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Specie chiave e lupi di Yellowstone

Quando Robert Paine staccò le stelle marine da un tratto di costa rocciosa nello Stato di Washington, il numero di specie presenti scese da 15 a 8.

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La rete della costa rocciosa dell'articolo di Paine del 1966, con plancton e alghe aggiunti alla base. Rimuovi la stella marina e leggi quali animali perdono tutti i predatori.

L'esperimento delle stelle marine

All'inizio degli anni 1960 l'ecologo Robert Paine studiò la costa di Mukkaw Bay, vicino a Neah Bay, nello Stato di Washington. Le rocce sono ricoperte da balani, mitili, patelle, chitoni e altri animali; il principale predatore è la stella marina ocra, Pisaster ochraceus. Paine scelse una fascia di roccia larga circa 8 m e alta 2 m, mantenne una fascia vicina come controllo e iniziò a rimuovere tutte le stelle marine che trovava nella propria fascia.

Il risultato contraddisse la normale aspettativa secondo cui togliere un predatore aiuta le sue prede. I mitili, il cibo preferito della stella marina, si diffusero sulla roccia nuda e soppiantarono le altre specie che avevano bisogno dello stesso spazio. Nell'articolo del 1966 Paine riferì che la fascia era passata da un sistema con 15 specie a uno con 8. La stella marina manteneva libero lo spazio mangiando il competitore più forte. Tre anni dopo usò per una specie del genere il termine «chiave», ispirandosi alla chiave di volta che tiene in posizione le altre pietre di un arco.

Una rilettura dell'articolo, pubblicata nel 2016 da Lafferty e Suchanek aggiunge una particolarità: i banchi di mitili ospitano a loro volta oltre 300 specie associate, quindi conta come si misura la diversità. Paine contava le specie che occupano spazio sulla roccia.

OpenStax definisce specie chiave una specie la cui presenza è essenziale per mantenere la biodiversità e la struttura di un ecosistema. Tra gli esempi ci sono Pisaster e il tetra a bande, un pesce dei torrenti tropicali che fornisce quasi tutto il fosforo usato dal resto della comunità. Una specie chiave è diversa da una specie fondatrice, che costruisce o modifica profondamente l’habitat. Il kelp è un produttore; i coralli costruttori di scogliere sono animali con partner fotosintetici nei tessuti.

I lupi tornano a Yellowstone

Secondo il National Park Service statunitense, l'ultimo branco di lupi del Parco nazionale di Yellowstone fu ucciso nel 1926. Dopo decenni di preparativi furono introdotti lupi catturati in Canada: 14 nel gennaio 1995 e 17 nel gennaio 1996, seguiti da 10 del Montana nordoccidentale nel 1997, per un totale di 41. Rimasero in recinti di acclimatazione per circa dieci settimane prima del rilascio. Il numero nel parco crebbe in media di circa il 10% l'anno, raggiunse un massimo di 174 lupi in un massimo di 16 branchi e in seguito si stabilizzò attorno a 100 lupi in circa 10 branchi.

  • 1926: Viene ucciso l'ultimo branco di lupi di Yellowstone.
  • 1974: Il lupo grigio viene inserito nell'elenco delle specie in pericolo.
  • Gen 1995: 14 lupi dell'Alberta arrivano nei recinti del parco.
  • Gen 1996: Seguono 17 lupi della Columbia Britannica.
  • 1997: 10 lupi del Montana nordoccidentale; 41 in totale.
  • 2013: Il numero di wapiti del settore settentrionale scende a 3915, il minimo dalla fine degli abbattimenti negli anni 1960.

I lupi hanno salvato i salici?

La popolazione di wapiti dello Yellowstone settentrionale contava circa 17 000 animali in inverno quando arrivarono i lupi nel 1995 e scese a 3915 all'inizio del 2013, per poi risalire a 6673 nel 2022. Negli stessi anni alcuni gruppi di salici e pioppi tremuli crebbero in altezza. Una spiegazione popolare sostiene che i lupi abbiano causato una cascata trofica: meno wapiti, o wapiti più timorosi, quindi più giovani alberi sopravvissuti e di conseguenza più castori e uccelli canori. Il servizio del parco lo definisce un grande dibattito scientifico. Anche puma e orsi si ripresero, i wapiti venivano cacciati fuori dal parco e conta anche la disponibilità d'acqua: nei luoghi aridi i salici non reagirono e l'area occupata da salici e pioppi tremuli non è aumentata, solo l'altezza dei gruppi esistenti.

  1. La fascia di Paine: quante specie c'erano prima di rimuovere le stelle marine?
  2. Di quale percentuale è diminuito il numero passando da 15 a 8? Arrotonda all'intero più vicino.
  3. Quale preda occupò la roccia dopo la scomparsa delle stelle marine?
    • Mitili
    • Chitoni
    • Alghe
  4. In quale anno Paine usò per la prima volta il termine «specie chiave»?
    • 1969
    • 1966
    • 1926
  5. Nel laboratorio della costa rocciosa, quale specie conserva un predatore dopo la rimozione della stella marina?
    • Mitili
    • Patelle
    • Chitoni
  6. Una specie che costruisce l'habitat ed è di solito il produttore principale, come il kelp, è una…
    • specie fondatrice
    • specie chiave
    • specie invasiva
  7. Quanti lupi furono rilasciati in totale a Yellowstone dal 1995 al 1997?
  8. Quanti anni passarono dall'uccisione dell'ultimo branco (1926) ai primi arrivi (1995)?
  9. Wapiti settentrionali: circa 17 000 nel 1995 e 3915 nel 2013. Di quale percentuale è diminuito il numero? Arrotonda all'intero più vicino.
  10. Che cosa dice il servizio del parco sulla storia dei lupi e dei salici?
    • È una questione dibattuta con più cause
    • È completamente dimostrata
    • È falsa
Punti chiave
  • Una specie chiave ha un effetto molto maggiore di quanto suggerisca il suo numero.
  • Paine 1966: rimosse le stelle marine, le specie passarono da 15 a 8.
  • Yellowstone: 41 lupi rilasciati dal 1995 al 1997, dopo l'assenza dal 1926.
  • Quanto i lupi abbiano cambiato la vegetazione è ancora oggetto di dibattito.
Fonti di questo corso (16)
  • OpenStax Biology 2e 46.1 Ecology of Ecosystems: food chains and webs, Lake Ontario chain, grazing and detrital webs, Silver Springs 20,819 / 3,368 / 383 / 21 kcal/m²/yr (openstax.org/books/biology-2e/pages/46-1-ecology-of-ecosystems)
  • 46.2 Energy Flow through Ecosystems: chemoautotrophs at hydrothermal vents (NW Eifuku, 1,535 m)
  • TLTE 14.48% (1,103 of 7,618)
  • four to six transfers, NPE caterpillar 18% and squirrel 1.6%, English Channel 4 and 21 g/m², energy pyramids always upright, biomagnification, DDT and Silent Spring, PCBs banned 1979, Saginaw Bay walleye more than four times the PCBs of phytoplankton, EPA fish advice (.../pages/46-2-energy-flow-through-ecosystems)
  • 45.6 Community Ecology: lynx and snowshoe hare cycle about 10 years, lag 1 to 2 years, nearly 200 years of trapping data, keystone Pisaster and banded tetra, foundation species kelp and coral, Asian carp 95% of biomass in parts of the Illinois River (.../pages/45-6-community-ecology)
  • National Geographic Education: Food Web (al-Jahiz, early 800s) and Energy Flow and the 10 Percent Rule (education.nationalgeographic.org/resource/food-web/, /resource/energy-flow-and-10-percent-rule/)
  • NOAA Education, Aquatic food webs (noaa.gov/education/resource-collections/marine-life/aquatic-food-webs)
  • Kingsland 2015, Alfred J. Lotka and the origins of theoretical population ecology, PNAS 112:9493 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4534218): Lotka 1925 Elements of Physical Biology, Volterra 1926
  • Bacaër 2011, A Short History of Mathematical Population Dynamics ch. 13 (D'Ancona, Adriatic fish markets, First World War)
  • Paine 1966, Food web complexity and species diversity, Am. Nat. 100:65-75 (Mukkaw Bay, 15 to 8 species)
  • Paine 1969 Am. Nat. 103:91 (keystone)
  • Lafferty and Suchanek 2016, Am. Nat. 188:365 (pubs.usgs.gov/publication/70175674)
  • NPS Yellowstone: History of Wolf Management (nps.gov/yell/learn/historyculture/wolf-management.htm: last pack killed 1926, 14 wolves January 1995, 17 in January 1996, 10 from Montana 1997)
  • Wolf Restoration in Yellowstone: Reintroduction to Recovery (nps.gov/articles/wolf-restoration-in-yellowstone-reintroduction-to-recovery.htm: 41 wolves, peak 174 in up to 16 packs, about 100 in 10 packs, about 10% a year)
  • Elk (nps.gov/yell/learn/nature/elk.htm: about 17,000 in 1995, 3,915 in 2013, 6,673 in 2022)
  • The Big Scientific Debate: Trophic Cascades (nps.gov/articles/the-big-scientific-debate-trophic-cascades.htm).

Consultato il: 2026-10-17