Introduzione
Le relazioni predatore-preda si riferiscono alle interazioni tra due specie in cui una specie è la fonte di cibo cacciata per l’altra. L’organismo che si nutre è chiamato predatore e l’organismo che viene nutrito è la preda.
Ci sono letteralmente centinaia di esempi di relazioni predatore-preda. Alcuni di loro sono il leone-zebra, orso-salmone e volpe-coniglio. Una pianta può anche essere preda. Gli orsi, ad esempio, si nutrono di bacche, un coniglio si nutre di lattuga e una cavalletta si nutre di foglie.,
Predatori e prede esistono anche tra le forme di vita più semplici sulla Terra, organismi unicellulari chiamati batteri. I batteri Bdellovibrio si nutrono di altri batteri che sono bioluminescenti (producono luce interna a causa di una reazione chimica). In effetti, lo studio della predazione di Bdellovibrio ha rivelato una grande quantità della meccanica della predazione e di come le popolazioni di predatore e preda fluttuino nel tempo in modo correlato.
Le popolazioni di predatori e prede rispondono dinamicamente l’una all’altra., Quando il numero di prede come i conigli esplode, l’abbondanza a questo livello della catena alimentare supporta un numero maggiore di popolazioni predatrici come le volpi. Se la popolazione di conigli viene sfruttata eccessivamente o diminuisce a causa di malattie o altre calamità, la popolazione di predatori diminuirà presto. Nel corso del tempo, le due popolazioni ciclano su e giù di numero.
In molti organismi superiori, la preda può essere uccisa dal predatore prima dell’alimentazione. Ad esempio, un ghepardo perseguiterà, correrà e ucciderà la sua preda (esempi includono la gazzella, lo gnu, lo springbok, l’impala e la zebra)., Al contrario, i pesci e le foche che sono la preda di alcune specie di squali sono esempi di prede che si nutrono mentre sono ancora in vita.
L’aspetto chiave di una relazione predatore-preda è l’effetto diretto che la predazione ha sul numero delle loro prede.
Background storico e fondamenti scientifici
Predatori e prede si sono evoluti insieme e la loro relazione è antica., Ad esempio, fossili risalenti a quasi 400 milioni di anni fa hanno rivelato la prova che animali estinti noti come Hederellidi erano la preda di una creatura ancora sconosciuta che li uccise praticando fori attraverso i loro gusci tubolari.
Mentre le specie si sviluppavano e prosperavano, altre specie le sfruttavano come cibo. Una specie che è diventata un predatore di successo ed è sopravvissuta ha sviluppato alcune o un certo numero di strategie per acquisire la preda., Il predatore può usare la velocità; stealth (la capacità di avvicinarsi inosservato da essere tranquillo e deliberato nei suoi movimenti, o avvicinandosi da bolina); camuffamento; un senso altamente sviluppato di odore, vista o udito; tolleranza al veleno prodotto dalla preda; produzione del proprio veleno preda-uccisione; o un’anatomia che permette la preda di essere mangiato o digerito. Allo stesso modo, la preda ha strategie per aiutarla a evitare di essere ucciso da un predatore. Una specie di preda può anche utilizzare gli attributi di cui sopra elencati per il predatore per evitare di essere catturati e uccisi.,
L’idoneità della popolazione preda—il numero di individui nella popolazione, la possibilità di riprodursi e la possibilità di sopravvivenza—è controllata dalla popolazione predatrice.
I modi in cui i predatori perseguitano, uccidono e si nutrono delle loro prede possono essere utilizzati in uno schema di classificazione. Un cosiddetto vero predatore uccide la preda e poi si nutre di essa. La vera predazione di solito non comporta danni alla preda prima della morte. Ad esempio, prima di essere inseguito e ucciso da un ghepardo, una gazzella è sana., I bovini che pascolano sull’erba non sono considerati un rapporto predatore-preda, poiché solo una parte dell’erba viene mangiata, con le radici intatte che consentono la ricrescita del gambo erboso.
Un predatore e la sua preda possono essere microscopici, come nel caso del batterio Bdellovibrio e di altri batteri Gram-negativi. Ma la differenza di dimensioni tra predatore e la sua preda può essere immensa., Un esempio è la balena Bowhead, che raggiunge fino a 65 ft (20 m) di lunghezza, ma la cui sopravvivenza si basa su sforzare attraverso i suoi fanoni (strutture ossee nella mascella della balena) milioni di zooplancton microscopico che raggiungono solo diversi centimetri di lunghezza.
Le relazioni predatore-preda possono essere più complesse di una semplice relazione uno-a-uno, perché una specie che è il predatore o la preda in una circostanza può essere l’opposto in una relazione con specie diverse., Ad esempio, uccelli come la ghiandaia blu che predano gli insetti possono diventare la preda dei serpenti, e i serpenti predatori possono essere la preda di uccelli come i falchi. Questo modello è noto come gerarchia o catena alimentare. La gerarchia non va avanti indefinitamente e termina in quello che viene descritto come il vertice della catena alimentare. Ad esempio, in alcuni ecosistemi oceanici, gli squali sono al vertice della catena alimentare. Oltre agli esseri umani, tali cosiddetti predatori apicali non sono preda di altre specie. Questa relazione si applica solo al particolare ecosistema in cui si trova il predatore apicale., Se trasferito in un ecosistema diverso, un predatore apicale potrebbe diventare preda. Ad esempio, il lupo, che è al vertice della catena alimentare nelle foreste settentrionali e negli ambienti della tundra, potrebbe diventare preda di leoni e coccodrilli se fosse presente in un ecosistema africano.
Le relazioni predatore-preda implicano il rilevamento della preda, l’inseguimento e la cattura della preda e l’alimentazione. Adattamenti come il camuffamento possono rendere una specie di preda più in grado di evitare il rilevamento., Mescolandosi nel fogliame o nel paesaggio di sfondo e rimanendo immobile, un insetto o un animale non offre alcun segnale visivo a un predatore poiché imita l’ambiente circostante. Ci sono molti esempi di mimetismo nelle relazioni predatore-preda. Alcune falene hanno segni sulle ali esterne che assomigliano agli occhi di un gufo o che rendono la creatura di dimensioni maggiori. Gli insetti popolarmente conosciuti come bastoni da passeggio appaiono simili ai ramoscelli delle piante che abitano. Un’altra specie di insetti chiamata mantide religiosa appare a forma di foglia., Come ultimo esempio, le strisce su una zebra sono una forma diversa di camuffamento che sfrutta la tendenza degli animali a raggrupparsi. Le strisce verticali fanno sì che le singole zebre di una mandria si mescolino insieme se viste a distanza. Per un predatore come un leone, la forma enorme non è riconosciuta come una potenziale fonte di cibo.
Il camuffamento può anche essere una strategia utilizzata da un predatore per evitare il rilevamento da parte della preda. Un esempio è l’orso polare, il cui colore bianco si fonde con la neve, riducendo la probabilità che l’orso venga rilevato mentre si avvicina alla sua preda., In questo caso, la stessa strategia e colore possono essere utilizzati dai giovani sigilli, poiché il loro colore consente loro di essere invisibili mentre giacciono sulla superficie innevata.
PAROLE DA CONOSCERE
ECOSISTEMA: La comunità degli individui e le componenti fisiche dell’ambiente in una determinata area.
CATENA ALIMENTARE: una sequenza di organismi, ognuno dei quali utilizza il successivo membro inferiore della sequenza come fonte di cibo.
FOOD WEB: Un insieme interconnesso di tutte le catene alimentari nello stesso ecosistema.
HABITAT: La posizione naturale di un organismo o di una popolazione.,
PRESSIONE DI SELEZIONE: Fattori che influenzano l’evoluzione di un organismo. Un esempio è l’uso eccessivo di antibiotici, che fornisce una pressione di selezione per lo sviluppo della resistenza agli antibiotici nei batteri.
Può verificarsi l’opposto del camuffamento. Una preda può essere vividamente colorata o avere un motivo simile a un’altra specie velenosa o altrimenti indesiderabile per il predatore. Questo tipo di strategia, che è noto come aposematismo, ha lo scopo di respingere un potenziale predatore basato sulla precedente esperienza indesiderabile del predatore con la specie nociva genuina.,
Un predatore di successo deve giudicare quando la ricerca di una preda vale la pena continuare e quando abbandonare l’inseguimento. Questo perché la ricerca richiede energia. Un predatore che persegue continuamente la preda senza un’uccisione riuscita diventerà presto esausto e sarà in pericolo di fame. Le specie predatrici come i leoni sono in genere inattive durante le calde ore diurne, quando la preda è spesso anche a riposo, ma diventano attive e cacciano di notte quando le condizioni sono meno energivore e la preda è più disponibile., Allo stesso modo, i pipistrelli emergono di notte per impegnarsi nella loro posizione assistita dal sonar di insetti che sono emersi anche nell’aria.
Quando vengono forniti con il cibo in un ambiente come uno zoo, i predatori adotteranno uno stile di vita sedentario. La predazione è un’attività che consuma energia che in genere viene eseguita solo quando la creatura ha fame o per fornire cibo alla prole. In ambienti come un acquario, predatori e prede coesisteranno anche.
Essere una preda non implica che la creatura sia completamente indifesa., La preda può sfuggire al predatore da strategie come mimetismo, o può semplicemente correre più veloce o nascondersi dal predatore. Alcune specie agiscono in modo coordinato per respingere un predatore. Ad esempio, uno stormo di uccelli può collettivamente accendere un predatore come un uccello più grande o un animale come un gatto o un cane per scacciare il predatore.
Questo tipo di repulsione mobbing può essere altamente orchestrato., Per esempio, quando attaccato da un animale come un cane, mockingbirds sono stati osservati per coordinare il loro attacco, con alcuni uccelli che volano vicino alla faccia dell’animale con altri importunando dalla parte posteriore quando si affondi in risposta. Inoltre, alcune specie di uccelli utilizzano chiamate diverse, che si pensa siano un segnale specifico per altri uccelli nelle vicinanze per unirsi all’attacco. Anche gli uccelli di una specie diversa possono rispondere a tale chiamata.
La fluttuazione nel numero di una specie predatrice e della sua preda che si verifica nel tempo rappresenta un fenomeno noto come dinamica di popolazione., Le dinamiche possono essere modellate matematicamente. I risultati mostrano che un forte aumento del numero di una specie di preda (un esempio potrebbe essere un coniglio) è seguito poco dopo da un minore aumento del numero del predatore in questione (in questo caso l’esempio potrebbe essere la volpe). Quando la popolazione di prede diminuisce a causa dell’uccisione dei predatori, il cibo disponibile per i predatori è inferiore, e quindi il loro numero diminuisce successivamente. Con la pressione del predatore ridotta, il numero delle prede può aumentare ancora una volta e il ciclo continua., Il risultato è un aumento e una diminuzione ciclici del numero della popolazione di prede, con un modello ciclico leggermente successivo del predatore.
Un famoso modello predatore-preda è la versione Lotka-Volterra. Le due equazioni sono state formulate a metà degli anni 1920 dal matematico italiano Vito Volterra (1860-1940) per spiegare il declino della popolazione ittica osservata nel mare Adriatico durante la prima guerra mondiale (1914-1918). Allo stesso tempo, il matematico americano Alfred Lotka (1880-1949) stava usando le equazioni per spiegare il comportamento di alcune reazioni chimiche., I loro sforzi sono stati riconosciuti come il modello Lotka-Volterra, che rappresenta uno dei primi esempi di modellazione ecologica.
Altri esempi includono il modello Kermack-McKendrick e il modello Jacob-Monod (usato per modellare la predazione di una specie batterica su un’altra).
Impatti e problemi
Le relazioni predatore-preda sono un’importante forza trainante per migliorare l’idoneità sia del predatore che della preda. In termini di evoluzione, il rapporto predatore-preda continua ad essere utile nel costringere entrambe le specie ad adattarsi per assicurarsi che si nutrano senza diventare un pasto per un altro predatore., Questa pressione di selezione ha incoraggiato lo sviluppo e il mantenimento di caratteristiche che rendono le singole specie più resistenti all’ambiente, e quindi rafforzano collettivamente la comunità di creature che fa parte di vari ecosistemi.
Ad esempio, i leoni che sono i più veloci avranno più successo nel catturare la loro preda. Nel tempo, man mano che sopravvivono e si riproducono, il numero di leoni veloci nella popolazione aumenterà. Allo stesso modo, gli attributi superiori che consentono alle specie di prede di sopravvivere saranno trasmessi alle generazioni successive., Nel tempo, aumenterà anche l’idoneità della popolazione di prede. Lasciato operare naturalmente, il rapporto predatore-preda sarà vantaggioso per l’idoneità di entrambe le specie in relazione a come competono contro altre specie nello stesso ecosistema. Tuttavia, poiché ogni specie migliora, la loro relazione tra loro rimane invariata e la sfida rimane uccidere o fuggire dall’essere uccisi.,
I reperti fossili di Hederellidi, che risalgono a quasi 400 milioni di anni fa, indicano che la corsa di sopravvivenza tra predatore e preda è stata un motore dell’evoluzione forse dall’inizio dell’evoluzione. Se è così, il rapporto predatore-preda è di fondamentale importanza per la vita sulla Terra.
Le relazioni predatore-preda sono anche vitali per mantenere e persino aumentare la diversità biologica del particolare ecosistema e per aiutare a mantenere stabile l’ecosistema. Questo perché una singola specie è tenuta sotto controllo dalla specie che la utilizza per il cibo., Senza questo controllo della popolazione, una specie come un coniglio potrebbe esplodere in numero, il che può distruggere la capacità dell’ecosistema di sostenere la popolazione. Un esempio ben noto è l’introduzione di conigli in Australia. Una popolazione iniziale di 24 conigli fu introdotta nel 1788 per consentire la caccia. In assenza di predatori naturali, la popolazione aumentò incontrollata e nel 1859 il numero superò decine di milioni., La pressione ecologica di questa immensa popolazione ha decimato la vegetazione, portando all’erosione, e l’eccessiva competizione per il cibo ha causato l’estinzione delle piante e di quasi il 10% delle specie di mammiferi naturali del paese.
L’equilibrio predatore-preda di un ecosistema può essere interrotto da altri cambiamenti all’ecosistema, inclusi i cambiamenti climatici come la siccità o le attività umane che includono lo sviluppo urbano, la silvicoltura e l’uso eccessivo delle risorse.,
Ad esempio, uno studio del 2007 dello Scripps Institution of Oceanography ha raccontato come la pesca eccessiva degli squali da parte delle persone abbia interrotto la catena alimentare nelle acque dei Caraibi. Privando la catena alimentare del suo predatore apicale, i pesci carnivori che sono la loro preda abituale aumentano di numero, e a loro volta decimano le popolazioni di altri pesci tra cui il pesce pappagallo che si nutre delle alghe che crescono sul corallo nella regione. La crescita algale esplosiva può soffocare il corallo.,
La modellazione delle dinamiche di popolazione predatore-preda può essere utile per indicare se la popolazione di una specie potrebbe tassare la capacità di un particolare ecosistema di supportare il loro numero. Ad esempio, l’assegnazione delle licenze per cacciare cervi e alci si basa su un censimento delle popolazioni e sulla modellazione. Può essere che la riduzione della popolazione di cervi e alci durante le stagioni annuali di caccia autunnale consenta ai sopravvissuti di utilizzare meglio le risorse disponibili., Inoltre, le informazioni sono utili per evitare il rilascio di troppe licenze, che potrebbero comportare una riduzione drammatica e dannosa della popolazione animale. In altre parole, le informazioni sulle dinamiche della popolazione sono preziose nelle strategie di conservazione.
La conoscenza delle relazioni predatore-preda può essere sfruttata per controllare il numero di parassiti o malattie. Ad esempio, una strategia che viene esplorata in Africa per controllare la diffusione della malaria è il rilascio di zanzare femmine incapaci di riprodursi., In questo caso, la zanzara, che può trasferire il batterio responsabile della malaria tra animali e persone o da persona a persona quando prende un pasto di sangue, rappresenta il predatore e la fonte del sangue è la preda. Aggirando la produzione di una nuova generazione di zanzare, la popolazione precipita, lasciando zanzare insufficienti per diffondere ampiamente la malattia.,
Vedi anche Pesca commerciale; Diversità degli ecosistemi; Specie in via di estinzione; Estinzione ed estirpazione; Perdita dell’habitat; Alterazione dell’habitat; Impatti umani; Primavera silenziosa; Programmi di reintroduzione delle specie
BIBLIOGRAFIA
Libri
Bolen, Eric e William Robinson. Ecologia e gestione della fauna selvatica. New York: Benjamin Cummings, 2008.