UN PO' DI STORIA SULLA CLASSIFICAZIONE VIVENTI

Già al tempo dei greci, Aristotele ( Stagira, 384 a.C. o 383 a.C. – Calcide, 322 a.C. ) cercò di classificare il mondo che ci circonda,  tuttavia il  suo scopo era più quello di trovare  una teoria della classificazione che fornire una trattazione delle forme di vita (ma descrisse all'incirca ben 500 specie nel suo volume “Storia degli Animali”). Aristotele è considerato come il primo vero biologo della tradizione occidentale, in quanto adottò per primo un approccio esplicitamente funzionalista (cioè  sulla funzione delle parti corporee). A quel temo gli  esseri viventi erano suddivisi in “aerei”, “terrestri”, e “marini”.

Aristotele distinse gli animali in due categorie, rispettivamente dotati di sangue (ènaima) e privi di sangue (ànaima), il che corrisponde grosso modo alla distinzione moderna fra vertebrati e invertebrati

 Il primo gruppo si divideva in cinque “generi” (che poi si suddividevano in specie): vivipari quadrupedi (cioè i mammiferi terrestri), ovipari quadrupedi (rettili e anfibi), pesci, uccelli, e mammiferi marini

Il secondo gruppo comprendeva quelli che chiamiamo oggi rispettivamente cefalopodi, crostacei, e insetti (in cui Aristotele incluse ragni, scorpioni e millepiedi), e inoltre i “testacea” (animali con conchiglia),e gli “zoofiti” (o piante - animali, come gli cnidari ).

Il sistema gerarchico di classificazione dei viventi di Aristotele e i criteri su cui esso si basa costituisce il primo esempio di una autentica tassonomia naturale. Tuttavia  l'utilità pratica delle tassonomie è una esigenza del pensiero moderno: fino a tutto il Rinascimento lo scopo della tassonomia era quello di riconoscere, nell’ordinamento delle cose del mondo, una volontà creatrice trascendente.

La nascita della sistematica moderna si fa risalire a Karl von Linne, (latinizzato in Carolus Linnaeus, 1707-1778). La sua grande opera, il Systema Naturae, pubblicata nel 1735, si sviluppò attraverso 12 edizioni durante la sua vita.

Linneo adottò la denominazione di ciascuna specie con un binomio latino, cioè con l'unione di due nomi: il nome del genere, comune ad una serie di specie;  il nome specifico, un epiteto che caratterizza e distingue le varie specie di quel genere. Questa convenzione viene oggi chiamata nomenclatura binomiale e il nome, formato da due parti, è conosciuto come nome scientifico, o nome sistematico, di una specie

Col sistema linneano ogni organismo viene così posizionato, mediante una scala gerarchica, in una serie di categorie tassonomiche. Le categorie Linneane della sistematica erano 5: Classe, Ordine, Genere, Specie e Varietà.

Nel corso del tempo i sistematici hanno espanso la gerarchia linneana, in quanto la diversità della vita mal si adatta alla categorizzazione (perfino la categoria di specie pone spesso difficoltà insormontabili). Sono state introdotte le categorie di Dominio, Regno e Tipo (Phylum) e sono state introdotte varie categorie intermedie (es. Sottoregno, Superordine, Sottofamiglia, Tribù, Sottotribù, ecc.). Questo genera una certa soggettività nella scelta della categoria tassonomica di un gruppo di interesse, per cui spesso la classificazione completa di una stessa specie può presentare differenze tra autori diversi. Tuttavia il sistema funziona, e quindi ha resistito nonostante l’arbitrarietà delle categorie fisse della sistematica. Anche  Linneo riteneva che lo scopo fosse l’identificazione di un sistema naturale, inteso come realizzazione di un piano sapiente della divinità che comporta una costante armonia ed un equilibrio fra tutte le forme viventi.  Ci si potrebbe dunque attendere che l’irruzione dell’evoluzionismo nella biologia contemporanea abbia scardinato il sistema di classificazione linneano. Come mai invece ciò non è avvenuto? In effetti, il presupposto della sistematica, da Aristotele a Linneo, è di identificare le reali affinità biologiche esistenti fra gli organismi, e questo è lo stesso presupposto che sta alla base dell’evoluzionismo, cioè attraverso le vere affinità biologiche si identificano le reali parentele evolutive.

Il compito della sistematica pre-darwiniana era di classificare gli esseri viventi sulla base delle loro somiglianze: più due organismi sono simili, più vengono classificati in gruppi omogenei; dopo Darwin quegli stessi gruppi vengono interpretati come insiemi di parentele. Il compito della sistematica diventa quindi di riconoscere la derivazione delle specie esistenti oggi dagli antenati comuni. Tutti gli esseri viventi attuali fanno parte di un immenso albero genealogico con una (o più) radici, la sistematica evoluzionistica deve avere come obiettivo primario la ricostruzione di questo albero della vita.

Nella tassonomia evoluzionistica diventa fondamentale distinguere fra le caratteristiche “omologhe”, cioè simili perchè anatomicamente comparabili, e le caratteristiche “analoghe”, cioè simili perchè funzionalmente comparabili.

Per esempio, l’analisi della struttura degli arti anteriori dei vertebrati terrestri e dei mammiferi marini suggerisce che si tratti di strutture presenti nell’antenato comune di tutti questi organismi ed evolutesi separatamente. 

Strutture simili possono essere analoghe e non omologhe. In questo caso la somiglianza è data dal fatto che compiono la stessa funzione, e si parla di evoluzione convergente. Discriminare tra omologie e analogie non è sempre facile.

Oggi l’obiettivo è quello di riconoscere piante e animali attraverso un codice a barre ( barcode), proprio come fa la cassiera al supermercato, quando «legge» il prezzo di un prodotto passandolo rapidamente sotto uno scanner. Per gli esseri viventi   il codice non può essere altro che il loro DNA, visto che ognuno ne possiede uno proprio, unico e diverso da quello di tutti gli altri. In Germania si è dato vita a un progetto che ha l’ambizione di giungere alla classificazione, con un codice a barre, dell’intera flora tedesca. La sfida è enorme: ci sono circa 4 mila specie di piante nonché 1.300 specie di muschi e felci.

PROVE DELL' EVOLUZIONE

Da:http://anellomancante.blogspot.it/2011/09/le-prove-dellevoluzione.html

Le prove scientifiche dell'evoluzione sono numerose e comprendono quelle ricavabili dallo studio dei fossili, quelle deducibili dall'osservazione delle strutture degli organismi viventi, le prove embriologiche, quelle biogeografiche e fenomeni evolutivi direttamente osservabili.

Testimonianze fossili

ittiostega 360 mil.anni fa

La paleontologia ha dimostrato che non tutte le specie attualmente esistenti sulla terra erano presenti nel passato e che, al contrario, molte specie un tempo esistenti si sono estinte. I paleontologi sono in grado di stabilire l’età dei fossili e, quindi, di ricostruire la successione cronologica ed evolutiva delle specie i cui resti sono attualmente presenti nelle rocce. Per alcuni gruppi di animali i reperti fossili sono tanto abbondanti e ben distribuiti nel tempo, da formare delle serie complete che consentono di ricostruire in modo dettagliato le tappe del loro intero processo evolutivo.

Per quanto riguarda i vertebrati la paleontologia testimonia come i primi vertebrati a comparire siano stati i pesci, seguiti dagli anfibi, dai rettili e, infine, dagli uccelli e dai dai mammiferi. Un eccezionale fossile che testimonia l’evoluzione degli Uccelli a partire dai Rettili è l’Archaeopteryx , nel quale sono mescolati caratteri rettiliani con quelli degli Uccelli. La derivazione degli Anfibi dai Pesci è testimoniata da un altro fossile, Ichtyostega che presenta caratteristiche intermedie tra una classe e l’altra. Per quanto riguarda le piante, la derivazione delle piante terrestri dalle alghe pluricellulari marine è testimoniata dal rinvenimento di fossili le cui caratteristiche sono intermedie tra le une e le altre.

Omologie

Se si osserva l’arto anteriore di pesci, degli anfibi, dei rettili, degli uccelli e dei mammiferi, si può notare come questo sia in tutti i casi costituito dagli stessi pezzi, più o meno sviluppati: omero, radio, ulna, ossa carpali, ossa metacarpali e falangi. Per il diverso utilizzo che le specie ne hanno fatto, l’arto si è notevolmente modificato, ma in queste diverse classi di vertebrati ricorre sempre la stessa struttura.

Questo tipo di somiglianza viene chiamato omologia. In generale si può affermare che gli arti dei vertebrati mostrino lo stesso piano strutturale di base, sebbene siano adattati a funzioni molto diverse quali il nuoto, il volo, la cattura delle prede; essi sono definiti organi omologhi.

La spiegazione risulta molto semplice: i vertebrati discenderebbero tutti da un antenato comune dal quale avrebbero ereditato le suddette strutture.

Omologie possono rinvenirsi a ogni livello di organizzazione animale. Il pungiglione delle vespe è una modificazione dell’organo utilizzato da altri insetti per deporre le uova (è questo il motivo per cui pungono solo le femmine); le ali delle mantidi sono pinne pettorali enormemente sviluppate; gli sfiatatoi dei cetacei sono narici localizzate nel posto più idoneo per poter respirare sott’acqua.

Organi rudimentali

La presenza di organi rudimentali o vestigiali è un’ulteriore conferma dell’evoluzione. Questi organi sono rappresentati da strutture che non hanno alcuna funzione ed appaiono come assolutamente accessori; essi risultano perfettamente omologhi con le stesse strutture ben sviluppate e funzionanti presenti in gruppi affini.

Boa e pitone, quantunque non presentino arti posteriori, hanno, seppur fortemente ridotti, un femore e le ossa del bacino. Gli animali ipogei hanno generalmente occhi ridotti e assenti, forme vestigiali un tempo funzionali negli antenati che vivevano all’aperto.

Anche l’ uomo conserva alcuni organi vestigiali. L’appendice dell’intestino, ad esempio, che funzionava nei nostri lontani antenati come parte essenziale dell’apparato digerente, oggi non ha funzioni particolari. In corrispondenza dell’angolo sinistro dell’occhio umano permane una ridotta plica semilunare, la quale non è nient’alto che un rudimento della membrana nittitante che in altri mammiferi, negli uccelli, nei rettili e negli anfibi è molto più sviluppata e può essere abbassata come una tendina trasparente che protegge e lubrifica gli occhi senza impedire la visione. Altri esempi sono i terzi  molari ed il coccige

Prove embriologiche

Anche lo studio dell' embriologia può fornire interessanti indicazioni e permette di stabilire l’origine di organismi diversi a partire da antenati comuni. Se si considerano gli stadi dello sviluppo embrionale dei vertebrati, ci si accorge che essi procedono seguendo un modello unico, a tal punto che se si confrontano tra loro embrioni non molto avanzati di un pesce, di un anfibio, di un rettile e di alcuni mammiferi, compreso l’ uomo, ci si accorge che sono sorprendentemente simili tra loro e un embrione precoce di anfibio è difficilmente distinguibile da un embrione precoce di mammifero.

In particolare in tutti i succitati embrioni sono presenti le fessure branchiali, le quali vengono mantenute allo stato adulto soltanto dai pesci nei quali assumono la funzione di organi respiratori.

Questo fatto dimostra che tutti i suddetti vertebrati dovrebbero aver avuto un progenitore comune che doveva avere una respirazione di tipo branchiale.

Somiglianze nelle proteine

Alcune proteine sono presenti in tutti gli organismi viventi e la gran parte di esse presentano leggere differenze nella struttura nei diversi gruppi di organismi. Le somiglianze e le differenze riflettono i rapporti di affinità tra le specie. Le proteine di un moscerino, ad esempio, sono più simili a quelle di una farfalla che a quelle di un cane. Inoltre c’è maggiore somiglianza tra le proteine di un cane e quelle di una farfalla che tra le proteine di questi animali e quelle di un tulipano.

Queste osservazioni confermano l’idea che un moscerino, una farfalla, un cane e un tulipano siano tutti imparentati tra loro seppure con gradi differenti di parentela.

Prove biogeografiche

La biogeografia studia la distribuzione delle forme viventi nelle varie regioni del globo e fornisce importanti prove a sostegno della teoria dell’evoluzione. Se la distribuzione geografica delle specie non fosse in qualche modo determinata dall’evoluzione dovremmo aspettarci di trovare una determinata specie ovunque essa possa adattarsi e sopravvivere.

Di fatto però, aree diverse del nostro pianeta, che pure hanno condizioni climatiche simili, come per esempio l’Africa centrale e il Brasile, ospitano animali e piante diverse; le specie che si sono evolute in Africa non hanno potuto estendere la loro presenza in Brasile a causa della barriera naturale costituita dall’Oceano Atlantico.

Regioni della Terra come l’Australia e la Nuova Zelanda, che sono state separate dal resto del mondo in epoca molto antica, presentano flora e fauna particolari. In generale la distribuzione naturale degli organismi sulla terra si può comprendere solo facendo riferimento a meccanismi evolutivi.

Convergenza evolutiva

Si definisce convergenza evolutiva il fenomeno per cui specie diverse che vivono nello stesso tipo di ambiente, o in nicchie ecologiche simili, sulla spinta delle stesse pressioni ambientali, si evolvono sviluppando per selezione naturale determinate strutture o adattamenti che li portano ad assomigliarsi fortemente. Tali specie sono dette convergenti.

Casi di convergenza evolutiva si possono osservare sia tra forme di vita presenti contemporaneamente in diverse aree del mondo, che comparando resti fossili appartenenti a diverse epoche geologiche.

Ad esempio, insetti, uccelli e pipistrelli hanno tutti le ali che corrispondono ad adattamenti per il volo. Queste tre tipologie di ali sono simili, ma non perché l’antenato comune di tutti e tre i taxa possedesse ali, ma perché hanno la stessa funzione: volare.

Gli squali, appartenenti alla classe dei pesci cartilaginei, i delfini della classe dei mammiferi e gli Ittiosauri della classe dei rettili (che vissero nel mesozoico), sotto la pressione dell'ambiente acquatico che li circonda si sono evoluti assumendo una morfologia idrodinamica complessivamente molto simile.

Anche tra le specie vegetali si assiste a fenomeni di convergenza evolutiva: vedi per esempio alcune specie di Cactacee e di Euphorbiaceae adattate agli ambienti desertici.