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Dalle praterie ai microbi: quali ecosistemi mostrano una sorprendente stabilità?
In ecologia, la stabilità di un ecosistema si riferisce alla sua capacità di tornare rapidamente al suo stato di equilibrio quando si trova ad affrontare delle perturbazioni, o resilienza. A differenza della stabilità della comunità, la stabilità ecologica adotta una visione più olistica delle prestazioni dell'intero ecosistema e può essere stabile per alcune caratteristiche e instabile per altre. La letteratura scientifica ha dimostrato che gli ecosistemi stabili si possono trovare ovunque in natura; le comunità microbiche e vegetali delle praterie sono quelle più studiate.
Non tutte le comunità o gli ecosistemi sono stabili e spesso devono affrontare cambiamenti e sfide inaspettate.
Il concetto di stabilità si è gradualmente formato all'inizio del XX secolo e l'ambito di utilizzo di questo termine ha continuato ad ampliarsi con il progresso dell'ecologia teorica. Per chiarire il significato di questo termine, molti scienziati hanno proposto di sostituirlo con termini più specifici, come costanza, resilienza e persistenza. Tuttavia, tali cambiamenti hanno anche reso più vago il concetto di stabilità ecologica, dando origine a circa 70 definizioni e concetti diversi.
Analisi di stabilità
Quando l'abbondanza delle specie viene gestita tramite un sistema di equazioni, è comune testarne la stabilità linearizzando il sistema. Questo approccio deriva dall'analisi della stabilità utilizzata da Robert May negli anni '70, che esplora la relazione tra diversità e stabilità attraverso la matrice jacobiana.
Il criterio di stabilità di May implica che la stabilità dinamica è vincolata dalla diversità e che il rigore di questo vincolo è correlato all'ampiezza delle fluttuazioni dell'interazione.
Tipo di stabilità
Le caratteristiche di stabilità variano nel tempo: alcuni sistemi rimangono costanti oppure presentano cambiamenti ciclici. Queste tendenze possono essere suddivise in diversi tipi, tra cui stabilità dinamica, stabilità locale e stabilità globale.
Stabilità dinamica
La stabilità dinamica si riferisce alla stabilità di un sistema nel tempo. Una base importante per valutare la stabilità è se il sistema riesce a tornare al suo stato originale in caso di piccole perturbazioni. Un punto stabile significa che piccole perturbazioni verranno soppresse, mentre una piccola perturbazione può essere amplificata ed è considerata instabile. La stabilità locale sottolinea la stabilità del sistema in un breve periodo di tempo, mentre la stabilità globale implica la stabilità dell'intero ecosistema.
Resistenza e inerzia
La resistenza si riferisce alla resistenza del sistema alle influenze esterne, mentre l'inerzia si riferisce alla capacità del sistema di rimanere stabile dopo perturbazioni esterne. Secondo E.C. Pielou, il tempo necessario affinché gli ecosistemi maturi si stabiliscano implica che i cambiamenti degli ecosistemi tendono a essere lenti e che solitamente non si adattano immediatamente ai rapidi cambiamenti climatici.
Stabilità e diversità
La relazione tra stabilità e diversità è stata ampiamente studiata. La diversità migliora la stabilità degli ecosistemi di fronte alle perturbazioni ambientali e i suoi effetti possono essere osservati a livello genetico, di comunità e di paesaggio. Alcuni studi dimostrano addirittura che la diversità delle comunità microbiche può presentare diverse stabilità in diversi ambienti.
Contesto storicoIl termine ecologia fu coniato per la prima volta da Ernst Haeckel nel 1866. Nei decenni successivi, molti scienziati hanno condotto ricerche approfondite sulla struttura e la diversità degli ecosistemi, formando un ricco background teorico.
Ancora oggi la stabilità degli ecosistemi rimane un importante argomento di ricerca e gli scienziati continuano a sollevare nuove questioni per esplorare nuovi fenomeni ecologici. In definitiva, non possiamo fare a meno di chiederci: quanto stabili possono rimanere i nostri ecosistemi di fronte a un ambiente in continuo cambiamento?
