sabato 12 febbraio 2011

Biodiversità e adattamenti, la lotta costante per il cibo e lo spazio - Carnevale della biodiversita' 2 di 6


"Se una soluzione e' stupida ma funziona non e' poi tanto stupida.." Ignoto

12 Febbraio 2011, Charles Darwin e' nato esattamente 202 anni fa.

E a me non sembra vero che siano gia' passati due mesi dalla prima edizione del Carnevale, il tempo vola davvero quando ti stai divertendo.

Nel precedente articolo avevamo dato uno sguardo alla biodiversita' in generale e ai suoi diversi significati.
Contemporaneamente mi ero anche reso conto dello spessore degli articoli redatti dagli altri blog che partecipano all'iniziativa (qui in una recensione sul blog L'Orologiaio Miope). Come se non bastasse altri due blog altrettanto interessanti hanno aderito all'iniziativa a partire da questa seconda edizione..

Insomma, la competizione e' alta e io non ho mai reso bene sotto lo stress della competizione.

Non sono l'unico a essere stressato dalla competizione, si potrebbe dire che anche in natura esistono sostanzialmente due modi di rapportarsi alla competizione: o la si perde o la si vince.
La realta' pero' e', come al solito, molto piu' complessa di cosi'. Proviamo insieme a vedere se si puo' riuscire a darne un quadro completo ma ancora capibile..




L'adattamento e' quel processo per cui gli esseri viventi diventano in grado di vivere meglio nel proprio habitat ed e' uno dei due processi (assieme alla speciazione) che modellano il numero di specie che possiamo osservare.
L'adattamento non va confuso pero' con la fitness di una specie in quanto esistono casi di specie perfettamente adattate che hanno una bassa fitness, per cui essere adattati non vuol dire automaticamente sopravvivere nella lotta evolutiva.
Non va nemmeno interpretato erroneamente in senso Lamarckiano come un vero e proprio adattamento all'ambiente, solo pochissimi animali sono in grado di modificare il proprio corpo durante l'ontogenesi per adattarlo all'ambiente. Piuttosto l'adattamento e' il risultato dell'azione di selezione naturale sui prodotti delle mutazioni casuali ed e' questa selezione che elimina le forme "meno adatte".

Ma come funziona l'adattamento? Qual'e' il meccanismo tramite il quale gli animali si adattano e quali sono le forze naturali che li costringono a farlo?

Immaginiamo un pesce primordiale. Il suo ambiente acquatico e' ricco di cibo (da trovare e mangiare) ma anche di predatori (da evitare), di altri pesci competitori (su cui prevalere, se possibile) e soggetto a un gran numero di cambiamenti.

Una buona difesa potrebbe essere quella di avere spine o di una corazza che renda il lavoro del predatore piu' difficile ma altrettanto valido potrebbe essere un buon mimetismo, degli occhi capaci di individuare il predatore in tempo, migliori capacita' di nuoto per la fuga etc etc.
Similmente potrebbe essere vantaggioso sviluppare denti in grado di rompere le conchiglie dei molluschi, oppure denti per la predazione di altri pesci, oppure ancora un'apparato boccale per filtrare il plankton dall'acqua..

Avete capito dove voglio andare a parare? E' ragionevole supporre che, a parita' di condizioni iniziali, tutte queste soluzioni siano ugualmente efficaci. Quindi sara' il variare stesso delle condizioni ambientali e della biodiversita' locale che fungera' da filtro di selezione per quali adattamenti saranno davvero efficaci.
Facendo una fotografia della situazione attuale dovremmo pertanto vedere una molteplicita' di forme di adattamento diverse, alcune simili ed altre profondamente divergenti, sviluppate secondo le costrizioni dell'ambiente e delle interazioni con gli altri organismi. E cosi' e'.

Il particolare sistema di sopravvivenza dei Notothenioidei, basato su proteine che inibiscono la crescita dei cristalli di ghiaccio nel loro sangue, gli permette di sopravvivere nelle fredde (-1,9 gradi celsius) acque degli oceani Antartici. Non ci sara' molto cibo ma di sicuro c'e' poca concorrenza visto che la biomassa di questi pesci raggiunge anche il 95% del totale.
Un tale adattamento e' utile soltanto nel momento in cui esiste un ambiente con caratteristiche tali per cui un adattamento speciale e' veramente necessario. Una specializzazione cosi' spinta sarebbe infatti inutile in tutti gli altri ambienti.
Il "pesce di ghiaccio" esempio di adattamento ad ambienti con condizioni estreme.



Modifiche corporee per adattarsi all'ambiente dunque ma anche per riprodursi, nuotare o nutrirsi in maniera piu' efficiente. E' il caso della filtrazione per esempio, sviluppata indipendentemente da diverse classi di pesci per poter "raccogliere" la risorsa del plankton, abbondante ma non di facile accesso.
Pesci spatola, uno degli esempi piu' estremi di filtratori di plankton nelle acque dolci

Similmente la capacita' di mimetizzarsi con l'ambiente circostante (o in alternativa di essere ben evidenti per segnalare un pericolo) dara' vantaggi sia nella difesa che nella predazione.


Un cavaluccio marino "dragone foglia", esempio classico delle capacita' mimetiche nei pesci (foto peace-on-earth.org)


Da queste esempi cosa possiamo dedurre? Che e' confermato che uno dei motori fondamentali dell'evoluzione (e di conseguenza della biodiversita') e' la conquista di nuove nicchie e la competizione per il cibo e la riproduzione.
Questo e' confermato dal record fossile che ci presenta un'immagine di grandi radiazioni avvenute proprio nei momenti in cui, per via di estinzioni di massa, nuovi territori erano tornati disponibili alla conquista. In scala temporale molto piu' ristretta e' anche quello che vediamo ai giorni nostri: ambienti ad elevata diversita' di habitat ospitano un numero di specie piu' ampio rispetto ad ambienti monotoni (anche se forse la temperatura gioca un ruolo non trascurabile).

I lettori piu' attenti a questo punto avranno cominciato a ragionare su un'ulteriore questione: la competizione per cibo e spazio dovrebbe favorire solo le specie meglio adattate e specializzate, perche' dunque non vediamo soltanto poche forme, quelle vincitrici di questa competizione? In altre parole perche' la biodiversita' e' grande invece che molto limitata?

La risposta, forse, e' da ricercare nella flessibilita'.
Come me, anche la maggior parte degli organismi non ama la competizione. Se nella stessa zona coesistono due specie di pesci che si nutrono della stessa risorsa e' facile che una delle due sia meglio adattata e quindi tenda a prevaricare sull'altra. Ma per fortuna la natura non e' un ring dove o si vince o si perde.
La soluzione maggiormente adottata e' quella di evitare la competizione estrema e mantenere una certa flessibilita' che sia verso l'ambiente o verso l'interazione con altre specie. Chi non lo fa generalmente si lega indissolubilmente ad un dato ambiente (p.es. i pesci ciechi nelle grotte) o ad una data risorsa ambientale (p.es. i pesci specializzati a nutrirsi dei polipi del corallo) e in tal modo lega anche il proprio successo e la propria sopravvivenza.

In tal senso forme di specializzazione ed adattamento non sono da considerare come espedienti per aumentare la competizione a proprio vantaggio.
All'opposto sono metodi che tendono a diminuire la competizione in quanto forme specializzate tendono ad avere minori sovrapposizioni delle rispettive nicchie.

Spesso le soluzioni piu' efficaci sono anche quelle piu' semplici e cosa c'e' di piu' semplice di evitare gli scontri? Una forma estrema di questo principio e' riscontrabile nei laghi boreali dove la diversita' di specie e' bassa.
In questi luoghi la competizione interspecifica e' molto limitata ma quella intraspecifica puo' essere elevatissima. Come evitare il problema?



Salmerini artici provenienti dallo stesso lago. Stesso patrimonio genetico ma forme profondamente diverse a seconda della nicchia occupata (foto JEB)


Basta avere abbastanza plasticita' (e i salmonidi ne hanno) da sviluppare forme differentemente adattate. Queste forme non sono solo separate nello spazio, occupando habitat diversi all'interno dello stesso lago, ma si differenziano anche per comportamento, per dieta e per riproduzione. Un'ottima alternativa ad avere una popolazione di individui malnutriti che si combattono tra di loro.


Ecco la soluzione elegante che la natura impiega per massimizzare la colonizzazione e la biodiversita'. Piuttosto di avere poche forme e farle morire in una lotta continua tra di loro, preferisce distribuirle su piu' livelli trofici possibile, su piu' habitat possibili, in modo che tutti possano prosperare.


Non me ne vogliate quindi se cerco di copiare questa soluzione, lo trovo un buon modo per sopravvivere alla concorrenza..


Potete trovare le recensioni degli altri articoli e i link ai rispettivi blog nelle pagine di Leucophaea, l'interessante blog di Marco F.

1 comments:

ezhan ha detto...
Questo commento è stato eliminato da un amministratore del blog.

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