UN NUOVO MODELLO SCIENTIFICO DEL DIPARTIMENTO DI FISICA E ASTRONOMIA DELL’UNIVERSITÀ DI PADOVA AIUTA A INDIVIDUARE LE SPECIE PIÙ ESPOSTE ALLA COMPETIZIONE E OFFRE STRUMENTI INNOVATIVI PER STUDIARE LA BIODIVERSITÀ. LA CONSERVAZIONE DELLE FORESTE RICHIEDE UNA CONOSCENZA SEMPRE PIÙ APPROFONDITA DELLE RELAZIONI TRA GLI ORGANISMI. PER CAPIRE QUALI SPECIE RISCHIANO DI SCOMPARIRE, INFATTI, È NECESSARIO OSSERVARE DOVE VIVONO GLI INDIVIDUI E QUALI COMUNITÀ VEGETALI LE CIRCONDANO
Una ricerca scientifica che guarda all’ecologia
La ricerca, pubblicata nel 2026 sulla rivista scientifica Nature Ecology & Evolution, propone un metodo per valutare la vulnerabilità delle specie alla competizione con gli altri organismi presenti nello stesso ambiente.
Il lavoro coinvolge anche il National Biodiversity Future Center, l’International Centre for Theoretical Physics di Trieste, l’Università di Losanna, la Princeton University, la Fondazione CMCC e l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne.
Biodiversità forestale: perché la rarità non basta a prevedere il rischio
Quando una specie è poco diffusa, è naturale considerarla più vulnerabile. Tuttavia, il numero degli individui non racconta tutta la storia.
Due specie con un’abbondanza simile infatti possono avere probabilità differenti di persistere nel tempo. A influenzare questa differenza sono anche la distribuzione geografica e le relazioni con le altre specie che ne determinna la biodiversità
Una popolazione può quindi trovarsi in una condizione favorevole in una foresta e risultare più esposta in un’altra. Molto dipende dalla composizione della comunità e da come gli organismi occupano lo spazio.
Un approccio multidifferente allo studio della biodiversità
Davide Bernardi, primo autore dello studio e ricercatore all’Università di Padova, evidenzia proprio questo limite delle valutazioni basate esclusivamente sulla rarità.
La difficoltà, spiega il ricercatore, consiste nel ricostruire le dinamiche di crescita, diffusione e interazione di centinaia di specie che convivono nello stesso ecosistema. Raccogliere tutte queste informazioni è spesso complesso.
Per affrontare il problema, il gruppo ha adottato un approccio diverso. Invece di misurare separatamente ogni interazione ecologica, ha utilizzato gli strumenti della fisica dei sistemi complessi per ricavare indicazioni direttamente dai dati spaziali.
Analisi multidifferente
Il gruppo di ricerca ha sviluppato un indicatore denominato bilancio competitivo. Questo parametro sintetizza i fattori che possono favorire oppure ostacolare la permanenza di una specie in un determinato ambiente.
L’indicatore consente di stimare quanto una popolazione sia vicina a una soglia oltre la quale la competizione potrebbe portarla alla scomparsa locale.
Il metodo parte da informazioni osservabili: il numero degli individui e la loro distribuzione sul territorio. In questo modo, non è necessario conoscere direttamente tutti i parametri che descrivono le interazioni tra le specie.
La novità consiste quindi nel ricavare informazioni sulle dinamiche ecologiche a partire dalla struttura spaziale della comunità.
Le mappe degli alberi possono anche offrire indizi sugli equilibri che regolano la convivenza tra le diverse specie.
Questo approccio può risultare particolarmente utile nelle foreste tropicali e temperate, dove convivono numerose popolazioni e le interazioni sono difficili da descrivere singolarmente.
Oltre mezzo milione di alberi per verificare il modello
Per verificare l’affidabilità delle previsioni, i ricercatori hanno utilizzato i censimenti completi di tre foreste situate in diverse aree del mondo.
L’analisi ha riguardato Barro Colorado Island, a Panama, Pasoh, in Malaysia e Michigan Big Woods, negli Stati Uniti.
I dati comprendono la posizione di oltre 500mila alberi appartenenti a più di cinquecento specie.
I ricercatori hanno utilizzato una parte delle informazioni disponibili per elaborare le previsioni. Successivamente, hanno confrontato i risultati con quelli osservati nelle porzioni rimanenti delle foreste.
Secondo quanto riportato nello studio, il modello ha descritto con buona precisione le osservazioni utilizzate per la verifica.
L’analisi ha inoltre evidenziato un risultato significativo
A parità di abbondanza media, le specie distribuite in maniera più disomogenea nello spazio tendono a risultare meno vulnerabili alla competizione.
La disposizione degli individui può quindi fornire informazioni importanti sulla capacità di una specie di persistere all’interno della comunità forestale.
La distribuzione spaziale come indicatore della biodiversità
Perché la posizione degli alberi dovrebbe influenzare la loro vulnerabilità?
La risposta riguarda l’organizzazione complessiva dell’ecosistema. Una specie non vive isolata, ma condivide risorse e spazio con molte altre popolazioni.
La distribuzione degli individui può riflettere, almeno in parte, il risultato di queste interazioni. Osservare la loro organizzazione permette quindi di ottenere informazioni che il semplice conteggio non è in grado di fornire.
Amos Maritan, docente al Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Padova e autore corrispondente della ricerca, sottolinea l’importanza di considerare la rete di relazioni nella quale ogni specie è inserita.
La fisica dei sistemi complessi consente di tradurre questa rete in un indicatore ottenuto dai dati disponibili. La vulnerabilità, in questa prospettiva, non dipende soltanto dalle caratteristiche di una singola specie, ma anche dall’equilibrio dell’intera comunità.
Come può aiutare la conservazione delle foreste?
Il nuovo indicatore potrebbe affiancare gli strumenti già utilizzati per valutare lo stato delle popolazioni e individuare le priorità di conservazione.
La sua applicazione non sostituisce le analisi tradizionali. Per valutare il rischio di estinzione occorre considerare anche fattori come il cambiamento climatico, la distruzione degli habitat, gli eventi estremi e le oscillazioni casuali delle popolazioni.
Il modello offre però una possibilità aggiuntiva: confrontare la vulnerabilità di numerose specie anche quando non sono disponibili misurazioni dettagliate di tutte le loro interazioni.
In futuro, questo metodo potrebbe essere utilizzato per studiare le conseguenze di diverse perturbazioni ambientali. Potrebbe inoltre aiutare a esplorare gli effetti dell’introduzione di specie aliene e i possibili impatti indiretti sulle altre componenti dell’ecosistema.
Queste applicazioni richiederanno ulteriori verifiche
Il valore della ricerca consiste, per ora, nell’aver individuato un approccio che collega la distribuzione spaziale degli organismi alla loro vulnerabilità ecologica.
La teoria è stata verificata su comunità forestali ma la sua struttura matematica potrebbe essere applicata anche ad altri ecosistemi.
Il gruppo intende ora estendere l’analisi alle comunità batteriche. Lo scopo sarà verificare se lo stesso approccio possa descrivere gli equilibri tra organismi molto diversi dagli alberi.
Se confermato in ulteriori contesti, il metodo potrebbe contribuire a comprendere meglio le dinamiche di comunità biologiche complesse.
Riferimenti scientifici
2026 – Davide Bernardi, Giorgio Nicoletti, Prajwal Padmanabha, Samir Suweis, Sandro Azaele, Simon A. Levin, Andrea Rinaldo e Amos Maritan.
DOI: Dispersal diversity buffers species vulnerability to local extinction
