Ecologia ed Ecologismo: Concetti Chiave

Differenza tra Ecologia ed Ecologismo

• L'ecologismo è un elemento culturale, mentre l'ecologia è una scienza che studia gli stati stazionari degli ecosistemi.

Cosa Studia l'Ecologia

• L'ecologia analizza i flussi di energia e materiali in entrata e in uscita dagli ecosistemi, concentrandosi sui processi che garantiscono la sussistenza dei sistemi biologici complessi e l'autosufficienza degli ecosistemi.

Ecosistema

• Ecosistema deriva dal greco "Oikos" (casa) e "Logos" (discorso), evidenziando lo studio dell'ambiente in cui viviamo e l'impatto dell'uomo sugli ecosistemi.

Aspetti Quantitativi e Qualitativi dell'Ecologia

• L'ecologia studia processi energetici che sostengono la creazione e il mantenimento di popolazioni e comunità biologiche, inclusa la ciclizzazione di elementi vitali come azoto, fosforo e potassio.
• L'azoto, ottenuto tramite simbiosi tra piante e batteri come i rizobatteri, fertilizza le piante e stimola l'esplosione del fitoplancton oceanico.
• Contrariamente alla credenza popolare, gli oceani producono il doppio dell'ossigeno rispetto alla foresta amazzonica, grazie alle microalghe.

Inquinamento Eccessivo

• L'eccesso di fertilizzanti, come fosforo e azoto, può danneggiare gli ecosistemi, come dimostrato dall'inquinamento a Milano prima dell'installazione di sistemi fognari nel 2012.

Studio delle Interazioni

• L'ecologia studia le interazioni che influenzano la distribuzione e l'abbondanza degli organismi in un ambiente, considerando sia la componente vivente che quella non vivente.
• Si focalizza sugli stati stazionari dei processi e delle funzioni naturali derivanti dall'interazione tra elementi animati (biota) e inanimati (habitat).

Sistemi Complessi

• Gli ecosistemi sono esempi di sistemi complessi, studiati nella fisica attraverso la "complessologia", che analizza sistemi con componenti interagenti.

Emergenza

• L'emergenza, tipica dei sistemi complessi e gerarchici, si verifica quando l'interazione di elementi di un sottosistema crea un sovrasistema con caratteristiche uniche non presenti negli elementi originali.

Sistemi Gerarchici

• I sistemi biologici sono sistemi gerarchici che evolvono nel tempo, con interazioni cellulari che costituiscono fenomeni energetici.

Gerarchia dei Sistemi Biologici

• La gerarchia dei sistemi biologici va dalle molecole agli organelli, cellule, tessuti, individui, popolazioni, comunità e infine all'ecosistema, che include l'ambiente fisico e i processi derivanti dalle interazioni tra le varie componenti.

Servizi Ecosistemici

• Alcuni autori considerano i servizi ecosistemici, come la produzione di ossigeno e l'assorbimento di CO2, come prodotti dell'ecosistema stesso.

Evoluzione degli Ecosistemi

• L'evoluzione degli ecosistemi attuali ha richiesto circa 3 miliardi e 150 milioni di anni, con una significativa radiazione evolutiva nell'età cambriana, circa 600 milioni di anni fa.

Estinzione di Massa

• Attualmente, potremmo essere nel mezzo della sesta estinzione di massa, con un tasso di estinzione 100 volte superiore alla media delle precedenti estinzioni di massa.

Ecosistemi Artificiali

• Molti ecosistemi, specialmente quelli mediterranei, sono "artificiali", formati dopo la perdita della loro fisiologia naturale originale a causa dell'intervento umano.

Rivoluzione Neolitica

• La rivoluzione neolitica, iniziata 12.500 anni fa, ha portato al disboscamento dell'Europa e alla modifica degli ecosistemi primari.

Impollinazione

• Senza l'impollinazione delle api per soli 4 anni, si verificherebbe il collasso del sistema biologico, sottolineando l'importanza dell'impollinazione per la formazione degli ambienti naturali.

Caratteristiche dei Sistemi Complessi

• I sistemi complessi sono aperti, scambiano materia ed energia, sono multicomponenti con interazioni complesse, sono biologici (ecosistemi), auto-assemblanti e dissipativi.

Sistemi Dissipativi

• Dissipano l'entropia (disordine) verso l'ambiente esterno per mantenere l'ordine interno, favorendo stati emergenti più ordinati.

Anisotropi

• Sono anisotropi (direzionali).

Instabilità di Benard

• L'instabilità di Benard dimostra come l'instabilità di uno stato stazionario possa portare all'auto-organizzazione spontanea, formando strutture coerenti come le celle esagonali in un liquido riscaldato dal basso.

Proprietà Emergenti

• Le proprietà emergenti derivano dall'interazione di un sottordine e non sono riconducibili agli elementi del sottosistema precedente, richiedendo un approccio olistico e non solo riduzionistico.

Proprietà Collettive

• Le proprietà collettive derivano dallo studio dei singoli componenti e dalle loro interazioni e rappresentano la sommatoria degli effetti delle singole componenti.

Esempi di Emergenza in Natura

• Esempi includono la formazione di uragani, il volo degli uccelli, i tumuli delle termiti e la funzione delle proteine.
• Il volo degli uccelli, simulato da Craig Reynolds, si basa su interazioni come la distanza tra gli uccelli e la direzionalità.
• I tumuli delle termiti sono costruiti rispondendo a segnali chimici locali e alla forma del nido, che a sua volta influenza il comportamento delle termiti.

Proteine

• La funzione di una proteina è un esempio di coerenza biologica, derivante dall'assemblaggio di amminoacidi in una struttura termodinamicamente favorita, con proprietà emergenti non riconducibili alla semplice somma delle caratteristiche degli amminoacidi.

Componenti di un Ecosistema

• Un ecosistema include gli organismi viventi in una data area, interagenti con l'ambiente fisico, il flusso di energia e la ciclizzazione dei materiali tra viventi e non viventi.

Elementi di un Sistema

• Gli elementi di un sistema includono lo spazio, le piante, i confini (studiati dall'ecologia del paesaggio) e gli animali.
• Gli organismi viventi e l'ambiente non vivente (abiotico) sono inseparabili e interagiscono reciprocamente, con le piante che definiscono l'ambiente.

Trasformazione degli Ecosistemi

• L'interazione tra specie viventi e ambiente plasma continuamente la fisionomia dell'ecosistema, come dimostrato dalla deforestazione dell'Amazzonia e dagli effetti sul clima.

Studio dell'Ecologia

• L'ecosistema è l'unità fondamentale dello studio dell'ecologia, sebbene alcuni autori partano dall'individuo o dalla popolazione.

Biosfera

• La biosfera o ecosfera rappresenta tutti gli ecosistemi della Terra dove è possibile la vita, visti come un unico ecosistema.

Ipotesi GAIA

• James Lovelock ha sviluppato l'ipotesi GAIA, che vede la Terra come un sistema cibernetico autoregolante.

Componenti Fondamentali di un Ecosistema

• I componenti fondamentali di un ecosistema includono lo spazio fisico (confini, condizioni atmosferiche e climatiche), il flusso di energia (energia solare, produzione ecologica, catene e reti trofiche, popolazioni e comunità biologiche) e i materiali (ciclo dei nutrienti come O, N, P, S).

Esplora le differenze tra ecologia ed ecologismo, l'etimologia di 'ecologia' e il ruolo dei rizobatteri. Analizza la semplificazione sull'Amazzonia come 'polmone della Terra' e gli effetti dell'eccesso di fertilizzanti. Scopri come garantire la sussistenza dei sistemi biologici complessi.