Con ecologia delle Banksia si fa riferimento a tutte le relazioni ed interazioni tra le piante del genere Banksia ed il loro ambiente. Il genere Banksia include circa 90 specie di piante della famiglia Proteaceae. Esse crescono in forme che variano dal cespuglio legnoso prostrato agli alberi alti fino a 30 m e si trovano in tutte le aree dell'Australia, ad eccezione di quelle più aride. Le specie del genere possiedono degli adattamenti che gli hanno finora consentito di sopravvivere nonostante suoli aridi e poveri di nutrienti, basse frequenze di produzione di semi, velocità alte di predazione di semi e bassi tassi di sopravvivenza dei semi. Questi adattamenti includono lo sviluppo di radici proteoidi e di lignotuberi, di strutture floreali specializzate, che attraggono gli animali nettariferi ed assicurano un efficace trasferimento del polline, e il rilascio di semi in risposta agli incendi boschivi.
L'arrivo degli Europei in Australia apportò ulteriori sfide ecologiche. La colonizzazione europea dell'Australia ha interessato direttamente le Banksia attraverso la deforestazione, lo sfruttamento dei fiori e i cambiamenti al regime degli incendi. In aggiunta, l'introduzione accidentale e la diffusione di patogeni delle piante, quali Phytophthora cinnamomi (marciume radicale, in inglese dieback), costituiscono una seria minaccia all'habitat e alla biodiversità di questo genere. Varie misure per la conservazione sono state messe in atto al fine di mitigare queste minacce, ma un certo numero di taxa resta tuttora in pericolo.
Impollinazione
L'ecologia dell'impollinazione delle Banksia è stata ben studiata, poiché le ampie e vistose infiorescenze rendono facile l'esecuzione di esperimenti di impollinazione e i ruoli che giocano in essa uccelli e mammiferi nettariferi hanno reso il genere un soggetto popolare per gli zoologi.
Si osservano spesso visite alle infiorescenze di Banksia da parte delle api e degli uccelli nettariferi e sono ovviamente importanti per l'impollinazione. Importanti sono anche le visite di mammiferi nettariferi, anche se tali visite sono raramente osservate perché questi mammiferi sono di solito notturni e solitari. Le ricerche hanno dimostrato che le infiorescenze di Banksia sono raccolte da una varietà di piccoli mammiferi, compresi i marsupiali (come possum e antechini) e roditori (come il Rattus tunneyi). Questi trasportano carichi di polline paragonabili a quelli degli uccelli nettariferi, cosa che li rende efficaci impollinatori. Altri studi hanno dimostrato che l'importanza relativa di vertebrati e invertebrati per l'impollinazione può variare da specie a specie, con alcune specie di Banksia che mostrano un insieme ridotto di frutti quando gli impollinatori vertebrati sono esclusi, mentre altre non sono influenzate dalla esclusione dei vertebrati e producono alcuni frutti anche quando tutti gli impollinatori sono esclusi.
Quasi tutte le specie di Banksia finora studiate hanno dimostrato velocità di incrocio tra le più alte mai registrate fra le piante. Questo significa che pochissime piante di Banksia risultano da un processo di autofertilizzazione.
Ci sono varie ragioni potenziali per questo.
Una possibilità sarebbe che i fiori di Banksia siano semplicemente non esposti al loro proprio polline. Ciò è molto improbabile per due ragioni: innanzitutto, la morfologia del fiore di Banksia rende virtualmente inevitabile che lo stigma sia esposto al suo stesso polline, dal momento che esso funziona anche come presentatore di polline. Si è suggerito che il problema sarebbe evitato se i fiori fossero fortemente monoici, ma finora le evidenze supportano solo un parziale monoicismo. Inoltre, la questione del monoicismo di singoli fiori è probabilmente irrilevante, perché l'antesi sequenziale dei fiori comporta che ogni infiorescenza tipicamente conterrà contemporaneamente fiori sia allo stadio maschile sia allo stadio femminile. Le osservazioni degli schemi di bottinatura negli impollinatori hanno dimostrato che il trasferimento del polline tra fiori diversi della stessa infiorescenza è inevitabile.
Un'altra possibilità è che l'elevata velocità di incrocio sia dovuta all'autoincompatibilità, causata da un fallimento nella fertilizzazione o da un aborto del frutto autofertilizzato. Gli studi hanno dimostrato che l'autocompatibilità del polline varia tra diverse specie di Banksia, con alcune specie - ma non tutte - che inibiscono la crescita dei tubi pollinici per il polline proveniente dai propri fiori. Una forma più verosimile di autoincompatibilità è l'aborto spontaneo dei frutti che sono stati autofertilizzati. Questo potrebbe essere causato dall'espressione di geni letali o dall'espressione di geni che, pur non letali, causano l'aborto alla pianta madre. Si ritiene che le cause genetiche siano una forma comune di autoincompatibilità, a causa dell'elevato carico genetico del genere. Comunque, le frequenze di aborto sono difficili da stabilire, in quanto gli ovari sono profondamente inseriti nel "rachis" (fusto legnoso) dell'infiorescenza.
Infine, esiste il meccanismo dell'aborto "facoltativo" dei frutti, in cui una pianta madre priva di risorse per portare a maturazione tutti i frutti, abortisce quelli meno vigorosi. Si ritiene che questo sia comune in quei taxa che solitamente sono autocompatibili, poiché anche questi presentano elevate velocità di incrocio. Ad esempio, si è dimostrato che Banksia spinulosa var. neoanglica, una delle specie di Banksia più autocompatibili, produce frutti di gran lunga impollinati con incroci che autoimpollinati.
Solo poche specie, come B. brownii, mostrano eccezionalmente basse frequenze di incroci. In ogni caso, si tratta di specie rare che sono presenti in popolazioni molto piccole, fatto che aumenta la probabilità di auto-fertilizzazione e può scoraggiare le visite da parte degli impollinatori.
Risposta al fuoco
Le piante di Banksia si sono adattate naturalmente alla presenza regolare di incendi boschivi. Circa la metà delle specie di Banksia tipicamente sopravvive agli incendi, o perché possiedono cortecce molto spesse che proteggono il tronco dal fuoco, o perché possiedono lignotuberi, dai quali possono rigermogliare dopo il fuoco. Inoltre, il fuoco regola il rilascio di semi immagazzinati nella banca di semi aerea — un adattamento noto come serotinia. Nella letteratura relativa all'Ecologia, ci si riferisce alle specie che sono uccise dal fuoco, ma che si rigenerano poi dai semi, con i termini "fire-sensitive" (sensibili al fuoco) o "seeders" (seminatori), mentre quelle che tipicamente sopravvivono rigermogliando da un tronco o da un lignotubero sotterraneo si dicono "fire-tolerant" (tolleranti al fuoco) o "sprouters" (germoglianti).
Tutte le specie di Banksia mostrano serotinia in qualche misura. La maggior parte ritiene tutti i propri semi fino a quando il rilascio è causato dal fuoco, ma alcune specie rilasciano una piccola quantità di semi spontaneamente. La serotinia è ottenuta attraverso il meccanismo di follicoli spessi e legnosi, che sono mantenuti saldamente chiusi da resina. I semi ritenuti nei follicoli sono protetti dagli animali granivori e dal calore degli incendi e restano fertili per circa 10 anni.
I follicoli richiedono un calore critico perché la resina si fonda ed i follicoli possano iniziare ad aprirsi. Ad esempio, per B. elegans, questa condizione critica è 2 minuti a 500 °C. Le specie che richiedono un elevato calore tipicamente trattengono i loro vecchi fiori appassiti. Questi sono molto infiammabili e così contribuiscono al raggiungimento del calore critico.
Con alcune eccezioni, ogni follicolo contiene due semi e un "separatore" alato. Finché il separatore rimane nel follicolo, esso mantiene i semi in posizione.
In alcune specie, il separatore rimane nel follicolo fino a quando esso si è raffreddato; una volta freddo, il separatore diviene libero e cade fuori, cosicché subito dopo anche i semi cascano fuori. In questo modo il separatore garantisce che i semi cadano sul suolo già freddo.
In altre specie, il separatore non diviene libero fino a quando non si inumidisce. In queste specie i semi non cadono al suolo fino alla prima pioggia successiva all'incendio. Il seme è solitamente rilasciato su un periodo di circa 90 giorni.
Subito dopo un incendio, gli uccelli granivori arrivano per estrarre i semi dai follicoli aperti e per mangiare i semi caduti al suolo. I semi che sfuggono ai granivori sono velocemente seppelliti dal vento e dall'acqua superficiale. Pressoché tutti i semi interrati giungono a germinazione.
Radicamento dei germogli Parecchi germogli di Banksia non sopravvivono fino alla fase adulta. Una fra le cause principali è la mancanza di acqua. La competizione per l'umidità del suolo può essere molto forte, specialmente durante i periodi di siccità. In uno studio, a seguito di un incendio sperimentale furono conteggiati circa 13680 germogli nati nel periodo giugno-ottobre, ma a gennaio rimanevano in vita solo 11 piante.
Altre minacce al radicamento dei germogli sono la predazione da parte di invertebrati, come ad esempio le cavallette e gli acari, e da parte di vertebrati, come ad esempio canguri e bandicoot.
Fitopatologie, predazione e altre simbiosi I semi di Banksia sono predati da uccelli e insetti. Gli insetti si nutrono anche di fusti, foglie, fiori e coni. Alcuni insetti provocano la formazione di galle. Molte specie di funghi vivono sulle piante di Banksia, fra i quali vi sono i Banksiamyces. La maggior parte delle specie di Banksia sono molto sensibili agli attacchi di Phytophthora cinnamomi (marciume radicale).
Conservazione La biodiversità del genere Banksia è colpita da diversi processi. Le principali minacce includono patologie, variazioni nella frequenza e nell'intensità degli incendi, il disboscamento per ampliare la superficie ad uso agricolo, l'estrazione mineraria, lo sviluppo urbano e stradale, lo sfruttamento di fiori, semi e foglie da parte del settore dei fiori recisi e di altri settori industriali. Tre specie di Banksia sono attualmente dichiarate in pericolo secondo l'Environment Protection and Biodiversity Conservation Act 1999 australiano e altre due sono considerate specie vulnerabili.
Patologie La malattia più critica che minaccia le Banksia è il patogeno introdotto Phytophthora cinnamomi, comunemente noto con il nome di "marciume radicale" (in inglese dieback). Questa è un oomicete che attacca le radici delle piante, distruggendo la struttura del tessuto radicale, causando la marcescenza della radice e impedendo alla pianta l'assorbimento dell'acqua e dei nutrienti. Le radici proteoidi della Banksia la rendono molto suscettibile a questa patologia, tanto che le piante infettate solitamente muoiono entro pochi anni dall'esposizione all'agente patogeno.
La minaccia di esposizione al marciume radicale è maggiore nella parte sudoccidentale dell'Australia Occidentale, dove l'infestazione ha raggiunto proporzioni epidemiche. Quest'area detiene la maggiore diversità in termini di specie di Banksia, con tutte le specie suscettibili di infezione. Di conseguenza, alcune fra le specie sudoccidentali sono considerate minacciate dal marciume radicale. Quasi tutte le popolazioni selvatiche conosciute di B. brownii mostrano alcuni segni dell'infezione di marciume radicale e si riporta che questa specie si sarebbe estinta entro un decennio se non fosse stata protetta. Altre specie vulnerabili includono B. cuneata, B. goodii, B. oligantha e B. verticillata.
Le aree con foreste di Banksia infestate nell'Australia Occidentale sudoccidentale solitamente possiedono meno del 30% di superficie non infestata.
Le morti di piante in tali vaste proporzioni possono avere una profonda influenza sulla composizione delle comunità vegetali. Ad esempio, nell'Australia sudoccidentale, le Banksia sono spesso presenti come sottobosco delle foreste di Eucalyptus marginata (Jarrah), un'altra specie molto vulnerabile al marciume radicale.