I segnali di preavviso del crollo di un sistema complesso

dal sito: www.lescienze.it

Il rallentamento della velocità con cui un sistema complesso - dagli ecosistemi  ai mercati finanziari - si riprende da un danno è un indicatore che si sta avvicinando a un punto di non ritorno. Per la prima volta, studiando popolazioni di lieviti, una ricerca è riuscita a quantificare questo tipo di segnali generici, aprendo la possibilità di monitorarli per controllare popolazioni di fauna selvatica, sfruttamento delle risorse ittiche ma anche cambiamenti climatici e mercati (red) Per un sistema complesso – come può essere un ecosistema, ma anche un mercato finanziario – il rallentamento nella capacità di risposta e di ripresa di fronte a eventi di disturbo può essere un segnale di preallarme che il sistema si sta avvicinando a un tracollo da cui potrebbe non riprenersi più. E’ questa la conclusione di una ricerca condotta da analisti del Massachusetts Institute of Technology e della Vrije Universiteit di Amsterdam che pubblicano un articolo su “Science”.

Esempi di tracollo di questo genere ve ne sono anche nella storia recente; per esempio, nei primi anni novanta del secolo scorso la pesca eccessiva ha portato al crollo di una delle più ricche aree di pesca del mondo, al largo della costa di Terranova: a oltre vent’anni di distanza la popolazione di merluzzi non si è ancora ripresa, con gravi ripercussioni sull’erconomia di tutta la regione.

  © moodboard/Corbis

Per spiegare questo tipo di crollo si è ipotizzato che le popolazioni che soffrono di un deterioramnto delle condizioni del loro ambiente appaiono appaiono stabili fino al raggiungimento di un punto di non ritorno, in cui la popolazione crolla. Questa teoria, che ha un “antenato” nella teoria della catastrofe di René Tohm, aveva finora però una pecca: non era mai stata validata empiricamente, una lacuna a a cui ha ora posto rimedio lo studio condotto da Jeff Gore.

"Questo modello è una spiegazione ragionevole di questi cambiamenti improvvisi, ma è molto difficile da dimostrare: è il genere di cose che non si può fare allo stato selvatico”, osserva Gore.

  © Ocean/Corbis

Si può, invece, farlo in laboratorio. Gore e colleghi hanno infatti condotto una serie di esperimenti su popolazioni di lieviti, simulando un peggioramento delle condizioni ambientali, e rimuovendo una certa percentuale di lieviti dalle colture per mimare il tasso di mortalità. In natura queste condizioni di degrado potrebbero derivare da mancanza di cibo, pesca eccessiva, cambiamenti climatici, acidificazione del mare o qualsiasi altra fattore dannoso per la popolazione.

I ricercatori hanno scoperto che, in parallelo al deteriormento di condizioni, la popolazione diventa meno resiliente, meno “elastica”: ogni volta che subisce qualche tipo di perturbazione, ha bisogno di più tempo per recuperare una condizione di stabilità.

In particolare, è stato rilevato che le fluttuazioni delle popolazioni di lieviti diventavano più ampie e più lente in prossimità del punto di non ritorno. Così, un aumento delle dimensioni e dei tempi delle fluttuazioni può servire come indicatore della fragilità di una popolazione e fare da  preavviso di suo crollo imminente.