Scopri i segreti dell’abbondanza delle specie

Nel corso degli anni, le osservazioni globali della biodiversità hanno rivelato un modello potenzialmente coerente che indica quante specie sono comuni, estremamente rare o si collocano a metà strada.

Le osservazioni naturali effettuate nel corso di un secolo hanno rivelato uno schema coerente… Classificare Abbondanza: sebbene la maggior parte delle specie siano rare, in gran parte non lo sono, e alcune sono molto comuni. Le cosiddette distribuzioni dell’abbondanza globale delle specie sono diventate completamente scoperte per alcuni gruppi di specie ben monitorate, come gli uccelli.

Per quanto riguarda altri gruppi di specie, come gli insetti, il velo resta in parte sollevato. Questi sono i risultati di un team internazionale di ricercatori guidati dal Centro tedesco per la ricerca integrativa sulla biodiversità (iDiv), dall’Università Martin Luther Halle-Wittenberg (MLU) e dall’Università della Florida (UF), pubblicati sulla rivista Ecologia ed evoluzione della natura. Lo studio mostra quanto sia importante monitorare la biodiversità per scoprire l’abbondanza di specie sulla Terra e capire come stanno cambiando.

“Chi può spiegare perché una specie ha un areale così vasto ed è così numerosa, e perché un’altra specie simile ha un areale ristretto ed è rara?” Questa domanda fu posta da Charles Darwin nel suo rivoluzionario libro L’origine delle specie, pubblicato più di 150 anni fa. Una sfida correlata è comprendere il numero di specie comuni (multiple) e il numero di specie rare, che è chiamata distribuzione dell’abbondanza globale delle specie (gSAD).

Tigre (Bardos della Tigre) È una specie da rara a media. Credito: Corey Callahan

Nel secolo scorso sono stati proposti due modelli principali di gSAD: R.A. Fisher, statistico e biologo, ha proposto che la maggior parte delle specie sono molto rare e che il numero di specie sta diminuendo rispetto a quelle più comuni (il cosiddetto modello delle serie log ). D’altro canto, F. W. Preston, ingegnere ed ecologista, sosteneva che solo poche specie sono in realtà molto rare e che la maggior parte delle specie ha un livello medio di comunanza (il cosiddetto modello lognormale). Tuttavia, fino ad ora, nonostante decenni di ricerca, gli scienziati non conoscevano un modello che descrivesse il vero gSAD del pianeta.

Risolvere questo problema richiede enormi quantità di dati. Gli autori dello studio hanno utilizzato i dati del Global Biodiversity Information Facility (GBIF) e hanno scaricato dati che rappresentano oltre 1 miliardo di osservazioni di specie in natura dal 1900 al 2019.

“Il database GBIF è una grande risorsa per tutti i tipi di ricerca legata alla biodiversità, soprattutto perché riunisce i dati raccolti da scienziati professionisti e cittadini di tutto il mondo”, afferma il primo autore, il dottor Corey Callahan. Ha iniziato a studiare mentre lavorava presso iDiv e MLU e ora lavora presso UF.

La distribuzione dell’abbondanza globale delle specie (gSAD) è stata completamente rivelata per gli uccelli e mostra un modello potenzialmente globale: ci sono alcune specie molto rare come il pappagallo appeso dello Sri Lanka, molte specie rare come l’astore settentrionale e alcune specie comuni come il passero domestico. Questo modello fu proposto per la prima volta da F. W. Preston nel 1948. Fonte: Gabriel Rada (illustrazione), Corey Callahan (foto)

Callahan e i suoi colleghi ricercatori hanno diviso i dati scaricati in 39 gruppi di specie, ad esempio uccelli, insetti o mammiferi. Per ciascuno di essi è stata compilata la distribuzione globale dell’abbondanza delle specie (gSAD).

I ricercatori hanno scoperto un modello potenzialmente globale, che emerge una volta che la distribuzione dell’abbondanza delle specie viene completamente rivelata: la maggior parte delle specie sono rare ma non molto rare, e solo poche specie sono molto comuni, come ci si aspetterebbe in un modello lognormale. Tuttavia, i ricercatori hanno anche scoperto che il velo è stato completamente sollevato solo per alcuni gruppi di specie, come le cicadee e gli uccelli. Per tutti gli altri gruppi di specie i dati non sono ancora sufficienti.

“Se non disponi di dati sufficienti, è come se la maggior parte delle specie fosse troppo rara”, afferma il ricercatore capo, il professor Henrique Pereira, capo del gruppo di ricerca presso iDiv e MLU. “Ma aggiungendo sempre più osservazioni, il quadro cambia. Inizi a vedere che ci sono, in effetti, più specie rare che molto rare. Puoi vedere questo cambiamento per le cicadee e gli uccelli quando confronti le osservazioni delle specie dal 1900, quando i dati erano disponibili Meno, con le osservazioni sulle specie più complete di cui disponiamo oggi. È notevole: possiamo vedere chiaramente il fenomeno della rivelazione dell’intera distribuzione delle abbondanze delle specie, come previsto da Preston diversi decenni fa, ma solo ora dimostrato su scala di l’intero pianeta.

“Sebbene effettuiamo osservazioni da decenni, abbiamo scoperto solo pochi gruppi di specie”, afferma Callahan. “Abbiamo ancora molta strada da fare. Ma il Global Biodiversity Information Facility e la condivisione dei dati rappresentano davvero, per me, il futuro della ricerca e del monitoraggio della biodiversità.”

I risultati del nuovo studio consentono agli scienziati di valutare la misura in cui i gSAD vengono rilevati per diversi gruppi di specie. Ciò consente di rispondere a un’altra domanda di ricerca di lunga data: quante specie ci sono? Questo studio ha rilevato che mentre quasi tutte le specie sono state riconosciute per alcuni gruppi come gli uccelli, questo non è il caso per altri taxa come insetti e uccelli. Cefalopodi.

I ricercatori ritengono che le loro scoperte possano aiutare a rispondere alla domanda di Darwin sul perché alcune specie sono rare e altre comuni. Il modello globale che hanno trovato può indicare meccanismi ecologici o evolutivi generali che governano la prevalenza e la rarità delle specie.

Con l’incremento della ricerca, gli esseri umani continuano ad alterare la superficie del pianeta e l’abbondanza delle specie, ad esempio rendendo le specie comuni meno comuni. Ciò complica il compito dei ricercatori: devono capire non solo come l’abbondanza delle specie si evolve naturalmente, ma anche come gli impatti umani modificano questi modelli simultaneamente. Potrebbe esserci ancora molta strada da fare prima che la domanda di Darwin trovi una risposta definitiva.

Riferimento: “Uncovering Global Species Abundance Distributions” di Corey T. Callahan, Luis Borda de Agua, Roel van Klink, Roberto Rosi e Henrique M. Pereira, 4 settembre 2023, Ecologia ed evoluzione della natura.
doi: 10.1038/s41559-023-02173-y