Che cos'è la biodiversità? I tre livelli
Biodiversità significa la varietà degli esseri viventi a ogni livello della vita. La parola è stata resa famosa dallo scienziato Edward Wilson.
- Diversità genetica: varietà di geni dentro una sola specie. L'India ha più di 50.000 varietà di riso e circa 1.000 di mango. La pianta medicinale Rauwolfia vomitoria produce quantità diverse del farmaco reserpina in luoghi diversi.
- Diversità di specie: il numero di specie diverse. I Ghati occidentali hanno più specie di anfibi dei Ghati orientali.
- Diversità ecologica: varietà di ecosistemi: deserti, foreste pluviali, mangrovie, barriere coralline, zone umide, estuari e praterie alpine. L'India ne ha molti più di un paese come la Norvegia.
Quante specie ci sono?
Finora sono state descritte circa 1,5 milioni di specie, ma gli scienziati stimano che il totale possa essere intorno a 7 milioni. Più del 70% delle specie registrate sono animali, e gli insetti sono il gruppo più grande. L'India ha solo il 2,4% delle terre emerse del mondo ma circa l'8% delle sue specie, quindi è uno dei 12 paesi megadiversi.
Schemi della biodiversità
Gradiente latitudinale
La diversità diminuisce andando dall'equatore verso i poli. La Colombia, vicina all'equatore, ha circa 1.400 specie di uccelli; la Groenlandia, all'estremo nord, circa 56. La foresta amazzonica ha la vita più ricca della Terra.
Perché i tropici sono più ricchi: (1) per milioni di anni non sono stati disturbati dalle glaciazioni, quindi le specie hanno avuto molto tempo per formarsi; (2) il clima è stabile e prevedibile, quindi le specie possono specializzarsi; (3) più luce solare tutto l'anno significa più produttività.
Relazione specie-area
L'esploratore Alexander von Humboldt notò che il numero di specie cresce con l'area esplorata, ma solo fino a un certo punto. Su un grafico log-log è una retta:
log S = log C + Z log A
S = ricchezza di specie, A = area, Z = pendenza (coefficiente di regressione), C = intercetta sull'asse Y. Per piccole regioni Z vale circa 0.1–0.2, qualunque sia il gruppo o il luogo. Per aree molto grandi come interi continenti Z è più ripida, circa 0.6–1.2.
Perché la biodiversità è importante
Stabilità e produttività
Esperimenti di campo a lungo termine (David Tilman) hanno mostrato che i terreni con più specie variavano meno da un anno all'altro nella biomassa totale ed erano più produttivi. Un ecosistema ricco è più stabile.
Ipotesi dei rivetti
Paul Ehrlich ha paragonato un ecosistema a un aereo e le specie ai suoi rivetti. Perdere pochi rivetti può non contare, ma perderne molti, o uno fondamentale (una specie chiave sull'"ala"), può far crollare tutto il sistema.
Perché dovrebbe importarci?
- Utilità stretta: vantaggi diretti come cibo, fibre, legna, medicine (più del 25% dei farmaci viene dalle piante), coloranti e resine. Cercare in natura molecole utili si chiama bioprospezione.
- Utilità ampia: servizi degli ecosistemi come l'ossigeno delle foreste, l'impollinazione fatta da api e uccelli, acqua pulita, suolo fertile e la semplice bellezza e gioia.
- Etica: ogni specie ha il diritto di esistere; condividiamo il pianeta e dobbiamo lasciarlo in buone condizioni.
Perdita di biodiversità: il quartetto malvagio
La IUCN ha registrato circa 784 estinzioni negli ultimi 500 anni, come il dodo (Mauritius), il quagga (Africa), il tilacino (Australia) e la ritina di Steller (Russia). Oggi il ritmo è stimato da 100 a 1.000 volte più veloce di quello naturale, soprattutto per colpa degli esseri umani: si parla di sesta estinzione di massa.
La perdita di specie riduce la produzione vegetale, abbassa la resistenza a siccità e parassiti e rende meno stabili processi come l'uso dell'acqua e i cicli delle malattie.
Quattro cause (quartetto malvagio)
- Perdita e frammentazione dell'habitat: la causa più grande. Le foreste pluviali tropicali un tempo coprivano circa il 14% delle terre emerse, ora circa il 6%. Quando un grande habitat viene tagliato in pezzi piccoli, gli animali che hanno bisogno di grandi spazi (grandi felini, uccelli migratori) diminuiscono.
- Sfruttamento eccessivo: prendere troppo. La ritina di Steller e il piccione migratore sono stati cacciati fino a sparire. Molti pesci marini sono pescati troppo.
- Invasione di specie aliene: il pesce persico del Nilo introdotto nel lago Vittoria ha eliminato più di 200 specie di ciclidi. L'erba carota (Parthenium), la Lantana e il giacinto d'acqua danneggiano gli ecosistemi indiani. Il pesce gatto africano Clarias gariepinus minaccia i pesci gatto locali.
- Co-estinzione: quando una specie si estingue, muoiono anche le specie che dipendono da lei, come i parassiti di un ospite, o una pianta e il suo unico impollinatore.
Specie in pericolo e Red Data Book
L'Unione Internazionale per la Conservazione della Natura (IUCN) tiene la Lista Rossa, stampata la prima volta come Red Data Book. Registra quanto ogni specie è vicina all'estinzione.
| Categoria | Significato in parole semplici |
|---|---|
| Minima preoccupazione (LC) | Comune, ora non a rischio |
| Quasi minacciata (NT) | Potrebbe presto diventare minacciata |
| Vulnerabile (VU) | Rischio alto in natura |
| In pericolo (EN) | Rischio molto alto |
| In pericolo critico (CR) | Rischio altissimo |
| Estinta in natura (EW) | Vive solo in zoo o allevamenti |
| Estinta (EX) | Nessun individuo rimasto da nessuna parte |
VU, EN e CR insieme si chiamano minacciate. Esempi indiani: la tigre e il delfino del Gange sono in pericolo; l'otarda indiana e il gaviale sono in pericolo critico. Il Red Data Book aiuta a pianificare la protezione, a diffondere consapevolezza e a trovare le specie che hanno bisogno di aiuto urgente.
Conservazione: in situ ed ex situ
La conservazione in situ (sul posto) protegge le specie nella loro casa naturale, insieme a tutto l'ecosistema. È il modo migliore perché la specie mantiene i suoi legami naturali. Esempi: hotspot, aree protette, boschi sacri.
La conservazione ex situ (fuori dal posto) protegge le specie fuori dal loro ambiente, e si usa quando una specie è così minacciata da aver bisogno di cure speciali:
- Parchi zoologici, orti botanici, parchi safari.
- Riproduzione in cattività e rilascio (per esempio avvoltoi e gaviali in India).
- Crioconservazione: conservare i gameti di specie minacciate a temperatura bassissima (−196 °C in azoto liquido) così restano vivi a lungo.
- Banche dei semi per colture e semi selvatici, coltura di tessuti vegetali e fecondazione in vitro.
Anche i paesi lavorano insieme: il Vertice della Terra (Rio de Janeiro, 1992) ha creato la Convenzione sulla Diversità Biologica, e il Vertice mondiale sullo sviluppo sostenibile (Johannesburg, 2002) ha fissato un obiettivo per ridurre il ritmo della perdita.
Hotspot di biodiversità
Un hotspot è una regione con (1) un numero altissimo di specie, (2) molte specie endemiche (che non si trovano altrove) e (3) una forte minaccia, avendo perso gran parte della copertura vegetale originale. L'idea è di Norman Myers.
All'inizio furono indicati 25 hotspot; poi ne sono stati aggiunti altri fino a 34 (oggi circa 36). Insieme coprono meno del 2% delle terre emerse ma ospitano una grandissima parte di tutte le specie. Proteggerli bene potrebbe ridurre il ritmo attuale di estinzione fino al 30%.
Hotspot che toccano l'India: Ghati occidentali e Sri Lanka, Indo-Birmania e l'Himalaya (le isole Nicobare rientrano nell'hotspot della Sonda).
Aree protette: parchi nazionali, santuari, riserve della biosfera, siti Ramsar
- Parco nazionale: riservato solo alla fauna selvatica. Diritti privati, pascolo, agricoltura e taglio degli alberi non sono permessi. Esempi: Jim Corbett (Uttarakhand, il primo, 1936), Kaziranga (Assam), Gir (Gujarat).
- Santuario della fauna selvatica: protegge gli animali, ma alcune attività umane come raccogliere legna o prodotti della foresta possono essere permesse se non danneggiano la fauna. Esempi: Bharatpur (Keoladeo) era un santuario degli uccelli prima di diventare parco nazionale; Periyar (Kerala).
- Riserva della biosfera: una grande area per proteggere l'intero ecosistema e sostenere la popolazione locale. Ha tre zone: nucleo (nessuna attività umana), cuscinetto (ricerca, educazione, uso limitato) e transizione (villaggi, agricoltura, turismo). Esempi: Nilgiri, Sundarbans, Nanda Devi, Golfo di Mannar. L'India ne ha 18.
- Sito Ramsar: una zona umida di importanza internazionale secondo la Convenzione di Ramsar (Iran, 1971). Le zone umide puliscono l'acqua, controllano le piene e ospitano uccelli migratori. Esempi indiani: lago Chilika (Odisha), Keoladeo (Rajasthan), lago Loktak (Manipur), lago Wular (Jammu e Kashmir), lago Sambhar (Rajasthan). L'India ha più di 85 siti Ramsar e il numero continua a crescere.
L'India ha oltre 100 parchi nazionali e più di 550 santuari della fauna selvatica.
Boschi sacri
I boschi sacri sono macchie di foresta che le comunità locali proteggono per credenze religiose o culturali. Lì nessuno taglia alberi né caccia, quindi funzionano da rifugi sicuri per molte piante e animali rari ed endemici.
Esempi: le colline Khasi e Jaintia del Meghalaya, le colline Aravalli del Rajasthan, i Ghati occidentali in Karnataka e Maharashtra, e Sarguja, Chanda e Bastar in Madhya Pradesh e Chhattisgarh. In Meghalaya alcuni boschi sacri sono l'ultimo rifugio di molte piante rare. Mostrano che le tradizioni delle comunità possono essere strumenti potenti di conservazione.
Cosa chiede l'esame
Domande comuni: spiega la relazione specie-area e scrivi l'equazione; dai i motivi della maggiore diversità ai tropici; spiega l'ipotesi dei rivetti; elenca e spiega il quartetto malvagio con esempi; definisci gli hotspot e nomina quelli dell'India; distingui in situ ed ex situ, e parco nazionale, santuario e riserva della biosfera; cosa sono i boschi sacri; cos'è il Red Data Book. Brevi domande a caso spesso descrivono una specie aliena o un impollinatore perso e chiedono di indicare la causa.
Formule e definizioni chiave
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Esempi svolti
1. Per un gruppo di piante, C = 20 e Z = 0.2. Quante specie ci si aspetta in un'area di 100.000 m² (log 100.000 = 5)?
log S = log 20 + 0.2 × 5 = 1.301 + 1 = 2.301. S = 10^2.301 ≈ 200 specie.
2. Con Z = 0.2, se l'area diventa 32 volte più grande, di quanto cresce il numero di specie?
S ∝ A^Z, quindi S cresce di 32^0.2 = 2 volte (perché 2⁵ = 32). Un'area 32 volte più grande fa solo raddoppiare le specie.
3. Un'isola di 10 km² ha 40 specie di lucertole. Con Z = 0.3, stima le specie su un'isola di 1.000 km².
Rapporto delle aree = 100. S₂ = 40 × 100^0.3 = 40 × 10^0.6 ≈ 40 × 3.98 ≈ 159 specie, circa 160.
4. Indica la causa di perdita in ogni caso: (a) il pesce persico del Nilo nel lago Vittoria, (b) un parassita muore quando il suo pesce ospite si estingue, (c) il piccione migratore cacciato fino a sparire, (d) una foresta tagliata per un'autostrada.
(a) Invasione di specie aliene, (b) co-estinzione, (c) sfruttamento eccessivo, (d) perdita e frammentazione dell'habitat.
5. I numeri in natura di una specie calano tanto che sopravvive solo negli zoo. In quale categoria della Lista Rossa è? È "minacciata"?
Estinta in natura (EW). Va oltre le tre categorie minacciate (VU, EN, CR); restano solo popolazioni ex situ.
6. Classifica come in situ o ex situ: Parco nazionale di Kaziranga, banca dei semi, bosco sacro in Meghalaya, sperma crioconservato di un cervo raro, sito Ramsar di Chilika.
In situ: Kaziranga, bosco sacro, Chilika. Ex situ: banca dei semi, sperma crioconservato.
7. Un contadino vuole far pascolare il bestiame e raccogliere legna vicino a una foresta protetta. Dove si può fare ciascuna cosa: nucleo di un parco nazionale, santuario, zona di transizione di una riserva della biosfera?
Parco nazionale: nessuna delle due è permessa. Santuario: raccogliere legna può essere permesso se non danneggia la fauna; il pascolo di solito è limitato. Zona di transizione della biosfera: sì, qui le persone vivono e usano la terra in modo sostenibile.
Errori comuni
- Dire che "hotspot" significa solo molte specie. Servono anche alto endemismo e alta minaccia.
- Confondere parco nazionale e santuario: un parco nazionale non permette alcun uso umano; un santuario può permetterne alcuni.
- Pensare che Z sia uguale per piccole regioni e continenti. Vale circa 0.1–0.2 per le piccole regioni e 0.6–1.2 per interi continenti.
- Chiamare in situ gli zoo e le banche dei semi. Sono ex situ perché la specie è tenuta fuori dal suo ambiente naturale.