La biodiversità del Plancton e il Paradosso inverso

Il presente elaborato rappresenta uno studio critico dell’articolo “Phytoplankton biodiversity and the inverted paradox ” di Behrenfeld et al., che propone un paradosso legato alla biodiversità del Plancton. Nonostante il limitato numero di nutrienti a disposizione, si osservano negli spazi oceanici decine di migliaia di specie di plancton, evidenza in disaccordo con il principio di esclusione competitiva e con le teorie delle nicchie ecologiche, che prevederebbero un numero di specie di gran lunga minore. Tuttavia, prendendo in esame dati sperimentali effettuati su popolazioni di plancton e implementando numericamente un modello stocastico, gli autori arrivano a stimare che la biodiversità dovrebbe invece essere superiore a quella osservata, giungendo a formulare l’ “inverted paradox”: perché esistono così poche specie di plancton in natura? Cercando una risposta a tale quesito nell’ambito della teoria neutrale, sono state riprodotte le simulazioni numeriche della dinamica del Mean Field Voter Model sulla base di quanto eseguito dagli autori, con condizioni iniziali omogenee nelle distribuzioni delle abbondanze delle specie. Successivamente, sono stati derivati analiticamente i tempi di estinzione attesi, ed è stata analizzata la biodiversità. Dopo aver testato l’ottimo accordo tra aspettative teoriche e simulazioni numeriche nel caso omogeneo, viene indagato il comportamento della biodiversità con condizioni iniziali eterogenee, più rappresentative delle distribuzioni negli ecosistemi. Si osserva infine come il valore atteso del numero di specie nel caso eterogeneo porti ad una riduzione della biodiversità stimata, fornendo una base per la risoluzione del paradosso inverso.