Biogeografia

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L'areale del tricheco corrisponde alle zone polari. La biogeografia studia la distribuzione geografica degli esseri viventi, cioè dove vivono e perché si trovano in quell'ambiente

La biogeografia studia la distribuzione geografica a diverse scale spaziali e temporali degli organismi viventi, la loro localizzazione e i processi che li influenzano[1].

Scienza con campo di indagine integrato alla geografia analizza estensione, sviluppo, sovrapposizione degli areali, aree di transizione, avvicendamenti nel tempo e associazioni degli organismi, delle comunità biologiche, delle specie, prevedendo o definendo fenomeni e profili spazio temporali.

Gli organismi le comunità biologiche e le specie variano tipicamente seguendo gradienti geografici come latitudine, altitudine, isolamento, l'idoneità dell'habitat e processi che possono influenzare la catena alimentare, la fotosintesi, la produzione primaria e i cicli biogeochimici[1].

Il processo descrive in che modo i fattori influenzano e agiscono a una determinata scala;

A parte i gas utilizzati nella respirazione o nella fotosintesi le sostanze necessarie alla vita includono i nutrienti; Il ciclo biogeochimico dei vari nutrienti influenza la natura degli organismi e il luogo dove vivono.

Si parla di zoogeografia se lo studio riguarda la distribuzione di animali; fitogeografia (o geobotanica) per specificare se lo studio riguarda la distribuzione di piante; Tale distinzione originaria si è tuttavia evoluta specialmente tenendo presente che animali e vegetali sono legati da stretti rapporti di interdipendenza all'interno delle comunità ecologiche.

In ambito ecologico studia in che modo la distribuzione degli organismi è integrata, come è influenzata e come interagisce spazialmente nell'ecosistema, nel breve periodo; Gli ecosistemi a sua volta richiedono flussi energetici e materia che regolano cicli e processi, più o meno lunghi e stabili. Si parla di un ecosistema composto da differenti habitat e utilizzando il termine nicchia ecologica si descrive il ruolo funzionale svolto da un organismo o specie, nello spazio fisico da esso occupato (se l'habitat è "l'indirizzo" la nicchia è la "professione").

La biogeografia storica studia invece come la distribuzione spaziale degli organismi o delle specie si modifica o si è modificata, nello spazio e nel tempo di lungo periodo, considerando tempi geologici e raggruppamenti tassonomici[2]; Il tipo di distribuzione delle specie nelle diverse aree geografiche può essere descritto anche attraverso una combinazione di eventi storici, come ad esempio la speciazione, l'estinzione, la deriva dei continenti, e le glaciazioni.

La biogeografia moderna combina informazioni e idee da diversi ambiti di ricerca, dalle caratteristiche fisiologiche ed ecologiche che limitano la dispersione dell'organismo, ai fenomeni geologici e climatologici che operano a scala globale e in un ambito temporale evolutivamente ampio; fattori ciclici delle temperature per esempio, agiscono sulla selezione naturale delle piante e degli animali che caratterizzano un determinato "paesaggio ecologico" di una regione, e la temperatura dell'aria insieme alle precipitazioni è elemento determinante del clima[1].

Ecosistemi e mosaici di ecosistemi compongono il "paesaggio ecologico" che si configura mediante la stima dei parametri di: eterogeneità, connettività e frammentazione[3].

Partendo in pratica da una scala percettiva/esplorativa per comprendere i fattori che influenzano la distribuzione degli organismi, si arriva tramite l'incremento di dettagli informativi "multi-scalari" all'utilizzo di Sistemi Informativi Geografici (GIS), per predire i trend futuri di distribuzione[4]. Spesso i modelli matematici e il GIS sono utilizzati per risolvere problemi ecologici che includono qualche aspetto spaziale[5].

Informazioni qualitative e quantitative si possono anche acquisire da remoto mediante la tecnica del telerilevamento e in superficie con la tecnica del fototrappolaggio.

Fenomeni associati alla distribuzione spaziale, per esempio, possono riferirsi a gradienti geografici di biodiversità.

La conoscenza delle variazioni numeriche e di frequenza degli organismi nello spazio riveste una importanza vitale oggi tanto quanto in passato, come segno dell'adattamento delle specie e del riconoscimento di ambienti geograficamente prevedibili.

La ricerca in campo biogeografico mette in correlazione l'ecologia con analisi di interazioni tra organismi con l'ambiente e la biologia con indagini selezionate per livello di scala[6]. Particolare rilevanza inoltre assume la geografia fisica nella descrizione della superficie terrestre con la geomorfologia per interpretarne le cause e la genesi, tenendo conto di dati strutturali e delle incessanti azioni geodinamiche endogene ed esogene.

In periodi di cambiamenti ecologici, la biogeografia include lo studio delle piante e animali in "habitat rifugio" del passato e del presente, la loro distribuzione provvisoria e la sopravvivenza localizzata di alcune popolazioni biologiche[7]. L'idea che una certa quantità di spazio fisico dalle dimensioni ambientali delimitate possa sopportare un numero limitato di popolazione, è intrinsecamente legato all'uso delle risorse o provviste di cibo disponibili e implica il concetto di capacità portante del sistema, uno studio al quale ci si riferisce come dinamica delle popolazioni.

Popolazione è un gruppo di individui della stessa specie e tipologia di organismo che vivono ed interagiscono all'interno di una comunità biologica.

I primi tentativi di definire regioni biogeografiche marine risalgono ai primi decenni del XX secolo[8].

Introduzione[modifica | modifica wikitesto]

Pinus Longaeva: alberi che hanno età misurabile in migliaia di anni; specie scoperta nelle regioni di alta quota delle montagne del sud-ovest degli Stati Uniti
Ephemeroptera: gli adulti vivono pochi giorni o poche ore (donde il nome effimera o efemera); diffusi in tutto il mondo
Llimulus polyphemus: Artropoda, analogo vivente ai fossili Trilobiti. E' possibile trovarlo nei fondali sabbiosi delle coste Indiane, Giapponesi, Nordamericane e Messicane.

I principali fattori ambientali che determinano la distribuzione geografica delle formazioni vegetali sono: la presenza della luce, il calore con i cicli delle temperature, la presenza di acqua con il ciclo idrologico, fattori climatici, il rapporto fra la vegetazione con il tipo di suolo e strategie di adattamento. I principali fattori che determinano la distribuzione geografica delle associazioni e delle specie animali sono: le condizioni di vita con la disponibilità di cibo e la riproduzione, il movimento con periodi di attività e riposo, ritmi biologici con tipicità termoregolatrici e metaboliche, la distribuzione della copertura vegetale con i suoi principali fattori e strategie di adattamento.

Le varie specie di animali e vegetali presenti in ogni singolo luogo (grande o piccolo che sia) non vivono in maniera indipendente, ma hanno fra loro relazioni di diversi tipi (commensalismo, mutualismo, simbiosi, predazione, parassitismo, ecc.) esse formano una "comunità biologica" denominata biocenosi. Gli organismi di tale comunità convivono e interagiscono in un determinato "ambito fisico" (aria, acqua, rocce-suolo) detto biotopo; Il biotopo e la biocenosi a esso associata formano un ecosistema[9] le cui componenti, viventi e non viventi, organico e inorganico (parte solida del suolo), si influenzano e si modellano reciprocamente; L'ecosistema è un entità distinta, generalmente con limiti fisici definiti, ma non in completo isolamento (eccetto che in condizioni artificiali).

Ambienti relativamente omogenei, nei quali a una determinata formazione vegetale (caratterizzata da alcune specie dominanti) si accompagna una data associazione animale (più o meno tipica) vengono denominati biomi.[10]

Queste differenze spiegano l'esistenza della biogeografia.

L'areale risulta elemento di indagine biogeografica, inteso come la porzione di spazio geografico, in cui un organismo è presente e dove interagisce nel tempo (transizione biologica) con l'ecosistema;

Col tempo l'evoluzione, la speciazione, l'estinzione e la dispersione hanno distribuito molte specie su tutta la Terra, generando diversi quadri distributivi dei vari organismi: Una specie endemica si trova in una certa regione geografica o località specifica e alcune specie endemiche sono relitti di specie che altrove si sono ritirate, rimaste confinate, estinte; Al contrario di quelle endemiche, sono le specie cosmopolite che sono distribuite su amplissimi spazi della superficie terrestre; La disgiunzione infine è un modello di distribuzione in cui una o più specie si trovano separate, in regioni geografiche lontane tra loro.

Risulta determinante la presenza di barriere fisiche e bioclimatiche:

  • Fisiche (Mari, profondità, tridimensionalità, volume "biologico"; Catene montuose, altitudine, esposizione versanti, conformazione delle valli; Architettura del paesaggio; Morfologia del terreno, localizzazione topografica, ecc.);
  • Bioclimatiche (Correnti marine, temperatura, salinità, densità, luminosità, ossigeno; Circolazione generale dell'atmosfera, temperatura , piovosità, umidità, luminosità, ossigeno);

La diversità biologica poi è un attributo di ogni sistema vivente, a qualsiasi livello di organizzazione, ma a diversi livelli di complessità, dalle molecole agli ecosistemi, ed è difficile darne una determinazione unica, conseguentemente la diversità biologica in campo biogeografico può essere studiata a vari livelli:

  • Livello biogeografico, costituito dalle diverse regioni biogeografiche, dalla varietà dei biomi, dalle associazioni biologiche di specie native e non native (aliene) e taxon.
  • Llivello biocenotico, costituito dal numero ed estensione degli habitat, in quanto area vitale di un organismo / specie con le propria specializzazioni, le proprie strategie di adattamento e di acclimatamento, quindi associato sia a fattori biologici che bioclimatici, compresi in determinati ecosistemi.
  • Livello ecosistemico, costituito dal numero ed estensione degli ecosistemi compresi in una determinata regione geografica, dall'evoluzione del climax, dal profilo di biodiversità, da agenti patogeni e recentemente l'inquinamento generalizzato, risulta il più complesso da definire.

Fattori geomorfologici contribuiscono a differenziare gli habitat degli ecosistemi e nel tempo le modifiche possono essere così marcate da modificare il limite geografico della potenziale distribuzione delle comunità biotiche. Disturbi causati da calamità possono danneggiare o distruggere gli ecosistemi e modificare gli habitat.

Gli effetti biogeografici sono maggiormente apprezzabili nelle isole. Questi habitat sono spesso aree di ricerca semplificate perché l'ecosistema è maggiormente condensato rispetto alla distribuzione che si riscontra nella terra ferma[11]. Charles Darwin fu uno dei primi scienziati a riconoscere l'importanza di queste località geografiche in uno dei suoi scritti[12]. Ne "L'Origine delle specie", ben due capitoli sono dedicati alla distribuzione geografica delle specie.

La biogeografia presuppone un approccio di studio di tipo "integrato" che può comprendere una fase analitica (disaggregata) per singole discipline, con una fase di sintesi (ri-aggregativa) dell'insieme degli elementi considerati nelle singole discipline, in rapporto di continuità e dinamicità tra loro, potendo evidenziare e rappresentare le correlazioni, con l'integrazione degli elementi considerati, la scala rappresentativa o un periodo storico.

Storia[modifica | modifica wikitesto]

Il naturalista inglese Alfred Russel Wallace è considerato il padre della biogeografia

La biogeografia come teoria scientifica si sviluppò a partire dai lavori di Alexander von Humboldt (1769–1859)[13], Hewett Cottrell Watson (1804–1881)[14], Alphonse de Candolle (1806–1893)[15], Alfred Russel Wallace (1823–1913)[16] e Philip Lutley Sclater (1829–1913)[17].

XVIII secolo[modifica | modifica wikitesto]

Le prime scoperte che contribuirono alla nascita e sviluppo della biogeografia come scienza iniziano con i primi esploratori europei. Durante il XVIII secolo, la maggior parte delle conoscenze erano limitate da fattori religiosi. Grazie alla classificazione linneiana iniziò a essere possibile classificare sistematicamente gli organismi provenienti dai nuovi territori. Wallace in particolare studiò la distribuzione di fauna e flora nel bacino del Rio delle Amazzoni e nell'arcipelago malese, dove raccoglieva esemplari destinati ai collezionisti europei. Per Wallace la biogeografia forniva prove a supporto della teoria dell'evoluzione per selezione naturale, che egli formulò in maniera indipendente da Darwin. Tra le sue scoperte più importanti dal punto di vista biogeografico figura l'identificazione della cosiddetta Linea di Wallace, una linea di demarcazione che corre tra Bali e Lombok, tra il Borneo e il Sulawesi, e separa due regioni biogeografiche chiaramente distinte, Asia e Wallacea.

La pubblicazione della Teoria della Biogeografia Insulare da parte di Robert MacArthur e E.O. Wilson nel 1967 successivamente mostrò come la ricchezza di specie di un certo ecosistema sia prevedibile sulla base di fattori quali l'area dell'habitat disponibile e i tassi d'immigrazione e di estinzione delle specie all'interno dell'area.[senza fonte]

Paleobiogeografia[modifica | modifica wikitesto]

Casi particolari: Surtsey

La paleobiogeografia si sviluppa oltre la biogeografia, nasce come campo di studio condotto principalmente dallo scienziato Alfred Wegener sui processi di fossilizzazione, occupandosi soprattutto di studiare la genesi della disposizione dei continenti, teoria conosciuta come deriva dei continenti e include dati e considerazioni riguardanti la tettonica delle placche.

La paleobiogeografia inoltre permette di contestualizzare ipotesi che riguardano il tempo in cui sono avvenuti eventi biogeografici, come ad esempio la vicarianza e geodispersione, e fornisce informazioni indispensabili per la formazione di bioti regionali.

Diversi studi indipendenti, di recente, hanno utilizzato analisi molecolari confermate da resti fossili per dimostrare, ad esempio, che i passeriformi Oscines abbiano avuto origine nel Gonwana orientale/Australia, durante il tardo Paleogene e da li si sono diffusi ne sud est asiatico e poi in Africa, con distribuzione globale all' inizio del Neogene; Sebbene queste stime temporali siano approssimative indicano che insieme alle presunte aree ancestrali, possono essere confrontate con eventi noti di movimenti della tettonica delle placche concordando che si verificò un singolo evento di dispersione dall'Australia attraverso l'Oceano indiano all'Africa;[18] Questo per gli scienziati spiegherebbe la presenza di tutte queste "antiche" linee filetiche di passeriformi in Africa e Sud America come sottordine Suboscine.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c Strahler, Alan H., 1943-, Fondamenti di geografia fisica, Zanichelli, 2015, ISBN 978-88-08-16754-5, OCLC 935310796. URL consultato il 27 maggio 2020.
  2. ^ Cox, C Barry, and Peter Moore, Biogeography : an ecological and evolutionary approach. Malden, MA: Blackwell Publications, 2005..
  3. ^ Rivista della Federazione Italiana Parchi e Riserve Naturali - NUMERO 44 - FEBBRAIO 2005, su www.parks.it. URL consultato il 21 luglio 2020.
  4. ^ Digital Taxonomy - Biogeography and GIS, su web.archive.org, 15 ottobre 2006. URL consultato il 2 aprile 2019 (archiviato dall'url originale il 15 ottobre 2006).
  5. ^ Whittaker, Robert J., Island biogeography : ecology, evolution, and conservation, Oxford University Press, 1998, ISBN 0198500211, OCLC 40076689. URL consultato il 2 aprile 2019.
  6. ^ Si veda anche "Scale di indagine della biologia" alla voce biologia
  7. ^ Wayback Machine (PDF), su web.archive.org, 21 giugno 2010. URL consultato il 2 aprile 2019 (archiviato dall'url originale il 21 giugno 2010).
  8. ^ Roberto Danovaro, Biologia marina : biodiversità e funzionamento degli ecosistemi marini, CittàStudi, 2013, ISBN 978-88-251-7369-7, OCLC 898673197. URL consultato il 26 marzo 2021.
  9. ^ Si veda anche la "La scala dei livelli di aggregazione e organizzazione della materia vivente" nella Voce Ecosistema terrestre.
  10. ^ Lupia Palmieri, Elvidio., La geografia generale con ... Il globo terrestre e la sua evoluzione di E. Lupia Palmieri e M. Parotto, 6. ed., Zanichelli, 2008, ISBN 978-88-08-11109-8, OCLC 956256287. URL consultato il 12 giugno 2020.
  11. ^ MacArthur R.H.; Wilson E.O. 1967. The theory of island biogeography..
  12. ^ Robert H. MacArthur e Edward O. Wilson, The Theory of Island Biogeography, Princeton University Press, 31 gennaio 2001, ISBN 9781400881376. URL consultato il 2 aprile 2019.
  13. ^ (FR) A. von Humboldt, Essai sur la geographie des plantes; accompagne d'un tableau physique des régions equinoxiales. Levrault, Paris, 1805.
  14. ^ (EN) H.C. Watson, Cybele Britannica: or British plants and their geographical relations. Longman, London, 1847–1859.
  15. ^ (FR) A. de Candolle, Géographie botanique raisonnée &c. Masson, Paris, 1805.
  16. ^ (EN) A.R. Wallace, The geographical distribution of animals. Macmillan, London, 1876.
  17. ^ (EN) Janet Browne, The secular ark: studies in the history of biogeography. Yale University Press, New Haven, 1983. ISBN 0-300-02460-6
  18. ^ (EN) Knud A. Jønsson e Jon Fjeldså, Determining biogeographical patterns of dispersal and diversification in oscine passerine birds in Australia, Southeast Asia and Africa, in Journal of Biogeography, vol. 33, n. 7, 2006, pp. 1155–1165, DOI:10.1111/j.1365-2699.2006.01507.x. URL consultato il 7 aprile 2021.

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Mario Zunino, Aldo Zullini, Biogeografia. La dimensione spaziale dell'evoluzione, CEA, 2004, ISBN 978-88-08-08707-2.

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

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Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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