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Strumenti e metodologie per la didattica della

Biodiversità nelle scuole

A. Larizza

11 marzo 2011

Larizza 11 marzo 2011

Tavolo di lavoro di Giovan Battista Grassi (1854-1925)


Le “old fashioned” collezioni museali….

La parola «biodiversità»

Uno dei significati del termine diversità è quello di differenza, contrapposto a monotonia, identità.

Parlare di biodiversita’ significa proprio riferirsi agli aspetti di varietà che caratterizzano la vita sulla Terra, riferendosi quindi alla pluralità di forme viventi e di funzioni svolte.


La parola «biodiversità»


Art.2 - Convenzione di Nairobi del 1992

«la variabilità degli organismi viventi di ogni origine, compresi

inter alia gli ecosistemi terrestri, marini ed altri ecosistemi

acquatici e i complessi ecologici di cui fanno parte; ciò include

la diversità nell’ambito delle specie e tra le specie e la diversità

degli ecosistemi.»

Concetti base

E’ risaputo che il pianeta è popolato da milioni di specie conosciute, e da molti altri milioni di specie che sono ancora da scoprire, sia nelle terre emerse che nei mari e nelle acque interne.


Concetti base


Tale ricchezza di forme, non si manifesta come un continuum, ma con gruppi di individui simili più o meno chiaramente delimitati l’uno dall’altro.

L’individuazione di queste discontinuità è il fondamento della diagnosi dei gruppi di individui affini e, quindi, permette la creazione di un sistema di inquadramento gerarchico dei viventi.

I limiti esistenti sono dovuti alla presenza di vere e proprie lacune morfologiche che creano delle discontinuità.

Biodiversità

E’ la proprietà di ogni entità vivente, dal gene all’ecosistema, di essere varia ossia di mostrare più di un modo di manifestarsi


La Vita, e la Biologia che la studia, ha una organizzazione gerarchica

organi

Molecole semplici

cellule

Macromolecole (es. DNA,proteine)

atomi

tessuti

organismo popolazioni

ecosistemi

comunità

specie

generi

regni

phyla

BIODIVERSITA’

• Diversità genetica: numero e frequenze geniche all’interno di una specie

• Diversità specifica: numero e frequenze delle specie all’interno di un ecosistema

• Diversità ambientale: numero ed estensioni relative dei tipi di habitat/ecosistema in una regione

La Biodiversità presenta tre livelli principali:

Questi livelli hanno anch’essi una organizzazione gerarchica

• Diversità tassonomica

• regni

• phyla

• Famiglie

• Generi

• Specie

• Subspecie

• Populazioni

»

• Diversità Ecologica

• Biomi

• Ecosistemi

• Habitat

• specie

• Popolazioni

•Diversità genetica

•Populazioni

•Individui

•Geni

•Nucleotidi

Biodiversità a livello genetico (tra individui della stessa specie)


Chihuahua bracco Rottweiler

I Chihuahua, i bracchi ed i rottweiler sono tutti cani (Canis familiaris).

Biodiversità a livello genetico

Sangiovese

Picolit

Bellone

Grecanico Dolcetto

355 vitigni autoctoni in Italia:

è il record mondiale nella

biodiversità interspecifica

Biodiversità a livello genetico

Aglianico del

Vulture

Biodiversità a livello di specie


Biodiversità a livello di ecosistemi


Calcolo della biodiversità

La valutazione della Biodiversità si fa considerando la ricchezza, cioè il numero delle entità rappresentate, e la frequenza relativa di ciascuna di esse.


Rappresentazione della biodiversità animale presente in qualche mm2 di sabbia


Biodiversità

Il livello ecosistemico rappresenta la massima complessità, in quanto:

1. riassume quella dei livelli precedenti (genetico e di specie)

2. comprende i fattori abiotici

3. include le reciproche influenze della componente biotica e di quella abiotica

Biodiversità : il livello dell’ecosistema


Didattica efficace e successo formativo


Per un insegnante di Scienze, implica la necessità di sensibilizzare e coinvolgere i giovani sulla scienza, non soltanto come disciplina ma anche come apertura verso il mondo. In quest’ottica le tematiche inerenti la Biodiversità offrono spunti eccellenti per: • Impiegare il metodo scientifico

• Utilizzare le nuove tecnologie per sostenere l’insegnamento e

l’apprendimento

• Contribuire alla creazione di una coscienza orientata allo sviluppo sostenibile ed alla tutela delle risorse del nostro pianeta

Didattica efficace e successo formativo


Tre idee per percorsi di apprendimento che possano essere stimolanti ed al contempo innovativi: Tematica I: Analizzare i dati quantitativi sulla biodiversità Tematica II: Analizzare l‟impatto delle attività umane sulla

biodiversità

Tematica III: Analizzare le strategie possibili o già in corso per la

tutela della biodiversità

Tematica I: Analizzare i dati quantitativi sulla biodiversità:


• attraverso risorse online

• impostando un esperimento su scala locale es. http://www.progettobiodiversita.it/

http://www.progettobiodiversita.it/progetto/index.php

Il Progetto Biodiversità


Concetti base

La molteplicità delle forme di vita è difficilmente quantificabile.


500.000 specie vegetali

Oltre 2.000.000 di specie animali

Stima del numero di specie esistenti nei principali gruppi di organismi


Fonte: http://olmo.elet.polimi.it/ecologia/dispensa/node64.html

Concetti base

Questa ricchezza di forme e la variabilità all’interno di esse costituisce il bene prezioso della diversità biologica o biodiversità.


International Institute for Species Exploration State of Observed Species


State of Observed Species – release 2009


State of Observed Species – release 2010


IUCN italia


IUCN red list


IUCN red list


Species assessed as Critically Endangered (CR), Endangered (EN), or

Vulnerable (VU) are referred to as "threatened" species

IUCN red list


Tematica II

Impatto delle attività umane sulla biodiversità

attraverso: Analisi dei dati della perdita di biodiversità Analisi delle cause


La crescita economica e sociale dei diversi Paesi è la causa principale per l’analisi della perdita di biodiversità su scala mondiale. L’aumento della popolazione rappresenta poi il secondo fattore che provoca la perdita di biodiversità.

Perché perdiamo Biodiversità?


La crescita numerica delle popolazioni provoca un aumento nel consumo di beni naturali modificando l’utilizzo del territorio. A livello mondiale il tasso di crescita maggiore è previsto per i paesi in via di sviluppo, che sono economicamente meno ricchi ma generalmente sono hanno elevata biodiversità. In questi paesi il rischio della perdita di biodiversità è perciò attualmente più elevato.




Tra le cause dirette della perdita di diversità si possono annoverare: • contrazione degli habitat • uso delle risorse naturali • introduzione di specie alloctone • erosione della ricchezza in specie • inquinamento e cambiamenti globali

È su questi fattori diretti che le politiche di gestione e conservazione della diversità biologica dovrebbero intervenire.


Dal 1600 a oggi si sono registrate le estinzioni di: 83 specie di mammiferi 113 uccelli 21 rettili 2 anfibi 23 pesci 98 invertebrati 384 piante a fiore In realtà, però, un numero molto maggiore è quello delle estinzioni delle specie poco visibili

L’Estinzione


i naturalisti stimano che la distruzione delle foreste pluviali tropicali provochi l’estinzione di decine di migliaia di specie ogni anno!

L’Estinzione


L’estinzione di una specie vivente può essere anche naturale Infatti, il 98% delle specie viventi apparse sulla Terra è oggi estinto

In media, tra la speciazione e l’estinzione trascorrono da 1 a 10 milioni di anni.

L’Estinzione


Le estinzioni non avvengono con regolarità. Si sono succedute nelle ere preistoriche 5 estinzioni di massa, dovute soprattutto a cambiamenti climatici (es. glaciazioni) e seguite da periodi caratterizzati dalla comparsa di molte nuove specie, più adatte delle precedenti alle nuove condizioni climatiche,

L’Estinzione


Oggi stiamo assistendo alla SESTA estinzione di massa: 30.000 anni fa si raggiunse il massimo livello di biodiversità mai esistito sulla terra Da allora, soprattutto a causa dell’uomo, la biodiversità ha cominciato a diminuire

L’Estinzione


Rispetto alle precedenti estinzioni di massa, vi sono differenze: velocità del processo: oggi si estinguono annualmente lo 0.5% delle specie viventi (da 10.000 a 25.000 all’anno, tre all’ora); il tasso di estinzione è quindi molto superiore a quello della speciazione, ed inoltre nelle altre grandi estinzioni il processo richiese migliaia di anni, oggi poche decine. numero di specie coinvolte: oggi il numero di specie è molto più alto che in passato. Si prevede che, al ritmo attuale, entro il 2100 si estingueranno tra la metà e i 2/3 delle specie attuali tipo di specie minacciate: in passato l’estinzione riguardò soprattutto animali di grandi dimensioni, mentre oggi coinvolge praticamente tutte le specie viventi.

La Sesta Estinzione di massa


La biodiversità intraspecifica consente

l’adattamento Se gli individui della stessa specie

fossero identici, la loro reazioni nei

confronti delle modificazioni ambientali

(es. nuova malattia) sarebbe la stessa

Se invece la specie presenta una

elevata variabilità genetica, qualche

individuo sarà in grado di sopravvivere

La biodiversità intraspecifica consente

l’adattamento

ELEVATA VARIABILITA‟

ADATTABILITA‟

SOPRAVVIVENZA IN

CONDIZIONI NON OTTIMALI

SCARSA VARIABILITA‟

RISCHIO ESTINZIONE


Un ecosistema naturale è un patrimonio dell’umanità

che dovrebbe essere protetto e conservato


La Biodiversità degli ambienti acquatici e terrestri, è una ricchezza che ha enormi ricadute, non solo sulla salute del pianeta, ma anche sull’economia umana


Tutti gli organismi viventi sono in grado di modificare, in misura maggiore o minore, l’ambiente in cui vivono...

.. ma l’uomo, grazie alla sua evoluzione culturale e tecnologica, è la specie vivente in grado di provocare le più grandi modificazioni ai sistemi ambientali.


Gli insediamenti umani, urbani o agricoli, occupano ed alterano in maniera evidente il territorio. L’ambiente naturale viene modificato in maniera spesso spettacolare e non sempre in modo deteriore dal punto di vista estetico.


D’altro canto, alcuni paesaggi agricoli offrono scorci molto suggestivi, dando un’impressione di naturalità ad un osservatore superficiale


In realtà un sistema agricolo è profondamente alterato rispetto alle sue condizioni naturali. Invece della ricchezza e varietà di animali e piante presenti, ad esempio, in un bosco….

….in un campo coltivato

cresce una sola o poche specie.


La distribuzione della biodiversità non è uniforme sulla Terra. Esistono aree particolarmente ricche di forme viventi dette hot-spot di biodiversità; ad esse deve essere data la precedenza nelle iniziative di tutela.


Sono stati identificati 25 hot-spot di biodiversità:

8 sono nelle Americhe, 5 in Africa, 8 in Eurasia e 4 in Oceania


Le foreste tropicali sono una delle più grandi riserve di biodiversità del pianeta


Annualmente vengono distrutti circa 150.000 km2 di foresta Tropicale (superficie paragonabile a quella dell’intera Italia Settentrionale).

L’utilizzo razionale del territorio e delle pratiche agricole potrebbe

risolvere molti problemi causando danni meno devastanti


D’altro canto, non è detto che per provocare gravi conseguenze i danni debbano essere su ampia scala. Talvolta, infatti, anche l’alterazione di piccole superfici può provocare gravi conseguenze. Ad esempio, costruire una strada attraverso la foresta causa l’interruzione della continuità del sistema impedendo la mobilità di molte popolazioni animali


Ma gli insediamenti umani non si limitano ad occupare il territorio: le emissioni ed i rifiuti causano l’inquinamento...

..delle acque

..dell’aria

..del suolo Larizza 11 marzo 2011

Specie alloctone invasive


Le specie invasive costituiscono una minaccia

importante e in rapido aumento per la biodiversità

autoctona in Europa.

Piante e animali che si insediano in nuovi habitat

per loro inconsueti possono sopraffare la flora e la

fauna autoctone e nuocere all‟ambiente

La diffusione delle specie aliene

invasive costituisce una delle più

grandi minacce alla biodiversità e

rappresenta un rilevante problema

economico a causa dei danni che

queste specie, risultando molto spesso

invasive, provocano ad attività umane

quali l'agricoltura o la pesca.

L’attività dell’uomo sta causando la perdita di biodiversità. Infatti il tasso attuale di estinzione è 100-1000 volte superiore a quello precedente alla comparsa dell’uomo. Dall’inizio del XVII secolo si sono estinte circa 600 specie conosciute e sicuramente altre sconosciute, soprattutto nelle isole e nei luoghi ove sono stati distrutti gli habitat (es. deforestazione) o sono state introdotte specie nuove (alloctone).


Come si possono risolvere questi problemi?

Ridurre l’impatto dell’uomo

Sviluppo sostenibile


13 aprile 2010 66 Larizza 11 marzo 2011


le “Scuole per lo Sviluppo Sostenibile”

sono scuole che hanno scelto l‟Educazione

allo Sviluppo Sostenibile come elemento

centrale della loro „missione‟

Fanno parte della rete SEED

„Sviluppo della scuola attraverso

l‟Educazione Ambientale‟, rete Europea

COMENIUS III.

Tematica III: la tutela della biodiversità Le iniziative internazionali e nazionali


La perdita di biodiversità rende gli ecosistemi instabili, con necessità di interventi esterni


Organismi internazionali impegnati nella tutela della Biodiversità

• UNESCO – progetto Man and Biosphere 1971 (MAB) – World Heritage Site, 1972

• Consiglio d’Europa: diploma europeo, carta europea dell’ambiente

• UICN: commissione parchi e aree protette, direttive e standard

• UNEP: programma nazioni unite • UE: direttive e convenzioni


Convenzioni internazionali

• Convenzione di Ramsar: zone umide di importanza internazionale, 1971 (1976 e 1987)

• Convenzione di Bonn: specie migratrici, 1979 (1983), universale, habitat

• Convenzione di Berna: vita selvatica e ambiente naturale, 1979 (1981), europea, flora e fauna negli habitat

• Convenzione sulla biodiversità, Rio de Janeiro, 1992 (1994)

• Convenzione di Barcellona per la protezione del Mediterraneo dall’inquinamento, 1978 (1979)


Direttive comunitarie

• Direttiva Uccelli: 79/409/CEE

• Direttiva VIA: 85/337/CEE e 97/11/CE (anche in

aree protette)

• Direttiva Habitat 92/43/CEE e 97/62/CEE

– regolamento attuazione 1997


La direttiva habitat

• è la direttiva del Consiglio della Comunità europea relativa alla conservazione degli habitat naturali e seminaturali e della flora e della fauna selvatiche (Direttiva 92/43/CEE del 21 maggio 1992)

• Scopo: mantenimento, o all’occorrenza ripristino, della biodiversità, tenendo conto delle esigenze economiche, sociali, culturali e regionali degli Stati membri, e contribuendo all’obiettivo generale di uno sviluppo durevole


Iniziative nazionali


Progetto Bioitaly

• In Europa 142 habitat di cui 37 prioritari

In Italia, tra l’altro:

• 110 habitat di cui 28 prioritari

• 76 specie animali di cui 9 prioritarie

• 49 specie vegetali di cui 26 prioritarie


Aree Protette

• 22 parchi nazionali

• 105 parchi regionali

• 20 aree marine protette

• 335 riserve statali e regionali

• + oasi, biotopi, monumenti naturali ecc.

10% del territorio nazionale

• + Siti di importanza comunitaria


Aree protette in Italia


Risorse disponibili al

Progetto “Sistema Ambiente 2010”

realizzazione del CHM sulla biodiversità, servizi redazionali, costituzione del Network Nazionale della Biodiversità (NNB),

Info Specie XXX

Detentore del dato Univ. ...

Contatti Prof. ... Tel... Fax ...

Formato dati Excel/access/shape ...

Standard Metadatazione

Darwin Core 2

... ...

Alcuni esempi a scala regionale

Piemonte Sistema Piemonte

Val d'Aosta Banca dati Floristica della Valle d‟Aosta

Lombardia Carta Naturalistica

Liguria Ambiente in Liguria

Emilia Romagna Sistema Informativo Forestale

Marche Osservatorio Faunistico regionale-SIT

Toscana RENATO

Toscana BioMarT

Toscana COT-Atlante Ornitologico Toscano

Lazio Osservatorio per la Biodiversità del Lazio

Veneto Osservatorio Regionale

in progress

Umbria Osservatorio regionale

Calabria SIT Calabria (BIODIS)

Sardegna Osservatorio Biodiversità (Arborea-OR)

Puglia BIS (Biodiversity Information System)

Sicilia ARPA-Sicilia (Osservatorio Regionale sulla Biodiversità)

Iniziative internazionali


13 aprile 2010 83

Progetto LIFEWATCH


LTER: Long Term Ecological Research Network

Q uick Tim e™ e unde com pr ess or e

so no nec ess ar i per v is ualiz zar e q ues t 'im m a gine .

Q uick Tim e™ e undecom pr ess or e

sono nec ess ar i per vis ualiz zar e ques t 'im m agine .









































ANTARCTICA RESEARCH STATIONSANTARCTICA RESEARCH STATIONS

HIMALAYAN LAKESHIMALAYAN LAKES

FORESTS OF THE ALPSFORESTS OF THE ALPS

NORTHNORTHADRIATIC SEAADRIATIC SEA

SOUTHERN ALPINE LAKESSOUTHERN ALPINE LAKES

Q uick Tim e™ e undecompr essor e

sono necessari per v isualiz zar e quest 'im m agine.

FO RESTS O FFO RESTS O F

THE APENNI NESTHE APENNI NES

G ULF O F NAPLESG ULF O F NAPLES

M EDI TERRANEANM EDI TERRANEAN

FO RESTSFO RESTS

HI G H ELEVATI ONHI G H ELEVATI ON

APENNI NESAPENNI NES

PO RIVERPO RIVER

DELTADELTA

PO RTOFI NOPO RTOFI NO

M ARI NEM ARI NE

PRO TECTEDPRO TECTED

AREAAREA

PI ANOSAPI ANOSA

I SLANDI SLAND

M ARI NEM ARI NE

ECO SYSTEMECO SYSTEM

O F SARDI NI AO F SARDI NI A

LAKELAKE

ECO SYSTEM ECO SYSTEM

O F SARDI NI AO F SARDI NI A

LAG O ON O FLAG O ON O F

VENI CEVENI CE



LO W LAND FO RESTSLO W LAND FO RESTS

LENTICLENTIC

ENVI RO NM ENTSENVI RO NM ENTS

O F APENNI NESO F APENNI NES

Data Network:

Biological Collection Access

Service for Europe

NBII: The U.S. Node of

the Worldwide GBIF

Network

http://www.biocase.org/

http://www.biocase.org/partners_links/index.shtml

Musei di Storia Naturale: alcune iniziative internazionali

http://www.synthesys.info/be_taf.htm

http://www.synthesys.info/de_taf.htm

http://www.synthesys.info/dk_taf.htm

http://www.synthesys.info/es_taf.htm

http://www.synthesys.info/fr_taf.htm

http://www.synthesys.info/gb_taf.htm

http://www.synthesys.info/hu_taf.htm

http://www.synthesys.info/nl_taf.htm

http://www.synthesys.info/se_taf.htm

http://www.synthesys.info/at_taf.htm

Interactive e-tools for learning and teaching biodiversity

Consortium

I grandi temi nello studio della Biodiversità

Scala

Ecosistemi

Specie

DNA, geni

e proteine

Tempo ed Evoluzione


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