La comunità ecologica

Abbiamo visto nella pagina precedente che gli individui di ciascuna specie che vivono in una certa area geografica costituiscono una popolazione. L'insieme delle popolazioni di specie diverse che vivono contemporaneamente in un determinato biotopo (territorio) e che stabiliscono rapporti reciproci in un dato momento formano una comunità ecologica o biocenosi (βίος “vita” e κοινός “comune”).
Per esempio, la biocenosi del suolo comprende, i batteri, i lombrichi, i funghi, le radici delle piante, gli insetti che vivono nel terreno; una biocenosi marina può essere rappresentata dalla barriera corallina, con alghe, pesci, madrepore, ofiure, polpi, coralli.

Struttura di una comunità

La struttura di una comunità dipende dalla combinazione dei seguenti fattori.

• Interazioni tra clima e topografia del territorio.
• Composizione delle specie nel territorio.
• Dimensioni delle diverse popolazioni in un determinato territorio.
• Risorse disponibili.
• Rapporti interspecifici e intraspecifici.
• Biodiversità della comunità.
• Stabilità intesa come capacità di resistere ai cambiamenti.

Nella comunità sono presenti specie dominanti, quelle che prevalgono sulle altre per numero e dimensioni, e specie caratteristiche, che vivono esclusivamente in una particolare comunità e sono associate alle specie dominanti.
Per esempio, in una pineta la specie dominante è il pino, mentre una specie caratteristica e la processionaria, la cui larva si nutre di aghi di pino.

La comunità è anche influenzata dal tipo di ambiente. I principali fatti sono: la temperatura, la quantità di acqua disponibile, il tipo di suolo e la luce.

Habitat

All'interno di una comunità, ogni singola specie occupa un determinato ambiente, detto habitat.
L'habitat è “l'indirizzo”, lo spazio fisico - inteso come lo spazio che la specie occupa all'interno delle relazioni presenti nell'ambiente - in cui vive un determinato organismo o una precisa specie (il prato dove vive la lepre, lo stagno per la tartaruga, ecc.).

L'habitat delle diverse specie di organismi può essere più o meno vasto, nel senso che può estendersi ad un intero ecosistema, come una foresta temperata in cui vive un capriolo, oppure essere costituito da una piccola parte di un ecosistema, come per esempio dalle sole foglie di un certo tipo di pianta.

I fattori che distinguono i diversi habitat sono la temperatura, la pressione, l'umidità, l'altitudine o la profondità, la salinità, i componenti  chimici presenti, ecc.

L'habitat si differenzia dal biotopo perché è più specifico, riferendosi al luogo dove vive una determinata specie, mentre il biotopo è più generale e comprende l'ambiente abiotico che ospita una comunità.

Nicchia ecologica

Ogni specie occupa una ben definita nicchia ecologica, che rappresenta il ruolo, la “professione”, che essa svolge all'interno della comunità e dell'habitat in cui vive, instaurando rapporti con l'habitat stesso e con le altre specie che lo occupano.
Occorre distinguere tra nicchia realizzata che è il ruolo effettivamente occupato nell'habitat e nicchia fondamentale che è quella teorica se non ci fossero competitori.
Poiché la funzione principale di un organismo riguarda l'utilizzo dell'energia, la nicchia ecologica è definita primariamente dal tipo di alimentazione o il modo in cui si nutre, cioè se è un erbivoro, un carnivoro, un parassita, se compie la fotosintesi, ecc. Comprende anche le specie con le quali un certo organismo è in competizione, i suoi comportamenti e le sue interazioni con altre specie, ma anche i fattori fisici dell'ambiente necessari per la sopravvivenza: l'intervallo di temperatura, la quantità di umidità, il pH dell'acqua o del suolo, il tipo di nutrienti e le preferenze climatiche.
Nell'esempio del capriolo proposto sopra, se l'habitat è la foresta, la nicchia ecologica occupata è quella di un erbivoro che si nutre di erbe e germogli ed è predato da lupi.
Nella figura sotto abbiamo esempi di nicchie ecologiche nell'habitat di un bosco.

Principio di esclusione competitiva

Proprio come due organismi non possono occupare lo stesso spazio fisico nello stesso momento, così il principio di esclusione competitiva di Georgyi Frantsevitch Gause (1910 - 1986) del 1934 stabilisce che due specie non possono occupare la stessa nicchia ecologica quando si trovano in un habitat con risorse limitate.
Se le nicchie di due specie presentino un certo grado di sovrapposizione - eccetto che non ci siano lievi differenze a livello di dieta o di habitat - queste entrino in competizione e l'una dominerà sull'altra e la meno adattata delle due si estinguerà o sarà costretta a emigrare.

Stratificazione ecologica e ripartizione delle risorse

Alcune specie consumano lo stesso tipo di risorsa, tuttavia non sempre una specie è destinata a scomparire. Può succedere, infatti, che la sovrapposizione delle nicchie sia solo parziale e questo consente la sopravvivenza di entrambe.
Per esempio, il leone e la gazzella, che occupano lo stesso habitat, non sono in competizione tra loro ma la iena, che anch'essa si nutre di gazzelle, lo è. C'è quindi una parziale sovrapposizione della nicchia, tuttavia la iena si nutre di animali già morti e non caccia erbivori troppo grandi.

Facciamo altri esempi.
In un abete (habitat) convivono tre uccelli dello stesso genere, ma di specie diverse. Riescono a sopravvivere tutti se c'è una ripartizione delle risorse: una specie predilige la parte alta dell'abete, un'altra si colloca nella zona centrale e l'ultima preferisce i rami più bassi.
Nel suolo coesistono tre specie di piante erbacee che condividono la stessa risorsa, cioè l'acqua: Lepidium latifolium, Abutilon theophrasti, Setaria italica perché le loro radici pescano a profondità diversa.
Possiamo fare un esempio anche in ambiente marino. Le alghe si posizionano a profondità diversa secondo la loro capacità di catturare le diverse lunghezze d'onda: alghe verdi, alghe brune e più in basso le alghe rosse.
Naturalmente il principio è valido anche per i pesci e gli altri organismi marini, considerandola stratificazione dei nutrienti: nello strato superiore illuminato prevale la produzione fotosintetica, nello strato sottostante i processi produttivi di sostanza organica sono bilanciati da quelli di decomposizione, mentre più in profondità, nella zona non illuminata, si ha solo l'accumulo di materiale organico in decomposizione.

Anche nella foresta possiamo trovare una distribuzione stratificata delle varie specie vegetali o stratificazione ecologica:

• suolo;
• strato muscinale, con muschi, funghi e lettiera, dove la luce è minima;
• strato erboso;
• sottobosco arbustivo, con piante che crescono con poca luce;
• sottostrato, che è lo strato medio con alberi giovani e specie che tollerano l'ombra;
• strato arboreo, che forma la volta della foresta:
• strato emergente, con alberi che superano la chioma principale.

Si tratta di un fatto funzionale: nei livelli più alti prevale la produzione tramite fotosintesi di sostanza organica, mentre a livello del suolo prevale la decomposizione.
La stratificazione ecologica ha riflessi anche su tutta la varietà di animali. Infatti, su ciascuno strato si collocano particolari gruppi di organismi in base alle condizioni fisiche e biologiche che lo caratterizza. 
La stratificazione ecologica permette lo sfruttamento ottimale dello spazio e della radiazione luminosa.

La biodiversità

La biodiversità in ecologia è la varietà di specie presenti in un determinato habitat.
In genere ci sono poche specie in grande numero e numerose specie rare.

La biodiversità comprende:

1. la diversità genetica, cioè le differenze all'interno di un organismo, data dal numero di geni eterozigoti; all'interno della specie, data dal numero totale di alleli presenti per ogni gene; all'interno della comunità, data dal numero di specie e quindi di geni;
2. la diversità di specie, rappresentata dal numero di specie presenti in un habitat;
3. la diversità di distribuzione geografica, spesso inquadrata all'interno della biodiversità degli ecosistemi, contribuisce alla ricchezza biologica complessiva del pianeta. Comprende la varietà di habitat, comunità viventi e processi ecologici presenti sulla Terra, come foreste, deserti, laghi e barriere coralline.

Alcuni habitat sono caratterizzati da un modesto numero di specie, cioè hanno una bassa biodiversità. Per esempio, in una pineta, sono presenti quasi esclusivamente pini. Ciò può rappresentare un grande svantaggio per la comunità perché, se per esempio una pianta è attaccata dalla Processionaria del pino (Thaumetopoea pityocampa), in breve tempo tutta la pineta è destinata a scomparire.

In una foresta dell'Appennino invece, sono presenti diverse specie di alberi (faggio, abete bianco, sorbo degli uccellatori, acero e pino nero dovuto a rimboschimento), cioè c'è un'elevata biodiversità. In caso di attacco della Processionaria, scompaiono solo i pini, ma restano in vita tutti gli altri alberi.
Soprattutto gli ambienti tropicali sono ricchissimi di specie, anche se il numero di individui di ciascuna può essere basso.
Anche all'interno di una stessa specie, per lo stesso motivo, la variabilità genetica è garanzia di sopravvivenza e la popolazione di una comunità può evolvere.

Un primo indice di biodiversità, anche se non molto soddisfacente, è data dal rapporto tra il numero di specie (S) e la radice quadrata del numero degli individui (N):

biodiversità = S/√N