Una conseguenza importante dell’organizzazione gerarchica è che combinando parti che compongono un livello per produrre quello più elevato emergono nuove proprietà: questo è il principio delle proprietà emergenti. Per esempio, quando l’idrogeno e l’ossigeno si combinano in una certa configurazione molecolare, formano l’acqua, un liquido con proprietà completamente diverse da quelle dei suoi componenti gassosi.
Bisogna però distinguere tra proprietà emergenti e proprietà collettive, che sono l’insieme dei comportamenti delle componenti: un esempio è dato dalla natalità, essendo semplicemente la somma delle nascite di individui in un dato periodo di tempo.
La variabilità di un sistema unitario è inferiore alla somma delle variabilità delle sue parti: per esempio, la velocità di fotosintesi di una foresta è meno variabile di quella delle singole foglie o delle singole piante che compongono la comunità perché, se una componente rallenta, un’altra può accelerare per compensare.
Un modello ecologico è la simulazione di un fenomeno reale mediante il quale si possono fare delle previsioni e, perché le predizioni quantitative siano ragionevolmente buone, i modelli devono essere statistici e matematici (formali), ma possono essere anche descrittivi o grafici (informali). Quando un modello non funziona, ovvero quando non simula bene il mondo reale, i risultati ottenuti dall’elaborazione del computer possono spesso fornire delle tracce per individuare i cambiamenti necessari. Una volta che un modello si rivela utile, le occasioni di sperimentarlo sono infinite.
I meccanismi di regolazione dei modello ecologici sono rappresentate dagli anelli di retro-controllo:
→ A → B → C →
↑――――――↓
Anello di retro-controllo
Per esempio, un anello di retro controllo potrebbe essere rappresentato dalla predazione da parte di organismi “a valle” C che riducono e quindi tendono a controllare la crescita degli erbivori o delle piante “a monte” B e A della catena trofica.
Un altro esempio di modello ecologico è quello che rappresenta la relazione tra la concentrazione della CO2 atmosferica e il riscaldamento climatico: un aumento della CO2 ha un effetto serra positivo sul riscaldamento globale e sulla crescita delle piante; il sistema suolo si adatta al riscaldamento e, questo adattamento, porta ad un sistema di retro-controllo negativo sul sequestro di carbonio nel suolo, riducendo in questo modo le emissioni di CO2 all’atmosfera.
