Gli uccelli come indicatori ambientali

L’uomo ha inventato una varietà di strumenti per monitorare la salute degli ecosistemi. Per esempio, per esaminare la qualità dell’acqua in una zona umida, uno scienziato ambientale può usare un sensore per misurare l’ossigeno disciolto nell’acqua o eseguire saggi chimici in laboratorio per esaminare i metalli pesanti nel suolo. Tuttavia, in alcuni casi possiamo esaminare il cambiamento dell’habitat senza strumenti, perché studiare la presenza e il comportamento degli uccelli può informarci sui cambiamenti degli ecosistemi.

Tutti gli organismi viventi che vengono usati in questo modo per misurare le condizioni ambientali sono chiamati specie indicatrici. Forse l’esempio più noto è il proverbiale “canarino in una miniera di carbone”. Poiché i canarini sono molto suscettibili ai gas velenosi come il monossido di carbonio e il metano e ne sono affetti prima degli esseri umani, i minatori portavano i canarini nelle miniere di carbone quando andavano a lavorare. Se gli uccelli iniziavano a mostrare segni di avvelenamento, i minatori avevano la possibilità di indossare una maschera o fuggire dalle miniere prima di soccombere anche loro all’avvelenamento da monossido di carbonio. L’uso degli uccelli per monitorare le condizioni ambientali continua perché gli uccelli possono dirci una serie di informazioni utili sull’ambiente.

Cosa rende un buon indicatore?

Quando si tratta di utilità come indicatore, tutte le specie non sono create uguali e sono necessari alcuni criteri perché una specie sia preziosa in questo senso. In primo luogo, deve essere sensibile ai cambiamenti dell’ambiente per poter servire da allarme preventivo.1 Una specie straordinariamente resiliente e non drammaticamente influenzata dai cambiamenti ambientali offrirebbe poche informazioni su ciò che sta accadendo nell’ambiente. Inoltre, la specie deve rispondere ai cambiamenti in modo prevedibile. Se risponde in modo erratico ai cambiamenti, questo renderebbe difficile interpretare le cause ambientali sottostanti ai cambiamenti che si osservano. Infine, dovrebbe essere facile compilare e interpretare i dati sulla specie per informare le decisioni politiche. Le specie che sono molto rare sarebbero delle povere specie indicatrici perché sarebbe difficile trovarne e studiarne abbastanza per trarre delle conclusioni significative. Allo stesso modo, sarebbe difficile raccogliere dati su specie che hanno storie di vita molto criptiche o che sono in generale poco conosciute, rendendole candidati non ideali per le specie indicatrici. Stabiliti questi criteri, possiamo esplorare i diversi tipi di cambiamenti dell’ecosistema che gli uccelli possono segnalarci.

Qualità dell’habitat

Una delle cose più utili che gli uccelli possono indicare è la qualità generale dell’habitat. Quando gli uccelli dipendono dal funzionamento dell’habitat in modi specifici, le tendenze della popolazione di uccelli possono dirci quanto bene funzioni l’ecosistema. Per esempio, il numero di trampolieri che nidificano nelle Everglades dipende dalla disponibilità di prede. La costruzione di canali e dighe per alterare il flusso dell’acqua nelle Everglades negli anni ’50 ha gravemente degradato l’ecosistema. Questo ha portato a una minore disponibilità di prede, che ha causato un calo massiccio del numero annuale di trampolieri che nidificano nelle Everglades.2 Questo declino è iniziato prima che qualcuno si rendesse conto che l’ecosistema delle Everglades era stato danneggiato in modo significativo dalle attività umane e i trampolieri hanno risposto molto prima di qualsiasi altro animale. La sensibilità di questi uccelli al corretto funzionamento dell’ecosistema li rende preziosi indicatori della qualità dell’habitat.

In alcuni casi, non è solo il numero di uccelli presenti, ma l’insieme delle specie di uccelli in una zona che può indicare la qualità dell’habitat. Uno studio sui monti Appalachi centrali ha dimostrato che quando gli habitat forestali si degradano, i tipi di uccelli presenti cambiano in modo prevedibile.3 Gli uccelli sono stati classificati in categorie basate su gilde di risposta comportamentale e fisiologica e un Bird Community Index Score (BCI) è stato calcolato in base ai tipi di uccelli presenti. Man mano che gli habitat passavano da indisturbati a degradati, c’era un corrispondente passaggio da specie specializzate a generaliste, perché gli habitat disturbati non potevano sostenere specie molto specializzate. Esempi di questo includevano spostamenti da probatori di corteccia a onnivori e da nidificatori del baldacchino a nidificatori del terreno aperto. Lo studio ha dimostrato che il calcolo del BCI in un particolare habitat era un buon indicatore della sua qualità.

Analogamente, la presenza o l’assenza di specie molto specializzate può indicare la qualità dell’habitat. Per esempio, il picchio dal becco rosso ha dei requisiti di nidificazione molto specifici. Ha bisogno di pini vivi di grande diametro, in genere di più di 80 anni, per scavare cavità per il nido nei pini.4 Nelle foreste di recente impianto, dove gli alberi hanno un diametro inferiore, gli uccelli non nidificano. Inoltre, abbandonano gli alberi quando le piante del sottobosco raggiungono l’altezza della cavità del nido. La soppressione del fuoco provoca grandi crescite nel sottobosco, rendendo l’habitat inadatto alla nidificazione. Il corretto funzionamento dell’ecosistema in queste foreste di pini richiede la combustione periodica della crescita del sottobosco. Poiché questi uccelli hanno esigenze di nidificazione così specifiche che richiedono che l’habitat sia ben funzionante, il numero di picchi dal becco rosso nelle foreste di pini può essere un indicatore efficace della qualità dell’habitat.

Poiché il numero di uccelli può riflettere la qualità dell’habitat, può anche essere usato per misurare l’efficacia del ripristino dell’habitat. Questo principio è stato impiegato negli sforzi di ripristino delle Everglades in Florida.5 L’alterazione del flusso dell’acqua ha portato a concentrazioni di acqua in grandi stagni, che hanno favorito uccelli come le garzette che cacciano a vista in acque profonde. Tuttavia, uccelli come gli ibis e le cicogne che usano l’alimentazione tattile e si affidano a prede concentrate in aree poco profonde ne hanno sofferto. Poiché un obiettivo del restauro delle Everglades è quello di ripristinare il flusso d’acqua diffuso, che creerebbe più aree di acque poco profonde, il rapporto tra cicogne e ibis e garzette è una metrica che può essere utilizzata per misurare il successo degli sforzi di restauro.

Un altro indicatore del restauro è la frequenza di grandi eventi di nidificazione da ibis bianchi, che era una caratteristica distintiva delle Everglades prima del drenaggio. Il ritorno di questi eventi di nidificazione indicherebbe che l’ecosistema stava funzionando correttamente perché una natura dinamica e ciclica è una caratteristica chiave degli ecosistemi delle zone umide. Questi esempi illustrano come i manager possono utilizzare il concetto di uccelli come specie indicatrici per monitorare l’efficacia del ripristino degli habitat.

Inquinamento

Inquinamento degli uccelli Un altro uso comune degli uccelli come indicatori riguarda l’inquinamento. Forse l’esempio più noto è il declino delle specie di uccelli dovuto all’uso del DDT, che fu portato all’attenzione internazionale in “Primavera silenziosa” di Rachel Carson. Gli uccelli furono il primo gruppo di animali le cui popolazioni cominciarono a diminuire sensibilmente a causa del DDT, segnalando le conseguenze ambientali negative del pesticida.6 L’accumulo di DDT nel corpo spesso portava le femmine a deporre gusci d’uovo sottili che venivano schiacciati durante l’incubazione, diminuendo notevolmente la produzione riproduttiva. Per sensibilizzare l’opinione pubblica sulle preoccupazioni ambientali, gli uccelli sono utili anche perché sono onnipresenti nella maggior parte degli habitat e la loro assenza è cospicua.6 Perciò gli scienziati non hanno dovuto convincere la gente che c’erano diminuzioni nelle popolazioni di uccelli a causa del DDT, come avrebbero dovuto fare per le specie pelagiche o molto oscure, perché il declino era immediatamente evidente alla maggior parte delle persone.

Anche gli avvoltoi in Asia sono stati sentinelle dell’inquinamento.7 La diffusa mortalità degli avvoltoi indicava che c’era un problema significativo nell’ambiente. Ci sono voluti più di 10 anni dopo i primi cali documentati perché gli scienziati capissero il problema: il farmaco diclofenac. Questo farmaco veniva somministrato al bestiame per aiutarlo a guarire dalle ferite, ma è tossico per gli avvoltoi. Quando gli avvoltoi scavavano il bestiame trattato con il farmaco, lo ingerivano, causando insufficienza renale e morte. In seguito a ciò, il farmaco è stato vietato e rimosso dal mercato. Come nell’esempio del DDT, gli avvoltoi hanno mostrato un’indicazione precoce della contaminazione nell’ambiente e hanno fornito l’impulso per la sua rimozione.

Una delle ragioni per cui gli uccelli sono utili come indicatori di inquinamento è che è relativamente facile raccogliere campioni per il rilevamento e può essere fatto in modo non invasivo. Le piume lasciate cadere dagli uccelli contengono i metalli pesanti che hanno accumulato nel corpo e le quantità sono correlate.8 Ciò significa che analizzando una piuma, è possibile determinare i livelli di metalli pesanti all’interno del corpo dell’uccello. Confrontando le piume di diverse popolazioni, gli scienziati possono confrontare l’inquinamento in diverse aree.

Gli uccelli trasferiscono anche i metalli pesanti al guscio delle uova che depongono, fornendo un altro modo per rilevare la contaminazione. Uno studio sulle uova non vitali dei nidi abbandonati di pavone ha mostrato che questi uccelli avevano accumulato livelli di piombo e cadmio che potevano causare tossicità.9 Questa tecnica ha anche fornito un metodo non invasivo per determinare la presenza di contaminanti nell’ambiente.

Inoltre, poiché esiste una lunga storia di conservazione degli uccelli come esemplari da museo, gli scienziati possono esaminarli per determinare l’inquinamento ambientale nel passato. La tendenza alla diminuzione dello spessore del guscio delle uova a causa del DDT è stata confermata esaminando le uova conservate nei musei che risalivano al 1880. Un’analisi simile al Museo Svedese di Storia Naturale ha mostrato un aumento delle concentrazioni di mercurio accumulato negli uccelli a partire dagli anni ’40 e ’50 come risultato delle attività umane.10 Poiché la raccolta di esemplari di uccelli per la conservazione era comune nei primi studi dei naturalisti, questi uccelli possono fornire informazioni sulla contaminazione ambientale del passato, offrendo una linea di base con cui possiamo confrontare le condizioni attuali.

Biodiversità

In alcuni casi, gli uccelli possono essere usati come indicatori di biodiversità. Uno studio in Polonia ha mostrato che nelle foreste dove era presente un maggior numero di specie di picchi, c’erano anche più specie di altri tipi di uccelli.11 Per questo motivo, gli autori suggeriscono che quando la diversità delle specie di uccelli in una foresta è sconosciuta, gli scienziati potrebbero rilevare il numero di specie di picchi, che servirebbe come indicatore della diversità aviaria nell’area.

Questo uso degli uccelli come indicatori di diversità può anche essere esteso ad altri gruppi di vertebrati terrestri. Uno studio sulle specie di uccelli e di farfalle ha mostrato che i due erano correlati su scale spaziali da 1 a 10 km, il che suggerisce che il numero di specie di uccelli indicherebbe anche la diversità delle farfalle in piccole zone di habitat.12 In Grecia uno studio ha esaminato le correlazioni tra la ricchezza di specie di diversi taxa in diverse aree. Ha mostrato che la ricchezza di specie negli uccelli era correlata con quella delle piante legnose e dell’erpetofauna acquatica, così come con la biodiversità complessiva di tutti e sei i gruppi tassonomici nello studio.13 Queste correlazioni suggeriscono che determinare la diversità degli uccelli come surrogato della biodiversità complessiva può essere uno strumento efficace nella pianificazione e gestione ambientale.

Esiti di malattie

L’uso degli uccelli come indicatori può essere applicato anche a problemi di salute umana perché gli uccelli possono indicare l’insorgere di malattie. Questo è stato particolarmente utile nella rilevazione precoce del West Nile Virus. Prima dello scoppio della malattia negli esseri umani nel 2000, la gente nelle aree colpite ha notato una massiccia moria di corvi. Gli animali morti furono portati in laboratorio e fu confermato che erano stati infettati dal virus.14 Le correlazioni di molte variabili umane e ambientali con le epidemie del virus hanno mostrato che l’incidenza di corvi morti era un forte fattore predittivo del rischio di un’epidemia.15 La mortalità dei corvi è stata quindi considerata un’indicazione di un’epidemia di West Nile Virus. La previsione precoce di un’epidemia basata su questo permette ai governi e al pubblico di prendere precauzioni adeguate per prevenire la diffusione della malattia, risparmiando denaro e vite umane.

Oltre a indicare che potrebbe verificarsi un’epidemia, gli esemplari del museo possono anche fornire informazioni sulle epidemie del passato.10 L’epidemia di influenza del 1918 causò la morte di centinaia di migliaia di persone negli Stati Uniti e si sospettò che gli uccelli potessero trasmettere la malattia agli esseri umani. Tuttavia, confrontando i campioni di uccelli del 1918 con quelli degli esseri umani raccolti nello stesso periodo, è emerso che c’erano ceppi diversi negli esseri umani e negli uccelli. L’esame degli esemplari di uccelli è stato utilizzato anche per tracciare l’evoluzione dell’influenza, che è fondamentale per sviluppare vaccini efficaci.

Conclusione

L’intimo legame tra alcune specie di uccelli e i loro habitat li rende utili per identificare la salute dell’ecosistema. Come tali, possono essere indicatori del deterioramento della qualità dell’habitat e dell’inquinamento ambientale, così come metriche per determinare il successo degli sforzi di ripristino. Insieme alla loro capacità di segnalare l’imminente scoppio di malattie, gli uccelli sono incredibilmente utili come indicatori sia nel campo delle scienze ambientali che in quello della salute umana.

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Fonti

Butler, S.J., et al., An objective, niche-based approach to indicator species selection. Metodi in ecologia ed evoluzione, 2012. 3(2): p. 317-326.
Stolen, E.D., et al., Using waterbirds as indicators in estuarine systems: successes and perils. Indicatori estuarini (SA Bortone, Ed.). CRC Press, Boca Raton, FL, 2005: p. 409-422.
O’Connell, T.J., L.E. Jackson, and R.P. Brooks, Bird guilds as indicators of ecological condition in the central Appalachians. Applicazioni ecologiche, 2000. 10(6): p. 1706-1721.
Shackelford, C. e J. Reid, The Endangered Red-Cockaded Woodpecker and Modern Forestry in Texas: Living in Harmony, T.P.a. Wildlife, Editor.
Frederick, P., et al., The White Ibis and Wood Stork as indicators for restoration of the everglades ecosystem. Indicatori ecologici, 2009. 9(6): p. S83-S95.
Bouwman, H., et al., DDT: 50 anni dalla primavera silenziosa. 2013.
Balmford, A., Inquinamento, politica e avvoltoi. Scienza, 2013. 339(6120): p. 653-654.
Pilastro, A., et al., L’uso di piume di uccelli per il monitoraggio dell’inquinamento da cadmio. Archivi di contaminazione ambientale e tossicologia, 1993. 24(3): p. 355-358.
Jayakumar, R., Monitoring of Metal Contamination in the Eggs of Two Bird Species in India. Journal of Expert Opinion on Environmental Biology, 2013.
Suarez, A.V. and N.D. Tsutsui, The value of museum collections for research and society. BioScience, 2004. 54(1): p. 66-74.
Mikusiński, G., M. Gromadzki, and P. Chylarecki, Woodpeckers as indicators of forest bird diversity. Biologia della conservazione, 2001. 15(1): p. 208-217.
Blair, R.B., Uccelli e farfalle lungo un gradiente urbano: taxa surrogati per valutare la biodiversità? Applicazioni ecologiche, 1999. 9(1): p. 164-170.
Kati, V., et al., Test del valore di sei gruppi tassonomici come indicatori di biodiversità su scala locale. Biologia della conservazione, 2004. 18(3): p. 667-675.
Eidson, M., et al., Morti di corvi come sistema di sorveglianza sentinella per il virus del Nilo occidentale nel nord-est degli Stati Uniti, 1999. Malattie infettive emergenti, 2001. 7(4): p. 615.
Rochlin, I., et al., mappatura predittiva del rischio umano per il virus del Nilo occidentale (WNV) basato su fattori ambientali e socioeconomici. PLoS One, 2011. 6(8): p. e23280.

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Jacob Hill è un biologo del campo e della conservazione con un Master in Biologia della Purdue University. Ha lavorato a lungo con le tartarughe marine che nidificano e ha studiato il comportamento delle immersioni e la genetica della popolazione delle tartarughe embricate per la sua ricerca di master. I suoi interessi di ricerca si concentrano sulla comprensione dell’impatto delle attività umane sulla fauna selvatica, con un particolare interesse per le specie minacciate e in pericolo. Continuerà questa ricerca nei prossimi mesi, quando inizierà un dottorato in Ecologia della fauna selvatica alla Mississippi State University.

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