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ECOSISTEMI/ Quel fatidico bivio fra sopravvivenza ed estinzione

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Nella seconda metà degli anni ’40 del secolo scorso, la popolazione di sardine al largo delle coste californiane e giapponesi crollò drammaticamente. Lo stesso accadde negli anni cinquant’anni dopo per il merluzzo canadese. Questi eventi costituiscono vere e proprie catastrofi ecologiche che, ovviamente, suscitano grande preoccupazione per le ripercussioni ambientali ed economiche che provocano.

Fenomeni di questo tipo sono spesso descritti dagli studiosi con il termine inglese "tipping point", che potremmo tradurre come "punto di svolta". In realtà, questo termine è molto generale e può essere associato allo studio dei fenomeni critici nella fisica e in particolare nella materia condensata. In quel contesto, il "punto di svolta" di un sistema fisico corrisponde a una transizione di fase: un liquido che diventa gas, un magnete che perde un'orientazione privilegiata e diventa paramagnetico, e così via. In ambito matematico, questo punto viene anche chiamato "punto di biforcazione", perché corrisponde a un "bivio" sulla strada che il sistema percorre.

Una domanda interessante, quindi, è se la natura del tipping point che troviamo negli ecosistemi è proprio la stessa del fenomeno osservato in fisica. Quattro ricercatori del MIT di Boston e dell'università di Amsterdam hanno recentemente pubblicato su Science un lavoro che mostra quanto questi due mondi siano vicini.

In generale, il tasso di crescita di una popolazione è massimo a densità intermedie e negativo a densità basse. In altre parole, ad alte densità di popolazione il tasso di crescita è ridotto dalla competizione per le risorse disponibili, mentre a basse densità diventano rilevanti le difficoltà a trovare un compagno o a realizzare comportamenti cooperativi, come per esempio formare un branco per la caccia o difendersi dai predatori. La virtù, insomma, sta nel mezzo.

Studiando colture di lievito a diverse diluizioni, gli autori hanno dapprima misurato la densità critica che separa la stabile sopravvivenza dall'estinzione della popolazione. Questi due punti si avvicinano col crescere della diluizione, fino a toccarsi. Da quel punto in poi, la coltura è talmente diluita che la popolazione non riesce mai ad autosostenersi.



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