Misurare la biodiversità

biodiversità. La parola evoca lo splendore di una grande foresta, o la brulicante ricchezza dell'oceano, ed è semplicemente definita come la varietà di organismi in un ecosistema di interesse. Per proteggere la biodiversità, gli scienziati devono essere in grado di misurarla. Ciò significa capire quante specie diverse vivono insieme in un determinato spazio. Qual è un modo conveniente per contare le specie?

Cercare di contare tutto in un intero ecosistema sarebbe impossibile, quindi gli scienziati utilizzano uno strumento chiamato quadrat, che è un fotogramma di dimensioni fisse posizionato in modo casuale nell'ambiente in cui effettuare il conteggio. Dopo aver catalogato le specie e gli individui trovati in questa piccola sezione, il processo viene ripetuto, posizionando più quadrati in modo casuale o, in alternativa, in posizioni prestabilite lungo una linea che attraversa l'ambiente, denominata transetto.

Per poi stimare il numero totale di specie in un'area, vengono utilizzate le curve di accumulo delle specie. Se il numero cumulativo di specie trovate in un quadrato viene confrontato con il numero di quadrati campionati, emergerà una curva. Ad esempio, in questo set di dati, quando sono stati studiati quattro quadrati, si è scoperto che c'erano 10 specie uniche. Sei contenevano 17 e così via. L'asintoto di questo tipo di curva rappresenta una stima del numero di specie supportate da un ambiente. In questo caso, si tratta di circa 30. Ma mentre misurare la diversità in un singolo sito è incredibilmente utile, confrontare i siti su un'area più ampia può darci un'indicazione ancora più ampia della diversità.

Nel 1972, l'ecologo Robert Whittaker descrisse tre principali tipi di biodiversità, alfa, beta e gamma. La diversità alfa si riferisce semplicemente al numero di specie in un'area ed è spesso indicata come ricchezza di specie. Ad esempio, in questo sito ci sono sette specie diverse, quindi il punteggio alfa è sette. Un secondo sito, il sito B, ha cinque specie e un terzo, il sito C, ne ha sette. Ma confrontando i siti, possiamo determinare quella che viene chiamata la diversità beta, la somma delle specie uniche di ogni area. Quindi, se confrontiamo il sito A con il sito B, vediamo tre specie in comune tra i due. Contando le specie rimanenti, scopriamo che sono sei. Ciò significa che esiste una diversità beta tra il sito A e il sito B di sei. I siti A e C hanno anche tre specie in comune, lasciandone otto uniche. Si tratta di una diversità beta di otto. I siti B e C hanno due specie comuni tra loro, o un valore di diversità beta di otto. Infine, la diversità gamma è il numero di specie diverse in tutti i siti combinati. In questo esempio, c'è una diversità gamma di 12. Quindi, per riassumere i tre tipi di biodiversità, possiamo guardarli in questo modo, alfa, beta e gamma. Oltre a registrare la diversità, gli scienziati fanno spesso riferimento all'uniformità delle specie, ovvero al numero di individui di ciascun tipo presenti. Ad esempio, questi due siti hanno la stessa ricchezza, o diversità alfa, poiché entrambi hanno sette specie. Ma il sito A è relativamente invaso da conigli con un basso numero di altre specie, mentre il sito B ha una distribuzione abbastanza uniforme delle specie, quindi si ritiene che abbia una maggiore uniformità rispetto al sito A. Gli scienziati generalmente consideravano gli ecosistemi con maggiore ricchezza e uniformità, cioè molte specie uniformemente distribuite, come i più sani. Gli habitat disturbati, spesso a causa delle azioni dell'uomo, come l'agricoltura o l'inquinamento, hanno spesso scarsa ricchezza e uniformità. Essere in grado di confrontare i siti è fondamentale perché consente ai ricercatori di determinare la salute relativa degli ecosistemi.
In questo laboratorio, effettuerai campionamenti in quadrato e transetto in tre diversi siti ambientali, oltre a effettuare una simulazione di laboratorio, per poi analizzare i dati raccolti per descrivere la biodiversità osservata.