Interazioni interspecifiche

Ogni organismo di una comunità stringe rapporti molto stretti con altri organismi sia della stessa specie sia di specie diverse. I rapporti tra organismi di specie diverse sono definiti interazioni interspecifiche.

Le interazioni sono così classificabili:

• competizione interspecifica
• predazione
• simbiosi
  • parassitismo
  • commensalismo
  • mutualismo
  • amensalismo
• neutralismo

La competizione interspecifica

Poiché le risorse che determinano la capacità biologica di una popolazione sono limitate, un individuo le sottrae a un altro.

La competizione intraspecifica si attua tra organismi della stessa specie all'interno di una popolazione. Avendo gli individui le stesse esigenze per quanta riguarda le risorse alimentari, l'acqua, il riparo, ecc., si ha una concorrenza assai intensa e prevalgono quelli con una migliore fitness, che si traduce in una maggiore percentuale dei loro discendenti.

La competizione interspecifica avviene tra individui di specie diverse all'interno di una comunità. Condividendo il medesimo habitat, spesso le specie animali e vegetali si riforniscono di materia e di energia dalla stessa fonte.
Quanto più le nicchie ecologiche si sovrappongono, tanto più è intensa la competizione e le due specie rimangono danneggiate.
La competizione interspecifica può essere ulteriormente suddivisa in:

• diretta, se sfocia nell'aggressione;
• indiretta, se due o più specie si sottraggono cibo o spazio.

Il risultato della competizione interspecifica è l'esclusione competitiva vista sopra, che produce i seguenti effetti:

• L'estinzione della popolazione meno abile ad accedere alle risorse.
• Una maggiore specializzazione in modo da differenziarsi maggiormente nell'accedere alla medesima risorsa, di conseguenza si ha uno spostamento di nicchia (gli uccelli nell'esempio dell'albero presentato sopra).
• La migrazione in un altro territorio.

La predazione

La predazione è quel processo per cui un organismo di una specie (predatore) uccide un individuo di un'altra specie (preda) a scopo alimentare.

In genere si pensa che la predazione riguardi solo le specie animali. Abbiamo visto sopra il leone e la gazzella o il ragno e l'insetto della prima foto ma, in senso lato, anche il cervo che si nutre di germogli o la pecora che pascola possono essere considerati esempi di predazione. Esistono anche piante che catturano animali, come la Drosera (seconda foto) o la Dionea che attirano gli insetti e li intrappolano, e anche alcuni funghi che con le loro ife catturano i Nematodi (terza figura).

L'interazione tra predatore e preda dipende dalla capacità portante dell'ambiente nei confronti delle prede e dai tassi riproduttivi di entrambi.
Se le prede si mantengono sotto la capacità portante, si ha una coesistenza abbastanza stabile.
Se, invece le prede superano questo limite, la predazione controlla le popolazioni dei predatori e delle prede grazie a un meccanismo dipendente dalla densità, secondo il modello Lotka-Volterra proposto indipendentemente dal matematico statunitense Alfred James Lotka (1880 - 1949) nel 1925 e dal matematico italiano Vito Volterra (1860 - 1940) nel 1926.
Quando le prede sono numerose, i predatori crescono; l'aumento nel numero di predatori causa il collasso della popolazione di prede, con l'eliminazione degli individui deboli, malati e vecchi, al quale segue inevitabilmente quello della popolazione di predatori, permettendo alla popolazione di prede di riprendersi.
Questa serie di eventi può produrre i cicli sfasati delle popolazioni di prede e predatori, con continui aumenti e diminuzioni.

I predatori in genere o sono più grossi delle prede, o cacciano in branchi. Inoltre i predatori sono meno abbondanti delle prede.
Per catturare le prede presentano particolari specializzazioni.
Esistono specie provviste di sensi molto acuti con i quali localizzano le prede, come i pipistrelli che sono guidati dall'eco degli ultrasuoni che emettono; gli uccelli che cacciano di notte, come i gufi, hanno occhi molto grandi; in genere gli occhi sono in posizione frontale per valutare la profondità di campo; alcune specie sono dotate di zanne, artigli e denti ben affilati per agguantare e uccidere la preda (felini, lupi); alcuni predatori adeguano la dieta al variare della disponibilità delle prede.

Le prede, invece, hanno gli occhi laterali per un ampio campo visivo, olfatto sviluppato, sono veloci.
Anche le prede, nel corso del tempo, hanno affinato una grande varietà di meccanismi difensivi, attivi e passivi, grazie ai quali molte riescono a sopravvivere.
I meccanismi di difesa attiva sono:

• l'autodifesa, in genere poco comune e attuata solo dai grandi erbivori per difendere i loro piccoli;
• la fuga, che per la maggior parte degli animali rappresenta la forma di difesa più immediata e comune;
• per le piante, che non possono sottrarsi agli erbivori con la fuga, la forma di difesa attiva è la produzione di spine o di sostanze tossiche;
• alcuni molluschi (calamaro, polpo), quando sono attaccati, emettono una nuvola d'inchiostro che confonde il predatore e nasconde la via di fuga;
• i coleotteri bombardieri, se attaccati, producono una sostanza chimica, tossica, corrosiva e molto calda, che viene espulsa in modo esplosivo.

La principale forma di difesa passiva è il mimetismo.

Il mimetismo

Sia i predatori sia le prede hanno sviluppato colori, disegni e anche forma, che li rendono poco appariscenti anche quando sono ben visibili, confondendosi con l'ambiente che li circonda. Questa forma di mascheramento prende il nome di mimetismo criptico, o camuffamento.
Per esempio, alcuni animali assomigliano a foglie, rami, tronchi su cui si posano, come la falena della foto.

Il mimetismo batesiano (da Henry Walter Bates, 1825 - 1892) è una forma di mimetismo nel quale una specie innocua o poco pericolosa sviluppa un aspetto e un comportamento simili a un'altra specie molto più pericolosa che vive nello stesso territorio. Si tratta di un mimetismo esclusivamente di difesa.
Per esempio, il serpente del latte (Lampropeltis triangulum), il mimo, è un colubride innocuo, ma assume la livrea del mortale serpente corallo (Micrurus fulvius), il modello, perciò i predatori lo evitano.

Serpente del latte a sinistra e serpente corallo a destra.
(Crediti: L'utente che ha caricato in origine il file è stato Dawson di Wikipedia in inglese - Opera propria di chi ha caricato in origine il file, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=26035792 | No rights reserved - https://www.inaturalist.org/photos/286627672, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=165775913)

Il mimetismo mülleriano (da Philipp Ludwig Statius Müller, 1725 - 1776) si ha quando specie tutte disgustose o velenose, si rassomigliano tra loro, imitandosi a vicenda, traendone tutte beneficio. Il loro aspetto serve da segnale d'allarme per i predatori. Se, infatti, un predatore ha avuto un'esperienza negativa con una specie, si terrà lontano da tutte quelle che le assomigliano.

Farfalla monaca a sinistra e farfalla viceré a destra.
(Crediti: PiccoloNamek (2005-08-22, uploaded by User:Lokal_Profil on 13:50, June 15, 2006) and Derek Ramsey (User:Ram-Man). - Image:Viceroy Butterfly.jpg and Image:Monarch Butterfly Danaus plexippus Purple Coneflower 3008.jpg, GFDL 1.2, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3611141)

Il mimetismo batesiano e quello mülleriano sono detti mimetismo fanerico e rappresentano una falsa segnalazione di pericolo.

Alcune specie, invece, esibiscono una vistosa colorazione di avvertimento (aposematismo) per indicare ai predatori che sono realmente pericolosi. In genere sono velenosi o di sapore sgradevole oppure possono infliggere dolore.
Per esempio, le vistose strisce gialle (colorazione di avvertimento) sul corpo delle api, dei calabroni e delle vespe.

A volte, invece sono i predatori che si rendono simili a un animale innocuo per avvicinare la preda. In questo caso si parla di mimetismo aggressivo.

Rana pescatrice che agita un'appendice la cui parte terminale assomiglia a un verme, per attirare piccoli pesci.
(Crediti: Libby Keatley - https://www.inaturalist.org/photos/402772399, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=155082616)

Alcune prede utilizzano un'altra forma di mimetismo, sviluppando colori e disegni impressionanti. Parecchi insetti, tra cui farfalle e bruchi, hanno macchie di colore che somigliano agli occhi di un animale molto più grosso e pericoloso. In genere, essi sono completamente mimetizzati e tengono nascosti i falsi occhi. Se un predatore si avvicina troppo, la preda li mostra di colpo. Il predatore rimane disorientato e indietreggia. La preda rapidamente li ricopre e fugge, spesso trovando un nuovo rifugio prima che il predatore si renda conto dell'inganno.

(Clicca sull'immagine per un'altra figura)

Infine abbiamo il mimetismo parassitario, come nel caso cuculo: l'uccello depone le uova nel nido di altri volatili, cui affida la cova e il nutrimento dei piccoli. Ogni femmina di cuculo depone uova il cui aspetto è simile a quelle della specie (e solo di quella) nel cui nido lei stessa è stata allevata. In genere l'uovo si schiude prima degli altri e il giovane cuculo, quando i genitori si allontanano, fa cadere fuori dal nido le altre uova per avere maggiore possibilità di sopravvivenza.

(Crediti: Chiswick Chap - Opera propria, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18861052)

La simbiosi

La simbiosi (σύν "insieme" e βίωσις "vivere") è una forma di interazione in cui due specie vivono in stretta associazione per un lungo periodo di tempo.
La simbiosi può essere obbligata se l'ospite è l'unico habitat nel o sul quale cresce o si riproduce, oppure facoltativa se l'ospite non svolge un ruolo essenziale.
Essa comprende il parassitismo, il commensalismo, il mutualismo e l'amensalismo. Da questa interazione una specie trae quasi sempre beneficio, mentre l'altra può essere danneggiata, non interessata, oppure può trarne beneficio.

Parassitismo

Il parassitismo è il fenomeno per il quale un organismo, detto parassita, vive sopra (ectoparassita) o all'interno (endoparassita) di un altro organismo, l'ospite, dal quale trae nutrimento.

Si tratta di una forma di simbiosi obbligata perché il parassita è privo di vita autonoma, avendo una struttura anatomica semplificata, perciò ha bisogno di un ospite per nutrirsi e riprodursi. Questo però non significa che siamo di fronte a un organismo primitivo ma, nel processo evolutivo, ha perduto tutti gli organi non necessari.
In generale i parassiti sono più piccoli e più numerosi delle loro prede, che attaccano senza però ucciderlo immediatamente o in maniera diretta, essendo la loro fonte di sostentamento, per non essere costretti a cercare un altro ospite. A volte possono anche modificare il comportamento dell'ospite.
Molti parassiti utilizzano un ospite intermedio, che serve come mezzo di trasmissione da un ospite primario a un altro (ospite definitivo, dove si riproduce).
Per esempio, la zanzara anofele è il mezzo di trasporto del plasmodio della malaria da una persona a un'altra.

Il parassita può essere un Virus, un Battere, un Fungo come le micosi dell'uomo e la ruggine del grano, Vermi come la tenia, Insetti come la pulce (foto sopra), il pidocchio e la zecca, Vertebrati come le lamprede e Vegetali come il vischio e la cuscuta (foto sotto), che preleva la linfa dall'ospite, e moltissimi altri.

Il parassitismo è un fenomeno legato alla densità di popolazione. Poiché la maggior parte dei parassiti ha motilità limitata, si diffonde più velocemente tra gli ospiti all'interno di popolazioni numerose, perciò diventa un fattore limitante. Si ha così un aumento seguito da un crollo del numero di individui, con un ciclo parassita-ospite analogo a quello di predatore-preda.

Commensalismo

Il commensalismo è quella forma di simbiosi che si instaura quando una specie ne trae beneficio in termini di cibo, protezione, trasporto e l'altra, pur senza averne un danno, non ha alcun vantaggio.

In questo caso siamo di fronte a una simbiosi facoltativa.
Commensalismo si ha, per esempio, tra grossi Mammiferi come il bisonte che, pascolando, sollevano gli Insetti che vivono sull'erba e gli Uccelli che mangiano gli Insetti che si levano in volo. I bisonti non rimangono per nulla influenzati dall'attività degli Uccelli.

Il paguro trasporta un'attinia senza ricevere danno mentre l'attinia, di per sé immobile, ha maggiori possibilità di trovare cibo.
Questo di commensalismo è detto foresi.

Le piante epifite, come alcune orchidee delle foreste tropicali pluviali crescono sugli alberi in modo da ottenere maggiore luce e acqua dalle piogge, mentre l'albero non riceve nulla, ma non ha alcun danno.
Questo dito di commensalismo si chiama inquilinismo.

Infine abbiamo la metabiosi, dove un organismo si serve di una parte di un altro organismo morto. Per esempio il paguro e il granchio eremita usano una conchiglia di Gasteropode per nascondersi.

Mutualismo

Quando due organismi interagiscono in modo da trarre entrambi beneficio, l'interazione prende il nome di mutualismo. Alcuni partner mutualisti si sono coevoluti al punto che né l'uno né l'altro possono più vivere da soli, perciò abbiamo una simbiosi obbligatoria.

Un tipico esempio è quello delle micorrize, un'associazione tra le ife di un fungo e le radici di una pianta superiore: i funghi ricavano nutrimento (attraverso la fotosintesi) dalla pianta, mentre la pianta riceve acqua e sali minerali. Le orchidee, per esempio, non possono crescere senza questo tipo di interazione.

I licheni sono un'associazione tra un fungo e un'alga verde o un cianobattere.
Questa associazione consente di colonizzare ambienti dove nessun altro organismo può vivere.
Le alghe sono protette dalla disidratazione e in cambio forniscono zuccheri al fungo, prodotti tramite la fotosintesi. Interessante il fatto che insieme riescono a produrre sostanze nuove che da soli non sarebbero in grado di fabbricare.

In alcuni casi le ife fungine entrano nella cellula dell'alga; a volte vi si avvolgono attorno; altre volte si associano strettamente tra loro.

Mutualismo si ha, per esempio, tra le angiosperme e vari impollinatori, dove i partner non vivono realmente insieme, ma la loro associazione è comunque considerata una forma di mutualismo perché entrambi ne traggono beneficio.

Associazioni mutualistiche si trovano nell'apparato digerente dei bovini e delle termiti, dove Protisti e Batteri hanno cibo e protezione e aiutano a estrarre le sostanze nutritive grazie a enzimi che scindono la cellulosa; nel nostro intestino i Batteri, la flora batterica, sintetizzano anche certe vitamine.

Un altro esempio è costituito dai Batteri azotofissatori che vivono nei noduli radicali delle leguminose. Essi ottengono nutrimento dalla pianta, essendo eterotrofi e, a loro volta, catturano e trasformano l'azoto atmosferico in una forma che la pianta possa assimilare.

Tra i Vertebrati citiamo l'interazione tra il rinoceronte e la bufaga in cui l'Uccello libera l'animare dai parassiti, trovando così nutrimento e un posto dove appollaiarsi. Vale anche per molti altri Mammiferi e Pesci.

Amensalismo

L'amensalismo è un'interazione tra due specie diverse, opposta al commensalismo. In questo caso un organismo produce un effetto negativo (inibizione, danno o morte) su un altro senza risentirne, cioè senza avere benefici o svantaggi.

Per esempio, alcune piante come il noce producono dalla radici delle sostanze chimiche che inibiscono la crescita di altre piante nella zona circostante, oppure un albero alto che fa ombra a uno più piccolo sottostante. Per il primo la situazione è indifferente mentre l'altro si trova in evidente svantaggio.

Neutralismo

Si definisce neutralismo una situazione in cui due specie che condividono lo stesso habitat interagiscono senza che l'una o l'altra ne tragga beneficio o danno.

Ad esempio, in un ambiente dove i ragni tessono la tela in alto e le formiche rimangono nel terreno, non c'è un'interazione positiva o negativa.
In zone desertiche possiamo vedere le tarantole sopra dei cactus, ma nessuno è influenzato dall'altro.
In realtà, un minimo di interazione tra due specie esiste sempre. Per esempio, la tarantola proietta l'ombra sul cactus, perciò in quell'area la fotosintesi viene limitata.