Echi di estinzioni: un nuovo metodo porta alla luce interruzioni nelle relazioni tra i tratti dei mammiferi e l’ambiente

Sebbene le estinzioni dei mammiferi siano ben documentate, pochissime ricerche hanno esplorato l’impatto che tali perdite hanno avuto sui modi sfumati in cui le comunità di mammiferi interagiscono con i loro ambienti. I ricercatori del Georgia Institute of Technology stanno utilizzando una nuova metodologia per studiare come la capacità dei mammiferi di funzionare nel loro ambiente sia stata minacciata in passato e quali sfide possono aspettarsi di affrontare in futuro.

Jenny McGuire, professoressa associata presso la Scuola di Scienze Biologiche e leader del Laboratorio di Ecologia Spaziale e Paleontologia, e Daniel Lauer, uno studente laureato, hanno guardato milioni di anni indietro, osservando come e perché le relazioni degli erbivori dell’Africa orientale con i loro ambienti sono cambiate attraverso lo spazio e il tempo a fronte della perdita di biodiversità. Hanno utilizzato un nuovo approccio per costruire modelli che mostrano come i tratti specifici dei mammiferi – come la massa corporea e la forma dei denti – si siano evoluti con i cambiamenti ambientali nel corso del tempo, rivelando i fattori che hanno causato le perdite di biodiversità e come le perdite hanno influenzato il funzionamento delle comunità di mammiferi. . Il loro metodo offre una nuova strategia per studiare le implicazioni del cambiamento delle ecologie e dare priorità agli sforzi di conservazione per aiutare le comunità di mammiferi a prosperare in futuro.

Il loro articolo di ricerca è stato pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura.

Combinazione dei dati

I ricercatori hanno iniziato analizzando una raccolta di dati provenienti da 186 siti in tutta l’Africa orientale. I dati contenevano registrazioni di oltre 200 specie di erbivori estinti e 48 moderni (tra cui l’elefante africano, la giraffa, la zebra e l’ippopotamo), mostrando dove e quando ciascuna specie ha vissuto in un dato momento nel corso degli ultimi 7,4 milioni di anni. I dati hanno mostrato che la biodiversità dei mammiferi nell’Africa orientale ha iniziato a diminuire circa 5 milioni di anni fa. Ha inoltre rivelato che alcuni aspetti del declino della biodiversità si sono verificati in più punti e che le estinzioni hanno coinciso con i cambiamenti ambientali e con l’emergere dei primi esseri umani. Ma McGuire e Lauer volevano saperne di più.

“Ci siamo chiesti cosa avremmo scoperto se avessimo studiato come i tratti fisici dei mammiferi cambiassero man mano che i loro ambienti cambiavano nel tempo, piuttosto che limitarsi a guardare i modelli nella loro biodiversità”, ha detto Lauer. “Questo è importante perché se una specie di mammifero possiede tratti che ben si adattano al suo ambiente, è maggiormente in grado di contribuire al funzionamento di quell’ambiente. Ma se così non è, gli ambienti potrebbero non funzionare come dovrebbero. “

Per dipingere un quadro più completo, avevano bisogno di esaminare la biodiversità da una prospettiva diversa. Ciò ha richiesto un approccio nuovo, che li ha portati ad adattare una metodologia nota come ecometria.

L’ecometria è un approccio che esamina le relazioni tra le condizioni ambientali in cui si trovano le comunità animali – come il tempo e la vegetazione – e i tratti funzionali dell’animale, che sono tratti che influenzano le sue prestazioni biologiche. Il team ha scelto di concentrarsi su tre caratteristiche: massa corporea, altezza dei denti e conteggio loph (il numero di creste sui molari).

Ciascuno di questi tratti mostra una relazione basata sul grado in cui un ambiente è dominato da erbe rispetto a piante legnose. Ad esempio, se una specie ha un dente più alto, può consumare più a lungo la vegetazione erbosa abrasiva delle praterie. Con un dente più corto, una specie è invece adatta a consumare vegetazione più morbida e legnosa, come gli arbusti.

Per ciascuno dei tre tratti, hanno costruito un modello di relazioni tratto-ambiente. Hanno utilizzato i dati sui tratti per stimare come fosse la vegetazione circostante in ciascuna comunità di mammiferi nel tempo, in particolare la percentuale di alberi e arbusti rispetto alle praterie.

“Utilizzando i nostri modelli, siamo stati in grado di utilizzare le informazioni sui tratti presenti nelle comunità di mammiferi per stimare l’aspetto della vegetazione circostante”, ha affermato Lauer. “Poiché queste comunità sono esistite in momenti diversi nel tempo, questo ci ha permesso di osservare quanto coerenti le relazioni dei mammiferi con i loro ambienti siano rimaste nel tempo.”

Analisi delle interruzioni

Usando il loro quadro ecometrico, i ricercatori hanno scoperto una differenza fondamentale tra il declino della biodiversità dei mammiferi avvenuto prima di circa 1,7 milioni di anni fa e quelli avvenuti dopo. Sebbene la biodiversità abbia iniziato a diminuire circa 5 milioni di anni fa, le relazioni tra caratteristiche e ambiente sono rimaste costanti nonostante tale perdita.

La loro analisi ha dimostrato che le precedenti perdite di biodiversità erano il risultato dell’adattamento delle specie agli ambienti delle praterie o del tracciamento dei loro ambienti preferiti nelle diverse aree geografiche. In breve, tali perdite di biodiversità non hanno necessariamente avuto alcun tipo di impatto negativo sulla capacità delle comunità di mammiferi di funzionare correttamente nei loro ambienti.

Ma più tardi, circa 1,7 milioni di anni fa, quando i climi divennero più aridi e variabili e la copertura arborea scese al di sotto del 35%, si verificò un cambiamento importante. Si sono verificate rapide perdite nel numero e nella varietà delle specie, insieme a una significativa interruzione delle relazioni tra caratteristiche e ambiente. I risultati dei ricercatori suggeriscono che, a differenza delle precedenti perdite di biodiversità, quelle avvenute negli ultimi 1,7 milioni di anni probabilmente hanno minacciato la capacità di molte specie di mammiferi di funzionare bene nelle condizioni ambientali locali.

“Le nostre scoperte ci hanno affascinato, perché siamo stati in grado di distinguere tra le diverse perdite di biodiversità che si stavano verificando e le loro implicazioni”, ha affermato Lauer. “Questo lavoro rafforza l’idea che non tutte le perdite di biodiversità sono uguali.”

Proteggere i vulnerabili

Le loro scoperte hanno importanti implicazioni per i tipi di cambiamenti ambientali e climatici che potrebbero influenzare i mammiferi in futuro. In passato, quando i cambiamenti erano graduali e la fauna selvatica poteva muoversi liberamente nel paesaggio, poteva facilmente adattarsi a queste condizioni ambientali.

Ora, la frammentazione degli habitat naturali da parte di recinzioni, strade e città può potenzialmente limitare la capacità della fauna selvatica di adattarsi ai rapidi cambiamenti ambientali che si verificano oggi. Ciò è aggravato sia dal ritmo veloce che dalla crescente variabilità del clima odierno, che mette gli animali a rischio di perdere la capacità di funzionare correttamente nei loro ambienti locali.

Andando avanti, l’analisi del team può far luce su quali comunità di mammiferi dovrebbero avere la priorità per i futuri sforzi di conservazione. Lo studio dimostra che tra tutte le comunità che stanno subendo perdite di biodiversità, la priorità dovrebbe essere data a quelle più a rischio – le comunità per le quali le future perdite di biodiversità influenzeranno profondamente la loro capacità di funzionare correttamente.

“Esaminando il passato, possiamo ottenere una comprensione straordinariamente chiara di come gli animali hanno risposto ai precedenti cambiamenti ambientali”, ha detto McGuire. “Abbiamo in programma di lavorare con i professionisti della conservazione per utilizzare le nostre scoperte per sviluppare strategie ben informate per la conservazione delle comunità di mammiferi più a rischio”.