Ruolo delle specie chiave di volta in un ecosistema

Una specie chiave di volta è un organismo che aiuta a definire un intero ecosistema . Senza la sua specie chiave di volta, l’ecosistema sarebbe radicalmente diverso o cesserebbe di esistere del tutto.

Le specie Keystone hanno una bassa ridondanza funzionale. Ciò significa che se la specie dovesse scomparire dall’ecosistema, nessun’altra specie sarebbe in grado di riempire la sua nicchia ecologica. L’ecosistema sarebbe costretto a cambiare radicalmente, consentendo a specie nuove e possibilmente invasive di popolare l’habitat.

Qualsiasi organismo, dalle piante ai funghi, può essere una specie chiave di volta; non sono sempre le specie più grandi o più abbondanti in un ecosistema. Tuttavia, quasi tutti gli esempi di specie chiave di volta sono animali che hanno un’enorme influenza sulle reti alimentari. Il modo in cui questi animali influenzano le reti alimentari varia da habitat a habitat.

Carnivori, Erbivori e Mutualisti

Predatori

Una chiave di volta la specie è spesso, ma non sempre, un predatore. Solo pochi predatori possono controllare la distribuzione e la popolazione di un gran numero di specie di prede.

L’intero concetto di specie chiave di volta è stato fondato sulla ricerca sull’influenza di un predatore marino sul suo ambiente. La ricerca del professore americano di zoologia Robert T. Paine ha dimostrato che la rimozione di una singola specie, la stella marina Pisaster ochraceus, da una pianura di marea sull’isola di Tatoosh nello stato americano di Washington, ha avuto un enorme effetto sull’ecosistema. Pisaster ochraceus, comunemente noto come stelle marine viola, sono uno dei principali predatori di cozze e cirripedi sull’isola di Tatoosh. Con le stelle marine scomparse, le cozze hanno preso il controllo dell’area e hanno spiazzato altre specie, comprese le alghe bentoniche che sostenevano le comunità di lumache di mare, patelle e bivalvi. una specie chiave di volta, la biodiversità della pianura di marea è stata dimezzata in un anno.

Un altro esempio di un predatore che agisce come una specie di chiave di volta è la presenza di lupi grigi nel Greater Yellowstone Ecosystem. The Greater Yellowstone Ecosystem ( GYE) è un enorme e diversificato ecosistema temperato che si estende attraverso i confini degli stati americani di Montana, Wyoming e Idaho. Il GYE comprende bacini geotermici attivi, montagne, foreste, prati e fre habitat di shwater.

Le specie di alci, bisonti, conigli e uccelli nell’ecosistema Greater Yellowstone sono almeno in parte controllate dalla presenza di lupi. Il comportamento alimentare di queste specie di prede, così come il luogo in cui scelgono di fare i loro nidi e le loro tane, sono in gran parte una reazione all’attività del lupo. Anche le specie scavenger, come gli avvoltoi, sono controllate dall’attività del lupo.

Quando il governo degli Stati Uniti designò la terra per il Parco Nazionale di Yellowstone alla fine del XIX secolo, centinaia di lupi vagarono per il GYE, predando principalmente abbondanti mandrie di alci e bisonti. Temendo l’impatto dei lupi su quelle mandrie, così come sul bestiame locale, i governi a livello locale, statale e federale hanno lavorato per sradicare i lupi dal GYE. Gli ultimi cuccioli di lupo rimasti a Yellowstone furono uccisi nel 1924.

Ciò diede inizio a una cascata trofica dall’alto verso il basso nel Greater Yellowstone Ecosystem. Una cascata trofica descrive i cambiamenti in un ecosistema dovuti all’aggiunta o alla rimozione di un predatore. Una cascata trofica dall’alto verso il basso descrive i cambiamenti che derivano dalla rimozione del principale predatore di un ecosistema. (Una cascata trofica dal basso verso l’alto descrive i cambiamenti che derivano dalla rimozione di un produttore o consumatore primario.)

In mancanza di un predatore all’apice, le popolazioni di alci a Yellowstone sono esplose. Le mandrie di alci gareggiavano per le risorse alimentari e piante come erbe, carici e canne non avevano né il tempo né lo spazio per crescere. Il pascolo eccessivo ha influenzato le popolazioni di altre specie, come pesci, castori e uccelli canori. Questi animali fanno affidamento sulle piante e sui loro prodotti – radici, fiori, legno, semi – per sopravvivere.

La geografia fisica del Greater Yellowstone Ecosystem è stata anche influenzata dalla perdita di lupi e dal conseguente sovrasfruttamento degli alci. Gli argini dei corsi d’acqua sono stati erosi poiché le piante delle zone umide non sono riuscite ad ancorare suolo e sedimenti preziosi. Le temperature dei laghi e dei fiumi sono aumentate poiché alberi e arbusti non sono riusciti a fornire aree ombreggiate.

A partire dagli anni ’90, il governo degli Stati Uniti ha iniziato a reintrodurre i lupi nel Greater Yellowstone Ecosystem. I risultati sono stati notevoli. Le popolazioni di alci si sono ridotte, l’altezza dei salici è aumentata e le popolazioni di castori e uccelli canori si sono riprese.

Erbivori

Anche gli erbivori possono essere specie chiave di volta. Il loro consumo di piante aiuta a controllare gli aspetti fisici e biologici di un ecosistema.

Nelle savane africane come le pianure del Serengeti in Tanzania, gli elefanti sono una specie chiave di volta. Gli elefanti mangiano arbusti e piccoli alberi, come l’acacia, che crescono nella savana. Anche se un albero di acacia raggiunge un’altezza di un metro o più, gli elefanti sono in grado di abbatterlo e sradicarlo.Questo comportamento alimentare mantiene la savana una prateria e non una foresta o un bosco.

Con gli elefanti per controllare la popolazione degli alberi, le erbe prosperano e sostengono animali al pascolo come antilopi, gnu e zebre. Animali più piccoli come topi e toporagni sono in grado di scavare nel terreno caldo e asciutto di una savana. Predatori come leoni e iene dipendono dalla savana per la preda.

Mutualisti Keystone

Mutualisti Keystone sono due o più specie che si impegnano in interazioni reciprocamente vantaggiose. Un cambiamento in una specie avrebbe un impatto sull’altra e cambierebbe l’intero ecosistema. I mutualisti chiave di volta sono spesso impollinatori, come le api. Gli impollinatori spesso mantengono il flusso genico e la dispersione negli ecosistemi diffusi.

Nelle praterie boscose della Patagonia (all’estremità meridionale del Sud America) una specie di colibrì e piante autoctone agiscono insieme come mutualisti chiave di volta. Alberi, arbusti e piante da fiore locali si sono evoluti per essere impollinati solo da Sephanoides sephanoides, un colibrì noto come la corona di fuoco dal dorso verde. Petardi dal dorso verde impollinano il 20% delle specie vegetali locali. A loro volta, queste piante forniscono il nettare zuccherino che costituisce la maggior parte della dieta del colibrì.

Le tasche dell’habitat esistente della Patagonia collasserebbero senza le corone di fuoco dal dorso verde, perché la loro ridondanza funzionale è quasi zero: nessun altro impollinatore si è adattato per impollinare queste piante.

Altri organismi cruciali per Ecosistemi

Oltre alle specie chiave di volta, ci sono altre categorie di organismi cruciali per la sopravvivenza dei loro ecosistemi.

Specie ombrellone

Le specie ombrello sono spesso confuse con specie chiave di volta. Entrambi i termini descrivono una singola specie da cui dipendono molte altre specie. La distinzione chiave tra specie ombrello e specie chiave di volta è che il valore di un specie di ombrelli è legata alla sua gamma di specie geografiche.

Le specie di ombrelli hanno grandi esigenze di habitat e i requisiti di quell’habitat hanno un impatto su molte altre specie che vi abitano. La maggior parte delle specie di ombrelli è migratrice e la loro gamma può includere habitat diversi tipi.

L’identificazione di una specie ombrello può essere un aspetto importante ct di conservazione. La gamma minima di specie di una specie di ombrello è spesso la base per stabilire le dimensioni di un’area protetta.

La tigre siberiana, una specie in via di estinzione, è una specie di ombrello con una gamma di oltre 1.000 chilometri (620 miglia) nell’estremo oriente della Russia, con territorio che si estende in Cina e Corea del Nord. La gamma di specie comprende ecosistemi densamente boscosi nei biomi temperati e boreali (subartici). Popolazioni di cervi, cinghiali e alci sono sotto l’ombrello nevoso della gamma delle tigri siberiane.

Specie di fondazione

Gioco di specie di base un ruolo importante nella creazione o nel mantenimento di un habitat.

I coralli sono un esempio chiave di una specie di fondazione in molte isole dell’Oceano Pacifico meridionale. Questi piccoli animali crescono come una colonia di migliaia e persino milioni di singoli polipi . Gli esoscheletri rocciosi di questi polipi creano enormi strutture intorno alle isole: le barriere coralline.

Le barriere coralline sono uno degli ecosistemi più vivaci e biologicamente diversi del pianeta. Plancton microscopico, così come crostacei, molluschi, spugne , pesci, rettili marini e mammiferi fanno tutti parte di ecosistemi di barriera corallina sani.

Anche gli ecosistemi di barriera corallina contribuiscono alla geografia umana di una regione. Colpiti dalle onde e dalle correnti oceaniche, gli esoscheletri dei coralli possono subire la bioerosione Questi frammenti erosi di corallo (insieme a frammenti ossei di organismi come s foraminiferi, molluschi e crostacei) creano una sabbia soffice nota come sabbia corallina. Le spiagge di sabbia corallina sono tra le destinazioni turistiche più popolari al mondo.

Ingegneri dell’ecosistema

Come le specie di fondazione, gli ingegneri dell’ecosistema contribuiscono alla geografia fisica del loro habitat. Gli ingegneri dell’ecosistema modificano, creano e mantengono gli habitat.

Gli ingegneri dell’ecosistema modificano i propri habitat attraverso la propria biologia o modificando fisicamente i fattori biotici e abiotici nell’ambiente.

Gli ingegneri autogeni modificano il loro ambiente modificando la propria biologia. I coralli e gli alberi sono ingegneri autogeni. Man mano che crescono, sono una parte viva dell’ambiente, fornendo cibo e riparo ad altri organismi. (Gli esoscheletri duri lasciati mentre i coralli muoiono, continuano a definire e modificare l’ecosistema.)

Gli ingegneri allogenici cambiano fisicamente il loro ambiente da uno stato all’altro. I castori sono un classico esempio di ingegneri allogenici. I castori aiutano a mantenere gli ecosistemi boschivi diradando gli alberi più vecchi e permettendo ai giovani alberelli di crescere. La conversione di questi alberi in legname per dighe altera radicalmente i prati boschivi e i torrenti, trasformandoli in habitat di zone umide.

Le specie invasive sono spesso ingegneri dell’ecosistema.In mancanza di predatori naturali o fattori abiotici per vincolarli, queste specie introdotte modificano l’ambiente esistente in modi che inibiscono la crescita dell’ecosistema indigeno.

Kudzu, la cosiddetta “vite che mangiava il sud”, è una specie di pianta invasiva che ha modificato l’ambiente degli Stati Uniti sudorientali. Kudzu supera regolarmente le specie autoctone per spazio e sostanze nutritive. Mentre si affolla specie autoctone, kudzu limita gli impollinatori, gli insetti e le specie di uccelli che popolano un’area.

Specie indicatore

Una specie indicatore descrive una organismo molto sensibile ai cambiamenti ambientali nel suo ecosistema. Le specie indicatore sono quasi immediatamente influenzate dai cambiamenti nell’ecosistema e possono dare un allarme tempestivo che un habitat sta soffrendo.

Cambiamenti associati a influenze esterne come l’inquinamento dell’acqua , l’inquinamento atmosferico o il cambiamento climatico compaiono per la prima volta nelle specie indicatore. Per questo motivo, le specie indicatore sono talvolta note come “specie sentinella”.

Nell’estuario della nazione della baia di Chesapeake, le ostriche sono un indicatore Le ostriche e altri bivalvi sono filtri alimentatori, nel senso che filtrano w ater mentre lo filtrano per le particelle di cibo. Le ostriche filtrano i nutrienti, i sedimenti e le sostanze inquinanti che entrano nella baia attraverso fonti naturali o antropiche. I letti di ostriche aiutano a proteggere la pesca, gli habitat costieri e persino gli ecosistemi bentonici. La salute delle popolazioni di ostriche nel Chesapeake, quindi, viene utilizzata per indicare la salute dell’intero ecosistema.

Specie ammiraglia

Un fiore all’occhiello la specie funge da simbolo per un habitat, un movimento, una campagna o un problema ambientale. Possono essere mascotte di interi ecosistemi.

L’identificazione di una specie di punta si basa in gran parte sul valore sociale, culturale ed economico di una specie. Sono spesso “megafauna carismatica”, grandi animali con un fascino popolare per il loro aspetto o significato culturale. Le specie di nave ammiraglia possono o meno essere specie chiave di volta o indicatore.

Le specie di nave ammiraglia a volte possono essere simboli di idee generali sulla conservazione, non rappresentanti di ecosistemi specifici. Tuttavia, problemi specifici sono spesso associati a un animale specifico. Il movimento per porre fine alla caccia alla foca nell’Artico ha trovato la sua specie di punta nella foca arpa giovanile. Gli orsi polari sono le specie di punta incontrastate associate al clima cambiare.