Giovedì 17 Ottobre 2002 - La Voce Nuova di Piacenza

Tutti i numeri al servizio dell'ecologia

I mercoledì della scienza

Nell'ambito dei "Mercoledì della scienza", organizzati dall'associazione Amici del Liceo Scientifico "L.Respighi" e dal Dipartimento di Matematica e Fisica del Liceo Respighi, ieri all'Auditorium della Fondazione di Piacenza e Vigevano, ci si è chiesti: "A che cosa serve la matematica in ecologia?". Il relatore, prof. Marino Gatto, ordinario di Ecologia presso la Facoltà di Ingegneria I del Politecnico di Milano, corso di Laurea in Ingegneria per l'Ambiente e il Territorio, è vicepresidente della Società Italiana di ecologia, la sua formazione si è sviluppata nel settore dell'ingegneria e della modellistica matematica, è inoltre autore di numerosi lavori editi su riviste di rilevanza internazionale.
Gatto ha introdotto l'Ecologia come scienza sotto l'aspetto storico mettendo in luce alcuni momenti essenziali del suo sviluppo e alcune figure chiave, come quella dell'italiano Vito Volterra, senatore del Regno, in seguito soggetto alle leggi razziali, che è ancora oggi l'ecologo-matematico più famoso.
Si parla di Ecologia dal 1866 quando Ernst Haeckel introduce per la prima volta questo termine, lo stesso Charles Darwin, padre delle teorie evoluzionistiche, poteva essere considerato tra i primi esponenti di questa nuova scienza.
Nel 1913 nasce la British Ecological Society, nel 1915 l'Ecological Society of America e nel 1919 esce il primo numero della rivista Ecology.
L'ecologia è lo studio scientifico delle interazioni che determinano come gli organismi sono distribuiti sulla terra, nello spazio e come mai variano la loro abbondanza nel tempo, questa la definizione moderna. Inoltre l'ecologia studia le strutture biologiche più complesse cioè popolazioni(insiemi di organismi di una stessa specie), comunità (insiemi organici delle popolazioni), ecosistemi (stagno, foreste temperate) e biosfera (insieme di ecosistemi).
Dovendo studiare strutture complesse l'ecologia si trova di fronte dei grandi problemi, che non è possibile studiare e risolvere in laboratorio, è necessario vederli "in natura". Questo aspetto rende le cose difficili perché in natura non è possibile controllare le condizioni, variarle a piacimento e non esiste alcun tipo di garanzia di poter ripetere le osservazioni, passaggi che invece è possibile applicare in altre scienze.
I primi modelli matematici in ecologia nascono attorno agli anni '20 dovuti allo scienziato ebreo americano Alfred J. Lotka e a Vito Volterra. Il genero di Volterra, il biologo D'Ancona nota per primo come le popolazioni di prede e predatori fluttuino nel tempo, questo porta Volterra a pubblicare una monografia "Variazioni, fluttuazioni di individui di specie animali conviventi".
Alcuni dei grandi problemi dell'ecologia di base e applicata sono, appunto, il problema delle fluttuazioni nel tempo delle popolazioni che non rimangono costanti anche senza l'influenza dell'uomo, ciononostante gli ecosistemi rimangono relativamente stabili, appaiono come strutture in grado di assorbire l'aggressione umana.
Un altro problema è quello della quantità delle specie, del perché ne esistano tante, ne sono state catalogate un milione e ottocentomila, la cifra precisa non si conosce, molte specie si estinguono prima che l'uomo arrivi a catalogarle. Come è possibile conservare questa bio-diversità e quali relazioni ci sono tra stabilità, diversità e produttività degli ecosistemi.
L'ecologia si svolge su scale variabili, studia tutti i problemi legati all'individuo, definizione questa che può indicare un batterio o un elefante, può svolgersi nello spazio di pochi metri o di molti chilometri quadrati, può variare nel tempo da pochi minuti a molti anni, a decenni.
Esiste poi un problema ecologico legato a quello della salute pubblica, è sempre più chiaro che il mondo naturale è serbatoio di parassiti, vettori patogeni e che il problema di controllare le malattie non è più solo medico. Infine si sta cercando di capire come integrare l'ecologia con altre discipline che sono importanti per capire quale sarà il futuro della Terra, la geofisica, la demografia umana, l'economia.
Il relatore ha mostrato alcuni esempi di applicazione di modelli matematici all'ecologia, tra questi il primo modello matematico utilizzato per studiare il problema della fluttuazione all'interno di una popolazione, chiamato "Curva di Ricker", per indagare sui salmoni del Pacifico.
Ancora si è parlato di matematica e geometria frattale che studiano gli oggetti naturali, cioè non prodotti dall'uomo. Infine il prof. Gatto ha esaminato un problema di ecologia globale, il surriscaldamento dell'atmosfera terrestre, che viene indagato con previsioni a lunga scadenza grazie a modelli matematici molto raffinati, dando margini di previsione estremamente affidabili.