Differenze regionali nelle reti di comunità di coleotteri acquatici che si insediano nei laghi distrofici della Polonia settentrionale

Jul 12, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12699 (2023) Citare questo articolo

261 accessi

Dettagli sulle metriche

Le relazioni tra le specie che formano le reti nei piccoli laghi distrofici rimangono poco conosciute. Per indagare e comprendere meglio il funzionamento delle comunità di coleotteri in diversi ecosistemi, abbiamo creato tre modelli di rete che abbiamo sottoposto all'analisi della rete grafica. Questo approccio mostra reti di connessioni (bordi) basate sulla correlazione tra oggetti (nodi) valutando le caratteristiche dell'intera rete e gli attributi di nodi e bordi nel contesto dei loro ruoli, espressi da metriche di centralità. Abbiamo utilizzato questo metodo per determinare l'importanza di specie specifiche nelle reti e nelle relazioni interspecifiche. Le nostre analisi si basano su materiale faunistico raccolto da 25 laghi distrofici in tre regioni della Polonia settentrionale. Abbiamo trovato un totale di 104 specie che rappresentano diversi elementi ecologici e gruppi trofici funzionali. Abbiamo dimostrato che la rete di relazioni tra la biomassa delle specie differisce notevolmente nelle tre regioni di studio. La regione dei laghi Kashubian aveva la più alta coesione e densità, mentre la rete nella regione dei laghi Suwalki era la più sottile ed eterogenea, il che potrebbe essere correlato alla struttura frattale e al grado di sviluppo dei laghi studiati. I predatori di piccolo corpo che si riunivano in gruppi diversi con specie con preferenze ecologiche simili dominavano tutte le reti. Abbiamo trovato le correlazioni più elevate nella regione dei laghi della Masuria, dove abbiamo ottenuto la massima centralizzazione della rete. I piccoli tirfofili occupavano tipicamente le posizioni centrali della rete, mentre la periferia della rete era costituita da gruppi con diverse preferenze di habitat, compresi i grandi predatori. Le specie più importanti per la coesione e la densità della rete sono state soprattutto quelle tirfofile, come Anacaena lutescens, Hygrotus decoratus, Enochrus melanocephalus e Hydroporus descendus. I valori degli attributi che determinano il ruolo delle specie nelle reti comunitarie sono stati influenzati sia da fattori biotici che ambientali.

L'ampia letteratura sull'idrobiologia è dominata da pubblicazioni in cui viene prestata molta attenzione alla struttura delle biocenosi e alle relazioni tra comunità di organismi e specifiche condizioni ambientali1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 . Al contrario, le comunità di organismi sono relativamente raramente studiate da una prospettiva funzionale, come un’intricata rete di interazioni in un sistema predatore-preda ampiamente definito in cui scorre la biomassa12,13. La struttura e il funzionamento delle reti tra diverse specie di acqua dolce sono ancora poco studiati13. È chiaro che gli invertebrati, compresi i coleotteri, sono la componente dominante delle reti trofiche degli ecosistemi acquatici13,14. Si tratta di un gruppo di organismi molto diversi in termini di specie ed ecologia, diffusi nell'ambiente e tipicamente presenti in gran numero in habitat molto diversi15. La letteratura mostra che i coleotteri utilizzano un pool di nutrienti provenienti da diversi livelli trofici, sebbene la maggior parte dei coleotteri siano predatori, il che sottolinea il loro ruolo importante nelle reti trofiche come regolatori del numero di altri organismi13,14,16,17. La classificazione dei coleotteri in gruppi funzionali specifici, che indicano non solo il tipo di cibo consumato ma anche il modo in cui il cibo viene ottenuto, è estremamente importante per un'analisi più completa delle reti trofiche12,18,19.

L’applicazione dell’analisi di rete basata sulla teoria dei grafi sta diventando sempre più popolare come strumento di ricerca nell’ecologia degli ecosistemi acquatici, poiché fornisce una maggiore comprensione della struttura, della formazione, del funzionamento trofico e delle risposte alle mutevoli condizioni ambientali della biocenosi, soprattutto quando la modellizzazione è basata sui dati raccolti nel campo12,13,20,21,22,23. Tali studi offrono anche un approccio diverso a una specie che non è solo un altro elemento di una rete, ma anche un rappresentante della multidimensionalità interattiva in tutto l’ecosistema24.