Ruolo della dominanza comportamentale interspecifica nell'analisi della struttura di comunità di formiche

Abstract

La mirmecofauna (Hymenoptera, Formicidae) riveste un ruolo critico all’interno del proprio ecosistema, in quanto è presente a vari livelli trofici. Ciò significa che il taxon dei formicidi comprende numerose specie keystone: esse si relazionano con tutte le componenti di un ecosistema ed intervengono nel regolare gli equilibri alla base di una comunità. Le formiche agiscono, inoltre, come ingegneri ecologici nel modellare la struttura e la composizione del suolo. Di conseguenza, è possibile affermare che le formiche rappresentano, sotto alcuni aspetti, il proprio ecosistema e che lo studio della struttura di comunità si rivela un valido strumento, insieme ad altri, per descrivere lo stato dell’ecosistema stesso. In ambienti caratterizzati da un livello moderato di stress e di disturbo, il fattore cruciale che regola la struttura di comunità è la competizione interspecifica, che si risolve con la formazione di gerarchie di dominanza alimentare. In particolare, la dominanza si distingue in numerica e comportamentale; stimata con valori di abbondanza e frequenza, la prima è ampiamente descritta in letteratura, poiché richiede metodologie di più rapido e semplice impiego, mentre la seconda è più difficilmente misurabile, visto che necessita la stima di diversi parametri e l’uso di una metodologia attiva, che prevede l’osservazione diretta delle interazioni comportamentali. Poiché, attualmente, la documentazione sull’etoecologia delle formiche italiane è assai scarsa, questo progetto di ricerca si propone di analizzare la struttura di comunità della mirmecofauna in Italia. In particolare, lo scopo principale è quello di misurare in modo standardizzato le due componenti della dominanza in tre varietà distinte di ecosistema: montano, urbano e mediterraneo. L’applicazione di un protocollo sperimentale ad hoc si propone di evidenziare il ruolo della dominanza comportamentale nel descrivere la struttura di comunità. Inoltre, è stato valutato l’effetto del gradiente altitudinale associato allo stress ambientale (I anno), del disturbo associato allo sfruttamento antropico (II anno) e della competizione da parte di una specie invasiva (III anno) sulla struttura di comunità. I risultati hanno mostrato che l’analisi della sola dominanza numerica non esaurisce la spiegazione dei meccanismi alla base della struttura di comunità. Al contrario la stima della dominanza comportamentale mette in luce aspetti diversi delle abilità competitive delle varie specie. Inoltre, i modelli ambientali scelti si sono rivelati adeguati per rispondere alle domande sperimentali. Sono, infine, emersi spunti interessanti per la progettazione di ulteriori studi sull’etoecologia di comunità dei formicidi.

Ant-fauna (Hymenoptera, Formicidae) plays an important role in its ecosystem, being present at different trophic levels. This taxon includes several keystone species: they are related to each component of an ecosystem and they rule community mechanisms. Moreover, ants are defined as “ecological engineers” because they contribute to shape soil structure and composition. As a consequence, ants are considered to represent their own ecosystem and the study of ant community structure may become a useful tool to describe the ecosystem conditions. In environments characterized by low levels of stress and disturbance, the main factor structuring ant community is interspecific competition that results in the development of dominance hierarchies. In particular, dominance can be divided in two components: numerical and behavioural dominance. The former is widely used in literature employing easier and faster methods of measurement, while the latter is more difficult to be measured depending on the assessment of different variables and on techniques that require spending a lot of time observing behavioural interactions. At present the knowledge on the behavioural ecology of Italian ants is very poor and so the aim of this research was to analyse the structure of the ant-fauna in Italy. In particular, I focused on standardizing the measure of the two components of dominance in three different types of ecosystem: mountain, urban and Mediterranean environments. Moreover, an experimental protocol ad hoc was used to underline the role of behavioural dominance in describing ant community structure. Finally, I evaluated the effect of an altitudinal gradient related to environmental stress (year I), of anthropogenic exploitation (year II) and of the competition by an invasive species (year III) on ant community structure. Results showed that the analysis of numerical dominance was not sufficient to explain the mechanisms structuring ant communities. On the other hand, the assessment of behavioural dominance pointed out several aspects of species competitive abilities. Furthermore, the selected environmental models resulted suitable to answer to the experimental questions. Finally, results gave rise to interesting suggestions for other projects on the behavioural ecology of ants.