Ecologia dell'isola - Island ecology
L' ecologia dell'isola è lo studio degli organismi dell'isola e delle loro interazioni tra loro e con l'ambiente. Le isole rappresentano quasi 1/6 della superficie terrestre totale, tuttavia l'ecologia degli ecosistemi insulari è molto diversa da quella delle comunità continentali. Il loro isolamento e l'elevata disponibilità di nicchie vuoteportano ad una maggiore speciazione . Di conseguenza, gli ecosistemi insulari comprendono il 30% degli hotspot di biodiversità del mondo , il 50% della diversità tropicale marina e alcune delle specie più insolite e rare. Molte specie rimangono ancora sconosciute.
La diversità delle specie sulle isole è fortemente influenzata da attività umane come la deforestazione e l'introduzione di specie esotiche . In risposta, ecologisti e manager stanno rivolgendo l'attenzione alla conservazione e al ripristino delle specie insulari. Poiché sono sistemi semplici, le isole offrono l'opportunità di studiare i processi di estinzione che possono essere estrapolati a ecosistemi più grandi.
Processi ecologici sulle isole
Le isole sono siti interessanti per la ricerca ecologica perché forniscono chiari esempi di evoluzione in atto. Mostrano modelli interessanti di colonizzazione, adattamento e speciazione.
Colonizzazione e insediamento
Le isole sono circondate dall'acqua e possono esistere o meno come parte di una massa continentale continentale. Le isole oceaniche sorgono a causa dell'attività vulcanica o della crescita della barriera corallina e di solito si abbassano nel tempo a causa dell'erosione e del cambiamento del livello del mare. Quando le isole emergono, subiscono il processo di successione ecologica poiché le specie colonizzano l'isola (vedi teoria della biogeografia dell'isola ). Le nuove specie non possono immigrare via terra, e invece devono arrivare via aria, acqua o vento. Di conseguenza, gli organismi con elevate capacità di dispersione , come piante e uccelli, sono molto più comuni sulle isole rispetto a taxa scarsamente disperdenti come i mammiferi. Tuttavia, alcuni mammiferi sono presenti sulle isole, presumibilmente nuotando o cavalcando su "zattere" naturali che vengono spazzate via dalla terraferma.
Delle specie che arrivano, solo alcune saranno in grado di sopravvivere e stabilire popolazioni. Di conseguenza, le isole hanno meno specie degli habitat continentali. Le popolazioni insulari sono piccole e mostrano una bassa variabilità genetica (vedi effetto fondatore ), ma sono isolate dai predatori e dai concorrenti con cui si sono inizialmente evolute. Questo può portare a un processo chiamato rilascio ecologico , in cui una specie viene liberata dalle sue interazioni comunitarie ancestrali e quindi colonizza nuove nicchie.
Adattamento
In risposta a queste mutevoli pressioni ecologiche, le specie insulari possono diventare molto più docili delle loro controparti continentali e possono crescere più grandi (vedi gigantismo insulare ) o più piccole (vedi nanismo insulare ). Alcuni di questi adattamenti unici si riflettono in specie isolane carismatiche come l' ippopotamo malgascio , il drago di Komodo oi mammut pigmei . Sebbene le tartarughe giganti delle Isole Galápagos e delle Seychelles (rispettivamente la tartaruga delle Galápagos e Aldabrachelys ) siano talvolta fornite come esempi di gigantismo insulare, ora si pensa che rappresentino le ultime popolazioni rimaste di tartarughe giganti storicamente diffuse, ovvero il gigantismo è un tratto ancestrale che si verificava in assenza di pressioni selettive insulari. L'insieme delle differenze di morfologia , ecologia , fisiologia e comportamento delle specie insulari rispetto alle loro controparti continentali è chiamato sindrome dell'isola .
Dopo l'immigrazione, gli uccelli e alcuni rettili o mammiferi tendono a diventare più grandi e predatori, mostrando una competizione intraspecifica rilassata . Per i mammiferi, le specie piccole aumenteranno di dimensioni e le specie grandi diminuiranno di dimensioni. Questo è indicato come la "regola dell'isola" ed è suggerito per ridurre al minimo il dispendio energetico.
Altri adattamenti alla vita sulle isole includono un aumento della poichilotermia , un comportamento anti-predatore rilassato e una ridotta selezione sessuale negli animali, la perdita delle difese degli erbivori e una ridotta dispersione nelle piante.
speciazione
La formazione di nuove isole e il loro isolamento dalla terraferma forniscono molte nicchie non occupate a cui le specie possono adattarsi. Poiché l'immigrazione di predatori e concorrenti è limitata, molti organismi sono in grado di persistere in queste nuove nicchie. Ciò si traduce in un'elevata presenza di endemismo , in cui le specie sono uniche per un'area localizzata. Ad esempio, il 50% delle aree endemiche di uccelli si trova sulle isole.
L'endemismo è spesso il risultato di radiazioni adattative . La radiazione adattativa è quando una singola specie colonizza un'area e si diversifica rapidamente per riempire tutte le nicchie disponibili. Un esempio comune è l'assemblaggio di specie di fringuelli documentato da Charles Darwin nelle isole Galapagos . I fringuelli di Darwin hanno mostrato radiazioni adattative sviluppando becchi di diverse dimensioni per sfruttare la diversità dei semi presenti sulle diverse isole.
Poiché le distribuzioni di queste popolazioni sono limitate dai loro habitat insulari, tendono ad avere meno individui rispetto alle loro controparti continentali e una variazione genetica inferiore. Questo, insieme ai fattori comportamentali ed ecologici sopra menzionati, rende le specie insulari più vulnerabili all'estinzione.
Sopravvivenza
La sopravvivenza continua delle specie sulle isole dipende da fattori quali la selezione naturale , la variazione genetica, i disturbi naturali (uragani, eruzioni vulcaniche) e i disturbi causati dall'uomo (specie introdotte, perdita di habitat ). I disturbi causati dall'uomo tendono ad essere la principale causa di mortalità e la comprensione delle cause dell'estinzione facilita gli sforzi di conservazione.
Impatti umani sugli ecosistemi insulari
Il movimento degli umani verso le isole ha portato alla rapida estinzione delle specie autoctone dell'isola sia dalla caccia, dalla distruzione dell'habitat o dalle specie introdotte .
A caccia
Molti grandi animali sulle isole sono stati cacciati fino all'estinzione dagli umani. Un esempio ben noto è il dodo , un tempo trovato sull'isola di Mauritius . Si è evoluto per diventare grande, incapace di volare e docile, e successivamente è stato portato all'estinzione dagli umani e ha introdotto predatori.
Distruzione dell'habitat
L'esaurimento delle risorse naturali può avere effetti drammatici sull'ecologia dell'isola. Sull'isola di Pasqua , l'esaurimento della foresta da parte dell'uomo non solo ha provocato una diffusa perdita di specie, ma anche il crollo della civiltà dell'isola.
Oggi ci sono oltre 500 milioni di persone sulle isole, tutte dipendenti dalle risorse locali direttamente (uso tradizionale) o indirettamente (entrate dell'ecoturismo). La crescita e lo sviluppo della popolazione si traducono in una forte deforestazione , inquinamento e sfruttamento eccessivo . La raccolta eccessiva della fauna oceanica è particolarmente preoccupante poiché i raccolti delle specie ittiche della barriera corallina sono un'importante fonte di cibo per le popolazioni insulari.
Specie introdotte
Gli esseri umani hanno contribuito alla globalizzazione e hanno ridotto l'isolamento effettivo delle comunità insulari, consentendo l'invasione di specie esotiche. Questo può avere un profondo effetto sulle specie autoctone. A Guam , il serpente arboricolo marrone introdotto ha mangiato quasi tutte le specie di vertebrati nativi fino all'estinzione. I cani e i gatti selvatici hanno anche notevolmente ridotto le popolazioni di vertebrati nativi sulle isole, sia attraverso la predazione che le malattie. Gli ungulati introdotti sono un'altra grave minaccia, poiché pascolano sulla vegetazione autoctona e possono distruggere intere foreste. Le erbe esotiche possono competere con le specie autoctone del sottobosco e aumentare il rischio di incendio. Infine, anche gli insetti sociali come le formiche causano grossi problemi.
Il riscaldamento globale
Il riscaldamento globale sta emergendo come una forte causa di perdita di specie sulle isole. Ciò può essere dovuto all'innalzamento del livello del mare , all'intrusione di acqua salata negli habitat di acqua dolce o all'incapacità delle specie di adattarsi all'aumento delle temperature e agli eventi meteorologici estremi. Le specie vegetali sono particolarmente sensibili. In aree più isolate, come le Isole dell'Oceano Meridionale, gli effetti indiretti come le specie invasive e il riscaldamento globale possono svolgere un ruolo maggiore nell'influenzare le popolazioni rispetto allo sfruttamento eccessivo, all'inquinamento e alla perdita di habitat .
Cascate trofiche
Le attività umane e l'introduzione di specie non autoctone spesso causano cascate trofiche , in cui gli effetti diretti su una specie si traducono in effetti indiretti su altre specie nella rete trofica . Un esempio è sull'isola di Santa Cruz delle Isole del Canale della California , dove l' avvelenamento da DDT ha ridotto le popolazioni di aquile calve . Questo, insieme all'abbondanza di maiali selvatici introdotti per la preda, ha permesso alle aquile reali di colonizzare l'isola e sostituire le aquile calve. Tuttavia, le aquile reali mangiavano anche volpi autoctone dell'isola . I livelli di popolazione di volpi sono diminuiti fino all'estinzione, mentre le popolazioni di puzzole sono aumentate a causa della competizione rilassata con le volpi.
Conservazione dell'isola
Conservazione sulle isole
Poiché gli ecosistemi insulari sono autonomi, dovrebbe essere possibile mitigare molte delle minacce alle specie. Ecologisti e manager stanno lavorando insieme per dare priorità alle aree di conservazione e per progettare e attuare rapidamente piani d'azione. Non tutto può essere messo in una riserva, quindi è importante prima compilare le informazioni pertinenti e dare priorità alle aree di interesse. Una volta scelta un'area, i manager devono quindi acquisire la proprietà e ottenere supporto. In questo processo dovrebbero essere coinvolti anche esperti locali e popolazioni indigene. Avere obiettivi chiaramente definiti faciliterà le molte interazioni necessarie tra persone e agenzie. Una volta che una riserva è in atto, i manager possono quindi praticare la gestione adattiva e continuare l'educazione della comunità.
A terra, la conservazione dell'isola si concentra sulla protezione delle specie e del loro habitat. In alcuni casi la conservazione può essere integrata con la produzione agricola. Ad esempio, le piantagioni di acacia koa e i pascoli alberati delle Hawaii sono ecosistemi alterati dall'uomo, ma consentono la connettività tra i frammenti di foresta e quindi mantengono una diversità più elevata rispetto ai pascoli aperti. Altre direzioni includono il ripristino dell'habitat e l'eliminazione dei predatori introdotti, degli ungulati e delle piante esotiche (tramite la caccia, la rimozione o il controllo biologico ).
Negli ecosistemi marini, c'è stata una crescente istituzione di riserve "no-take". Ciò consente il ristabilimento delle specie autoctone e anche l'aumento delle specie raccolte commercialmente. Tuttavia, sia nel sistema terrestre che in quello marino, queste azioni sono costose e non sempre portano ai risultati desiderati. Ad esempio, alcuni non nativi diventano specie chiave di volta e la loro rimozione può causare più danni che benefici all'ecosistema. Per essere più efficaci, i gestori degli ecosistemi insulari dovrebbero condividere informazioni e imparare dagli errori degli altri.
Restauro dell'isola
La conservazione dell'isola tende a concentrarsi sulla conservazione delle singole specie e dei loro habitat. Tuttavia, molti ecologisti avvertono che anche i processi ecologici ed evolutivi dovrebbero essere conservati. La conservazione delle comunità insulari nel loro insieme è strettamente legata al restauro .
Il ripristino attivo sulle isole può essere effettuato sia per le specie animali (traslocazioni, allevamento indotto) che per le specie vegetali (rimboschimento). Creare obiettivi per il ripristino può essere impegnativo perché spesso è impossibile riportare l'ecosistema al suo stato "storico" o "normale", se tale stato può anche essere chiaramente definito. Il restauro non è mai completo, poiché le comunità ecologiche sono sempre in uno stato di cambiamento.
Uso sostenibile
Poiché l'esaurimento delle risorse è un problema importante sulle isole, è necessario tenere conto anche delle esigenze delle popolazioni umane. In molte isole, scienziati e manager stanno studiando le pratiche tradizionali delle popolazioni indigene come potenziali soluzioni di conservazione. In alcuni casi, i sistemi a consumo limitato che servono la comunità possono fornire un'alternativa migliore alle aree protette completamente chiuse, se non ci sono risorse sufficienti per una corretta applicazione. L'istruzione pubblica svolge un ruolo importante.
Guarda anche
- Disturbo (ecologia)
- Biogeografia dell'isola
- Sindrome dell'isola
- Conservazione del rampicante hawaiano
- Mammiferi dei Caraibi
- Dinamica delle patch
- Decadimento a distanza
- Isola del cielo