Individuati gli indicatori sentinella per prevedere il collasso degli ecosistemi naturali

Studio dei ricercatori dell’Università di Pisa sulle foreste di alghe dell’isola di Capraia

[10 luglio 2015]

Foresta alghe Capraia 1

«Prevedere il collasso di un ecosistema naturale individuando gli indicatori sentinella che ne determinano la crisi», è il tema centrale dello studio “Experimental Perturbations Modify the Performance of Early Warning Indicators of Regime Shift” pubblicato su Current Biology da un team di ricercatori del dipartimento di biologia dell’università di Pisa: Lisandro Benedetti-Cecchi, Laura Tamburello, Elena Maggi e Fabio Bulleri. Una  ricerca è durata sette anni, che ha preso in esame le foreste di alghe dell’isola di Capraia nell’Arcipelago Toscano. E che è la prima sperimentazione di questa portata , per testare il modello teorico e i relativi indicatori, che avviene in condizioni naturali.

In una nota l’università di Pisa evidenzia che «I ricercatori sono partiti dall’ipotesi che gli ecosistemi naturali seguono le stesse regole di altri sistemi complessi, come ad esempio i mercati finanziari o le reti neurali e che dunque le dinamiche che provocano ad esempio la perdita della biodiversità sono paragonabili a quelle che causano un’improvvisa crisi dei mercati oppure l’insorgenza di attacchi epilettici. In particolare, in ambito ecologico, la preoccupazione è che la continua antropizzazione della biosfera possa portare molti ecosistemi naturali vicino al collasso e che l’intero pianeta possa di fatto avvicinarsi ad una soglia critica di transizione. Ma l’avvicinarsi di una crisi può essere però prevista da due indicatori: la varianza, cioè l’aumento nel tempo della ampiezza delle fluttuazioni, e l’autocorrelazione, ovvero la gradualità con cui il sistema varia».

Lisandro Benedetti-Cecchi  spiega: «Di fatto abbiamo studiato una vera e propria foresta in miniatura l’alga bruna arborescente Cystoseira amentacea forma lo strato elevato, con una chioma di 30-40 cm di altezza, e ad essa corrisponde un ‘sottobosco’ che favorisce la vita di numerose specie, come alghe più piccole e invertebrati quali spugne, idroidi o briozoi. Lo strato arborescente però è sensibile all’inquinamento e la sua riduzione apre la strada alla colonizzazione dei “feltri algali” costituiti per lo più da alghe filamentose che creano un ecosistema alternativo caratterizzato da minore biodiversità”».

L’esperimento capraiese dei biologi dell’ateneo pisano ha in pratica «indotto una riduzione controllata della biomassa diCystoseira amentacea in aree circoscritte costituite da quadrati di 50 cm di lato dislocati sulla battigia, fino ad indurre la transizione allo stato dominato dai feltri algali, misurandone l’avanzamento nel corso degli anni».

I quattro ricercatori italiani concludono: «Abbiamo potuto evidenziare la diversa sensibilità degli indicatori in funzione del grado di variabilità interna al sistema: l’autocorrelazione è risultata più efficace in condizioni di moderate fluttuazioni indotte da mareggiate e eventi estremi di essiccamento. La varianza, invece, è risultata l’indicatore più efficace in condizioni di elevate fluttuazioni, anch’esse indotte sperimentalmente attraverso la rimozione di quantità contenute di biomassa».