Biodiversità sotto stress a causa del collasso della rete alimentare innescato dalla perdita selettiva di specie con ruoli centrali nella rete alimentare
Le reti alimentari influenzano la diversità e il funzionamento degli ecosistemi. La flessione contemporanea delle reti alimentari ha ridotto la complessità della catena alimentare, ma la semplificazione causata dalla passata flessione delle reti alimentari è difficile da ricostruire, dai scarsi dati storici delle interazioni predatore-preda. La ricerca pubblicata su Science (1) offre il quadro più chiaro finora delle conseguenze riverberanti del declino dei mammiferi terrestri sulle reti alimentari negli ultimi 130.000 anni.
Non è affatto un bel quadro.
«Mentre circa il 6% dei mammiferi terrestri si è estinto in quel periodo, stimiamo che oltre il 50% dei collegamenti della rete alimentare dei mammiferi sia scomparso», ha affermato l'ecologo Evan Fricke (2), autore principale dello studio. «E i mammiferi che hanno maggiori probabilità di diminuire, sia in passato che attualmente, sono fondamentali per la complessità della rete alimentare dei mammiferi».
Una rete alimentare (3) contiene tutti i collegamenti tra i predatori e le loro prede in un'area geografica. Le complesse reti alimentari sono importanti per regolare le popolazioni in modi che consentano a più specie di coesistere, sostenendo la biodiversità e la stabilità dell'ecosistema. Ma il declino degli animali può degradare questa complessità, minando la resilienza dell'ecosistema.
Sebbene il declino dei mammiferi sia una caratteristica ben documentata della crisi della biodiversità - con molti mammiferi ora estinti o persistenti in una piccola parte delle loro aree geografiche storiche - non è chiaro quanto queste perdite abbiano degradato le reti alimentari del mondo.
Per capire cosa è stato perso dalle reti alimentari che collegano i mammiferi terrestri, il dottor Evan Fricke ha guidato un team di scienziati di Stati Uniti, Danimarca, Regno Unito e Spagna nell'utilizzo delle ultime tecniche dell'apprendimento automatico (Machine learning) per determinare “chi ha mangiato chi” da 130.000 anni fa ad oggi. Il ricercatore ha condotto lo studio durante una borsa di studio presso la Rice University ed espleta la sua attività scientifica presso il Massachusetts Institute of Technology.
Usando i dati sulle osservazioni moderne delle interazioni predatore-preda, Fricke e colleghi si sono avvalsi del loro algoritmo di apprendimento automatico per riconoscere come i tratti delle specie hanno influenzato la probabilità che una specie preda un'altra. Una volta addestrato, il modello potrebbe prevedere le interazioni predatore-preda tra coppie di specie che non sono state osservate direttamente.
«Attualmente, questo approccio può suggerirci, con una precisione del 90%, chi è il predatore e chi è il predato», ha affermato la dottoressa Lydia Beaudrot (4), ecologa della Rice, autrice senior dello studio. «Questo è meglio di quanto gli approcci precedenti siano stati in grado di fare e ci ha permesso di modellare le interazioni predatore-preda per specie estinte».
La ricerca offre una visione globale senza precedenti della rete alimentare che collegava i mammiferi dell'era glaciale, ha detto Fricke, così come di come sarebbero le reti alimentari oggi se gatti dai denti a sciabola, bradipi giganti, leoni marsupiali e rinoceronti lanosi vagassero ancora insieme ai mammiferi sopravvissuti.
«Sebbene i fossili possano dirci dove e quando hanno vissuto determinate specie, questa modellazione ci offre un quadro più ricco di come queste specie hanno interagito tra loro», ha detto la dottoressa Beaudrot.
Tracciando i cambiamenti nelle reti alimentari nel tempo, l'analisi ha rivelato che esse in tutto il mondo stanno crollando a causa del declino degli animali.
Il dottor Evan Fricke spiega che «La modellazione ha mostrato che le reti alimentari dei mammiferi terrestri si sono degradate molto più di quanto ci si aspetterebbe se specie casuali si fossero estinte. Piuttosto che la resilienza sotto la pressione dell'estinzione, questi risultati mostrano un collasso della rete alimentare al rallentatore causato dalla perdita selettiva di specie con ruoli centrali della rete alimentare».
Lo studio ha anche mostrato che non tutto è perduto. Mentre le estinzioni hanno causato circa la metà del declino della rete alimentare segnalato, il resto derivava da contrazioni negli intervalli geografici delle specie esistenti.
«Ripristinare quelle specie ai loro areali storici ha un grande potenziale per invertire questi declini», ha detto Fricke.
Il ricercatore ha inoltre affermato che gli sforzi per recuperare specie native di predatori o prede, come la reintroduzione della lince in Colorado, del bisonte europeo in Romania e dei pescatori nello stato di Washington, sono importanti per ripristinare la complessità della rete alimentare.
«Quando un animale scompare da un ecosistema, la sua perdita si riverbera attraverso la rete di connessioni che collegano tutte le specie in quell'ecosistema», ha detto Fricke. «Il nostro lavoro presenta nuovi strumenti per misurare ciò che è stato perso, cosa potremmo perdere di più se le specie in via di estinzione si estinguessero e la complessità ecologica che possiamo ripristinare attraverso il recupero delle specie».
I coautori dello studio includono Chia Hsieh e Daniel Gorczynski della Rice, Owen Middleton dell'University of Sussex, Caroline Cappello dell'University of Washington, Oscar Sanisidro dell'University of Alcala´, John Rowan dell'University at Albany e Jens-Christian Svenning della Aarhus University.
La ricerca è stata finanziata dalla Rice University, dalla Villum Foundation (16549) e dall'Independent Research Fund Denmark (0135-00225B).
Hanno collaborato: Evan C. Fricke, Chia Hsieh, Owen Middleton, Daniel Gorczynski, Caroline D. Cappello, Oscar Sanisidro, John Rowan, Jens-Christian Svenning and Lydia Beaudrot.
Situata in un campus boschivo di 300 acri a Houston, la Rice University (5) è costantemente classificata tra le prime 20 università della nazione da US News & World Report. Rice ha scuole molto rispettate di architettura, economia, studi continui, ingegneria, scienze umane, musica, scienze naturali e scienze sociali ed è sede del Baker Institute for Public Policy. Con 4.240 studenti universitari e 3.972 studenti laureati, il rapporto tra studenti universitari e docenti di Rice è di poco inferiore a 6 a 1. Il suo sistema di college residenziali crea comunità affiatate e amicizie per tutta la vita, solo una delle ragioni per cui Rice è classificata al primo posto per molte interazioni razza/classe e al primo posto per qualità della vita dalla Princeton Review. La collegialità è anche valutata come il miglior valore tra le università private dal Personal Finance di Kiplinger.
Riferimenti:
(1) Collapse of terrestrial mammal food webs since the Late Pleistocene
(2) Evan Fricke
(3) Food web
(4) Lydia Beaudrot
(5) Rice University
Descrizione foto: Illustrazione raffigurante tutte le specie di mammiferi che abiteranno la California meridionale (in alto), il Nuovo Galles del Sud, l'Australia (al centro) e la Colombia centrale (in basso) oggi se non per le riduzioni e le estinzioni della gamma legate all'uomo dal tardo Pleistocene ad oggi. - Credit: Oscar Sanisidro/University of Alcala´.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Reconstructing ice age diets reveals unraveling web of life