La crescita della popolazione segue questa legge matematica incredibile. All’inizio del XX secolo, due matematici, Alfred Lotka e Vito Volterra, in modo indipendente, hanno elaborato un modello che ancora oggi affascina gli scienziati: le equazioni di Lotka-Volterra, capaci di descrivere le dinamiche di crescita e declino delle popolazioni in ecosistemi complessi.
Lotka, inizialmente impegnato nello studio delle reazioni chimiche autocatalitiche, intuì una straordinaria analogia tra sistemi chimici e biologici. Come spiegato dalla storica della scienza Sharon Kingsland, Lotka comprese che i processi chimici e biologici si basano su scambi di materia ed energia: dalle molecole nelle reazioni ai flussi di cibo e riproduzione tra organismi.
Traslando queste intuizioni all’ecologia, Lotka creò un modello per le interazioni tra predatori e prede.
Volterra, pochi anni dopo, sviluppò le stesse equazioni per spiegare le fluttuazioni osservate nelle popolazioni marine, collaborando con sua figlia biologa.
Il modello evidenziava un fenomeno ricorrente: quando la popolazione delle prede cresce, quella dei predatori la segue, ma l’aumento dei predatori riduce le prede, provocando un calo a catena anche tra i predatori stessi. Questo ciclo perpetuo dà origine a oscillazioni stabili.
Nonostante le semplificazioni del modello, le equazioni di Lotka-Volterra si rivelano incredibilmente accurate e utili per prevedere scenari ecologici. Per esempio, permettono di studiare l’impatto di specie invasive o di cambiamenti ambientali sugli ecosistemi.
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