In che modo i fattori abiotici influenzano gli organismi?

Per rispondere alla domanda puoi analizzare i dati ottenuti dalla misurazione delle caratteristiche fisiche di un giardino pubblico. Con lo strumento che vedi nella fotografia 4 si sono misurate la quantità di acqua (umidità), l’intensità della luce e la temperatura alla stessa ora dello stesso giorno in diversi ambienti del giardino; i risultati delle misurazioni e gli avvistamenti di esseri viventi sono stati riportati nella tabella che segue.

Come vedi, all’interno del giardino sono stati individuati diversi tipi di ambiente, ognuno con le sue caratteristiche fisiche. Le specie di organismi che vi vivono sono diverse perché hanno diverse esigenze di vita: la lucertola, la cimice rossa ( 5 ) e i licheni sono adatti ad ambienti secchi, luminosi e caldi, mentre l’edera, il muschio, i funghi e la lumaca sono adatti ad ambienti umidi, poco luminosi e freschi; millepiedi, formiche e porcellini di terra preferiscono ambienti oscuri mentre cavallette, margherite e tarassachi necessitano di condizioni intermedie di umidità e di luce. Ogni ambiente ospita dunque solo gli organismi adatti a sopravvivere a determinati fattori abiotici. Poiché questi fattori variano nel corso dell’anno e anche nel corso del giorno, si verificano continuamente cambiamenti nel numero e nel tipo di specie che popolano l’ambiente.

L’acqua è indispensabile per tutti gli organismi, sia per quelli acquatici sia per quelli terrestri; le reazioni chimiche che permettono la vita avvengono infatti tutte in presenza di acqua. Le esigenze di acqua variano da specie a specie.

Qual è il rapporto tra organismi e acqua?

Quali sono gli adattamenti degli organismi nei confronti dell’acqua?

Negli ambienti aridi, invece, gli organismi devono riuscire a sopravvivere con pochissima acqua e devono perciò evitarne la dispersione:

- le piante xerofile, sia quelle dei deserti sia quelle di alta montagna, hanno foglie di dimensioni ridotte trasformate in aghi o spine e stomi piccoli e infossati per limitare la traspirazione. Alcune specie, come la stella alpina ( 6 ), hanno foglie ricoperte da una peluria sottile che serve per ostacolare la perdita d’acqua. Nelle piante del deserto, come il cactus, il fusto è verde perché svolge la fotosintesi e carnoso perché contiene una riserva d’acqua;

- gli animali xerofili hanno corpo ricoperto da squame o robusti esoscheletri. Cammelli e dromedari conservano l’acqua limitando la traspirazione e l’emissione di urina.

Perché salire su di una montagna equivale a fare un viaggio dall’Equatore verso i Poli?

Osserva il grafico che rappresenta il variare della temperatura e della vegetazione al variare dell’altitudine ( 7 ): la montagna rappresentata la devi immaginare posta nella zona tropicale della Terra. La temperatura diminuisce con l’aumentare dell’altitudine: più precisamente, si può dire che diminuisce di circa un grado centigrado ogni 200 metri di aumento di altitudine. La vegetazione cambia gradualmente dal livello del mare alla cima del monte, dove esiste una zona caratterizzata dalle nevi perenni quasi priva di forme di vita vegetale.

Ora osserva la cartina in cui sono rappresentati i principali biomi terrestri ( 8 ), cioè le zone in cui la Terra è stata suddivisa in base al clima e al tipo di vegetazione dominante. Spostandosi dall’Equatore ai Poli, la temperatura e la vegetazione cambiano con la latitudine nello stesso modo in cui cambiano salendo in altitudine; si incontrano la foresta tropicale, la foresta di latifoglie, la foresta di conifere, la tundra e infine la zona dei ghiacci, in cui la vegetazione è quasi assente.

Ogni specie animale e vegetale è adatta a vivere solo entro un certo intervallo di temperatura. Negli animali l’adattamento riguarda la struttura corporea, in particolare il tipo di rivestimento e le dimensioni di alcune parti: gli animali dei climi freddi hanno una struttura più massiccia e una pelliccia più folta e lunga rispetto a quelli dei climi caldi. Anche organismi che appartengono alla stessa famiglia, ma che vivono in ambienti diversi, presentano adattamenti tipici: la volpe polare ( 9 ) ha orecchie, arti e coda più piccoli rispetto alla volpe del deserto (10 ), perché deve impedire l’eccessiva dispersione di calore corporeo a causa delle basse temperature. Nei vegetali, le specie di montagna o dei climi freddi spesso hanno dimensioni ridotte rispetto a quelle che le stesse piante hanno ad altitudini minori o in climi più miti. Lo puoi notare osservando le due specie di betulla illustrate: la betulla ( 11 ) vive nelle zone temperate dell’emisfero nord ed è un albero; la specie nana ( 12 ) è invece un arbusto che vive nelle zone artiche dell’Europa settentrionale. La temperatura e la luminosità in uno stesso ambiente possono cambiare anche a seconda dell’esposizione ai raggi solari, delle ore del giorno e delle stagioni.

Come puoi intuire dalla tabella alla pagina precedente, la marmotta ha risolto il problema della sopravvivenza alle rigide temperature invernali andando in letargo. Il letargo è uno stato di vita sospeso: le funzioni vitali vengono ridotte al minimo in modo da consumare la minore quantità di energia possibile, la temperatura del corpo diminuisce, scendono anche la frequenza respiratoria e quella cardiaca; l’animale non mangia e sopravvive grazie alle riserve di grasso accumulate nei mesi più caldi. Nelle tane, scavate sottoterra ( 13 ), la temperatura si mantiene costante ed è maggiore rispetto alla temperatura esterna.

Negli anfibi e nei rettili il fenomeno del rallentamento delle funzioni vitali è detto ibernazione se si manifesta d’inverno, estivazione se si manifesta d’estate con temperature elevate e bassa umidità. Un altro adattamento comportamentale alla temperatura è la migrazione, diffusa soprattutto fra gli uccelli, che percorrono anche migliaia di chilometri per raggiungere luoghi con temperature più adatte alla loro vita.

I vegetali non possono fare a meno della luce. Ogni specie ha precise esigenze: le piante che hanno bisogno di molta luce, eliofile, come i tarassachi ( 14 ), crescono nei prati, ai bordi del bosco o comunque dove l’esposizione ai raggi solari è buona; le piante che vivono bene anche all’ombra, ombrofile, come le felci ( 15 ), crescono nel sottobosco, sotto le rocce e sui versanti poco soleggiati dei rilievi. Anche la fioritura è condizionata dalla luce: molte piante fioriscono in primavera, quando ci sono almeno dodici ore di luce al giorno; altre fioriscono in inverno, quando le ore di luce in un giorno sono meno di otto.
Gli animali sono condizionati dalla luce in modo meno evidente rispetto alle piante. Alcuni hanno abitudini di vita diurne, altri notturne. Alcune specie si sono perfettamente adattate alla vita al buio, nel suolo, come la talpa ( 16 ) e le larve di molti insetti, o nelle grotte, come il proteo ( 17 ) e il pipistrello. Il periodo di luce influenza anche la crescita di alcuni animali, il colore del loro mantello o del piumaggio e addirittura la riproduzione: alcuni, come i ruminanti, si riproducono in autunno, quando le ore di luce della giornata diminuiscono; molte specie di roditori e di uccelli si riproducono invece in primavera, quando le ore di luce aumentano.