Gli orsi grizzly sono un esempio di specie chiave di volta.
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Tutti gli animali e le piante sono importanti per il loro ambiente, ma alcuni sono più importanti di altri? Ogni ecosistema è costituito da complesse interazioni tra piante, animali e fattori abiotici (non viventi) che mantengono il sistema in equilibrio. Se una specie molto importante è stata rimossa dal suo ecosistema, è sufficiente per far crollare l’intero ecosistema? Cosa accadrà ad altre specie se una specie si estingue? Queste sono domande importanti che ecologi e biologi ambientali si pongono quando valutano diversi ecosistemi, soprattutto di fronte al cambiamento climatico. Poiché il mondo naturale cambia a ritmi senza precedenti, è importante comprendere le potenziali conseguenze. Questo articolo definirà le “specie chiave di volta” ed esplorerà perché sono così importanti per i loro ambienti.
Cos’è una specie chiave di volta?
Per dirla semplicemente, le specie chiave di volta hanno un impatto sproporzionato sui loro ecosistemi. Se venissero rimossi, un ecosistema cambierebbe radicalmente. Mettere ancora più succintamentele specie chiave di volta tengono insieme interi ecosistemi!
Tuttavia, anche quella descrizione potrebbe lasciare domande su cosa siano le specie chiave di volta. Sono solo predatori, potrebbero essere piante senza pretese? Di seguito analizzeremo la natura esatta delle specie chiave e perché sono così importanti per i loro ecosistemi.
Cos’è un ecosistema?
Un ecosistema include piante, animali e componenti non viventi dell’ambiente, come questo abbeveratoio. I bisonti sono un esempio di specie chiave di volta.
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Un ecosistema è una comunità di organismi interagenti, fattori abiotici e il loro ambiente. Gli organismi in un ecosistema includono tutte le specie vegetali e animali. I fattori abiotici includono il clima, i minerali presenti, l’acqua disponibile, la luce solare e altri elementi non viventi dell’ambiente. Un ecosistema si occupa in ultima analisi di come interagiscono tutti gli elementi dell’ambiente e dei suoi abitanti.
Diverse interazioni in un ecosistema includono consumo, competizione e mutualismo.
- Consumo: descrive le interazioni tra predatore e preda, interazioni parassitarie e altre situazioni in cui un organismo trae vantaggio e un organismo è in perdita. Un resoconto completo delle interazioni di consumo in un ecosistema è spesso chiamato rete alimentare.
- concorrenza: può verificarsi tra specie diverse (interspecifico) o all’interno di una specie (intraspecifico). La competizione interspecifica potrebbe essere una competizione sul territorio o una fonte di cibo, per esempio. Allo stesso modo, la competizione intraspecifica potrebbe essere correlata alla disponibilità di risorse, alla competizione per i compagni o ad altre forme di competizione all’interno di una specie. Nelle interazioni di tipo competitivo, entrambe le parti subiscono impatti negativi.
- Mutualismo: descrive le interazioni in cui tutte le parti ne traggono vantaggio. Ad esempio, alcune formiche forniscono alle piante di acacia protezione da altri insetti in cambio di cibo e riparo dalla pianta. In questo esempio, le formiche e le piante di acacia hanno una relazione mutualistica.
Cos’è una cascata trofica?
Gli alci sono consumatori primari, nel senso che mangiano produttori come erbe e altre piante.
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Organizzazione della comunità
In un ecosistema, gli organismi possono essere organizzati in una gerarchia. I produttori, come le piante, producono il proprio cibo e sono in fondo alla gerarchia. I consumatori primari, quelli che mangiano piante, vengono dopo. I consumatori secondari si nutrono di consumatori primari, i consumatori terziari si nutrono di consumatori secondari e così via. Ad esempio, l’erba medica produce carboidrati tramite la fotosintesi, gli alci si nutrono di erba medica e i coyote si nutrono di alci. In questo esempio l’erba medica è il produttore, gli alci sono i consumatori primari e i coyote sono i consumatori secondari.
Questa struttura della comunità può essere influenzata dal basso verso l’alto o dall’alto verso il basso. Se fattori abiotici, come la luce solare o la disponibilità di acqua, influenzano l’abbondanza dei produttori in un ecosistema, a loro volta influenzeranno l’abbondanza dei consumatori primari, che influenzerà l’abbondanza dei consumatori secondari. Per continuare l’esempio precedente, se c’è una siccità che provoca una diminuzione dell’erba medica, le popolazioni di alci diminuiranno a causa della mancanza di cibo. Le popolazioni di coyote diminuiranno quindi a causa della diminuzione delle popolazioni di alci. Questo è il controllo dal basso.
Il controllo dall’alto verso il basso si verifica quando un cambiamento nel numero di consumatori secondari o terziari influisce sul numero di consumatori primari, che a sua volta influisce sul numero di produttori. Ad esempio, se gli umani cacciassero tutti i coyote in un ecosistema, le popolazioni di alci aumenterebbero a causa della diminuzione della predazione. La loro popolazione in crescita esaurirebbe quindi la popolazione di erba medica. Le modifiche in cima alla gerarchia in questo esempio hanno un impatto lungo la gerarchia.
Cascate trofiche
I ricci di mare sono consumatori primari e vengono mangiati da consumatori secondari, le lontre.
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Quando i cambiamenti nel controllo dall’alto verso il basso causano effetti sostanziali a due, tre o più collegamenti di distanza in una rete trofica, si verifica una cascata trofica. Pertanto, in termini semplici, una cascata trofica si verifica quando un cambiamento nella parte superiore della catena alimentare ha effetti a cascata lungo la catena alimentare.
Il biologo Robert Paine ha condotto uno studio ecologico incredibilmente importante che ha rivelato questo fenomeno. Sulla costa di Washington ha osservato due pozze di marea ciascuna con ricci di mare e alghe. Quando ha rimosso i ricci di mare (consumatori primari), la popolazione di alghe (produttori) è cresciuta all’istante. Ma perché niente regolava i ricci di mare se mangiavano tutte le alghe?
Paine ha confrontato due ecosistemi simili contenenti alghe e ricci di mare. In un ecosistema c’era una popolazione sana di lontre e nell’altro ecosistema non c’erano lontre. L’ecosistema con le lontre manteneva popolazioni equilibrate di alghe e ricci di mare, mentre l’ecosistema senza lontre era completamente invaso dai ricci di mare e non aveva alghe. Questo controllo esemplificato dall’alto verso il basso perché senza il consumatore secondario (lontre), il consumatore primario (ricci di mare), si è sovrappopolato e ha impoverito la popolazione dei produttori (alghe).
Qual è il concetto di specie chiave di volta?
Le stelle marine ocra sono state le prime a portare il titolo di “specie chiave di volta” grazie alla ricerca di Robert Paine.
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Il biologo Robert Paine ha continuato la sua ricerca e ha sviluppato il concetto di specie chiave di volta. Ha condotto ulteriori ricerche sulla costa di Washington concentrandosi sulle stelle marine. Ha identificato tutte le specie sulla costa e ha mappato le loro interazioni. In tal modo, ha determinato che una stella marina viola era il predatore in cima alla catena alimentare. Paine ha raccolto le stelle marine e le ha gettate in acque più profonde per rimuoverle dall’ecosistema del litorale. Ha poi monitorato le altre specie in assenza di stelle marine. Delle 15 diverse specie inizialmente catalogate, dopo un anno e mezzo ne sono rimaste solo 8. Dopo sette anni non restava che una monocoltura di vongole. È giunto alla conclusione che un singolo predatore può regolare l’intera composizione di una comunità.
Robert Paine ha coniato il termine “specie chiave di volta”. In architettura, l’elemento al centro di un arco dove i due lati dell’arco si incontrano, è la chiave di volta. Se rimuovi la chiave di volta, l’arco crollerà. Questo è vero per le specie chiave in quanto se si estinguono, il loro ecosistema è vulnerabile al collasso. Le specie chiave sono specie che hanno un impatto sproporzionatamente grande sul loro ecosistema rispetto alla loro densità di popolazione. In altre parole, specie che hanno un impatto molto ampio sul loro ambiente anche se non sono le specie più popolose.
Perché è importante oggi?
I lupi grigi sono un esempio di specie chiave di volta.
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Comprendere le specie chiave di volta e il loro enorme ruolo nel loro ambiente è incredibilmente importante. Poiché il riscaldamento globale e la distruzione dell’habitat causata dall’uomo minacciano un numero crescente di specie, sono probabili eventi di estinzione. Gli ambientalisti e coloro che cercano di conservare le specie vulnerabili devono comprendere i ruoli e le interazioni degli organismi in un ecosistema in modo da poter evitare che gli ecosistemi collassino completamente.
Un buon esempio di ciò è la popolazione di lupi nel Parco Nazionale di Yellowstone. I lupi sono predatori apicali, nel senso che non hanno predatori naturali e sono quindi in cima alla catena alimentare. Entro la metà del 1900, i lupi grigi furono quasi completamente eliminati dagli Stati Uniti continentali. Di conseguenza, la popolazione di alci esplose. Elk ha sovrappopolato l’area e ha esaurito le risorse alimentari. In seguito alla proliferazione degli alci, la loro fonte alimentare locale di giovani pioppi tremuli è notevolmente diminuita di numero. L’esaurimento degli alberi di pioppo ha anche avuto pesanti effetti su altre specie. Questo esemplifica come una specie, come i lupi grigi, possa avere una grande influenza su un ecosistema. È quindi imperativo proteggere le specie fondamentali in tutto il mondo perché i loro ecosistemi fanno affidamento su di esse per mantenere l’equilibrio.
Esempi di specie chiave di volta
Esempi di specie chiave di volta includono:
- Castori
- Lupi
- Giaguari
- Lontre
- Stella marina
- Squali
- Elefanti
- Orsi bruni
- Api
