L’ecologia moderna si trova di fronte alla sfida cruciale di comprendere come il cambiamento climatico e le interazioni competitive influenzino la coesistenza tra specie. Un contributo significativo a questa discussione è rappresentato dallo studio di Van Dyke et al., pubblicato nel 2022, che analizza come la siccità possa alterare le dinamiche competitive tra specie vegetali e, di conseguenza, influenzare le loro possibilità di coesistenza. Tuttavia, una revisione critica di questo studio solleva interrogativi importanti riguardo alla solidità delle conclusioni, a causa di incertezze significative nella stima dei parametri del modello utilizzato.
Il modello di Van Dyke
Van Dyke et al. hanno applicato un modello ecologico per esaminare l’effetto della siccità sui tassi di produzione di semi di diverse specie vegetali. Questo modello si basa sulla seguente espressione:
Fi = λi + αii Ni + αij Nj
dove:
- Fi rappresenta la fecondità per germinante della specie i,
- è la fecondità della specie senza competizione,
- e αij sono i coefficienti di competizione intra- e interspecifica,
- Ni e Nj sono i numeri di competitori intra- e interspecifici.
Il modello è stato adattato per diversi esperimenti controllati, separando i dati in base alle specie focali e ai due livelli di trattamento dell’acqua (ambiente e siccità). L’obiettivo principale dello studio era determinare se e come la siccità influisse sui coefficienti di competizione e, conseguentemente, sui risultati di coesistenza tra specie.
Le due principali affermazioni avanzate dagli autori sono:
- Cambiamenti Qualitativi nell’Esito della Coesistenza: La siccità ha causato cambiamenti significativi e qualitativi nei risultati della coesistenza tra specie in 10 dei 15 esperimenti analizzati.
- Impatto della Competizione: Gli effetti sulla coesistenza sono attribuiti principalmente ai cambiamenti nei coefficienti di competizione causati dalla siccità.
Le incertezze del modello e le stime
Nonostante l’ampio numero di esperimenti condotti (1.677), l’analisi del modello presenta delle criticità. Il numero di parametri ecologici da stimare era elevato, con 84 parametri da adattare, inclusi 6 per i coefficienti di fecondità senza competizione (λ) e 62 per i coefficienti di competizione (α), considerando entrambi i trattamenti di siccità e acqua ambientale. In teoria, questo lascia circa 20 dati per parametro. Tuttavia, la realtà è più complessa: il design del campionamento variava con i tassi di germinazione e le osservazioni per alcune coppie di specie erano notevolmente inferiori. Alcuni esperimenti avevano solo nove osservazioni, rendendo difficile una stima precisa dei parametri ecologici.
Le stime dei coefficienti di competizione (α) sono particolarmente problematiche. Questi coefficienti, che misurano l’impatto della competizione, sono notoriamente più difficili da stimare e tendono ad avere una maggiore incertezza rispetto ai coefficienti di fecondità senza competizione (λ). Questo perché λ può essere misurato direttamente attraverso esperimenti senza ulteriori rumori introdotti dalla competizione e può essere informato da tutti gli esperimenti che coinvolgono quella specie. Al contrario, α richiede valutazioni su un intervallo di densità dei competitori e, di conseguenza, i suoi valori sono generalmente più incerti.
Effetti della siccità sulle varie specie
Per esplorare l’impatto delle incertezze sui risultati, sono stati generati 1.000 dataset artificiali con dimensioni e variazione simili a quelle degli originali, ma senza differenze tra i trattamenti. Questi dati simulati, tratti dalla posterior prediction di un modello di produzione di semi senza termini di trattamento adattati, hanno dimostrato che le differenze apparenti nei coefficienti di competizione tra i trattamenti erano spesso significative solo a causa delle incertezze nei dati, piuttosto che per veri cambiamenti dovuti alla siccità.
L’analisi dei dati simulati ha mostrato che, nel 48% dei casi, i cambiamenti apparenti nei coefficienti di competizione erano significativamente più grandi rispetto ai cambiamenti nel rapporto di potenziale demografico. Questo suggerisce che le differenze apparenti potrebbero derivare da artefatti delle incertezze piuttosto che da effetti reali della siccità.
