Quali specie rischiano di scomparire? La risposta arriva dall’Università di Padova

Capire quali specie rischiano di scomparire da un ecosistema non significa soltanto contare quanti individui sono presenti. A fare la differenza è anche il modo in cui gli organismi si distribuiscono nello spazio e le relazioni che instaurano con le altre specie. È quanto emerge da uno studio guidato dai ricercatori del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Padova, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Ecology & Evolution.

Il gruppo di ricerca ha sviluppato un nuovo modello fisico in grado di stimare il rischio che una specie venga progressivamente soppiantata dalle altre, fino a scomparire da un determinato ambiente. La teoria è stata verificata attraverso i censimenti di tre foreste situate a Panama, in Malaysia e negli Stati Uniti, che documentano la posizione di oltre mezzo milione di alberi appartenenti a più di 500 specie.

Il risultato mette in discussione un’idea apparentemente intuitiva: le specie meno numerose non sono necessariamente quelle più vulnerabili. Anche quando due specie presentano un’abbondanza simile, infatti, il loro rischio di scomparsa può essere molto diverso, a seconda della distribuzione degli individui e del contesto ecologico in cui vivono.

Spazio e biodiversità

Alla base dello studio c’è il fenomeno dell’esclusione competitiva, attraverso il quale una specie può essere progressivamente svantaggiata dalla competizione con altre, fino a scomparire localmente. Valutare questo rischio è complesso, perché richiede normalmente informazioni dettagliate sulla crescita delle popolazioni, sulla loro capacità di diffusione e sulle interazioni tra le diverse specie. Dati che, in ecosistemi caratterizzati da centinaia di specie, sono difficili da raccogliere.

«La rarità è un segnale importante, ma da sola non basta a dirci quanto una specie sia a rischio», spiega Davide Bernardi, primo autore dello studio e ricercatore dell’Università di Padova. La stessa specie, sottolinea, può risultare relativamente protetta in un ambiente ed essere invece più esposta in un altro, in funzione delle specie che la circondano e della loro distribuzione.

Per superare questi limiti, i ricercatori hanno utilizzato gli strumenti della fisica dei sistemi complessi, capaci di descrivere il comportamento complessivo di numerose interazioni senza doverle misurare singolarmente. Il modello introduce un indicatore chiamato «bilancio competitivo», che permette di stimare quanto una specie sia vicina alla soglia oltre la quale rischia di essere esclusa dall’ecosistema.

La verifica è stata condotta sui censimenti completi degli alberi di Barro Colorado Island, a Panama, della riserva di Pasoh, in Malaysia, e di Michigan Big Woods, negli Stati Uniti. I ricercatori hanno utilizzato le informazioni relative a oltre 500 specie e più di mezzo milione di alberi. Le previsioni elaborate su una parte di ciascuna foresta hanno descritto con buona precisione la distribuzione osservata nelle aree rimanenti, confermando l’efficacia del metodo nei contesti analizzati.

Uno strumento per la biodiversità

Uno dei risultati più significativi riguarda le specie che, a parità di abbondanza media, presentano una distribuzione più disomogenea nello spazio. Secondo lo studio, queste tendono a essere maggiormente protette dalla competizione con le altre specie. La disposizione degli alberi, quindi, può contribuire a spiegare perché alcune popolazioni riescano a persistere nel tempo mentre altre risultino più vulnerabili, anche quando il numero di individui è simile.

«La domanda decisiva non è soltanto “quanti individui restano?”, ma “in quale rete di equilibri vivono?”», osserva Amos Maritan, docente del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Ateneo patavino e autore corrispondente della ricerca. La vulnerabilità, in questa prospettiva, non dipende esclusivamente dalle caratteristiche di una singola specie, ma dall’insieme delle relazioni che la legano all’ecosistema.

Il nuovo indicatore non sostituisce gli strumenti attualmente utilizzati per valutare lo stato di conservazione delle specie. Per stabilire il rischio di estinzione restano fondamentali anche fattori come il cambiamento climatico, la perdita di habitat, gli eventi estremi e le fluttuazioni casuali delle popolazioni. Il modello offre tuttavia una possibilità aggiuntiva: analizzare comunità ricche di specie attraverso dati spaziali osservabili, senza dover conoscere nel dettaglio ogni singola interazione biologica.

Le possibili applicazioni riguardano anche lo studio degli effetti delle perturbazioni ambientali e dell’arrivo di specie aliene, che possono alterare gli equilibri esistenti e innescare conseguenze a cascata. Sebbene la teoria sia stata finora sperimentata sulle foreste, la sua struttura potrebbe essere adattata anche ad altri ecosistemi.

Il prossimo obiettivo del gruppo di ricerca è estendere l’approccio alle comunità batteriche, per verificare se gli stessi principi possano descrivere anche gli equilibri tra organismi molto diversi dagli alberi. Un percorso che potrebbe ampliare le possibilità di analisi della biodiversità e contribuire a individuare con maggiore precisione le specie più esposte alla competizione all’interno degli ecosistemi.