Ecologia in pillole: crescita della popolazione e interazione tra individui.

Si possono distinguere due principali tipi di strategie nella crescita di una popolazione appartenente ad una data specie:
1. Crescita esponenziale (curva a J), tipica di individui di piccole dimensioni, è dovuta ad un elevato numero di figli per ogni generazione, sottoposti però ad una elevata mortalità infantile a causa delle assenti o scarse cure parentali.
2. Crescita sigmoidale (curva a S), caratteristica di individui di grandi dimensioni, in cui si ha un ridotto numero di progenie per ogni generazione, con bassa mortalità infantile correlata ad elevate cure parentali.
Tuttavia, indipendentemente dalla strategia riproduttiva, ogni popolazione è soggetta ad un vincolo imprescindibile: la capacità portante (carrying capacity). Questa è definita come la densità massima di una popolazione che può essere sostenuta dalle risorse disponibili in un dato habitat. Quindi, una popolazione può avere una crescita esplosiva in condizioni favorevoli per un determinato periodo di tempo. Poi, una volta raggiunta la capacità portante dell’ambiente, la crescita della popolazione subisce un arresto ed eventualmente una decrescita. Altri concetti fondamentali per capire le dinamiche all’interno degli habitat sono: la risorsa limitante, la nicchia ecologica e la sostituzione di specie. La risorsa limitante è quel fattore indispensabile (luce, un nutriente etc.), la cui scarsa disponibilità limita l’accrescimento della popolazione, anche in presenza abbondante di altre risorse che, però, non sono in grado di sostituirla. La nicchia ecologica è il ruolo svolto da una specie entro una comunità e include le abitudini alimentari, l’utilizzo dell’habitat e lo stile di vita della specie. La sostituzione di specie si verifica quando in un particolare habitat non esistono più le condizioni né per la crescita, né per la sopravvivenza di una popolazione di una data specie, che viene sostituita da quella di un’altra specie più resistente o resiliente o più generalista (con minor grado di specializzazione). Le fluttuazioni nella dimensione della popolazione spesso sono connesse a variazioni delle condizioni ambientali di tipo stagionale, quindi regolari e prevedibili; altre volte si tratta di perturbazioni improvvise e imprevedibili, di origine antropica o prodotte da eventi catastrofici (es. eruzione vulcanica). In ogni caso, sono fattori che agiscono indipendentemente dalla popolazione stessa. Al contrario, la densità stessa della popolazione può agire come fattore di autocontrollo. Infatti, l’eccessivo affollamento provoca competizione intraspecifica, cannibalismo, diffusione di malattie, attrazione di predatori, inquinamento da rifiuti organici.
Ovviamente il principale fattore di controllo delle popolazioni è l’interazione interspecifica che si può attuare con due principali modalità:
1. Competizione per la stessa nicchia ecologica. Si verifica quando due specie usano la stessa risorsa che è scarsamente disponibile, ma solo una delle due specie è particolarmente efficiente nella capacità di sfruttarla e alla fine escluderà l’altra (esclusione competitiva). L’esclusione può essere totale o stagionale (periodica). Poiché solitamente ad ogni nicchia ecologica corrisponde una sola specie, si può verificare un adattamento e una specializzazione tanto estremi da consentire una ripartizione della risorsa e la costruzione di una nuova nicchia ecologica. In entrambi i casi il pericolo di estinzione (locale o totale) e di diminuzione della biodiversità è sempre in agguato.
2. Interazione preda-predatore. Si verifica quando una specie usa un’altra specie come risorsa alimentare. Le popolazioni in questo caso non si escludono, ma si influenzano a vicenda tendendo ad autocontrollarsi sulla base della densità. Se la popolazione della preda aumenta, di conseguenza aumenta la popolazione del predatore che ha a disposizione maggiori risorse alimentari. In tal modo, però, la pressione di predazione farà diminuire la quantità di prede e a lungo andare anche la popolazione del predatore diminuirà. Questa riduzione della pressione di predazione farà ricominciare la crescita della preda. Il meccanismo si ripeterà in maniera oscillatoria.
3. Interazione indiretta. Si verifica quando una terza specie subisce effetti indiretti della interazione tra altre due specie dello stesso habitat. Come dice il proverbio: “tra due litiganti, il terzo gode” così la terza specie sfrutta nicchie ecologiche lasciate libere più o meno temporaneamente.
Numerose sono le tecniche di predazione e di difesa dalla predazine, cosa che costringe le specie interagenti ad attuare una serrata coevoluzione per diventare sempre più efficienti nella cattura o nella fuga. Inoltre, bisogna tenere presente che le interazioni preda-predatore possono essere diverse nei diversi stadi di sviluppo, che esiste il parassitismo oppure meccanismi di interazione vantaggiosa tra specie diverse (simbiosi, mutualismo, commensalismo). Nel complesso in un habitat ben diversificato (caratterizzato da una elevata biodiversità) si instaurano delle reti trofiche in cui ogni specie rappresenta un tassello fondamentale per la vita dell’habitat stesso. Se l’equilibrio dinamico dell’habitat viene perturbato, si potrà raggiungere di nuovo uno stato di equilibrio, sfruttando la sostituzione di specie, ma sarà un equilibrio diverso da quello iniziale e spesso comporterà una diminuzione di biodiversità.

fotocatene

I livelli trofici (produttori primari, consumatori primari, secondari, terziari e predatori di vertice e decompositori) sono caratterizzati dal fatto che la quantità di energia e di materia trasferita da un livello all’altro diminuisce ad ogni passaggio. Quindi la base della piramide, costituita dai produttori primari, deve essere ampia con una elevata produttività netta (quantità totale di carbonio fissato in 1m2 di superficie marina al giorno o all’anno, meno la quantità di energia e materia usata dai produttori primari stessi), mentre i predatori di vertice possono essere rappresentati da una sola specie. Il più delle volte si tratta degli esseri umani. Infine, possiamo aggiungere che esiste una sottile differenza tra biomassa e produttività. La biomassa rappresenta la quantità di organismi viventi, e quindi di sostanza organica, presente al tempo zero in cui si comincia l’osservazione e dipende dal grazing e dalla dinamica di popolazione (nascita e morte). Nel caso dei produttori primari viene misurata, mediate la fluorescenza, come concentrazione di clorofilla in un certo volume di acqua. Al contrario la produttività primaria riguarda la quantità di nuova sostanza organica prodotta e dipende principalmente dalle condizione abiotiche (luce, nutrienti, temperatura, salinità etc.). Quindi, si possono avere zone oceaniche caratterizzate da una scarsa biomassa e da una elevata produttività o viceversa.

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Informazioni su elenacosi

Insegnante di Scienze Naturali (Biologia, Chimica, Geologia, Astronomia) presso la scuola secondaria superiore
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