale dalle tre frazioni citate, preferendo la frazione libera, soggetta a tensioni nulle.

SUCCESSIONI ECOLOGICHE

2011-05-27T08:47:00.000-07:00

Il sistema vivente tende ad accrescersi continuamente attraverso il processo fotosintetico; accrescimento che è diretto per gli autotrofi e indiretto per gli eterotrofi; l'accrescimento ha però un limite invalicabile, che è rappresentato dalla disponibilità delle risorse (nutrizionali, di spazio ecc...) che non sono infinite. Le comunità di organismi tendono ad essere dinamiche, cioè sono in continuo turnover, alcuni individui muoiono e altri li sostituiscono. In assenza di eventi, che possono determinare cambiamenti di un ambiente in cui vivono comunità di organismi, l'aspetto e la composizione della maggior parte degli individui non cambia; i pini sostituiscono i pini, le volpi sostituiscono le volpi ecc...

Successione ecologica

Ne consegue che la dinamica delle comunità si realizza attraverso due punti cardine:

1) continuo rinnovo degli organismi che compongono la comunità.

2) Successione: termine che viene utilizzato per indicare il processo attraverso il quale una comunità subisce in maniera più o meno rapida per cause naturali una trasformazione volta a modificare le proprie condizioni di crescita e composizione determinando così uno stato di instabilità che determina la sua sostituzione con una comunità più complessa.

Il concetto di successione in origine fu coniato per lo studio della vegetazione, in seguito fu esteso come concetto alle comunità intere (animali e vegetali). Anche se bisogna precisare che gli animali a differenza dei vegetali tendono ad essere più indipendenti dal substrato, a meno che non si tratti di organismi che si sono specializzati a vivere in determinati luoghi che presentano specifiche caratteristiche (come la fauna del suolo), quindi se hanno bisogno di trovare cibo non aspettano cambiamenti, se lo cercano migrando in altre zone.

Possiamo distinguere vari tipi di successioni:

Successioni allogene: si realizza in risposta a cambiamenti geochimicofisici.

Successioni autogene: si realizzano in risposta a cambiamenti biologici che modificano le condizioni ambientali, le risorse disponibili ecc...

Successione primaria quando si verifica insediamento e sviluppo di una comunità in un ambiente neoformato.

Successione secondaria quando una comunità si insedia e si sviluppa in un ambiente già precedentemente occupato da altri organismi.

Successione autotrofa: iniziano con la colonizzazione di un habitat da parte di piante verdi; tale insediamento avviene in un arco di tempo lungo anche secoli, l'habitat non viene degradato dagli organismi che vi si insediano.

Successioni eterotrofa: si realizza in tempi molto brevi si instaura su una sostanza organica morta, tale successione è breve in quanto termina quando la sostanza è stata completamente consumata. Quindi l'habitat non viene modificato, ma modifica nel tempo la sua composizione in specie.

Cosa determina una successione?
La composizione di una comunità tende a rimanere costante nel tempo (autoperpetuazione) fino a quando non avvengono delle perturbazioni che causano una successione. La succesisone è legata alla capacità degli organismi di colonizzare un ambiente, sia neoformato (successioni primarie), sia già perturbato (successioni secondarie). La comunità è inizialmente composta da specie definite pioniere (stato giovanile) e successivamente sostituite da specie che risultano dei competitori migliori in grado di rimpiazzare le precedenti (stadio maturo); durante questo processo la comunità raggiunge uno stato stazionario definito climax che corrisponde ad una utilizzazione ottimale delle risorse dell'habitat.
La posizione di una specie in un processo di successione dipende dalla sua capacità di colonizzare un habitat neoformato o perturbato e dalle variazioni delle caratteristiche ecologiche dell'ambiente che si realizzano nel corso della sucessione.
Ad esempio le piante che producono molti e piccoli semi sono buoni invasori, in quanto i loro piccoli semi possono essere facilmente trasportati dal vento in altre zone. Sono specie che precedono quelle che si accrescono lentamente che producono semi grandi che non vengono facilmente dispersi dal vento, queste ultime tuttavia una volta insediate, competono con successo con le specie pioniere determinandone nella stragrande maggioranza dei casi l'estinzione. Molte specie hanno evoluto un modo fuggitivo nel senso che tali specie hannno sviluppato la capacità di insediarsi rapidamente in un luogo di sfruttarne le risorse per poi insediarsi rapidamente altrove prima che altre specie siano in grado di sopraffarle.
In genere le specie degli stadi precoci svolgono anche un ruolo fondamentale nel far si che altri orgnaismi possano in seguito colonizzare determinati habitat. Ad esempio i licheni e i muschi, svolgono un ruolo importante nell'arricchire il substrato di materia organica, dando così un contributo ai processi pedogenetici che in seguito consentiranno ad altri organismi di poter colonizzare quel determinato ambiente. La presenza dei licheni farà si che si accumuli uno strato esiguo di humus che consentirà ad alcune piante erbacee di instaurarsi, la crescita di queste ultime ombreggia la superficie del suolo creando delle condizioni di umidità favorevoli che consente l'insediamento di nuove specie, come ad esempio piante che ospitano nelle loro radici batteri azoto fissatori, i quali permetteranno l'arricchimento di azoto nel suolo (nutriente di fondamentale importanza che in alcuni casi può essere un fattore limitante per la crescita degli organismi), determinando l'instaurarsi di altre specie che escluderanno quelle che precedentemnte occupavano quel suolo ecc...
Tre fondamentali meccanismi sembrano essere alla base della dinamica delle successioni; meccanismi che possiamo sintetizzare in:
Facilitazione: è l'esempio accenato sopra; è ciò che avviene nelle successioni primarie, ambienti che non consentirebbero l'instaurarsi di determinate specie, vengono modificati da specie degli stadi precoci.
Inibizione: rappresenta il meccanismo mediante il quale una specie può impedire ad un altra specie di colonizzare lo stesso ambiente. Questa inibizione può avvenire i modi diversi; tramite inibizione diretta, oppure perchè una delle due specie è un migliore competitore in grado di sfruttare al meglio le risorse disponibili. In alcuni casi l'inibizione di una specie nei confronti di un altra può essere determinata da quale specie si sia insediata per prima in un certo ambiente.
Tolleranza: è il meccanismo attraverso il quale la presenza di una specie non influenza l'insediarsi di un altra.
E'da sottolineare però che in ogni caso, con il passare del tempo, la comunità sarà costituita dalle specie più efficienti nello sfruttamento delle risorse disponibili e non esiste alcuna specie in grado di soppiantarle.
Prendendo ad esempio quanto detto nella tolleranza e nella facilitazione
Le successioni mostrano un aumento della complessita delle comunità: un esempio che già abbiamo analizzato precedentemente, è quella che gli ecologi chiamano strategia r/k: Nelle fasi inziali di una successione si instaurano le specie r strateghe di piccole dimensioni e caratterizzate dalla capacità di rirprodursi velocemente, la maturazione delle comunità porta poi all'instaurarsi di specie k strateghe di maggiori dimensioni, in grado di riprodursi più lentante.
Aumento della produzione: Le comunità tendono a svilupparsi in modo tale da raggiungere sempre la più elevata produzione possibile sfruttando le risorse disponibili. La composizione in specie della comunità si modifica e prevalgono le specie con maggiore biomassa e a maggiore produttività.
Tamponamento di fattori ecologici avversi: le comuntà tendono a sviluppare degli adattamenti in grado di tamponare fattori avversi sviluppando adattamenti che permettono alla loro specie di sopravvivere. Ad esempio le piante tendono da un certo punto di vista a mantenere in ottimo stato l'ambiente dove vivono, secernendo nel suolo composti organici dove sarà conservata nel terreno sottoforma di humus, che a sua volta migliora le proprietà del suolo favorendo l'accumulo di acqua e nutrienti.
Prima abbiamo accennato al concetto di climax (momento in cui una comunità raggiunge una stabilità tale da permettergli di sfruttare al massimo le risorse disponibili). In questo stadio la comunità non cresce ulteriormente.

Fasi e stadi.
Quando parliamo di fasi di una comunità ci riferiamo ad una fase giovanile, una di maturità ed una di senescenza. Quando più comunità s susseguono in maniera regolare si ha una serie. Tale processo in generale però non è mai uniforme, ma passa attraverso vari stadi in cui le comunità tendono ad essere più o meno stabili. In poche parole il processo ha carattere discontinuo con un andamento che può essere ricondotto alla curva logistica di crescita di una popolazione, in cui però ci sono periodi di stabilità nella crescita di individui e periodi caratterizzati da rapida trasformazione.

Un esempio di successione ciclica.
Un esempio di successione ciclica la si può riscontrare in terreni prativi dove coesistono leguminose azoto-fissatrici, erbivori pascolanti e graminacee. Quale relazione lega questi organismi? Nei pascoli misti di leguminose e graminace, le leguminose danno un grande contributo proteico ai pascolatori, dopo la morte le leguminose fanno aumentare di molto la quantità di azoto presente nel suolo, ciò favorirà l'insediamento delle graminacee che sono piante che non riescono a crescere in condizioni di limitata quantità di azoto, sostituendosi al trifoglio con cui competono con successo. Le graminacee però vengono continuamente pascolate, ciò le costringe a consumare grandi quantità di nutrienti e di azoto per sopportare il rinnovamento vegetativo, ciò finisce per depauperare il suolo di azoto. Il livello di azoto scenderà a livelli tali che non potrà supportare le esigenze delle graminacee che non possono accrescersi più. Il trifoglio si viene a trovare in vantaggio competitivo. Poichè il trifoglio si riproduce mediante stoloni, esso si sposta nel campo lasciando dietro di se chiazze di terreno ricche di azoto che potranno essere occupate dalle graminacee. Anche gli erbivori pascolanti collaborano ad incrementare l'azoto presente nel suolo. attraverso l'espulsione di composti azotati con le urine, in tali punti le graminacee potranno tranquillamente svilupparsi senza l'intervento del trifoglio. Però le graminacee vengono continuamente pascolate e per rinnovarsi depauperano il terreno di azoto, fino al livello critico in cui il trifoglio può nuovamente diventare più competitivo. Il trifoglio pur essendo pascolato tende a riprendersi più facilmente grazie alle se caratteristiche di azotofissatore.

Climax.
Le successioni tendono verso una fase finale di stabilità in cui la comunità arriva ad utilizzare in maniera più che ottimale le risorse disponibili. In questa fase la crescita del sistema viene a cessare progressivamente e la nuova materia organica che viene prodotta grazie al processo fotosintetico è trasferita poi ai consumatori. Il sistema quindi si verrà a trovare in una condizione stazionaria e cesserà crescere. Questa condizione è nota come climax e il sistema rimarrà in queste condizioni fino a quando non interverrà qualche perturbazione a modificare il tutto. Il climax rappresenta un importante punto di riferimento per confrontare una successione con un altra.
Viene invece detta comunità disclimax una comunità stabile che differisce dal climax di una data area, ciò è dovuto spesso all'intervento umano; ad esempi un pascolo eccessivo può trasformare una prateria in un deserto producendo una comunità disclimax.
Bisogna però comprendere che il climax è un concetto molto teorico. Infatti anche se una comunità raggiunge un livello di climax, vi saranno sempre microsuccessioni. Ad esempio in una foresta climax se un albero cade crea un buco nel terreno, esso sarà colonizzato da erbe opportuniste e così si crea una nuova successione anche se tutto attorno è una foresta climax. Quindi anche la più stabile delle comunità non è mai in completo equilibrio.

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA' IV: Alieni fra noi

2011-05-24T23:49:00.000-07:00

Sta per partire la quarta edizione del carnevale della biodiversià. La tornata di questo carnevale sarà ospitata dal blog Erba volant, di Renato Bruni, uno dei migliori dell'intera blogosfera italiana, per la botanica o non solo.
A differenza degli altri carnevali che si svolgevano ogni due mesi il giorno 12, la data di pubblicazione subirà un piccolo cambiamento, infatti sarà il 22 giugno.
L'argomento su cui graviteranno i post di questa edizione è decisamente interessante, e siamo sicuri che ancora una volta solleticherà la vostra curiosità e fantasia. Eccolo:

"Alieni fra noi”

I blog che vogliono aderire all'iniziativa devono inviare una email al proprietario del blog Erba volant!

ECOLOGIA DI POPOLAZIONI: il sovraffollamento, la territorialità, l'esodo...

2011-05-24T04:15:00.000-07:00

In un precedente post (...si lo so è di un pò di tempo fa, ultimamente sto trascurando troppo i blog ma prometto che da oggi scriverò come non mai) avevamo iniziato a parlare dell' ecologia di popolazione accennando, se pur brevemente, a fattori di regolazione delle popolazioni, densità dipendenti o indipendenti. E'un argomento e da sempre ha affascinato gli ecologi.

Regolazione delle dimensioni di una popolazione.

C'è da dire che i fattori densità indipendenti e densità dipendenti sono intercompensati; cioè per dirla breve se una modificazione ambientale sottrae la popolazione ad un primo fattore che può determinare una riduzione del numero di individui, ne subentrerà un secondo e via dicendo. Prendiamo ad esempio i predatori, essi svolgono un ruolo di fondamentale importantanza nel mantenere in equilibrio il numero di erbivori, se vengono eliminati il numero di individui erbivori si accrescerà sempre di più fino a quando il cibo diventerà scarso, ciò determinerà una riduzione del numero di erbivori, ma se viene fornito il cibo le popolazioni si accrescono ulteriormente finchè il sovraffolamento determinerà il diffondersi di epidemie ecc.

Il sovraffolamento però può regolare le dimensioni di una popolazione anche quando le risorse sono abbondanti. Un classico esempio è il topolino domestico, i topi anche se confinati in aree dove il cibo è presente in grandi quantità, continuano a riprodursi indipendentemente dalla densità della popolazione, però è stato osservato che con il passare del tempo, la sopravvivenza degli embrioni, dei piccoli non ancora svezzati, e degli adulti tende a diminuire, fino a quando la popolazione non si stabilizza, nonostante le illimitate risorse di cibo.

Inoltre all'aumentare della popolazione aumenta anche la frequenza delle lotte e il numero di individui ammalati o feriti (maschi soprattutto). Molto spesso è stato osservato che popolazioni di varie specie di mammiferi in forte incrememento demografico e in condizioni di sovraffollamento, ma con nutrimento pressocchè illimitato, presentano spesso modificazioni a livello fisiologico e comportamentale, come un aumento dell'aggressività, irritabilità, apatia, riduzione dell'accrescimento corporeo, maturazione sessuale ritardata e via dicendo, che con il passare del tempo determina una regolazione nelle nascite del numero di individui.

Molto spesso le popolazioni hanno una serie di comportamenti intrinseci che gli permettono di poter limitare l'accrescimento prima che le risorse diventino indisponibili e senza dipendere direttamente da predatori, parassiti, competitori o indirettamente da fattori ambientali sfavorevoli. Un esempio sono il territorialismo, le strutture gerarchiche, l'esodo, la compromissione

. Un territorio può essere definito come un'area di difesa contro individui consepecifici, spesso dello stesso sesso e sessualmente maturi.

Una delle principali conseguenze del territorialismo infatti è l'esclusione di individui conspecifici dai meccanismi della riproduzione sessuale. Se individui che sono possessori di un territorio vengono rimossi sono sostituiti da altri , ciò crea una vera e propria popolazione fluttuante che vengono esclusi dalla riproduzione perchè non sono stato in grado di conquistare un territorio o difenderlo. Ma la possibilità di riprodursi o meno può essere determinata anche gerarchicamente, una delle funzioni del territorio è di assicurare prima di tutto l'alimentazione e la riproduzione di chi comanda il territorio e alla loro progenie,ciò determina che l'andamento numerico delle specie territoriali sia più stabile e regolare rispetto a quelle non territoriali. Inoltre gli individui che in una popolazione si trovano in un rango gerarchico più elevato si riproducono mentre quelli che si trovano a livelli più bassi non ne hanno possibilià almeno fino a quando non lasciano il territorio (castrazione psicologica).

Altro meccanismo etologico molto affascinante è l'esodo. Il caso più studiato è quello della locusta migratoria.

Spesso siamo abituati ad immaginare tali cavallette muoversi in enormi sciami migratori depredando ogni risorsa nutrizionale che incontrano nel loro cammino. In realtà la locusta migratoria vive una vita solitaria; la fase migratoria, durante la quale individui di tale specie si riuniscono in sciami che possono raggiungere dimensioni spropositate (anche 100 km di lunghezza ), si verifica in determinate condizioni ambientali favorevoli alla crescita degli individui di tale specie e in zone estremamente ricche di risorse nutrizionali. In queste zone la moltiplicazione degli individui diventa molto intensa e getta le basi er la formazione dei grandi sciami. La riunione di un numero sempre screscente di locuste con la loro conseguente riproduzione innesca dei cambiamenti a livello morfologico e comportamentale, indotte da specifici ferormoni, che sembrano nel corso di più generazioni che porta tali locuste a passare dalla fase definita solitaria a quella migratoria. Non appena il numer di individui in una determinata zona raggiunge u densità critica, le giovani locuste (neanidi) iniziano a modificarsi. Colore, proporzione del corpo, cambiano drasticamente. Il passaggio dalla forma gregaria a quella migratoria non è repentino, ma attraversa vaire fasi e generazioni (due o anche più). Gli individui della forma solitaria , quando la popolazione raggiunge la densitò critica generanouna forma di transizione che se la densità della ppolazione si mantiene elevata deporrà uova da cui si sviluppa la forma gregaria. I giovani di tale forma tendono poi a riunirsi in gruppi sempre più grandi,arrivando a coordinare insieme ogni loro movimento, all'inizio le neanidi si muovono al suolo, in quanto le ali non sono completmente sviluppate, spostandosi quando le temperature sono abbastanza elevate. Al raggiungimento dell'età matura lo sviluppo delle ali permette loro di prendere il volo, ed ecco che inizia il grande esodo che porterà queste locuste a migrare spostandosi per migliaia di chilometri consumando tutte le risorse trofiche che incontrano sul loro cammino fino a quando non giunge in prossimità di una mare o d un deserto (un luogo insomma non proprio favorevole alla loro sopravvivenza) dove la stragrande maggioranza degli individui muore. Da sottolineare che la fase migratoria non avviene a causa della scarsità di cibo, infatti la formazione di questi sciami avviene in zone favorevoli alla loro proliferazione, ma è determinato dall'alta densità di individui che innesca questo particolare meccanismo comportamentale che culmina con una riduzione del numero di individui. Un altro caso particolare, e analogo a quello delle locuste, si verifica nei mammiferi, in particolar modo nei lemming. Anche questa specie è interessata ad esodi di massa che si verificano in determinate condizioni, e che come nel caso delle locuste terminano con una sorta di suicidio di massa, anche se ricordiamolo non si "suicidano" spontaneamente, la morte degli individui è dovuta alla migrazione che viene condotta e che spesso li porta in prossimità di luoghi dove molti individui trovano la morte, ad esempio molti annegano nell'attraversare fiumi mentre si spostano.

Altri casi comportamentali degni di nota che determinano un controllo nelle dimensioni delle popolazioni riguarda l'ovodeposizione di alcune specie di insetti, ad esempio Drosophila e mosche. Le mosche appartenenti al genere lucilia non depongono mai uova in posti dove sono già state deposte uova di individui conspecifici, ma volano a deporle altrove, in questo caso la sola presenza delle larve rappresenta un effetto deterrente sulle femmine pronte a deporre le uova, ciò determina che il futuro numero di individui in quelle zone non raggiunga mai un numero spropositato, ovviamente si determinerà sempre una fluttuazione nel numero di individui che occupano un determinato ambiente ma che si manterrà sempre al di sotto della capacità portante dell'ambiente.

Alcuni coleotteri come la Calandra oryzae tendono ad allontanasi dai luoghi in cui la densità della popolazione raggiunge un certo livello e se ciò non è possibile depongono un numero di uova inferiore a quello normale. per non parlare della comparsa dei fenomeni di oofagia (adulti che mangiano le loro stesse uova). Comportamento analogo in alcune specie di lepidotteri, i quali non depongono le uova su piante nutrici che sono già state occupate dalle uova deposte da altre femmine. Se tutte le piante sono occupate le uova saranno deposte su altre piante non nutrici e i bruchi moriranno di fame. Forme particolari di comportamento che hanno portato molti scienziati ad ipotizzare che l'evoluzione di meccanismi comportamentali di regolazione della dimensione delle popolazioni porta a iporizare dorme di selezione naturale he non operino a livello individuale, ma su gruppi di individui geneticamente imparentati, note come selezione di parentela o selezione di gruppo.

PICCOLI INSETTI CHE SI NUTRONO DI ANFIBI.

2011-05-20T00:37:00.000-07:00

Una nuova scoperta le interazioni predatore-preda tra i coleotteri di terra del genere Epomis e gli anfibi sono molto più complesse del previsto. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Zoo Keys.

Gli anfibi sono tipici predatori degli insetti e i coleotteri adulti sono in genere compresi nella loro dieta, in particolar modo gli scarabei di terra.

Precedenti ricerche hanno dimostrato che le larve di Epomis si nutrono esclusivamente di anfibi e che questa fonte di cibo è essenziale per il completamento del loro ciclo vitale, mentre la dieta dei coleotteri adulti è costituita da invertebrati terrestri, così come vertebrati morti. Lo studio di Wizen e Gasith dimostra che i coleotteri adulti del genere Epomis possono predare anfibi vivi, in aggiunta alla loro dieta regolare.

Secondo lo studio, il genere Epomis è rappresentato in Israele da parte di due specie: E. dejeani e circumscriptus E.. Nella pianura costiera centrale queste specie hanno una distribuzione simile, ma non si verificano negli stessi siti. I ricercatori hanno registrato la condivisione rifugio Epomis con anfibi durante il giorno, ma predare su di loro durante la notte. In laboratorio è stato osservato, il comportamento predatorio dei coleotteri adulti su cinque specie di anfibi: il Rospo smeraldino (Bufo viridis), il Savignyi's Frog (Hyla savignyi), il Levante Green Frog (bedriagae Rana), il tritone banda (vittatus Triturus), e la Salamandra (Salamandra salamandra infraimmaculata). Queste osservazioni hanno mostrato che la dieta delle due specie Epomis si sovrappone solo in parte, con solo una delle specie (dejeani E.) predare sulla Newt banda.

I risultati di questo studio servono come ulteriori elementi di prova che lo scarabeo Epomis, sia nello stadio larvale che in quello adulto, è un predatore specializzato di anfibi.

DI seguito un video: http://www.eurekalert.org/multimedia/pub/32470.php?from=185869

NELLE DIATOMEE UN CICLO DELL'UREA SIMILE A QUELLO ANIMALE.

2011-05-14T05:53:00.000-07:00

La scoperta è singolare, alcuni scienziati hanno scoperto che in piccole diatomee presenti nell'oceano, svolgono un ciclo dell'urea molto simile a quello che viene portato avanti nelle cellule animali. L'urea rappresenta il composto finale di molti composti azotati, in particolar modo amminoacidi provenienti dalle proteine, negli animali questo ciclo è di fondamentale importanza in quanto un composto, l'ammoniaca, così utile, in concentrazioni troppo elevate può diventare molto tossica, ad esempio per il sistema nervoso centrale.

Gli scienziati hanno scoperto che le diatomee marine, piccolo fitoplancton abbondante nel mare, hanno un ciclo dell'urea animale simile a quello degli animali, e che questo ciclo consente alle diatomee di utilizzare efficacemente il carbonio e l'azoto dal loro ambiente circostante.

La squadra, di ricercatori ritiene che il ciclo potrebbe essere unp dei motivi che permette il dominio delle diatomee negli ambienti marini, soprattutto dopo gli eventi upwelling (il movimento verso l'alto delle acque ricche di nutrienti dai fondali oceanici alla superficie).

In risposta alla risalita delle correnti dalle acque profonde dell'oceano, le diatomee sono in grado di riprendersi rapidamente da prolungati periodi di privazione di nutrienti e di proliferare rapidamente.

Lo studio insomma sembra fornire spunti affascinanti su come le diatomee si possano essere evoluti fino a diventare i produttori primari dominanti in molte regioni oceaniche.

Le diatomee hanno una parete cellulare unica fatta di silice. Sono organismi chiave per la comprensione della salute ambientale degli ecosistemi marini, e sono i responsabili di gran parte della produzione di carbonio e ossigeno negli oceani.

La fotosintesi nelle diatomee in ambienti marini è anche responsabile di circa un quinto di ossigeno presente nell'atmosfera.

In una precedente ricerca, Allen, Bowler e colleghi (autori della ricerca) hanno sequenziato il genoma della diatomea, Phaeodactylum tricornutum. In tale ricerca, hanno sviluppato nuovi metodi per la determinazione dell'origine dei geni diatomee. Hanno inoltre esaminato il metabolismo dei nutrienti nelle diatomee, cominciando dal metabolismo del ferro.

Sulla base di quel lavoro, Allen e colleghi hanno esaminato la storia evolutiva delle diatomee, in particolare tricornutum P., Meccanismi cellulari e per l'utilizzazione dei nutrienti nell'ambiente, ha portato alla constatazione che le diatomee hanno un ciclo funzionale dell'urea.

Questa è stata una scoperta sorprendente, perché si pensava che il ciclo dell'urea è nato con i metazoi (animali).

Ci ha giocato un ruolo importante nel facilitare una vasta gamma di innovazioni fisiologico nei vertebrati.

Ad esempio, la sintesi dell'urea non permette solo la conversione dell'ammoniaca in un composto molto meno tossico e facilmente eliminabile, ma anche un controllo rapido di minerali e sali nel sangue di animali come squali, razze e pesci ossei, e ovviamente la prevenzione di tutti ritenzione di acqua in anfibi e mammiferi.

Quest'ultima è stata probabilmente una condizione indispensabile per la vita sulla terra e, successivamente, ha consentito alla vie biochimiche necessarie per l'elaborazione di una dieta iperproteica.

Allen e altri hanno ora dimostrato che il ciclo dell'urea origine centinaia di milioni di anni prima della comparsa dei metazoi.

Il team ha utilizzato tecniche di RNA interference per mettere in parte a tacere un enzima chiave del ciclo dell'urea in diatomee.

Attraverso l'analisi dei dati ricercatori hanno trovato che i metaboliti del ciclo dell'urea sono fondamentali per il riciclaggio cellulare di carbonio e azoto.

I metaboliti sono importanti anche per agevolare la rapida comparsa della caratteristica crescita esponenziale che le diatomee mostrano dopo periodi di scarsità di nutrienti.

"Sembra che il ciclo dell'urea animale, fondamentale per l'esportazione di rifiuti cellulari di carbonio e di azoto, è stato cooptato da un percorso ancestrale che in origine si è evoluto come un riciclo di azoto e carbonio quindi come meccanismo di recupero".

"Questa è una scoperta molto interessante che non ci aspettavamo di vedere, e cambia sostanzialmente il modo di vedere le diatomee rispetto agli animali e alle piante".

Il lavoro suggerisce che anche le diatomee hanno seguito un percorso evolutivo fondamentalmente diverso dalle piante - i produttori di ossigeno dominanti negli ambienti terrestri, alghe verdi, e di altri organismi strettamente correlati.

Piuttosto, prima dell'acquisizione evolutiva di macchinari fotosintetici, gli antenati delle diatomee erano forse più strettamente legate agli antenati degli animali che alle piante.

Questa parentela ha portato le diatomee e gli animali ad una condivisione di alcuni meccanismi biochimici simili, come il ciclo dell'urea.

Anche se sembra che gli animali e in ultima analisi, le diatomee utilizzano il ciclo dell'urea per scopi diversi, sono evolutivamente legati in un modo che gli animali e le piante non lo sono.

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA' 3: LE DIMENSIONI CONTANO?

2011-04-12T00:44:00.001-07:00

Siamo arrivati alla terza edizione del carnevale della biodiversità! Invito chiunque leggesse questo post a recarsi sul sito http://mahengechromis.blogspot.com/ , blog ospitante questa tornata del carnevale, dove troverete l'elenco dei post dei blogger partecipanti.

Non mi resta che augarvi buona lettura!

Le dimensioni in natura contano? La risposta è si; sia a livello numerico che di dimensioni corporee effettive. In natura tutto ha un perchè, forme e dimensioni hanno nella maggioranza dei casi una funzionalità specifica, frutto di adattamenti evolutivi che hanno permesso alle specie di svilupparsi e sfruttare al meglio ogni risorsa che l'ambiente circostante mette a disposizione. Essere molto grossi o molto piccoli ha i suoi vantaggi e svantaggi, e se si allarga il discorso da un punto di vista ecologico (comunità, successioni ecc...) non ha influenze solo sul modo di vivere del singolo organismo.

Le dimensioni contano nel numero di individui, per la comunicazione e alimentazione e nel mantenimento della struttura sociale. Molte specie animali vivono in comunità, organizzate in vere e proprie strutture sociali, con gerarchie specifiche e comportamenti ben precisi dove ogni individuo coopera per la sopravvivenza del gruppo. Un esempio palese sono le api domestiche. La comunicazione nel mondo biologico è in senso lato una qualsiasi attività portata avanti da un animale, che modifica l'attività di un o più altri animali. Importante è la comunicazione per l'alimentazione. Le api domestiche eseguono una danza complicata che guida gli altri individui verso l'alimento distante.

In molte specie animali l'efficienza del foraggiamento si basa sulla comunicazione con altri individui conspecifici (membri della stessa specie). L'uso della comunicazione nell'alimentazione per opera delle api domestiche è davvero notevole. Informazioni riguardanti la qualità, l'odore, la distanza e la direzione orientata dell'alimento vengono trasmesse alle "reclute" (operaie non informate) da api definite bottinatrici (api foraggere, in poche parole api appena tornate dalla raccolta del nettare). Le reclute una volta ricevuto il messaggio volano volano verso i fiorì localizzati dalle bottinatrici. E qui si assiste ad una organizzazione del lavoro e ad un modo di comunicare davvero unico.

Le bottinatrici di ritorno eseguono una danza particolare (danza circolare o in alternativa una danza scodinzolante) su una superficie verticale dell'alveare con le reclute che si disponpongono tutt'attorno. Le danze eseguite in genere nell'oscurità dell'alveare e le reclute le seguono con il tatto anziché con la vista. Quando la bottinatrice danza le reclute rivelano e seguono la sua posizione con le antenne. Qual'è il significato dei due tipi di danza? Un ape domestica che compie la danza scodinzolante fa vibrare il corpo durante il tratto rettilineo della figura di danza e il numero degli scodinzolii e la durata di ciascun circuito di danza sono da correlare con la distanza della fonte dell'alimento, la corsa rettilinea indica la direzione orientata dell'alimento rispetto al sole. Una danza ascendente secondo la verticale ascendente significa che la fonte di alimento è nella direzione del sole mentre una danza diretta in senso discendente indica che la fonte del cibo è in direzione opposta. Inoltre l'inclinazione della danza fornisce informazioni relative all'angolo di direzione. Dopo aver controllato adeguatamente la danza le reclute si alzano in volo e si dirigono alla ricerca del cibo. Più tempo dura la danza maggior numero di reclute si prodigano per la ricerca del cibo. Grazie a tale danza sono in grado di localizzare la posizione esatta dell'alimento, la ricerca si conclude quando, giunti in prossimità della fonte di cibo, l'alimento è trovato tramite il suo odore. La danza circolante invece non da informazioni sulla direzione in quanto lo scopo è di avvertire che il cibo è nelle vicinanze e quindi può essere trovato mediante l'olfatto.

Le dimensioni contano, o almeno hanno una certa influenza nel mantenimento di una determinata temperatura corporea. Negli animali possiamo distinguere due principali tipi di adattamento alle variazioni di temperatura dell'ambiente esterno : pecilotermia (dove la temperatura corporea segue con poche differenze quella esterna) e l'omeotermia (dove la temperatura corporea è mantenuta elevata e costante nonostante variazioni di temperatura con l'ambiente esterno). Nel caso degli omeotermi, a cui appartengono mammiferi e uccelli in particolar modo, il rapporto superficie/peso del corpo, le dimensioni delle estremità, così come la loro forma sono importanti nella dispersione del calore. La dispersione del calore avviene attraverso la superficie del corpo, ne consegue che più grande è l'animale omeotermo meno calore perde rispetto ad un animale più piccolo, ed è pertanto avvantaggiato dalla mole maggiore in ambiente freddo. Questo fenomeno è noto come regola di Bergmann che stabilisce appunto una relazione tra clima termico, mole e rapporto superficie/volume per i vertebrati omeotermi, anche se bisogna dire che tale regola non è universale in quanto sebbene sia valida per molti organismi esistono numerose eccezioni in quanto bisogna considerare che un organismo è pur sempre inserito in un ambiente ed entrano in gioco numerosi fattori (interazioni biologiche; in primo luogo quelle tra preda e predatore ecc...). Corollario della regola di Bergmann è la regola di Allen la quale introduce anche la dimensione delle estremità; appendici come arti, orecchie lunghezza del collo e clima termico, nel senso che appendici più lunghe e forma slanciata, favorendo la dispersione del calore, conferiscono vantaggi in climi aridi. Un esempio lampante della validità di tale regola è il genere Lepus

o come nel caso della volpe: partendo da sinistra abbiamo la volpe artica, volpe europea nel mezzo, e a destra un esempio di volpe appartenente a zone aride, ad esempio il fennec sahariano.

L'essere piccoli organismi può avere grandi ripercussioni negli ecosistemi, un esempio sono gli organismi definiti pionieri come i licheni. Il lichene è un esempio di simbiosi, una stretta e duratura associazione tra organismi di specie diverse. Alcune relazioni simbiotiche sono di tipo parassitico, in questo caso una specie beneficia dell'associazione, l'altro riceve danno. Sebbene molti funghi siano parassiti , alcuni sono implicati in relazioni simbiotiche definite mutualistiche. In questo caso entrambi gli organismi ricevono benefici. Due di queste simbiosi, i licheni e le microrizze, sono state e sono di straordinaria importanza nell'adattamento degli organismi fotosintetici agli ambienti terrestri aridi.
I licheni sono associazioni simbiotiche che si verificano tra un fungo e una popolazione di alghe (filamentose o monocellulari) o di cianobatteri. I componenti fungini derivanti da questa associazione sono noti come micobionti.

Questi piccoli organismi sono fondamentali nell'ecosistema. Sono definiti anche organismi pionieri. Le comunità di organismi che occupano un certo habitat tendono a perpetuarsi nel tempo fino a quando non si verifica una perturbazione che causa variazioni nella composizione delle specie che occupano un determinato ambiente. Questi processi sono noti in ecologia con il termine successioni. Essa è legata alla capacità degli organismi di occupare habitat neoformati (successioni primarie) o habitat già occupati e perturbati (successioni secondarie). Nel primo caso si tratta di occupare ambienti non precedentemente colonizzati (rocce denudate dalla erosione, colate di lava, rocce scoperte dal ritiro di ghiacciai ecc...). Tali ambienti non possono offrire a specie con esigenze nutrizionali complesse molti nutrienti nelle forme richieste da molti organismi. Ed ecco che entrano in gioco i cosidetti organismi pionieri come i licheni. Questi micobionti producono infatti una quantità elevatissima di metaboliti secondari, chiamati appunto acidi lichenici. Questi metaboliti svolgono un ruolo importantissimo contribuendo allo sfaldamento delle rocce con conseguente liberazione di sostanze fondamentali per la formazione del suolo. ciò favorisce l'insediamento di organismi che hanno esigenze nutrizionali più complesse. I licheni il cui fotobionte è un cianobatterio sono molto importanti in quanto contribuiscono ad arricchire di azoto il suolo e diventano un importante fattore di approvigionamento di azoto in molti ecosistemi. Inoltre arricchiscono il suolo di sostanza organica contribuendo ai processi pedogenetici, con formazione di uno strato sia pur esiguo di humus che con il passare del tempo consentirà l'insediamento di specie erbacee, le quali a loro volta attraverso i loro normali processi di crescita contribuiranno con il tempo a favorire insiemead altri fattori l'insediamento di specie più complesse. I licheni costituiscono un importante riserva di cibo invernale per molti tipi di renne. I licheni sono diffusi dagli ucceli che i utilizzano per costruire i propri nidi. Sono utili anche negli studi sulla salute dell'ambiente. Infatti i licheni non avendo la capacità di eliminare le sostanze che assorbono, sono particolarmente sensibili ai composti tossici. Le tossine causano la drastica riduzione del contenuto di clorofilla nelle cellule del fotobionte. I licheni sono indicatori molto sensibili di inquinanti atmosferici, in particolare sono sensibili all'anidride solforosa e vengono impiegati per valutare il grado di inquinamento atmosferico, in particolar modo nei pressi dei centri urbani. Ad esempio l'analisi dei licheni può essere effettuata per valutare la quantità di metalli pesanti e altri inquinanti in prossimità dei siti industriali.

AXOLOTL

2011-04-02T00:09:00.000-07:00

Regno: Animalia Phylum: Chordata
Classe: Amphibia
Ordine: Caudata
Famiglia: Ambystomatidae
Genere: Ambystoma
Size Length: up to 30 cm
Peso nei maschi: 125 – 130 g
Peso delle femmine: 170 – 180 g

Il simaptico animale che vedete è noto come Axolotl, conosciuto anche come è una salamandra, per la precisione una "salamandra talpa". Nel seguente link potete trovare una mappa, il puntino rosso in mezzo al Messico è il luogo di residenza del nostro simpatico amico. Redlist.

Come mostrato nell'immagine presenta una caratteristica insolita ed estrema nota come neotenia o pedomorfosi. Per dirla breve la neotenia è un fenomeno evolutivo per cui negli individui adulti di una specie si possono osservare delle caratteristiche morfologiche e fenotipiche appartenenti a stadi primitivi dello sviluppo, infatti l'axolotl permane in uno stadio ce sembra rimanere bloccato allo stadio larvale.
Ciò fa si che l'axolotl non assomigli mai ad una salamandra come siamo abituati ad osservarle. Il tratto più caratterisico dell'Axolotl è la presenza di escrescenze sulla testa somiglianti a dei rami, che sporgono da ciascun lato della testa. Tali protuberanze altro non sono che delle branchie. Ogni lato ha tre branchie simili a dei rami coperti di filameti il cui scopo è di aumentare la superficie per lo scambio dei gas.

L'axolotl ha un gambe lunghe, sottili, il colore del corpo è scuro, individui albini sono stati allevati in cattività, ma non ne sono stati osservati in natura.

Come abbiamo accenato poc'anzi l'axolotl rimane in forma larvale per tutta la sua vita, nonostante ciò raggiunge ugualmente la maturazione sessuale tra i 12 ei 18 mesi di età.
I maschi sono soliti avviare il corteggiamento con una specie di danza, l'inseminazione avviene attraverso spermatofore, sono dei sacchetti pieni di spermi, con la danzairtuale il maschio spinge la femmina a depositare molti di questi sacchetti sulle rocce e sulle piante, dopo di che il maschio le feconda. I sacchetti in seguito vengono raccolti dall femmine nelle proprie vie genitali. La femmina depone le uova 24 ore più tardi, per essere incubati in una sorta di muco per due o tre settimane. Un axolotl singola femmina può produrre fino a 400 uova in un giorno.

L'Axolotl è inattivo durante il giorno, appoggiato sul substrato con le branchie aperte. Si muovono lentamente e possono superficie di tanto in tanto a prendere una boccata d'aria. Feed Gli individui giovao si nutrono principalmente di alghe ma gli individui adulti non disprezzano inverterbati acquatici.

Una specie che ha da sempre affascinato gli scienziati di tutto il mondo, l'axolotl ha molte caratteristiche degne di studio. Oltre ad essere in grado di rimanere in forma larvale per tutta la sua vita.
Inoltre, invece di formare tessuto cicatriziale, quando è ferito, i tessuti nel sito della ferita si convertono in uno stato di cellule staminali-simili, il che significa che sono in grado di far ricrescere completamente il tessuto mancante in tutta la sua interezza, anche un intero arto.

Mentre ci sono un gran numero di axolotl in cattività in tutto il mondo, in particolare nei laboratori di ricerca biomedica e di fisiologia, in natura si trova un numero non molto elevato di axolotl. In precedenza, la cattura di questa specie per l'animale e gli scambi internazionali di ricerca ha contribuito alla diminuzione della popolazione.
Al seguente link potete trovare alcuni video e foto: arkive
Fonti: IUCN redlist, Arkive.

ECOLOGIA DI POPOLAZIONE: dinamica delle popolazioni, curva logistica ed esponenziale.

2011-02-22T02:00:00.000-08:00

Una popolazione è costituita da individui conspecifici (della stessa specie) che vivono all'interno di un area ben definita, in un determinato periodo di tempo e che condividono, nell'ambiente che occupano, lo stesso ruolo funzionale (nicchia ecologica).

Una popolazione è regolata da due meccanismi fondamentali, il primo è la nutrizione, può fungere da fattore limitante per la crescita di una popolazione ad esempio quando la quantità di nutrienti in un ambiente è fortemente limitata; la seconda è la riproduzione, che rappresenta un moltiplicatore.

Le principali caratteristiche con cui viene descritta una popolazione sono: a) dimensione della popolazione: cioè il numero totale di individui che la compongono.

b) distribuzione per età: indica il numero di individui o le percentuali che compongono ogni classe di età.

c) dispersione spaziale: ci illustra come la popolazione si disperde in un ambiente.

Dinamica della popolazione.

Vi sono parametri che permettono lo studio dei cambiamenti della dimensione di una popolazione, della sua distribuzione per età e della sua dispersione; tali parametri sono la natalità (che ci permette di determinare il numero di figli prodotti in media per ogni individuo in un determinato lasso di tempo), la mortalità (che ci permette di determinare il numero di individui che in media muore in un determinato lasso di tempo); l'immigrazione e l'emigrazione.

Il concetto di natalita lo possiamo suddividere in:
Natalità massima (assoluta o fisiologica): rappresenterebbe la natalità massima teorica di nuovi individui in assenza di condizioni limitanti.
Natalità reale o ecologica: natalità in condizioni reali. Esempio: una popolazione di pettirssi produce 510 uova, quindi la natalità teorica è di 510 individui, ma alla fine solo 265 uova maturano e arrivano alla schiusa.
265:510 = x: 100.
la natalità ecologica è del x=52%

La mortalità: antitesi della natalità anch in questo caso abbiamo un minimo teorico della mortalità: numero di morti in condizioni ideali e non limitanti, quindi gli organismi muoiono solo a causa della vecchiaia, non intervengono altri fattori.
Mortalità reale o ecologica: perdita di individui a causa di un fattore ambientale.

Accrescimento esponenziale.

In teoria il tasso di natalità di una popolazione è sempre molto superiore al valore reale. In fondo se ci pensiamo bene il numero di ghiande prodotto da una quercia durante la sua vita è enorme eppure non tutte generano un albero; nella specie umana una femmina feconda potrebbe avere anche dalle 20 alle 30 gravidanze (senza considerare i parti gemellari), ma non sempre questo avviene. In generale come messo in evidenza da Malthus (1798) le popolazioni hanno potenzialmente la capacità di accrescersi in modo esponenziale. Accrescimento che è descritto dall'equazione:

ΔN/Δt = B - N

dove con N/t si indica il cambiamento della popolazione in dato intervallo di tempo; B indica le nascite durante l'intervallo di tempo; N le morti durante l'intervallo di tempo.

L'equazione può anche essere descritta dalla formula dN/dt= r - N dove r è una costante detta tasso intrinseco di accrescimento della popolazione in condizioni ottimali; r in poche parole è la differenza tra tasso di natalità e mortalità.

Ovviamente in natura una popolazione non si accrescerà mai all'infiito in quanto il suo accrescimento è determinato e condizionato da molti fattori tra cui le risorse nutrizionali ad esempio che non sono mai disponibili all'infinito senza contare l'influenza che hanno fattori come la disponibilità di spazio, il numero e il tipo di organismi presenti in un determinato ambiente e le varie relazioni che si instaurano tra essi (predazione, competizione, parassitismo ecc...).

Competizione intraspecifica e curva logistica.

Infatti a causa dell'aumentare della densità della popolazione di individui che hanno esigenze ecologiche molto simili per la sopravvivenza, l'accrescimento e la riproduzione, interagiscono in misura sempre maggiore sottraendo all'ambiente, e agli altri membri della popolazione parte delle risorse disponibili. Quindi un numero sempre crescente di individui in una popolazione determina una diminuzione sempre maggiore delle risorse disponibili, quindi c'è un limite al numero di individui che un ambiente può ospitare, ciò ha serie ripercussioni sulla capacità di riproduzione.

Nell'immagine a lato si può vedere un esempio di modello di crescita logistica. Con K si indica la capacità portante dell'ambiente, cioè il numero massimo di individui di una popolazione che un certo ambiente è in grado di sostenere, che a sua volta dipende dalle risorse disponibili; è un valore che tende a variare nel tempo e nello spazio. Il tasso di crescita rallenta a poco a poco che la popolazione si avvicina alla capacità portante del sistema. La curva rossa indica la crescita logistica della popolazione. Il punto in cui la linea nera (K) e quella rossa si incontrano rappresenta un valore di N in cui la popolazione non si accresce ne diminuisce, un punto di equilibrio stabile. Ricordiamoci che quando parliamo di carico portante dell'habitat intendiamo l'insieme delle componenti biotiche e abiotiche di un ambiente in cui tale popolazione vive; l'habitat di una comunità è cosa diversa, comprende solo le caratteristiche abiotiche. Quando la popolazione tende a K il tasso di accrescimento tende a zero, perché diminuendo le risorse aumenta la mortalità, l'emigrazione, la natalità si riduce e cosi via. La curva logistica come mostrato dalla formuletta nel grafico (in rosso) corrisponde all'equazione:

dN/dt= r N (K-N/K)

In parole povere: se il numero di individui è K; allora K-N rappresenta il numero di individui che il sistema può ancora sostenere. Il termine K-N/K sta ad indicare la frazione di K che è ancora disponibile per consentire la crescita di una popolazione.

Crescita che è densità dipendente.

Non tutti i parametri che influenzano la crescita di una popolazione sono densità dipendenti (anche se la maggior parte lo sono). Ad esempio temperature eccezzionalmente basse o alte possono uccidere una parte degli organismi indipendentemente dalla densità. Così all'accrescersi di una popolazione diminuiranno le risorse, ciò causerà la morte di molti individui e determinerà una diminuzione della densità con conseguente aumento delle risorse e la popolazione ricresce in numero. Ovviamente entrano in gioco sempre altri fattori, ad esempio aumento della popolazione significa aumento anche dei predatori, però diminuzione delle risorse alimentari (causa densità elevata degli erbivori ad esempio) causerà una diminuzione nella crescita di quest'ultimi e col tempo i predatori avranno meno erbivori da cacciare e anche il loro numero diminuirà consentendo poi alla popolazione di accrescersi di nuovo.

FATTORI ECOLOGICI: relazioni tra organismi e ambiente fattori limitanti e nicchia ecologica.

2011-02-21T03:30:00.000-08:00

Il successo di un organismo in un determinato ambiente dipende dalla armonica interazione di vari fattori ecologici.

Col termine fattore ecologico indichiamo qualsiasi componente chimica, fisica, biologica, che può influire sul modo di vivere di un organismo, sulle sue capacità di sfruttare le risorse. L'insieme di fattori ecologici può essere suddiviso in modo un pò arbitrario in due grandi famiglie: fattori biotici e fattori abiotici.

I primi sono rappresentati dalle interazioni intraspecifiche (competizione) e interspecifiche (predazione, simbiosi mutualistica, parassitismo ecc...). Le seconde, sono fattori come il clima, la luce, le caratteristiche chimico-fisiche del suolo ecc...

I Fattori ecologici possono essere suddivisi anche in risorse e condizioni. Una risorsa è un qualcosa che può essere sfruttata da un organismo per svolgere le sue funzioni principali, risorsa che può essere consumata (sostanze nutritive ma non solo) e che se diventa limitante può rallentare la crescita e la riproduzione di un organismo. La luce è un esempio di risorsa, le piante attraverso il processo fotosintetico trasformano l'energia luminosa in energia chimica di legame che poi viene utilizzata per la sintesi di composti organici, nutrienti, che possono essere assorbiti e assimilati direttamente o indirettamente dagli organismi. Risorsa quindi come fattore ecologico per la quale organismi di una stessa specie o di specie diverse possono competere. Condizione è un fattore che non può essere consumato (temperatura, umidità ecc...) ma che può influire sul comportamento di un organismo e sulla sua capacità di sfruttare le risorse. Una risorsa può essere anche condizione, prendiamo sempre ad esempio la luce, abbiamo accennato qualche rigo sopra all'importanza che può avere a partire dal processo fotosintetico portato avanti dalle piante, l'alternarsi di luce e buio e le variazioni stagionali del periodo di luce possono influenzare la fioritura o la riproduzione degli organismi. L'acqua è una risorsa fondamentale in quanto sfruttata dai viventi per mantenere in pareggio il bilancio idrico, l'umidità (di cui l'acqua è un componente fondamentale) può influenzare la traspirazione degli organismi e quindi il loro bilancio idrico.

Ogni organismo possiede nei confronti di ciascun fattore ecologico dei limiti di tolleranza superato il quale il fattore ecologico diventa limitante, impedendo la riproduzione degli organismi, la vita ecc..indipendentemente dal fatto che altri fattori ecologici presenti nell'ambiente in cui l'organismo vive non siano limitanti.

"Ogni organismo di fronte ai fattori ambientali ha un intervallo di tolleranza compresi tra un minimo e un massimo che determina quello che è il suo optimum ecologico."

(Legge della tolleranza di Shelford).

La legge di Shelford dice che :

1)Ogni specie, per ogni fattore ambientale ha un intervallo ottimale di crescita in cui riesce a prosperare.

2) Quando uno o più fattori sono limitanti le specie hanno un intervallo di tolleranza entro il quale riescono a sopravvivere in attesa di condizioni migliori.

3)Oltre questo limite la specie non può esitere in un certo ambiente.

Quindi l'esistenza di una o più specie è determinata da un insieme di fattori chimici, fisici, che cadono all'interno dell'intervallo di tolleranza e che ne possono determinare la sopravvivenza in un ecosistema.

Questa legge è un estensione della teoria del minimo di Liebig; essa venne in principio applicata alle esigenze nutrizionali delle piante: "La crescita delle piante è condizionata dalla quantità minima di nutriente". Ogni elemento nutritivo assorbito da una pianta è utilizzato in proporzione a quello limitante.

Esempio: se una pianta ha bisogno di 5 elementi nutritivi in diversi rapporti : 5:22:40:70:100, se il nutriente più abbondante è presente in rapporto di 90 anzichè 100 esso limiterà la crescita dell'organismo indipendentemente dall'abbondanza degli altri nutrienti. Questa legge è facilmente applicabile sia in laboratorio che in natura.

Semplice? In realtà è più complesso di quello che sembra, sebbene possa essere "semplice" riuscire ad individuare in condizioni sperimentali il limite di tolleranza di un organismo nei confronti di determinati fattori, in natura non è così semplice individuarlo. Una popolazione può essere influenzata nel tempo da vari fattori limitanti (temperatura, pH, salinità ecc...).

I corollari di queste leggi hanno grande valenza sia pratica che teorica perchè ci permettono di spiegare le risposte degli organismi ai fattori limitanti:

1)Popolazioni diverse, hanno diversi limiti di tolleranza nei confronti di fattori ecologici diversi.

2)Le popolazioni costituite da individui che possiedono tolleranza più ampia sono adattabili a variazioni rilevanti dell'ecosistema.

3)I limiti di tolleranza di ciascun fattore possono essere influenzati dalle modifiche di altri fattori ecologici (molte piante modificano la loro sensibilità alla radiazione solare a seconda dell'umidità dell'ecosistema che a sua volta può avere forti influenze sulla traspirazione e sul bilancio idrico).

4) Ci sono organismi in grado di tollerare situazioni peggiori di quelle tollerate da altri organismi (alcuni organismi vanno in letargo ad esempio) con strategie di evitamento, ad esempio la riproduzione avviene solo in condizioni ottimali.

5)La salute dell'individuo ha un ruolo fondamentale nel modificare il limite di tolleranza.

In ecologia si utilizzano prefissi come steno (ristretto) o euri (ampio) per indicare la tolleranza degli organismi ai fatttori ecologici, ad esempio euritermi e stenotermi per indicare organismi che hanno ambiti di tolleranza ampi o ristretti per variazioni di temperatura.
Altri esempi sono: stenoidrico e euridrico (acqua), stenoalino e eurialino (salinità), stenofago e eurifago (cibo), stenobato e euribato (pressione) e stenoecio e euriecio (ambiente).

L'ampiezza dell'intervallo di tolleranza nei confronti di più fattori prende il nome di valenza ecologica.
Come abbiamo accennato gli organismi hanno intervalli di tolleranza compresi entro un valore minimo e massimo. Tale capacità è nota come tollerabilità degli organismi. Le specie in grado di tollerare ampie variazioni occupano vaste aree di distribuzione. Le specie che invece per sopravvivere devono occupare ambienti molto stabili soggetti a piccole variazioni hanno una bassa valenza ecologica e hanno aree di distribuzione molto ristrette. In tal caso si parla rispettivamente di alta e bassa valenza ecologica.

Spazio ecologico

Ogni componente biologica di un ecosistema va sempre inserita in uno spazio fisico. Una rappresentazione esauriente di spazio fisico, a tre dimensioni ce lo da lo spazio euclideo; immaginato inizialmente per la definizione di campi in agricoltura con Euclide e Pitagora si sviluppa anche in termini scientifici. In genere una superficie che viene descritta mediante parametri spaziali contiene alcuni accidenti topografici,che possono essere indicati come risorse. Ciascun fattore ecologico nel nostro caso potrebbe essere individuato come una dimensione. Abbiamo accennato al fatto che per ciascuno dei fattori ecologici dai quali dipende la sopravvivenza di un organismo o di una specie si possono definire un minimo e un massimo entro i quali la specie è vitale a valori di optimum. Ad esempio una pianta si sviluppa in zone che ha una temperatura compresa tra i 5 e i 10 °C con un optimum di 8°C. In maniera analoga possono essere definiti tutti i fattori che regolano i processi vitali di un organismo, luce, calore, acidità del suolo ecc. Essi possono essere variamente combinati, ciascuno di essi interpretato come una dimensione. I diversi fattori che rendono possibile la vita di un organismo possono essere individuati come "spazio multidimensionale", in cui si verificano quei processi portati avanti dagli organismi che possono essere determinati come spazio ecologico, cioè uno spazio individuato dall'insieme di fattori ecologici dai quali dipende la sopravvivenza degli organismi. Però il concetto di spazio non si presta molto bene alla descrizione delle interazioni tra fattori e organismi. Se così facessimo ci limiteremmo a descrivere in maniera troppo sintetica un ecosistema come un qualcosa di indifferenziato così come per gli organismi che vivono al suo interno, invece dobbiamo tenere conto del fatto che ogni organismo che fa parte di un sistema vivente è differenziato, e vive in differenti spazi ecologici, diversi fattori e ambiti di tolleranza ne determinano il comportamento, ne consegue che il processo è molto più complicato del previsto.

Nicchia ecologica

Ed ecco che entra in gioco il concetto di nicchia ecologica, nel quale non si fa altro che mettere in evidenza l'importante ruolo funzionale di un organismo (concetto che vale non solo per singoli individui ma anche per popolazioni e specie) in un dato ecosistema. Nel concetto di nicchia ecologica vengono presi in considerazione le interrelazioni tra organismo e l'ambiente nel quale esso vive, in particolar modo:

1) Intervallo di tolleranza verso i fattori chimici e fisici.

2)Le risorse che l'organismo utilizza, come gli organismi di cui si alimenta.

3)Interazioni con altre componenti dell'ecosistema ad esempio organismi con cui compete per le risorse.

4)Il ruolo fondamentale che gli organismi giocano nel ciclo della materia.

Ne consegue che la nicchia ecologia rappresenta le caratteristiche di un organismo, di una popolazione o di una specie. A differenza del concetto di spazio analizzato prima, la nicchia ecologica non si occupa si realizza, cioè esiste solo se una specie occupa uno spazio ed interagisce con i fattori ecologici, non è un luogo ma un modo di vita, un ruolo che l'organismo riveste nell'ambiente in cui vive.

Una nicchia può essere rappresentata graficamente rispetto ad una dimensione: ad esempio temperatura, due dimensioni, temperatura e umidità e così via.

o a tre, temperatura, umidità, e dimensione della preda.

...sugli assi sono indicati gli ambiti di tolleranza della specie alle tre variabili.

Ovviamente qui abbiamo rappresentato al massimo tre fattori, ma se immaginiamo molteplici fattori (l'insieme di tutte le esigenze delle specie si viene a creare uno schema di n dimensioni). Ne consegue che è estremamente difficile poter rappresentare e misurare tutti i parametri che rappresentano una nicchia ecologica . In quest'ultimo grafico, le sfere esterne rappresentano una nicchia fondamentale: cioè tutti gli intervalli delle risorse che possono essere utilizzati dagli organismi in assenza di fattori di disturbo o di competitori per le medesime risorse. La sfera interna rappresenta una nicchia realizzata: che è la porzione di nicchia occupata da una specie in presenza di competitori e limitazioni biotiche e abiotiche. Insomma, volendo la nicchia ecologica la potremmo anche definire come un ipervolume, dove ogni dimensione rappresenta una variabile ambientale ed uno spazio ecologico di n dimensioni.
Volendo ancora schematizzare il tutto le nicchie ecologiche possono essere rappresentate da due tipi di organismi, definiti rispettivamente specialisti e generalisti. I primi sono organismi che si sono adattati a vivere in un solo tipo di habitat, quindi hanno nicchie limitate, e si cibano esclusivamente di un tipo di alimento, un esempio è il koala che vive in Australia e che si ciba di foglie di eucalipto, o ancora il Panda gigante che vive in Cina e che si nutre di Bambù ma si potrebbero fari molti altri esempi. I secondi sono organismi i grado di adattarsi a climi e habitat diversi, quindi hanno nicchie diversificate, un esempio sono gli uomini e altri animali che occupano ambienti in ogni parte del mondo ad esempio i ratti. Negli ambienti in cui le condizioni tendono a rimanere bene o male sempre le stesse ad esempio nella foresta pluviale sono favoriti i primi.

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA': IL MIMETISMO

2011-02-12T01:36:00.000-08:00

Questo post partecipa al progetto CARNEVALE DELLA BIODIVERISTA'. Questa iniziativa si propone di trattare temi legati alle scienze naturali per continuare a sottolineare l'importanza del tema in oggetto, sia all'interno della comunità scientifica sia tra il grande pubblico.
Invito chiunque leggesse questo post ad andare sul blog Leucophaea, al seguente indirizzo (CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA': II puntata) potrete trovare i link corrispondenti ai post dei blogger patecipanti all'iniziativa.

Gli adattamenti biologici sono il frutto di interazione tra i pools genetici delle popolazioni e i fattori selettivi dell'ambiente. Predatori e prede hanno evoluto adattamenti spesso molto complessi volti nel primo caso a rendere più efficiente la predazione (strategie di caccia, utilizzo di trappole, criptismo, mimetismo, formazione delle cosidette "immagini di ricerca"), nel secondo caso di sfuggire alla cattura ( strategie di fuga, incommestibilità associata a segnali visivi ecc...).
In particolar modo gli adattamenti di questo secondo tipo sono molto numerosi, in quanto la predazione ha costituito e tuttora rappresenta una vera e propria forza selettiva di grande importanza per tutti gli organismi. In questo post prenderemo in considerazione alcuni tipi di strategie utilizzate dagli organismi per cacciare o sfuggire ai predatori, in particolar modo ci soffermeremo sulle varie forme di mimetismo.
Aposematismo.
La teoria dell'aposematismo afferma che le prede potenziali hanno assunto forme di difesa contro i predatori, come l'incommestibilità, traggono vantaggio dall'avvertirli di tali difese con segnali visivi appropriati quali colorazioni vistose. Darwin da tempo si era posto il problema della colorazione vistosa delle larve di insetti non attribuibile a selezione sessuale. L'associazione di segnali di avvertimento e incommestibilità ( o altre forme di difesa) in prede potenziali è un fenomeno molto frequente in natura osservato in vari artropodi terrestri, specialmente insetti. nell'immagine un esempio: la vespa cincta
In realtà i segnali di avvertimento non solo solo visivi, ma anche olfattivi e acustici.
Mimetismo
Il mimetismo è l'imitazione a scopo protettivo (o aggressivo) che alcuni organismi adottano nei confronti di altre specie. Nella sua forma più semplice il mimetismo comprende un modello un mimo che imita il modello traendo vantaggio dalla somiglianza con il modello, c) specie che risultano ingannate da tale imitazione. Possiamo suddividere i modelli di mimetismo in differenti tipi:

1) Mimetismo Batesiano
Questo tipo di mimetismo consiste nell'imitazione di un modello inappetibile per i predatori da parte di mimi appetibili, spesso filogeneticamente lontani. Bates osservò che nella foresta amazzonica gli eliconidi, farfalle comuni dai colori vivaci, e dal volo lento non venivano attaccate dagli uccelli insettivori, inoltre venne osservato che un altro genere di lepidotteri della famiglia Leptalis somigliavano a tal punto nel comportamento e nell'aspetto alle specie di eliconidi da risultare indistinguibili se non ad un attento esame. Bates trasse le seguenti conclusioni: 1) gli eliconidi sono incommestibili per gli uccelli insettivori; 2) ce la loro colorazione vistosa va considerata come un segnale di avvertimento per i potenziali predatori, che l'associano ad eseperienze negative; 3) che benchè le farlalle del genere leptalis siano commestibili, quelle tra loro che imitano gli eliconidi sono scambiate dai predatori con questi ultimi e al pari di questi vengono evitate. Inoltre si era osservato che le Leptalis mimetiche erano relativamente rare. Ciò si spiega con il fatto che il mimetismo batesiano richiede, per mantenere la sua efficacia protettiva che i mimi siano meno numerosi dei loro modelli, in modo tale che i predatori facciano più esperienza sui modelli. I predatori infatti imparano ad evitare i modelli incommestibili dopo averli assaggiati pochissime volte e confondendoli poi con i rispettivi mimi. Questo fenomeno di mimetismo è molto diffuso in natura, un classco esempio è rappresentato da specie di lepidotteri e ditteri, commestibili e non protetti, che imitano l'aspetto e la forma di alcuni tipi di vespe, mostrando colorazione giallo-nera, così come il ronzio di imenotteri provvisti di pungiglione i quali puntualmente vengono evitati da predatori che hanno già avuto esperienze negative con questi ultimi.

In alcuni tipi di mimetismo batesiano l'imitazione dei modelli è confinata ai soli individui femminili. Tale fenomeno ha una serie di cause ben specifiche: 1) i maschi sono meno importanti delle femmine nell'economia riproduttiva dlela specie e sonono in grao di fecondare più femmine; 2) la presenza nei maschi nel disegno e della colorazione non mimetica, caratteristici della specie risulta vantaggiosa a livello di selezione sessuale, facilitando così il rinoscimento da parte della femmina e il successo del corteggiamento; 3)la colorazione non mimetica del maschio riduce della merà il rapporto numerico mimo/modello.
Un esempio molto studiato è quello della farfalla Papilio Dardanus. Le femmine di queste specie imitano specie non commestibili e protette di lepidotteri ninfalidi del genere Danaus, le quali presentano un aspetto talmente diverso da quello dei maschi che ha fatto si che fossero ritenuti addirittura specie diverse.

Mimetismo mulleriano
Un altro tipo di mimetismo, è quello in cui ad assomigliarsi sono specie incommestibili e quindi evitate dai predatori. Muller partì dal presupposto che i predatori imparino a riconoscere e ad evitare le specie inappetibili attraverso esperienze negative e che in tale processo di apprendimento venga sacrificata una parte della popolazione di ciascuna specie incommestibile. Se più specie si assomigliano al punto tale da essere confuse dai predatori diminuirà il tributo pagato da ciascuna specie.

Mimetismo martensiano

Le specie incommestibili non sono in genere letali per i predatori. Il mimetismo si realizza infatti come conseguenza dell'apprendimento da parte dei predatori delle qualità sgradevoli del modello. Tale prcesso di apprendimento da parte dei predatori richiede esperienze negative, se la preda fosse letale la prima esperienze sarebbe letale per il predatore e non può esservi quindi apprendimento. Ciò spiega perchè le specie potenzialmente letali per i predatori non presentino segnali aposematici ma siano invece criptiche. Infatti la presenza di specie dotate di mimetismo e in grado di uccidere i predatori in natura è del tutto eccezzionale. Un classico esempio sono i serpenti corallo caratterizzati dall'avere una vistosa livrea ad anelli rossi neri e gialli.

Questi velenosi serpenti, troppo velenosi affinchè i predatori abbiano la possibilità di fare esperienza su di essi, rislta chiaro se si ammette che il loro ruolo el complesso mimetico non sia quello di modelli come si pensava in passato ma di mimi, non diversamente dalle specie innocue. Questo tipo di mimetismo non molto comune in natura è di grande interesse dal punto di vista evolutivo. Nel caso dei serpenti corallo infatti la selezione ha favorito l'accrescersi del grado di velenosità che consente l'uccisione del predatore di mole maggiore. Tuttavia questo provesso non ha potuto estendersi ad un numero levato di specie perchè avrebbe fatto diminuire la protezione di cui grazie al mimetismo, i serpenti corallo godono nei confronti dei loro predatori.

Altri adattamenti contro la predazione.

In alcuni casi un animale criptico, per quanto ben dissimulato, può essere ugualmente scorto da un predatore. Analogamete mimi batesiani possono essere attaccati da un predatore inesperto, oppure particolatmente affamato. Non sorprende quindi che oltre al mimetism esistano numerose strategie con cui prede potenziali rendano più difficile la propria cattura. Un esempio sono i "falsi occhi"; costituiti in genere da macchie vistose di solito circondate da un anello scuro, aventi al centro una pupilla di colore contrastante. Le macchie ad occhio si sono evoute indipendentemenre in gruppi animali diversi (uccelli, pesci, farfalle, bruchi ecc...) partendo da differenti strutture morfologiche. Un esempio è il bruco della sfingide Deilephila elpenor che mostra falsi occhi sul torace, quando il bruco viene minacciato espande le dimensioni dei segmenti toracici aumentando le dimensioni degli occhi, si drizza verso l'alto e sferza l'aria come un serpente. Alcuni animali utilizano con finalità antipredatorie una finta testa, posta all'estremità posteriore del corpo. Grazie ad essa traggono in inganno i predatori che di solito rivolgono i propri attacci alla regione cefalica delle prede (un danno alla testa mette ko la preda). In questo caso il predatore fallisce il colpo e la pda ha la possibilità di sfuggire al predatore fuggendo nella direzione inaspettata. Altri animali sono in grado di spruzzare, iniettare, strofinare, rigurgitare, sui predatori delle sostanze tossiche irritanti o disgustose da loro stessi sintetizzate. In altri casi ancora la strategia è di cancellare ogni traccia del proprio passaggio, un esempio è il bruco Catocala cerogama, le larve dopo aver mangiatoparti di una foglia recidono il picciolo lasciando cadere a terra ciò che rimane del proprio pasto.

Mimetismo intraspecifico.

I segnali di incommestibilità possono essere osservati anche all'interno di una singola specie aposematica, con presenza di individui appetibili che di individui inappetibili. Ciò dipende dal fatto che le basi chimiche dell'incommestibilità sono rappresentate da sostanza vegetali secondarie presenti nelle piante di cui si nutrono. Individui delle farfalle Danaus plexippus la cui inappetibilità dipende dalla pianta, Asclepias curassavica, di cui si nutre la larva che la rende inappetibile agli uccelli. mentre individui che si nutrono di diversi tipi di piante sono appetibili. La presenza di individui della stessa specie con funzioni di modello e di imo è definito mimetismo intraspecifico o automimetismo.

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA': SECONDA EDIZIONE

2011-01-21T10:55:00.000-08:00

Riporto il comunicato riguardante la seconda edizione del carnevale della biodiversità

La prossima edizione del carnevale della biodiversita’ e’ programmata per il: 12 Febbraio 2011.

La data, come ben sapete, non e’ casuale: e’ la ricorrenza del 202° compleanno di Charles Darwin, e ci piace l’idea di poterlo celebrare con voi tutti. Il tema portante di questa edizione sara’:

Biodiversità e adattamenti: La lotta costante per il cibo e lo spazio

tema intorno a cui ruoteranno tutti i post che i vari blogger svilupperanno in base al loro stile e inclinazioni personali.

Questa seconda edizione del carnavele sara’ ospitata dal blog Leucophaea, al cui autore, Marco Ferrari, andranno indirizzati i post per consentirgli la stesura della review.

In questa edizione la biodiversita’ sara’ arricchita dalla partecipazione di ulteriori blogger che desiderano partecipare insieme con noi al Carnevale, per cui, signori blogger, siete sicuramente in tempo a candidarvi.

Al momento i blog partecipanti sono i seguenti:

Biosproject: Earth http://biosproject-earth.blogspot.com/

Continuo proceso de cambio http://procesodecambio.linxedizioni.it/

Divagatori scientifici http://agora.torinovalley.com/divagatoriscientifici/

Erba volant http://meristemi.wordpress.com/

Evolve or die http://wwwevolvedie.blogspot.com/

Gravità zero http://www.gravita-zero.org/

Il pollice del panda http://ilpollicedelpanda.com/

Leucophaea http://leucophaea.blogspot.com/

L’orologiaio miope http://www.lorologiaiomiope.com/

Paperfish fish biology in progress http://paperfishbiology.blogspot.com/

Mahengechromis Divagazioni di un ciclidofilo http://mahengechromis.blogspot.com/

Theropoda http://theropoda.blogspot.com/

Oryctes.com http://oryctesblog.blogspot.com/

Varie ed eventuali http://horty.altervista.org/blog/

Non ci resta che aspettare con ansia di leggere i contributi che arricchiranno questa seconda edizione e augurare a tutti gli autori buon lavoro.

Il gruppo coordinatore

Livio Leoni

Marco Ferrari

Lisa Signorile

GENE MUTATO IMPEDISCE ALLA PIANTA DI PERDERE BIOMASSA

2011-01-16T10:44:00.000-08:00

Le piante possono naturalmente controllare l'apertura e la chiusura degli stomi, i pori che assorbono anidride carbonica rilasciando contemporaneamente acqua. Il biossido di carbonio serve alla pianta, perchè attraverso di essa è in grado di portare avanti una serie di reazioni essenziali per la sopravvivenza della cellula vegetale, così facendo però immettono nell'atmosfera, sotto forma di vapore, l'acqua, altro elemento essenziale per la sopravvivenza delle piante, come di ogni organismo d'altronde. In condizioni di siccità, una pianta può chiudere i suoi stomi per evitare che l'acqua venga dispersa in quantità troppo elevate, però in questo modo, la pianta riduce di molto la quantità di anidride carbonica che può assumere dall'ambiente esterno, tutto ciò può limitare enormemente la fotosintesi e la crescita.

Mike Mickelbart, assistente professore di orticoltura; Mike Hasegawa, professore di orticoltura e Chal Yul Yoo, uno studente laureato orticoltura, hanno scoperto che una mutazione genetica in Arabidopsis thaliana Plant Researchtende in tali condizioni a ridurre il numero di stomi. Ma invece di limitare l'assunzione di anidride carbonica, il gene crea un equilibrio benefico.
Mickelbart e Yoo hanno utilizzato un analizzatore di gas a infrarossi per determinare la quantità di anidride carbonica e acqua presi in persi nel mutante di Arabidopsis. L'anidride carbonica è stata pompata in una camera al cui interno vi è la pianta; l'analizzatore misura la quantità di gas che la pianta assorbe ha iniziato ad assorbire il gas.
L'analisi ha dimostrato che la pianta, che ha una forma mutante del gene GTL1, non ha ridotto l'assunzione di anidride carbonica, ma ha avuto solo una riduzione del 20% della traspirazione. Inoltre la pianta non aveva perso neanche biomassa confrontato con un tipo selvaggio di Arabidopsis.
"La diminuzione della traspirazione porta ad una maggiore tolleranza alla siccità nelle piante mutanti", ha dichiarato Yoo. "In questo modo le piante sono in grado di disperdere meno acqua"

I geni che sono noti essere coinvolti nel controllo degli stomi sono circa 20, tra questi SDD1 era altamente espresso nel mutante. SDD1 è un gene che è responsabile della regolazione del numero di stomi sulle foglie. Nel mutante, con GTL1 non funzionante, SDD1 è altamente espressa, che si traduce nello sviluppo di un minor numero di stomi.

Mickelbart ha detto che la scoperta è importante perché apre la possibilità che ci sia un modo naturale per migliorare la tolleranza alla siccità delle colture senza diminuire la biomassa o il prodotto.

fonti: http://www.purdue.edu/newsroom/research/2011/110111MickelbartGene.html

LE INFINITE FORME BELLISSIME...E FUNZIONALI DELLA BIODIVERSITA'

2010-12-15T00:59:00.000-08:00

Questo post partecipa al progetto CARNEVALE DELLA BIODIVERISTA'; come già spiegato nel post (carnevale della biodiversità: il bando) questa iniziativa si propone di trattare temi legati alle scienze naturali per continuare a sottolineare l'importanza del tema in oggetto, sia all'interno della comunità scientifica sia tra il grande pubblico.

Invito chiunque leggesse questo post ad andare sul blog L'orologiaio miope, dove potrete trovare i link corrispondenti ai post dei blogger patecipanti all'iniziativa.

Il concetto di biodiversità è qualcosa di sconcertante; comprende la varietà e la variabilità degli organismi viventi e i complessi sistemi ecologici in cui essi vivono. La biodiversità è determinata da quegli elementi molecolari, noti come nucleotidi, che costituiscono le basi molecolari dell'ereditarietà all'ecosistema in toto. Molto spesso ce ne dimentichiamo ma è grazie all'infinita varietà di specie viventi, dai microrganismi alle piante e animali che popolano il nostro pianeta che è possibile l'esistenza della vita sulla terra,compresa quella dell'uomo, infatti sfruttiamo i servizi offerti dagli ecosistemi il cui grado di funzionalità e salute è determinato dalle infinite specie animali, vegetali che li costituiscono che come tanti tasselli di un puzzle attraverso le loro azioni di "vita quotidiana" forniscono risorse per il nostro sostentamento.

La diversità delle specie animali e vegetali si manifesta in infinite forme bellissime; conseguenze degli adattamenti che si sono evoluti negli organismi viventi come soluzione dei principali problemi dell'esistenza. Infinite forme bellissime sopratutto frutto di processi evolutivi e di adattamento dunque; infatti la natura non progetta niente per caso, e se osserviamo con attenzione le svariate specie che condividono con noi il pianeta terra noteremo che le meraviglie che la natura ci riserba vanno al di là del semplice aspetto estetico. Un esempio? prendiamo in considerazione gli artropodi, in particolare una sottoclasse che non può piacere di sicuro a tutti; gli insetti!

Circa il 76% delle specie animali è rappresentato dagli insetti; vivono pressocchè ovunque, solo gli oceani aperti e il mare profondo sono stati poco sfruttati, per il resto hanno colonizzato quasi tutto il pianeta, infatti se non ci si sofferma solo all'aspetto estetico ci si potrà rendere conto che il successo degli insetti è determinato da un insieme unico di fattori che possono essere facilmente identificati nella loro morfologia. Infatti questi piccoli animali, anche se ce ne sono alcuni di notevoli dimensioni (insetti stecco che possono raggiungere anche i 33cm) possiedono tutto ciò di cui si ha bisogno per sopravvivere. Tante e innumerevoli sarebbero lecaratteristiche da analizzare, in questo post ne vedremo alcune, spero bastino a rendere l'idea di quanto affascinante sia la natura che ci circonda in ogni suo aspetto.

1)DIMENSIONI CORPO: Essere piccoli può presentare molti vantaggi in natura e gli insetti lo sanno bene! Le dimensioni ridotte permettono agli insetti di occupare innumerevoli habitat differenti che sarebbero proibitivi per molti animali. Inoltre le piccole dimensioni possono facilitare il trasferimento da un luogo ad un altro.

2) IL VOLO: Senza dubbio uno degli aspetti più importanti e molti zoologi lo considerano addirittura il loro principale elemento di successo. L'alimentazione, compagni/e con cui accoppiarsi non sono distribuiti unifromemente all'interno di una stessa area, avere la possibilità di volare avanti e indietro casomai su una area molto estesa, aumenta la possibilità di trovarli, inoltre il volo rappresenta un efficace sistema di fuga dai predatori e permette ad una popolazione di disperdersi allargando la distribuzione di una specie e riducendo di conseguenza la competizione per l'alimento. Inoltre il volo permette migrazioni a grandi distanze; per esempio le locuste del deserto possono volare per centinaia di chilometri prima di raggiungere una nuova area di alimentazione, o come le farfalle monarca che volano dalla nuova inghilterra fino al messico quando si avvicina l'inverno.

3): L'ESOSCHELETRO.

E' grazie ad esso se le zanzare non ci fanno dormire l'estate, infatti gli insetti possiedono apparati boccali che sono capaci di perforare, triturare una grande varietà di materiali naturali, compreso il legno. L'esoscheletro offre innumerevoli vantaggi, assumendo forma di archi, anelli, cilindri cavi, assicura all'insetto una protezione simile ad una corazza e offre sostegno al corpo e alla sua muscolatura. Inoltre rende possibile la lotta senza quariere della vita degli insetti, chi di noi non avrà notato qualche formica o qualche altro insetto fare balzi vigorosi atterraggi di fortuna colpi violenti, subire seppellimenti occasionali, inotre gli stress del volo causano raramente danni che possono essere molto gravi., inoltre l'esoscheletro rende la stragrande maggioranza degli insetti impermebilizzata da uno strato ceroso che si trova sulla superficie dell'esoscheletro. Se non fosse così il rapporto tra l'area della superficie e volume di un insetto causerebbe una rapida perdita dell'acqua in area secca. Basti pensare a delle cavallette in piena estate in un campo di grano, se l'esoscheletro non fornisse tale protezione si disseccherebbero immediatamente.L'esoscheletro tende ad essere pluristratificato, simile ad una vera e propria corazza. Influenza ogni aspetto della biologia degli insetti, e degli antropodi dal momento he è una caratteristica comune a tutti gli animli appertanenti a tale ordine. Sostegno, protezione, locomozione, accrescimento e sviluppo, un ruolo fondamentale in ogni questo aspetto è determinato dall'esoscheletro. L'esoscheletro è costituito da una cuticola pluristratificata, spessa. Una buona percentuale è costituita dalla chirina carvoidrato luno e flessibile simile nella struttura alla cellulosa. Le molecole della chitina si combinano tra di loro per formare fibrille che vendono deposte in strti obliqui con differenti orientazioni, conferendo alla cuticola una ecellente resistenza agli urti. La cuticola uò essere suddivisa in più strati: quello più interno noto come endocuticola, uno strato intermedio sottile definito esocuticola, uno strato superficiale detto epicuticola. La chitina che è uno dei componenti principali dell'esoscheletro è "immerso" in una massa di parecchi tipi di proteine. L'epidermide produce e libera nella curicola sostanze definite fenoli i quali vendono ossidari a chinoni, che si legano alle varie molecole proteiche. I chinoni sono fondamentali nella resistenza dell'endoscheletro in quanto unendo con legami trasversali le varie proteine che lo compongono, i chinoni convertono la sostanza fondamentale molle della cuticola nell'escocheletro duro. La durezza dell'esoscheletro quindi è direttamente proporzionale alla quantità di legami trasversali formati formati dai chinoni con le moelcole proteiche che costituiscono la cuticola. In genere le aree indurite sono definite scleriti. L'esoscheletro è dunque una componente fondamentale della morfologia degli insetti, anche le ali della maggior parte dei Lepidotteri che sono rivestite da squame. Non tutte le parti della cuticola è rigida come una

come un armatura, in molti punti essa è molto flessibile e continene una quantità piccola di sostanza dura; per contro la cuticola del capo e delle pati boccali ha una percentuale alta di proteine sclerotizzate ed è piuttosto rigida. L'epicuticola invece contiene una elevata quantità di cere, ciò è importante soprattutto negli artropodi terrestri come gli insetti, l'epicuticola cerosa riduce notevolmente la perdita d'acqua ed è una delle ragioni principali del successo degli insetti sulla terra ferma.

Ovviamente se l'esoscheletro viene eliminato man mano che l'insetto cresce attraverso il processo della muta.

4) LA METAMORFOSI: permette agli insetti di godersi il meglio di due mondi mentre si accrescono e si riproducono, ad esempio il bruco è poco più che una macchina divoratrice di foglie, per poi evolversi in una farfalla dai colori variopinti. In condizioni ideali il moscerino della frutta (Drosophila) molto utilizzati come organismo modello in genetica, producono 25 generazioni all'anno. Le femmine depongono all'incirca 100 uova metà delle quali si sviluppano in maschi e metà in femmine. Infine gli insetti terrestri dipendono dalle piante terrestri per l'alimento.Infatti molte specie di insetti si sono coevolute con alcune specie di piante specialmente le angiosperme (le piante a fiore). La maggior parte delle angiosperme dipende dagli insetti per l'impollinazione e molte specie di insetti fanno affidamento sul nettare e sul polline ome alimento. Pechè le piante e gli insetti hanno evoluto adattamenti che promuovono questa relazione mutuamente benefica, la diversità delle piante ha contribuito alla diversità degli insetti e viceversa.

Nonostante l'incredibile varietà e diversità, gli insetti condividono molri caratteri fondamentali. Il corpo principilamente è costituito da un capo un torace e un addome. Il capo è una capsula protettiva e un centro deputato alla ricezione sensoriale e all'alimentazione; contiene il ganglio cerebrale (cervello o cerebro o sicerevro nello specifico) e reca tipicamente occhi composti costituiti da pià occhi semplici deti ocelli, un paio di antenne e l'apparato boccale. Il torace è il vero e proprio centro locomotore di un insetto. Altre caratteristiche generali che incontriamo in ogni insetto sono 3 paia di zampe, 1 o 2 paia di ali, tutte presenti su un torace a 3 segmenti. Gli insetti sono gli unici invertebrati forniti di ali. Dopo aver analizzato brevemente quali caratteristiche li hanno resi capaci di poter governare le più svariate nicchie ecologiche...vediamo alcuni degli ordini più importanti.

Un classico esempio di bellezza nella forma e nei colori associato alla funzionalità che ne deriva...

Molte specie hanno una notevole versatilità locomotoria: molte specie possono strisciaare, camminare, nuotare, volare e alcuni sono anche capace di correre, saltare, tuffarsi o planare. Versatilità nei movimenti resa possibile grazie ad alcune caratteristiche uniche dei loro arti. Un gioco di fondamentale importanza è determinato dall'esoscheletro duro che permette di sfruttare i principi delle leve. La zampa di un insetto, ma questo vale per tutti gli artropodi in generale, è una vera e propria leva la cui estremità libera percorre uno spazio relativamente grande quando contrazioni muscolari relativamente piccole spostano l'estremità che fa da da fulcro. In questo le forze evolutive hanno prodotto arti adatti alla locomozione rapida mentre altri atrti sono adattati per i movimenri più lenti o potenti ecessari per scavare gallerie sollevare, o trattenere. Inoltre un secondo carattere è che la concentrazione delle forze locomotrici nelle zampe permette all'animale di mantenere un movimento continuo in avanti; ad esempio un lombrico deve effettuare un movimento peristaltico per spostarsi in avanti, movimento in cui ogni segmnto del corpo deve arrestarsi prima di potersi muovere di nuovo, ne consegue che la spesa energetica per vincere l'inerzia è elevata, perchè nel movimento deve accellerare e decellerare l'intera massa corporea, in un insetto ad esempio ciò non rappresenta un problema in quanto dopo essersi posto in moviemnto deve solo decellerare e accellerare gli arti, la cui massa è piccola rispetto a quella dell'intero corpo. Inoltre un terzo carattere importante è che l'arto di tutti gli artropodi molto articolato, diviso in 5 o più parti connesse a più parti da articolazioni a cerniera.

Gli insetti hanno sei zampe, e il movimento di ognuna di queste zampe deve essere sincronizzato a dovere per impedire alle zampe di aggrovigliarsi durante i movimenti. Le zampe si muovono in una sequenza ordinata, cominciando con quelle posteriori.

Altri insetti sono provetti nuotarori: il coleottero ditiscidae, ne è un esempio. Questo coleottero come molti altri insetti utilizza le zampe come dei veri e propri remi. Come si può vedere nell'immagine i pei siruati sulla zampa si divaricano ampiamente durante la corsa attiva, ciò è importante perchè consente di aumentare l'area della superficie propulsiva, e poi si apiattiscono nuovamente durante la corsa di ritorno.

Alcuni insetti usano la propulsione a getto. Un esempio sono le larve di anisotteri.

Altro mezzo di locomozione utilizato molto dagli insetti è il volo.

Il meccanismo di volo degli insetti è da sempre oggetto di studio, ed è più complicato di quanto si possa immaginare, infatti a differenza delle ali degli uccelli, veri e propri arti modificati, le ali degli insetti sono espansioni del corpo, in parole povere gli insetti sono stati capaci di evolvere la capacità di volare senza dover convertire arti ambulatori in ali! Le ali degli insetti, come le zampe, sono delle vere e proprie leve complesse, che ruotano attorno ad un fulcro formato dalla parete toracica laterale del corpo. Per muoverle usano dei muscoli in grado di deformare il torace. Postosi in moto il sistema muscolo-torace-ala oscilla molto rapidamente e soltanto saltuariamente si rendono necessari impulsi nervosi per mantenerlo in funzione. un esempio? gli inseti appartenenti all'ordine degli Hymenoptera: Mosche , vespe, api, formiche ecco i rappresentanti di questo ordine eccezzion fatta per le formiche che non volano, le ali degli altri compoenti di questo ordine sono uniche nella loro struttura. Hanno due paia di ali membranose, i bodi delle ali posteriori, relativamente piccole sono fissati con una serie di minuscoli uncini (hamuli) ai bordi posteriori delle ali anteriori, più grandi; queta disposizione ha la funzionalità di migliorare l'efficienza del volo facendo comportare le ali come unità funzionali uniche nel loro genere.

(Se ingrandite l'immagine sotto cliccandoci sopra si potrà osservare il movimento delle ali)

Gli insetti con alte frequenze di battito alare muovono le ali usando muscoli del volo indiretti per deformare il torace (come mostrato nell'immagine in alto), muscoli che sono attaccati direttamente sull'esoscheletro del torace e non sull ali.

Altra particolarità ono gli apparati boccali; molti insetti che si alimentano di liquidi, lo fanno procurandosi nettare icco di zuccheri dai fiori.

Un esempio è costituito dai lepidotteri: sono un gruppo comprendenti farfalle, tignole, tarme, flene,

quando una farfalla si posa su un fiore, l'apparatto boccale delle farfalle adulte, la cui forma assomiglia ad una proboscide che quando non è utilizzata viene avvolta sotto il capo.

Durante l'almentazione viene svolta per succhiare i liquidi; quando l'insetto beve il nettare la proboscide estesa penetra in profondità nel fiore e convoglia il nettare nel canale alimentare. Altra caratteristica dei lepidotteri è la presenza di 2 paia di ali membranose, molto ampie rivestite da squame embricate; quelle del paio posteriore sono più piccole. Tipicamente il corpo è ricoperto di scaglie o peli.

Le larve di queste farfalle sono comunemente noti con il nome di bruchi e sono fitofaghe (cioè apprezzano molto come alimento le foglie). Un esempio di lepidottero è la splendida farfalla monarca, in questo video: video farfalla monarca #2 si può notare come utilizzi la proboscide per succhiare il nettare.

Anche le api domestiche, visitano i fiori e prelevano il nettare per mezzo di un apparato boccale che però è tubolare e non viene avvolto a spirale sotto il capo una volta a riposo.

CARNEVALE DELLA BIODIVERSITA': IL BANDO

2010-11-24T08:24:00.000-08:00

Il 15 Dicembre 2010, a conclusione dell'anno internazionale della biodiversità, partirà un'iniziativa tra i più autorevoli blog italiani che trattano temi legati alle scienze naturali per continuare a sottolineare l'importanza del tema in oggetto, sia all'interno della comunità scientifica sia tra il grande pubblico.

La prima edizione del Carnevale della Biodiversità avrà come tema:

“INFINITE FORME BELLISSIME”

tema che i vari Autori svilupperanno con varie sfaccettature in base ai loro personali stili ed interessi. Il blog “L'orologiaio miope” accoglierà questa prima edizione, passando in rassegna gli articoli scritti dagli altri blogger e segnalandone i link.
I blog partecipanti al progetto sono i seguenti:

•Biosproject: Earth
•Bottiglie di Leida
•Continuo proceso de cambio
•Erba volant
•Gravità zero
•Leucophaea
•L’orologiaio miope
•Mahengechromis Divagazioni di un ciclidofilo
•Oryctes Frammenti di natura
•Paperfish fish biology in progress
•Scientificando
•Theropoda

WATER SPIDER (Aegyroneta aquatica)

2010-11-14T01:29:00.000-08:00

Regno: Animalia
Phylum: Arthropoda
Classe: Arachnida
Ordine: Araneae
Famiglia: Argyronetidae
Genere: Argyroneta
Misure: lunghezza femmina : 8-15 mm (2)
Lunghezza maschio: 9-12 mm (2)

E' l'unica specie al mondo che riesce a trascorrere la maggior parte della sua vita sott'acqua. Anche il suo corpo ha sviluppato un certo numero di adattamenti per questo stile di vita acquatica. L'addome e le gambe sono fittamente ricoperte di peli corti che intrappolano l'aria quando il ragno è sommerso. Questa è una delle poche specie di ragni in cui i maschi di tendono ad essere più grandi delle femmine. Sebbene questa specie è stata collocata in una famiglia separata, nota come Argyronetidae, recenti studi scientifici effettuati attraverso l'esame di ragni fossili suggeriscono che dovrebbe essere collocato nella famiglia Cybaeidae.

L'aegyroneta aquatica si trova in tutta la Gran Bretagna. La sua presenza è molto marcata in tutto il nord e centro Europa, in Siberia e in Asia settentrionale.

Biologia
Il ragno è in grado di costruire una vera e propria tela subacquea, a forma di campana, all'interno della quale trasporta e intrappola bolle d’aria, portate in acqua sfruttando la peluria del dorso; finisce così per crearsi un habitat con riserva d’aria in cui vivere. È l'unica specie finora scoperta in grado di vivere completamente sommersa in acqua dolce.
I maschi tendono ad essere più attivi a differenza delle femmine le quali al contrario, trascorrono la maggior parte del tempo all'interno della campana d'aria e catturarando le prede che si avvicianano troppo al loro rifugio. Le specie che vengono predate sono in genere piccoli invertebrati acquatici.
I maschi si accoppiano con le femmine dopo la costruzione di una campana d'aria accanto a quella della femmina, costruendo un vero e proprio tunnel che mette in comunicazione la loro campana con quella della compagna. La femmina fila un bozzolo intorno alle uova nella parte superiore della sua bolla d'aria. I piccoli nascono dopo un paio di settimane. Prima del letargo, i ragni d'acqua sigillano la loro campana contenente aria.
Attraverso i seguenti link potrete vedere due video che riprendono il ragno in alcuni momenti della sua vita quotidiana, i filmati provengono dal sito arkive visitatelo, è pieno di tante informazioni riguardanti tante specie animali.
http://www.arkive.org/water-spider/argyroneta-aquatica/video-03.html
http://www.arkive.org/water-spider/argyroneta-aquatica/video-12.html

SLIPPER ORCHID (Paphiopedilum hennisianum)

2010-11-09T13:03:00.000-08:00

Regno: Piante
Phylum: Tracheophyta
Classe:Liliopsida
Ordine: Orchidales
Famiglia: Orchidaceae
Genere: Paphiopedilum
Misure: Stem height: 22 cm

I fiori di hennisianum Paphiopedilum sono formati da petali bianchi con il colore verde brillante e attraente strisce verticali di colore rosso porpora. Uno dei petali, chiamato labbro, forma la struttura simile ad una pantofola, ed è ricco di venature porpora-marrone o bruno-nero. Gli steli di questa orchidea sono viola e ricoperti di peli sottili, e ogni stelo porta solo un singolo fiore. Le foglie alla base della pianta sono di colore verde con una venature di un verde più scuro e hanno una piega distinta nel mezzo. Possono misurare fino a 14 centimetri di lunghezza e 3 centimetri di larghezza.

Range
SI trovano nelle Filippine, nella zona Visayan.

Habitat
La maggior parte delle specie di Paphiopedilum crescono nella lettiera di foglie o in fessure nelle rocce contenenti materie organiche.

Biologia
Il colore e la struttura dei suoi fiori si sono evoluti per attrarre gli insetti impollinatori. Un insetto, attirato dal colore del fiore, sarà guidata dai contrassegni colorati e creste al labbro scarpa-like. Le pareti interne del labbro sono scivolose e quindi l'unica via di uscita per l'insetto è tramite una scala di "capelli" che porta l'insetto a superare lo stigma in cui polline è depositato.
Dopo l'impollinazione, i petali dissolvenza, lo stigma si chiude, e l'ovaio inizia a gonfiarsi. L'ovario si sviluppa gradualmente in un baccello verde che diventa giallo a maturazione. Quando matura, il baccello spalanca per rilasciare i pollini sottoforma di nuvola polverosa, questi semi microscopici sono così leggeri da poter essere portati dalle correnti d'aria per centinaia di chilometri.
Una volta che i semi toccano terra potranno germinare solo se è presente un certo fungo. I filamenti filiformi (o ife) che costituiscono il fungo penetrano il seme dell' orchidea e il seme comincia a digerire le ife, guadagnando così le sostanze nutritive necessarie per la crescita

Minacce
La bellezza dei fiori e la relativa rarità delle orchidee pantofola li rendono prede molto attraenti per i collezionisti e coltivatori di orchidee. Mentre il commercio di queste orchidee è ora proibita, la raccolta e il commercio illegali rimangono una potenziale minaccia. Grazie alle loro specifiche esigenze di habitat e la dipendenza da un fungo specifico per crescere, queste orchidee sono anche molto vulnerabili a qualsiasi disturbo o modifica del loro habitat, anche se non è noto se l'habitat dell' hennisianum Paphiopedilum è specificamente minacciato in questo momento.

A proposito di orchidee...
La notizia è di qualche giorno fa ( da Eurekalert)
DRACULA ORCHIDS: Secondo Grimaldi e colleghi, i moscerini della frutta (Drosophilidae) del genere Zygothrica di solito sciamano di fungo in fungo nella foresta pluviale. Ma un gruppo di orchidee che abita nei tropici americani si avvantaggia delle loro preferenze, ingannando gli sventurati moscerini durante l'impollinazione con il loro profumo e l'aspetto simile a quello dei funghi. Queste orchidee sono del genere Dracula. "Oltre 200 anni fa, i botanici che visitarono il nuovo mondo insieme alle spedizioni spagnole verso il Perù chiamarono questo nuovo tipo di orchidea Masdevallia a causa della somiglianza del fiore con alcune creature mostruose come draghi e pipistrelli ", spiega Lorena Endara della University of Florida a Gainesville.
"Alcune delle mosche attratte da Dracula sono nuove specie, e sto attualmente lavorando sulla loro descrizione", spiega Grimaldi.

Ringrazio Rosa per avermi aiutato nella stesura del post!

Fonti: arkive

SANGUINUS BICOLOR ( scimmia fronte nuda).

2010-11-07T01:07:00.000-07:00

Regno: Animalia

Phylum: Cordata

Classe: Mammalia

Ordine: Primates

Famiglia: Callichitridae

Genere: Sanguinus

Misure: lunghezza testa-corpo 20.8-28.3cm.

lunghezza coda 33.5- 43.0 cm.

peso maschi 428 g.

E' uno dei primati più minacciati in Amazzonia. Il Sanginus bicolor detta anche scimmia Tamarino calvo, possiede una spessa pelliccia, di colore bianco nella metà superiore del corpo e degli arti anteriori, è marrone sulla metà inferiore, zampe e coda. Solo la testa è completamente nera e priva di pelliccia, da qui il nome 'fronte nuda'. Le scimmie Tamarin si distinguono dalle altre scimmie del Nuovo Mondo soprattuto per le loro dimensioni ridotte e per la presenza di artigli modificati su tutte le dita tranne l'alluce. Essi hanno anche due invece di tre, molari in ogni mascella.

Range.

Si trova nello Stato brasiliano dell'Amazzonia, la gamma del Tamarino fronte nuda si estende per circa 45 chilometri a nord e a 100 chilometri ad est di Manaus. Nella mappa potete vedere la regione (segnata in rosso) dove vive,

Habitat.

Il Tamarin brasiliano occupa le foreste della regione.

Biologia.

La scimmia brasiliana fronte nuda vive a gruppi di 4-15 individui. All'interno di ciascun gruppo, solo la femmina alfa potrà procreare una volta all'anno. Altre femmine del gruppo non sono impegnate in attività sessuali e l'ovulazione può infatti essere soppressa dalle sostanze chimiche (feromoni) emesse dalla femmina alfa.

La gestazione dura circa quattro mesi, al termine dei quali nascono solitamente due gemelli, anche se l'incidenza di parti nei quali nasce un solo cucciolo è sorprendentemente elevata (un quinto del totale). I cuccioli sono già ricoperti di pelo, tuttavia dipendono dalle cure degli adulti per sopravvivere: per le prime due settimane di vita vengono portati dalla madre, in seguito passano al padre, coadiuvato da altri membri del gruppo.

La cura del gruppo dei giovani è una caratteristica importante dei tamarini, vi è una vera e propria gerarchia con soggetti che nel gruppo devon fornire molta attenzione ai piccoli.

La dieta del Tamarin brasiliano è costituita da frutta, fiori, nettare, essudati di alberi e piccoli animali come insetti, lucertole e altri piccoli vertebrati. In natura, tamarin utilizzano circa il 60 per cento della giornata per procacciarsi il cibo, muovendosi a quattro zampe attraverso gli alberi e saltando tra i rami.

Le scimmieTamarin sono note per comunicare attraverso la marcatura del territorio, che sembra essere importante nei comportamenti sociali e sessuali. In cattività essi aumenteranno la marcatura quando nelle vicinanze sono introdotti animali sconosciuti.

Threats

Il Tamarin brasiliano è uno dei primati più minacciati della foresta amazzonica a causa della sua piccola statura, ciò è vuto soprattutto a causa della continua perdita di habitat. La foresta suo habitat viene abbattuta per far posto all'agricoltura, allevamento del bestiame, e per l'espasione delle aree urbane. A volte vengono anche catturati per il commercio di animali da compagnia.

Conservazione.

Questo primate sta per essere dichiarato in pericolo di estinzione, molti sono gli sforzi portati avanti dal comitato per la conservazione e la gestione dei primati dell'amazzonia per evitare che il loro habitat venga intaccato più del necessario. Sono protette anche dal Progetto per la conservazione e l'uso sostenibile della diversità biologica brasiliana (PROBIO), che comprende un piano di gestione per la sua salvaguardia .

Fonti: IUCN red list

SPECIE ANIMALI E CAMBIAMENTI CLIMATICI: il pesce pagliaccio

2010-09-23T04:04:00.000-07:00

I cambiamenti climatici sono destinati a diventare una delle cause principali di estinzioni di specie nel 21 ° secolo: circa il 20-30% delle specie vegetali e animali sono esposte al rischio sempre più elevato a livello mondiale di un innalzamento medio delle temperature.

Nonostante il cambiamento climatico che sta attraversando il nostro pianeta abbia profonde ripercussioni su tutti gli ecosistemi e le specie animali, ce ne sono alcune che soffrono più di altre tali cambiamenti.

Un recente rapporto della IUCN ( qui il link dell'articolo) identifica 10 specie che sono più vulnerabili ai cambiamenti climatici.

IL PESCE PAGLIACCIO (famiglia: Pomacentridae), conosciuto anche come pesce anemone, sono alcune delle icone del mondo marino. Essi sono molto popolari tra i subacquei a causa della loro combinazioni di colori sorprendente di bianco, arancio, giallo e marrone. Ci sono un totale di 28 specie di pesci pagliaccio, sono tutti molto simili nelle loro abitudini. Forse il più celebre di questi è il pesce pagliaccio comune (Amphiprion ocellaris), che è stato reso popolare dal film di Walt Disney 'Alla Ricerca di Nemo '.

Che cosa sappiamo del pesce pagliaccio?

I Pesci pagliaccio si trovano in aree tropicali e subtropicali degli oceani Pacifico e Indiano. La più grande diversità di pesce pagliaccio si trova nei pressi della Papua Nuova Guinea, anche se la Grande Barriera Corallina in Australia, è nota per la presenza di un numero di varianti uniche. All'interno del loro areale, i pesci pagliaccio vivono in ambienti acquatici poco profondi, soprattutto a causa dell'affascinante rapporto che hanno con l'anemone di mare.

Mentre la maggior parte dei pesci sono respinti dalle punture velenose delle anemoni, il pesce pagliaccio acquista un immunità al suo veleno, ed è pertanto in grado di utilizzare l'anemone per la propria protezione contro i predatori. In cambio, il pesce pagliaccio mantiene l'anemone che lo ospita in uno stato di salute, e impedendo loro di essere attaccati da pesci angelo e dalle tartarughe di mare, (che sono anche immuni ai tentacoli urticanti dell'anemone).

Qualora l'unica femmina muoia, allora il maschio più grande si trasforma in una femmina e la riproduzine continua. Come una larva si sviluppa, comincia a utilizzare segnali chimici presenti nell'acqua per rilevare un anemone adatto ad essere utilizzato come sua nuova casa. Questi segnali permettono ai giovani pesci di scegliere il giusto tipo di anemone, e far sì che sia diverso dal suo luogo di nascita per evitare la consanguineità. Il periodo compreso tra la "cova" e la ricerca di un nuovo anemone particolarmente breve (circa 8-12 giorni), ciò significa che i giovani pesci pagliaccio non si allontanano subito dai loro genitori e dall'anemone.

Come influiscono i cambiamenti climatici sul pesce pagliaccio?

L'impatto più significativo del cambiamento climatico sui pesci pagliaccio riguarda principalmente il loro habitat naturale, la barriera corallina e la temperatura dell'acqua. Tali modifiche possono incidere sulla vita dei pesci pagliaccio in vari modi.

Perdita di habitat: declino barriere coralline.

Pesce pagliaccio dipendono da anemoni di mare, che sono più frequente sulle barriere coralline. specie corallino-dipendente come il pesce pagliaccio sarà sicuramente colpito dal declino della barriera corallina. Nel 1998, uno dei più gravi eventi globali mai registrai nella storia, stiamo parlando dello sbiancamento dei coralli, ha portato alla totale scomparsa di diverse specie di anemone di mare utilizzate dai pesci pagliaccio

Un altro problema rilevante è l'aumento dell'acidità degli oceani, infatti è stato dimostrato che può influire sulla capacità del pesce pagliaccio di rilevare i segnali chimici necessari per la navigazione e localizzazione degli anemoni di mare. I pesci che non sono in grado di individuare un idoneo nascondiglio sono a più elevato rischio di predazione.

I giovani pesci che non sono in grado di localizzare nuove anemoni dove abitare hanno anche maggiori possibilità di tornare a loro luogo originale di nascita. Mentre gli individui possono essere considerato fortunato per almeno ottenere protezione, la rischio di consanguineità in questi pesci è notevolmente aumentato. Adulto pesci pagliaccio, anche se meno sensibili alla perdita di segnali chimici, possono ancora diventare confuso e perso quando avventurarsi lontano dal loro anemone ospite. Un esteso periodo lontano dal loro ospite porta comunemente alla perdita della loro immunità al veleno delle anemoni.

Per riacquistare questa immunità, il pesce pagliaccio deve eseguire una elaborata "danza" che può durare anche diverse ore aumentando il rischio di predazione. Ovviamente danza è un modo di dire, semplicemente consiste nel toccare delicatamente i tentacoli dell'anemone con parti differenti del corpo finché non sono acclimatate con l'anemone. Uno strato di muco sulla pelle del pesce pagliaccio lo rende immune al pungiglione letale dell'anemone, che normalmente si ciba di pesci. In cambio dell'ospitalità, che lo protegge dai predatori, il pesce pagliaccio scaccia gli intrusi e ripulisce l'anemone dai parassiti.

Inoltre tutti i pesci sono 'sangue freddo' il che significa che tutti gli aspetti della loro vita sono fortemente influenzati dalla temperatura dell'acqua circostante. Con l'aumento delle temperature degli oceani gli scienziati ritengono che ben presto potremo vedere dei seri effetti pesce pagliaccio.

Molti pesci pagliaccio hanno mostrato di svilupparsi con una rapidità maggiore del solito con l'aumentare della temperatura dell'acqua. Ci sono ovviamente dei potenziali benefici immediati per gli individui come veloce rotazione riproduttiva, ma la crescita e una riproduzione più rapida in genere sta a significare che gli individui si disperdono a distanze sempre più brevi dal proprio anemone e dai propri genitori 'prima che il loro stadio di sviluppo scattare l'istinto di trovare il loro nuovo anemone casa. Ciò a dei svantaggi, come una maggiore concorrenza nel trovare anemoni da utilizare come rifugio, maggiore probabilità di predazione, e una maggiore probabilità che si verifichino eventi di consanguieità.

Uno di questi risultati, o una combinazione dei due, potrebbe avere conseguenze disastrose per pesci pagliaccio rendendoli particolarmente vulnerabili ai cambiamenti climatici.

A proposito ecco una curiosità divertente sui pesci pagliaccio, cliccate sul link dell'articolo proveniente dal National Geographic Italia; (è un video in verità) ( Al pesce pagliacio piace il solletico).

SEASWARM: Scienziati inventano robot per eliminare la marea nera.

2010-09-11T12:02:00.000-07:00

Sembra un tapis roulant a energia solare, ma i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) dicono di aver creato un singolare dispositivo simile ad un nastro trasportatore che potrebbe pulire le chiazze di olio in una maniera più efficiente di qualsiasi altra cosa utilizzata presso il sito Deepwater Horizon dove è avvenuto il disastro della piattaforma Bp. Si chiama Seaswarm. Importante è la capacità del dispositivo di lavorare in autonomia come parte di una squadra più ampia di dispositivi, quali il MIT chiama un Seaswarm. Come mostrato nel filmato a fine articolo secondo i ricecatori del MIT le simpatiche macchine in questione (chiamate Seaswarm cioè "sciame marino" dovrebbero "attaccare la marea nera come uno sciame di bruchi affamati che si riversa su una foglia."

I robo saranno in grado di localizzare e assorbire il petrolio riversato nel mare utilizzando uno speciale nanotessuto in grado di “assorbire” una quantità di greggio pari a venti volte il suo peso. Il greggio raccolto sarà bruciato, per eliminarlo, oppure accumulato in una sacca in attesa di essere raccolto.

Secondo il MIT gli sforzi di pulitura hanno implementato più di 800 skimmer convenzionali (delle vere e proprie navi raccogli petrolio) nel il Golfo del Messico questa estate per contenere la marea nera causata dall'esplosione della piattaforma petrolifera della BP, eppure non sono stati raccolti più del 3 per cento del petrolio presente sulla superficie del mare.

I ricercatori del MIT stimano che una flotta di 5.000 dispositivi Seaswarm potrebbe pulire una fuoriuscita di enormi dimensioni. Non resta che osservare cosa accadrà.
La National Oceanic & Atmospheric Administration (NOAA) ha stimato che all'inizio di questo mese 4,9 milioni di barili sono stati riversati nel Golfo del Messico dopo l'esplosione della piattaforma petrolifera il 20 aprile. Gli scienziati del governo dicono che circa il 50 per cento del petrolio fuoriuscito è stato catturato, evaporato, bruciato o scremato, e un altro 25 per cento si è naturalmente o chimicamente disperso, anche se altri scienziati hanno contestato queste affermazioni, dicendo che il governo non ha stimato a dovere la quantità di petrolio presente.

Fonti: Scientific American