Competizione interspecifica - ecologia

La competizione interspecifica rappresenta il tipo di competizione che si instaura, solitamente all'interno di un ecosistema, tra elementi appartenenti a specie diverse o, genericamente, tra diversi elementi all'interno di una comunità. La competizione tra elementi di diverse specie si può espandere lungo diversi piani o livelli.

Il principale di livello di competizione intraspecifica è l'approvvigionamento di cibo. Questo livello è definito come livello di competizione trofica. La competizione, negli altri livelli, è relativa alla permanenza nello spazio, ad esempio esposizione al sole oppure all'accesso ad un migliore gradiente di ossigeno (organismi acquatici) e - in generale - a qualsiasi risorsa possa essere utile per il benessere, per la crescita e per la riproduzione della specie.

Al pari di altre interazioni di svantaggio, la competizione interspecifica è sempre un tipo di competizione a carattere negativo. Questa definizione trova spiegazione nella considerazione che le specie in competizione utilizzano un variabile quantitativo di energia sia per attaccare sia per difendersi, indipendentemente dalla risorsa o dal livello della competizione stessa.

Esempi di competizione interspecifica

Un esempio di competizione interspecifica può essere agevolmente individuato nel rapporto che si instaura tra alcune delle specie impollinatrici che si nutrono del nettare prodotto dalle piante a impollinazione entomofila. La relazione tra pianta ed animale è mutualistica, poiché tanto la pianta quanto l'animale ottengono un vantaggio che è, rispettivamente, rappresentato dalla possibilità di riproduzione e dalla possibilità di ottenere sostanze zuccherine. Tuttavia, diverse specie impollinatrici possono entrare in diretta competizione se condividono lo stesso habitat o nicchia spaziale poiché competono per la risorsa trofica determinanta dal polline.

Influenza sulla dinamica di popolazione

La competizione sortisce un effetto diretto sulla dinamica di popolazione poiché ne condiziona la crescita delle specie coinvolte e, in linea generale, la fitness. Nel caso degli insetti che coadiuvano la fecondazione entomofila, quando un insetto è capace di procurarsi il nettare in modo più efficiente, ad esempio poiché possiede un becco più adatto per recepire le sostanze zuccherine, allora ha un vantaggio nei confronti delle altre specie.

A sua volta, la specie predominante pone in essere una pressione sulle altre specie influenzandone direttamente la capacità di crescita evolutiva in un determinato arco di tempo. Quando la specie è troppo forte rispetto alle altre specie, la dinamica di popolazione delle specie deboli vira verso la decrescita. In alcuni casi, specialmente quando le risorse sono minime e la competizione è forte, le specie deboli possono scomparire all'interno dell'ecosistema o, più genericamente, possono andare incontro all'estinzione.

Dinamica di popolazione ed equazione di Lotka-Volterra

L'analisi quantitativa della dinamica di popolazione, in ragione di un intervallo di tempo, può essere espressa attraverso l'utilizzo delle equazioni di Lotka-Volterra applicando, di fatto, un modello matematico. Queste equazioni, che si prestano altrettanto bene per l'analisi del modello preda-predatore, servono da base per comprendere l'interazione interspecifica tra le specie che competono tra loro per una risorsa.

Alla base di tutto è da valutare l'equazione di crescita di una popolazione:

$$\frac{dN}{dt}=rN\left ( \frac{K-N}{K} \right )$$

In questa equazione, espressa in termini di derivata giacché la valutazione avviene istante per istante, il numero di individui per intervallo di tempo è correlato a due, importanti, parametri:

r = Il coefficiente di crescita
K = Il numero massimo di individui che un ecosistema è capace di sostenere.

Nella equazione sopra riportata, il modello matematico è definito come se fosse in assenza di competizione. Quando più specie sono coinvolte all'interno di un ecosistema, l'equazione diventa la seguente:

$$\frac{dN_{1}}{dt}=r_{1}N_{1}\left ( \frac{K-N_{1}}{K_{1}} \right )$$
$$\frac{dN_{2}}{dt}=r_{2}N_{2}\left ( \frac{K-N_{2}}{K_{2}} \right )$$

Ciascuna specie, in altre parole, possiede un proprio coefficiente di crescita (r₁ ed r₂) ed un proprio numero di individui (N₁ ed N₂).

Due specie in competizione si influenzano a vicenda in modo negativo. Per valorizzare ciò è necessario introdurre due coefficienti:

$$\frac{dN_{1}}{dt}=r_{1}N_{1}\left ( \frac{K-N_{1}-\alpha N_{2}}{K_{1}} \right )$$
$$\frac{dN_{2}}{dt}=r_{2}N_{2}\left ( \frac{K-N_{2}-\beta N_{1}}{K_{2}} \right )$$

I coefficienti alpha e beta rappresentano, rispettivamente, le influenze generate dalla specie 2 nei confronti della specie 1 e viceversa. In altre parole, con alpha si determina quanto incide la presenza della specie N₂ nei confronti della specie N₁ e, con beta, si determina l'incidenza della specie N₁ nei confronti della specie N₂.

Coevoluzione

La pressione esercitata dalla specie forte nei confronti delle specie debole può, in certi casi, essere intesa come pressione selettiva. La pressione selettiva determina la comparsa, nelle specie deboli, di caratteri distintivi che controbilanciano la superiorità delle specie forti. Questo fenomeno porta alla cosiddetta radiazione adattativa, che sotto la spinta dell'evoluzione, porta alla diversificazione delle specie. Nell'esempio della raccolta del nettare, alcuni insetti potrebbero sviluppare adattamenti imitativi delle specie forti che conducono alla formazione di organi con una migliore capacità di raccolta del nettare. In altri casi, gli adattamenti potrebbero non essere imitativi, ma funzionali: ad esempio, una migliore vista, oppure un migliore olfatto potrebbero determinare un vantaggio nei confronti della specie più forte.

In linea generale, quando la radiazione adattativa sottrae alla specie forte un vantaggio, oppure una parte di esso, la stessa specie forte si evolve per riprendere il beneficio perso. Quando due o più specie si evolgono in risposta ad una pressione selettiva che origina da una competizione intraspecifica operano una coevoluzione.

La caratteristica della radiazione adattativa e della coevoluzione riguarda la velocità con la quale permettono la diversificazione nelle specie. Gli avvenimento di coevoluzione, in altre parole, sono molto veloci.

Differenziazione della nicchia

In alternativa alla coevoluzione, due o più specie in competizione, possono diversificare la propria nicchia ecologica a livello della risorsa in oggetto di competizione. Ad esempio, animali che possono attingere risorse trofiche da due fonti diverse, in caso di competizione su una delle due fonti, ripiegheranno sulla ricerca dell'altra fonte. In questo modo, si genera una persistenza, temporanea o stabile, in una nicchia realizzata.

Introduzione: Ecologia, ecosistema, biosfera, nicchia ecologica. Foresta pluviale, savana tropicale.
Flusso dell'energia: Produttore primario, consumatore
Cicli biogeochimici: Ciclo del carbonio, ciclo dell'azoto, ciclo del fosforo, ciclo dello zolfo.
Popolazione: Crescita della popolazione, fattore limitante, stress ecologico.
Rapporti tra specie: Neutralismo, commensalismo, competizione, mutalismo, amensalismo.
Dinamica delle popolazioni: Competizione intraspecifica, competizione interspecifica, coevoluzione. Equazioni di Lotka-Volterra.
Dinamica degli ecosistemi: Successione ecologica.