Come la deriva delle due Americhe illustra il principio biologico della esclusione competitiva

Nella reciproca distribuzione della fauna delle due parti del continente americano, quella settentrionale e quella meridionale, possiamo osservare l’effetto di una legge fondamentale della biogeografia: l’esclusione competitiva, vale a dire il fatto che, quando un ambiente naturale è caratterizzato da una significativa uniformità – il che, a sua volta, produce una forte competizione tra le specie che lo abitano -, non esistono nicchie ecologiche vuote e, pertanto, non può darsi alcun aumento apprezzabile della biodiversità.

Ne avevamo già parlato in un precedente articolo, incentrato sul caso di una felce d’acqua dolce delle isole Galapagos, nell’Oceano Pacifico, al largo del Sud America, appartenente alla specie Azolla (cfr. «La felce d’acqua delle Galapagos mostra che un ambiente uniforme inibisce la divergenza biologica», pubblicato su «Il Corriere delle Regioni» in data 9/11/2015). In parole semplici: se un determinato habitat è molto uniforme, la competitività fra le specie che lo abitano è massima, e questo, contrariamente a quanto si potrebbe supporre, inibisce la biodiversità: infatti, per il principio della "esclusione competitiva", in un ambiente uniforme due o più specie viventi non trovano modo di occupare una medesima nicchia ecologica: una soltanto di esse vi riuscirà, ad esclusione completa di tutte le altre.

Che cos’è, infatti, la biodiversità, se non il risultato della divergenza biologica, ossia di una serie di adattamenti, da parte delle molteplici specie viventi, alle condizioni di vita esistenti in un medesimo ambiente? Tuttavia, se l’ambiente è eccessivamente uniforme — per il clima, la composizione del suolo, l’isolamento geografico, ecc. — bastano pochissime specie ad occupare tutte le nicchie ecologiche potenzialmente disponibili: in pratica, una ed una sola per ciascuna specie. In ambienti particolarmente uniformi, come la taiga siberiana, le specie vegetali — e, conseguentemente, anche quelle animali — sono veramente poche; in un ambiente più vario, come la selva amazzonica, a parità di superficie, esse sono numerosissime e quasi incalcolabili; basti dire che le specie viventi "censite" ufficialmente dalle scienze biologiche sono 1 milione 750.000, mentre quelle realmente esistenti sul nostro pianeta dovrebbero essere, secondo calcoli stimati per eccesso o per difetto, da 3-4 milioni a oltre 110 milioni. (cfr. il nostro precedente articolo: «Difendere le ultime foreste del pianeta per salvare il bene inestimabile della biodiversità», pubblicato sul sito di Arianna Editrice in data 16/04/2009).

Sulla superficie degli stagni interni delle isole Galapagos, vi è spazio per una ed una sola nicchia ecologica: e, infatti, una sola specie di felci acquatiche ha potuto prendervi dimora. Eppure, le testimonianze fossili mostrano che, in passato, era un’altra specie di felci acquatiche, quella che si era stabilita in quella nicchia: una specie scomparsa in seguito al sopraggiungere di una grande siccità, che aveva prosciugato gli stagni stessi. Quando questi ultimi tornarono a riempirsi d’acqua, per effetto delle piogge tropicali, la felce ricomparve, ma non quella originaria, bensì un’altra, giunta, appunto, dopo il prosciugamento degli stagni e la loro successiva rinascita. Non vi è motivo di pensare che la prima specie, così come era stata in grado di raggiungere e popolare le isole in un’epoca anteriore, non vi sia ritornata anche in seguito, trasportata inconsapevolmente da qualche uccello marino, alle cui zampe si attaccarono le spore: ma, a quel punto, la nicchia era già stata occupata dalla specie rivale, ed essa non fu più in grado di riprendere possesso del suo antico habitat. E questo non perché ella non possedesse le caratteristiche idonee a popolare quella specifica nicchia, ma, semplicemente, perché non c’era più posto: esattamente come quando un convitato giunge in ritardo alla festa cui era stato invitato e non trova neppure un posto libero per sedere al tavolo, insieme agli altri.

Ebbene: possiamo osservare gli effetti della "esclusione competitiva" non solo sulle piccole isole oceaniche, le quali presentano — per forza di cose – degli ecosistemi relativamente semplici, in ragione del loro grande isolamento, ma anche sulla scala delle terre più estese, e perfino su quella, veramente grandiosa, di intere masse continentali, con le loro dinamiche ecologiche estremamente complesse e di largo respiro.

Scrive Flavia Pisani nel suo manuale «Il disegno della vita. Corso di biologia» (Torino, Loescher Editore, 1993, pp. 530-532):

«Un grande esperimento di esclusione competitiva è stato realizzato in natura quando due continenti (le due Americhe), rimasti separati per circa 60 milioni di anni, sono venuti nuovamente in contatto.

Al momento della riunificazione, ciascun continente era popolato da una sua fauna particolare, con una storia evolutiva indipendente. La maggior parte delle specie infatti si erano formate durante il lungo periodo in cui i due continenti si trovavano lontanissimi l’uno dal’altro.

Appare quindi sorprendente la straordinaria somiglianza tra certe specie del continente meridionale con altre di quello settentrionale. Quale ne è la causa?

La forma di un animale riflette così strettamente il suo modo di vita che è possibile capire molte cose riguardo alla nicchia che occupa semplicemente osservandone l’aspetto. La presenza di artigli contraddistingue un carnivoro, quella di zoccoli un forte corridore, una zampa con il pollice opponibile un animale capace di arrampicarsi sugli alberi. Due specie che vivono in condizioni fisiche simili sfruttando lo stesso tipo di risorse, vengono plasmate dalla selezione naturale in modo analogo. Quando due animali si somigliano molto, significa quindi che occupano la stessa nicchia ecologica.

Dunque nei due continenti vivevano molte specie di animali specializzati per l’occupazione di nicchie dello stesso tipo.

Quando, 5 milioni di anni fa, i due continenti si ricongiunsero attraverso l’Istmo di Panama, cominciò la migrazione di animali nei due sensi: alcuni dal Sud andarono a "cercare fortuna" al Nord e viceversa. Nel periodo successivo dunque, ogni continente fu invaso da nuove specie in cerca di una nicchia da occupare.

Le due Americhe non erano però terre quasi spopolate da riempire come le isole Galapagos [l’Autrice aveva prima esaminato l’esclusione competitiva in relazione al caso delle felci presenti negli stagni di questo arcipelago], ma terre fittamente abitate le cui specie avevano già attraversato un lungo periodo di competizione per spartirsi le risorse, occupando tutte le nicchie disponibili. In assenza di nicchie vuote, gli immigrati potevano riuscire a conquistarsene una solo scacciandone l’occupante.

Quando l’equilibrio fu di nuovo raggiunto il numero di specie residenti nelle due Americhe risultò complessivamente diminuito, anche se entrambe avevano all’incirca mantenuto il numero di specie che avevano prima dell’invasione. In ogni continente infatti, una parte delle specie locali era stata soppiantata da quelle immigrate, e si era estinta. Ma le specie del Sudamerica e quelle del Nordamerica non avevano avuto pari successo. Parecchie specie provenienti dal continente settentrionale avevano trovato fortuna al Sud ed erano riuscite a sostituire quelle residenti, mentre solo poche di quelle provenienti dal Sudamerica avevano avuto successo nel continente settentrionale. L’America meridionale quindi aveva subito un maggior numero di estinzioni.

La ragione del maggior successo degli animali del Nordamerica va probabilmente ricercata nella diversa storia dei due continenti. In passato il Nordamerica era rimasto per lungo tempo unito con l’enorme massa continentale dell’Eurasia. In questo supercontinente le numerose specie presenti avevano dovuto fronteggiare una competizione assai dura, Le specie del continente sudamericano, rimasto isolato dalle altre terre per un periodo molto più lungo, avevano sperimentato una competizione meno intensa; per questo risultarono più deboli nello scontro.

Le vicende geologiche che hanno continuato a spostare le masse continentali, separandole e riunendole in vario modo, sono state una importante causa di diversificazione della vita e del suo particolare tipo di distribuzione sulla Terra.»

Nel reciproco popolamento delle specie animali e vegetali dal Nord al Sud America, e viceversa, quando un ponte di terraferma si formò tra di essi, si può osservare, quindi, su una scala vastissima, lo stesso fenomeno che, in piccolo, è stato osservato per il popolamento delle isole Galapagos e di altri arcipelaghi ed isole oceaniche: l’esclusione competitiva.

Nella esclusione competitiva, per cui la stessa nicchia ecologica non può tollerare la presenza di più d’una sola specie adatta ad essa, si osserva l’affermazione vittoriosa di quelle specie che sono suscettibili di realizzare il migliore adattamento possibile ad un determinato habitat, nel contesto di un certo ecosistema. Le specie viventi sviluppano l’attitudine all’adattamento proprio attraverso la competizione con le altre specie: ecco perché le specie di animali nordamericani, che avevano duramente lottato per conquistare ciascuna la propria nicchia ecologica, al tempo in cui l’America Settentrionale era unita all’Eurasia, risultarono più competitive di quelle sudamericane, le quali, invece, avevano vissuto in condizioni di isolamento prolungato.

In pratica, la fauna e la flora dell’America Meridionale subirono, in grande stile, lo stesso tipo di assalto che si è ripetuto ogni qualvolta un’isola oceanica è stata invasa da specie provenienti dal continente più vicino, sia in maniera spontanea, sia per azione dell’uomo: quanto più un ecosistema è vissuto isolato, tanto più le sue specie si sono specializzate e fissate in una precisa nicchia ecologica. Ora, è ben vero che queste specie più antiche possiedono un vantaggio formidabile rispetto alle nuove arrivate: il principio della esclusione competitiva non consente che due o tre specie si "spartiscano" un certo territorio, per cui le nuove arrivate non hanno alcuna chance di spodestare quelle già da tempo insediate. Però è altrettanto vero che le specie indigene, per effetto del lungo isolamento, finisco per irrigidirsi in una situazione statica, allentando, per così dire, la guardia. E se accade che le condizioni generali dell’ecosistema siano messe in crisi, anche di poco, da qualche mutamento relativamente rapido (ricordiamo che anche una variazione della temperatura annua di pochissimi gradi centigradi può compromettere la stabilità di un ecosistema), ecco che le specie "troppo" specializzate non riescono a tenere il passo con le mutate condizioni climatiche, fisiche, chimiche, e cominciano, per così dire, ad allentare la presa. A questo punto si apre un varco potenziale nella fissità delle nicchie ecologiche: un varco che dei colonizzatori esterni possono utilizzare per inserirsi vittoriosamente nel nuovo habitat; colonizzatori giunti assolutamente per caso (come i semi di una pianta rimasti attaccati alle zampe di qualche uccello marino; o come un insetto trascinato dalla forza di un ciclone tropicale), i quali, nondimeno, nel giro di pochi anni, possono aprirsi un varco e penetrare nelle rispettive nicchie ecologiche, travolgendo le specie preesistenti, con la stesa facilità con cui la lama d’un coltello si affonda nel burro.

È impressionante vedere, sulle isole oceaniche, come l’arrivo di piante infestanti provenienti dall’esterno possa sconvolgere, nel giro di pochi anni, l’intero aspetto del paesaggio, alterando il manto vegetazionale: le specie indigene, non competitive perché eccessivamente specializzate, soccombono rapidamente davanti ai nuovi arrivati. E quel che accade per le piante, vale anche per gli animali: è sufficiente che alcuni ratti riescano a sbarcare su un’isola, perché le uova di intere specie di uccelli vengano divorate, e quelle specie scompaiano. Le capre, che si arrampicano ovunque, sono le peggiori nemiche della flora indigena delle isole: il danno che possono arrecarle è semplicemente immenso. Possiamo solo immaginare quali immani proporzioni prese un tale fenomeno, allorché l’istmo di Panama ristabilì il contatto fra le due masse del continente americano, prima separate, e le diverse specie viventi ebbero la possibilità di spostarsi liberamente, in entrambi i sensi, dallo Stretto di Bering al Capo Horn, ossia dall’Alaska alla Terra del Fuoco.

Dal punto di vista filosofico, ci sembra molto istruttivo il fatto che la specializzazione sia un grandissimo vantaggio, ma solo finché le condizioni generali di un ambiente rimangono stabili…

Fonte dell'immagine in evidenza: Foto di Vidar Nordli-Mathisen su Unsplash