Tragelafo di Menelik: Un Grido d’Allarme dalle Montagne Etiopi per il Suo Futuro Incerto

Amici appassionati di natura e scoperte scientifiche, oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante, ma anche un po’ preoccupante, sulle alte montagne dell’Etiopia. Parleremo di una creatura magnifica, endemica di quelle terre: il tragelafo di Menelik (Tragelaphus sylvaticus meneliki). Immaginate un’antilope dalle corna a spirale, un vero gioiello della biodiversità africana. Ma cosa succede quando il suo mondo, l’altopiano etiope, inizia a cambiare drasticamente a causa del riscaldamento globale e della pressione umana? È proprio quello che abbiamo cercato di scoprire.

L’Allarme Rosso per le Specie d’Alta Quota

Le specie selvatiche che si sono adattate a vivere negli altopiani afro-alpini sono particolarmente vulnerabili. Il riscaldamento globale, vedete, può spingere i loro habitat preferiti sempre più in alto, restringendoli fino a farli scomparire. Capire come si sposta l’habitat ideale di queste specie endemiche è fondamentale per pianificare la loro conservazione. Ecco perché ci siamo concentrati sul tragelafo di Menelik, cercando di modellare la distribuzione del suo habitat nel passato (pensate all’Ultimo Massimo Glaciale e al Medio Olocene), nel presente e, soprattutto, nel futuro.

Per farlo, non ci siamo affidati a un solo metodo, ma abbiamo usato quello che in gergo chiamiamo “ensemble modelling”, una sorta di squadra di cervelloni statistici. Abbiamo combinato ben sei diverse tecniche di modellazione (MaxEnt, Modello Lineare Generalizzato, Modello Additivo Generalizzato, Random Forest, Boosted Regression Tree e Multivariate Adaptive Regression Splines – nomi complicati, lo so, ma efficacissimi!). Abbiamo nutrito questi modelli con 248 punti di avvistamento del nostro tragelafo e ben 12 variabili climatiche, topografiche (come l’altitudine) e antropogeniche (cioè legate all’attività umana). Per non confondere i modelli con dati troppo simili tra loro, abbiamo fatto una selezione accurata, riducendo le variabili iniziali da 24 a 12.

E i risultati? Beh, il nostro modello “ensemble” si è dimostrato eccellente, con valori di AUC (un indice di accuratezza) pari a 0.97 e TSS (un altro indice) pari a 0.88. Tradotto: ci possiamo fidare parecchio di quello che ci dice!

I Fattori Chiave e le Proiezioni Preoccupanti

Cosa influenza di più la vita del tragelafo di Menelik? Al primo posto c’è la Bio6, ovvero la temperatura minima del mese più freddo. Segue a ruota la Bio12 (le precipitazioni annue) e l’altitudine. Sembra logico, no? Un animale di montagna sarà sensibile al freddo intenso e alla disponibilità d’acqua.

Le proiezioni, purtroppo, non sono rosee. L’habitat idoneo per il tragelafo di Menelik è destinato a diminuire costantemente, e la situazione peggiora all’aumentare degli scenari di emissione di gas serra (i famosi RCP) e con il passare degli anni.
Pensate che oggi l’habitat adatto è stimato in circa 25.546 km². Nel Medio Olocene (circa 6.000 anni fa) era di ben 60.282 km² e durante l’Ultimo Massimo Glaciale (circa 22.000 anni fa) di 33.652 km². C’è stata quindi una contrazione significativa.

Ma il futuro è ciò che ci spaventa di più. La perdita di habitat sarà massima nel 2050 e nel 2070, specialmente nello scenario peggiore (RCP 8.5). In questi casi, la perdita rispetto all’habitat attuale supererebbe rispettivamente il 95,1% e il 99,8%! Sì, avete letto bene. Una contrazione drammatica che minaccia seriamente la sopravvivenza futura di questa specie. Il nostro lavoro di modellazione, però, può aiutare a identificare quelle aree che potrebbero fungere da rifugio, essenziali per la sua conservazione.

Un Problema Condiviso sulle Cime Tropicali

Le specie che vivono ad alta quota saranno probabilmente le più colpite dai cambiamenti climatici causati dall’uomo. Questo non è un rischio solo per le montagne delle latitudini più elevate, ma anche per le specie d’alta quota nelle montagne tropicali, come quelle etiopi. L’Etiopia, infatti, ospita diverse specie o sottospecie endemiche d’alta quota, come il pipistrello orecchiuto etiope, il gelada, la scimmia di Bale, il lupo etiope, il nyala di montagna, lo stambecco del Walia e, appunto, il nostro tragelafo di Menelik.

Studi recenti su altre specie etiopi hanno già sottolineato la necessità di considerare lo spostamento verso l’alto di questi animali nella pianificazione della conservazione. Ma c’è un altro problema: la pressione umana. L’espansione dell’agricoltura, ad esempio, rappresenta un rischio aggiuntivo. Combinati, cambiamenti climatici e pressione umana possono portare all’estinzione di queste specie uniche.

Il Tragelafus di Menelik: Un Abitante Versatile ma Minacciato

Tra le specie d’alta quota dell’Etiopia, il tragelafo di Menelik è probabilmente il più diffuso. È stato segnalato in vari habitat, dalle aree boschive con fitto sottobosco a habitat relativamente aperti come la macchia di Erica e le praterie afro-alpine. Storicamente, si pensava occupasse un areale limitato e frammentato nelle montagne Chercher, Arsi e Bale, nelle montagne dello Shoa occidentale e in aree elevate della provincia di Illubabor, ma non, ad esempio, nelle montagne del Simien. Ricerche recenti, però, hanno confermato la sua presenza in molte più aree montuose, incluso il Parco Nazionale dei Monti Simien. C’è anche da dire che alle quote più basse, in Etiopia settentrionale, meridionale e occidentale, si trova un’altra sottospecie, il tragelafo etiope (Tragelaphus scriptus decula). Lo stato tassonomico di entrambi e i loro confini di distribuzione non sono ancora del tutto chiari.

Perché i Modelli di Distribuzione delle Specie (SDM)?

Per capire la distribuzione del tragelafo di Menelik, abbiamo usato i cosiddetti Modelli di Distribuzione delle Specie (SDM). Questi modelli sono molto popolari in ecologia e vengono usati in tutto il mondo per rispondere a domande fondamentali: dove è probabile trovare una specie? Quali fattori ne influenzano la distribuzione? Quali sfide impongono i cambiamenti climatici?
L’avanzamento nella scienza dei dati ha portato allo sviluppo di numerosi algoritmi di modellazione, che vengono integrati per creare mappe più accurate e fornire un supporto decisionale avanzato per la conservazione delle specie minacciate. L’ensemble modelling, combinando i risultati di più SDM, offre una visione più completa e affidabile. È uno strumento preziosissimo, specialmente per prevedere gli impatti dei cambiamenti climatici o dell’uso del suolo.

Il nostro studio, quindi, si è posto tre obiettivi principali:

• Prevedere la distribuzione passata, attuale e futura dell’habitat idoneo.
• Identificare i fattori climatici chiave per la sua distribuzione.
• Rilevare il cambiamento nell’area idonea per il tragelafo di Menelik secondo diversi scenari di cambiamento climatico.

La nostra ipotesi era che l’habitat e la distribuzione del tragelafo fossero influenzati dal clima, da fattori antropogenici (uso del suolo) e da variabili topografiche. Credevamo che precipitazioni, temperatura, altitudine, pendenza e copertura del suolo fossero positivamente correlati all’idoneità dell’habitat.

L’Area di Studio: Gli Altopiani Etiopi

L’Etiopia, situata nel tropico, è un centro nevralgico della regione dell’Africa orientale, con undici ecoregioni afrotropicali, designata come Global 200, un’ecoregione di importanza globale per la conservazione della biodiversità. La nostra area di studio comprende tutti gli altopiani etiopi sopra i 2000 metri di altitudine. Questi altopiani fanno parte degli hotspot di biodiversità dell’Afromontano Orientale e del Corno d’Africa e ospitano, oltre ai mammiferi endemici d’alta quota, numerose altre specie endemiche di vertebrati e piante.

Il clima negli altopiani è caratterizzato da una stagione delle piogge da giugno a settembre e una stagione secca da ottobre ad aprile. Le piogge generalmente aumentano da nord a sud e da est a ovest. Questa variabilità climatica, combinata con la topografia, è responsabile della vasta gamma di tipi di vegetazione. Gli altopiani sono anche l’area principale per l’agricoltura e l’insediamento umano in Etiopia, con l’88% della popolazione umana, il 95% dell’area agricola e circa il 75% del bestiame. L’alta densità di popolazione ha portato a una conversione su larga scala dell’habitat naturale e all’impoverimento degli ecosistemi, inclusa la deforestazione e la perdita di biodiversità.

Raccolta Dati e Scelte Metodologiche

Abbiamo raccolto un totale di 248 punti di presenza del tragelafo di Menelik tramite sopralluoghi sul campo tra dicembre 2018 e luglio 2023, mantenendo una distanza minima di 1 km tra i transetti per evitare sovrapposizioni. Abbiamo usato GPS e binocoli. Dopo aver filtrato i dati e rimosso i duplicati (usando un solo punto per cella di griglia di 1 km x 1 km), siamo rimasti con 132 punti di presenza per la nostra modellazione, situati tra i 2000 e i 3800 metri s.l.m.

Abbiamo considerato 24 variabili climatiche, topografiche e antropogeniche. I dati bioclimatici (19 variabili) per il presente, il futuro e il passato (Ultimo Massimo Glaciale e Medio Olocene) sono stati scaricati da WorldClim. I dati del modello digitale di elevazione (DEM) dal USGS, da cui abbiamo calcolato pendenza e aspetto. La radiazione solare da WorldClim e i dati sulla copertura del suolo dal Copernicus Climate Change Service. È importante notare che i dati sulla copertura del suolo attuali sono stati usati come costanti nelle proiezioni passate e future per mancanza di dataset specifici per quei periodi.

Per il futuro, abbiamo usato due scenari di emissione di gas serra (RCP 4.5, intermedio, e RCP 8.5, il più elevato) per gli anni 2050 e 2070. Questi scenari ci aiutano a capire i potenziali impatti e a pensare a strategie di mitigazione e adattamento. Un piccolo aumento della temperatura può avere un impatto significativo sulle specie tropicali, che hanno un intervallo di tolleranza termica più stretto rispetto alle specie temperate.

Una procedura critica negli SDM è l’analisi della multicollinearità, per evitare che variabili troppo correlate tra loro confondano i risultati. Abbiamo usato il metodo del Variance Inflation Factor (VIF), eliminando le variabili con VIF superiore a 10. Alla fine, abbiamo selezionato 12 variabili poco correlate per la modellazione finale.
Dato che avevamo solo dati di presenza, abbiamo generato dei “pseudo-assenza” o punti di background, fondamentali per migliorare le prestazioni del modello. Ne abbiamo generati 500.

I Risultati nel Dettaglio: Passato, Presente e Futuro Drammatico

Come dicevo, le prestazioni del nostro modello “ensemble” sono state eccellenti (AUC = 0.97, TSS = 0.88). Tra i singoli modelli, il Random Forest è stato il migliore.
I fattori ambientali chiave che hanno determinato l’idoneità dell’habitat per il tragelafo di Menelik sono stati, in ordine di importanza: bio6 (temperatura minima del mese più freddo), seguito da bio12 (precipitazioni annue), altitudine, radiazione solare e bio18 (precipitazioni del trimestre più caldo). Aspetto e pendenza hanno contribuito meno.

Secondo la nostra modellazione, la distribuzione attuale dell’habitat idoneo per il tragelafo di Menelik si trova negli altopiani di Bale, Arsi, Chercher, Showa occidentale, Illubabor, Menz-Guassa, Wof-Washa, Simien e Borena Saint. L’estensione attuale è di 25.546 km², tra i 2000 e i 3800 metri di altitudine.
Confrontando con il passato:

• Durante l’Ultimo Massimo Glaciale (LGM), l’area era il 24,1% più grande (33.652 km²) e si estendeva ulteriormente negli altopiani settentrionali, centrali e sud-orientali.
• Durante il Medio Olocene, l’area era addirittura il 57,6% più grande dell’attuale (60.282,24 km²).

E per il futuro? Preparatevi, perché i numeri sono sconfortanti. Rispetto all’estensione attuale, tutti gli scenari futuri prevedono un drastico declino:

• 2050 RCP4.5: -81,4%
• 2070 RCP4.5: -96,8%
• 2050 RCP8.5: -95,1%
• 2070 RCP8.5: -99,8%

Quest’ultimo dato significa che nel 2070, nello scenario peggiore, rimarrebbero solo 52,4 km² di habitat idoneo, principalmente negli altopiani di Arsi e Bale, a sud della Rift Valley. Una perdita quasi totale. Questo dimostra che la specie è attualmente sotto forte pressione a causa dei cambiamenti climatici e dell’impatto umano.

Cambiamenti nell’Areale: Perdite Maggiori dei Guadagni

Abbiamo anche calcolato il cambiamento nell’idoneità dell’habitat rispetto alla situazione attuale per ogni cella della griglia e per ogni scenario. Per il tragelafo di Menelik, la perdita di areale è prevista essere maggiore del guadagno, indipendentemente dallo scenario. Le perdite maggiori, come già detto, si avranno nel 2050 e 2070 con lo scenario RCP 8.5. Nel 2070 (RCP 8.5), la specie perderà la stragrande maggioranza del suo areale idoneo. Le mappe che abbiamo prodotto visualizzano chiaramente questa contrazione, mostrando come la specie si ritroverà in habitat piccoli, frammentati e isolati.

Discussione e Implicazioni per la Conservazione

Il nostro studio fornisce indicazioni importanti per la conservazione e la gestione del tragelafo di Menelik. L’attuale habitat potenziale stimato (circa 25.546 km²) si trova in gran parte all’interno di aree protette e aree di caccia controllata. Sebbene le aree protette contribuiscano alla conservazione, sono comunque sotto l’influenza di attività umane come l’uso insostenibile delle risorse naturali, il pascolo del bestiame e l’invasione di terreni. Sarebbe utile sostenere le comunità locali affinché si impegnino in attività agricole compatibili con la conservazione della biodiversità (agroforestazione, apicoltura, ecc.), oltre a rafforzare l’applicazione delle leggi.

La drastica riduzione prevista dell’habitat (fino a soli 52 km² nel 2070 con RCP 8.5) indica la necessità di sforzi di conservazione urgenti. Queste previsioni sono rilevanti anche per altre specie d’alta quota dell’Afromontano, il che è particolarmente preoccupante dati gli alti livelli di endemismo della regione. Anche per altre specie endemiche etiopi, come il lupo etiope e il gelada, si prevede una forte contrazione dell’habitat.

I modelli storici ci dicono che durante l’Ultimo Massimo Glaciale, l’habitat del tragelafo si era espanso, coprendo un’area più vasta dell’attuale, ma inferiore a quella del Medio Olocene. Durante il Medio Olocene, con un clima più caldo simile all’attuale (ma prima dell’impatto antropico moderno), l’habitat era molto più esteso. Questo suggerisce che la specie preferiva le condizioni del Medio Olocene. La differenza tra i due scenari passati potrebbe essere il risultato di processi di speciazione, evoluzione e adattamento.

Le variabili ambientali come temperatura, precipitazioni ed elevazione giocano un ruolo vitale. Con l’aumento previsto delle temperature globali, queste variabili cambieranno significativamente, rendendo inospitali vaste porzioni dell’areale attuale. Anche la copertura del suolo è importante: i nostri risultati mostrano che l’idoneità dell’habitat aumenta con un aumento della copertura del suolo (intesa come vegetazione naturale). Ciò implica che il cambiamento dell’uso del suolo, spinto dalla crescita della popolazione rurale, può aumentare significativamente l’estensione degli habitat non idonei, aggravando gli effetti del cambiamento climatico.

È importante sottolineare che i nostri modelli non hanno considerato fattori come la capacità di dispersione della specie o le interazioni biotiche (competizione, predazione), per mancanza di dati disponibili su larga scala. L’inclusione di questi fattori in futuro potrebbe migliorare ulteriormente la robustezza delle previsioni.

Conclusioni e Raccomandazioni

Questo è il primo studio che utilizza dati di background e metodi di ensemble modelling, combinando dati climatici, topografici e di copertura del suolo, per simulare la distribuzione delle aree potenzialmente idonee per il tragelafo di Menelik in Etiopia, attraverso passato, presente e futuro. Il modello si è dimostrato molto accurato.
La maggior parte degli habitat idonei attuali si trova negli altopiani sud-orientali, centrali e settentrionali dell’Etiopia, indicando che la specie è altamente vulnerabile ai cambiamenti ambientali. Temperatura, precipitazioni ed elevazione hanno un impatto significativo sulla sua distribuzione.

La nostra ricerca evidenzia gli impatti negativi dei cambiamenti climatici sul tragelafo di Menelik, che si prevede subirà un forte declino del suo areale geografico. Questi risultati sono preziosi per identificare le aree che potrebbero rimanere idonee in futuro. Per garantire la sopravvivenza del tragelafo di Menelik, è cruciale migliorare la protezione dei suoi habitat. Raccomandiamo lo sviluppo e l’attuazione di un piano d’azione per la conservazione della specie, per mitigare gli effetti dei cambiamenti climatici e del disturbo umano sulla sua distribuzione. Il tempo stringe, e dobbiamo agire ora per proteggere questo magnifico abitante degli altopiani etiopi.

Fonte: Springer