Differenze tra reti alimentari verdi e blu

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Diagramma della rete alimentare: la rete alimentare di una comunità di specie osDiagramma della rete alimentare: la rete alimentare di una comunità di specie osservata localmente può essere dedotta dalle relazioni di predazione scientificamente note tra le diverse specie.

Le reti alimentari terrestri e acquatiche non rispondono allo stesso modo ai cambiamenti ambientali. La comprensione di queste differenze è fondamentale per identificare le specie importanti per un ecosistema e per proteggere efficacemente la biodiversità. Lo dimostra uno studio condotto dagli istituti di ricerca Eawag e WSL e pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications.

La biodiversità non è solo la somma di tutte le specie presenti, ma piuttosto il risultato delle interazioni tra le specie. La forma più elementare di interazione è la relazione predatoria. Se si mettono insieme tutte le relazioni predatorie tra le specie di un ecosistema, si ottiene una rete più o meno fitta e complessa, chiamata rete alimentare. Osservando gli ecosistemi terrestri (verde) e acquatici (blu), si notano differenze significative tra le reti alimentari. Infatti, le comunità di specie che vivono in un fiume non sono le stesse che vivono in un prato. "A prima vista, questa scoperta sembra banale", afferma Florian Altermatt, professore di ecologia acquatica all’Università di Zurigo e capogruppo dell’Eawag. "In effetti, finora sapevamo molto poco sulla composizione delle reti alimentari verdi e blu, sulle loro diverse strutture e sulle differenze nelle loro risposte all’uso del suolo e alle influenze climatiche". Finora gli studi sulla rete alimentare si sono limitati a un sito specifico o a una specifica specie vegetale o animale; non sono state effettuate analisi su larga scala di una moltitudine di specie.

Il professor Altermatt e il borsista post-dottorato dell’Eawag Hsi-Cheng Ho hanno cercato di colmare questa lacuna collaborando con i ricercatori dell’Istituto di ricerca sulle foreste, la neve e il paesaggio (WSL), del Politecnico di Zurigo, dell’Università di Berna e dell’Università di Zurigo. Nell’ambito dell’iniziativa di ricerca Blue-Green Biodiversity, hanno iniziato a studiare un’area ampia e continua - la superficie della Svizzera - per analizzare la formazione delle reti alimentari verdi e blu e il loro sviluppo in risposta alle influenze climatiche e umane.

Questo studio completo si è basato sui dati dei programmi di monitoraggio della biodiversità della Confederazione svizzera, del Centro svizzero per la mappatura della fauna "Info Fauna" e dell’Eawag. Questi dati documentano la presenza di varie specie animali e vegetali in quasi 1000 siti rappresentativi in tutta la Svizzera. Sulla base delle specie presenti, sono state dedotte le possibili interazioni e sono state ricostruite le potenziali reti alimentari. Per metà di questi siti, i ricercatori hanno studiato le reti alimentari terrestri formate da piante, farfalle, cavallette e uccelli, e per l’altra metà le reti alimentari acquatiche composte da pesci, insetti acquatici e altri invertebrati acquatici. In primo luogo, gli scienziati hanno analizzato la composizione di ciascuna rete alimentare sulla base di criteri predefiniti. Ad esempio, qual è il numero totale di connessioni, cioè di relazioni predatorie, sono uniformi o, come gli hotspot, sono presenti solo in alcune comunità di specie.

In una fase successiva, per ogni sito sono stati determinati l’uso del suolo dominante - tra cui la silvicoltura e l’agricoltura - e l’altitudine. "L’altitudine e i cambiamenti climatici hanno un effetto simile sulle reti alimentari perché entrambi i fattori influenzano la presenza delle specie attraverso la temperatura. L’altitudine può quindi, tenendo conto di diversi altri fattori, essere considerata rappresentativa del potenziale del cambiamento climatico", spiega Hsi-Cheng Ho. Infine, i ricercatori hanno confrontato tutte le reti alimentari in base all’uso del suolo e all’altitudine, cioè al clima.

Il confronto mostra che le caratteristiche strutturali delle reti alimentari verdi e blu sono fondamentalmente diverse e che reagiscono in modo diverso anche ai cambiamenti di uso del suolo e all’altitudine. "Nelle reti alimentari verdi, osserviamo, ad esempio, che più bassa è l’altitudine, e quindi più alta è la temperatura, meno sono le nicchie alimentari", aggiunge il ricercatore post-dottorato. Gli specialisti con uno spettro alimentare ristretto, come i bruchi di farfalla che si nutrono di una particolare pianta, dovrebbero quindi avere difficoltà in un clima più caldo. È interessante notare", continua Hsi-Cheng Ho, "che le reti alimentari blu si comportano esattamente al contrario. Per restare a questa caratteristica, più il sito è profondo, più le nicchie alimentari si moltiplicano. Quindi, per le reti alimentari acquatiche, l’aumento delle temperature implica altri cambiamenti". Alcuni specialisti di queste reti potrebbero trarre vantaggio dall’aumento delle temperature.

Questi risultati gettano nuova luce sulle misure di protezione della biodiversità. Secondo Florian Altermatt, la conservazione del maggior numero di specie possibile, obiettivo della maggior parte degli sforzi compiuti finora, potrebbe non essere l’approccio più efficace. "È fondamentale iniziare a proteggere le specie importanti per la rete alimentare. Lo paragona a un orologio: "Si possono togliere alcuni ingranaggi e l’orologio continua a funzionare. Ma altri sono essenziali per il funzionamento dell’orologio. Per scoprire quali ingranaggi, e quindi quali specie, sono indispensabili, è necessario conoscere il piano di costruzione e la logica del movimento, cioè la rete alimentare. Il lavoro di Hsi-Cheng Ho, Florian Altermatt e dei loro colleghi ne ha gettato le basi.

Il progetto di ricerca "Blue and green food webs respondly different to elevation and land use" è un contributo all’iniziativa di ricerca Blue-Green Biodiversity, una collaborazione tra Eawag e WSL sulla biodiversità all’interfaccia tra ecosistemi acquatici e terrestri. L’iniziativa è finanziata dal Consiglio dei PF.

Ho, H.; Brodersen, J.; Gossner, M.M.; Graham, C.H.; Kaeser, S.; Reji Chacko, M.; Seehausen, O.; Zimmermann, N.E.; Pellissier, L.; Altermatt, F., 2022: Le reti alimentari blu e verdi rispondono in modo diverso all’altitudine e all’uso del suolo. Nature Communications, 13, 1: 6415 (12 pp.). doi: 10.1038/s41467’022 -34132-9

Il WSL e la SLF mettono a disposizione gratuitamente il materiale fotografico per l’illustrazione di articoli di stampa relativi a questo comunicato. L’importazione di queste immagini in banche dati fotografiche e la loro vendita a terzi è severamente vietata.