di Donatella D’Angela

L’esposizione allestita negli spazi del Liceo in occasione delle celebrazioni del trentennale e intitolata “Passeggiando con Darwin tra le meraviglie del mondo naturale” vuole essere un omaggio appassionato del Dipartimento di Scienze e dei suoi studenti a Darwin e alla incredibile diversità con cui si presentano le forme viventi in natura.

In The Autobiography of Charles Darwin, Darwin dice di sé: “…e ciò che più conta, il mio amore per le scienze naturali è stato continuo e ardente. …Fin dalla prima giovinezza ho concepito un vivo desiderio di capire o di spiegare tutto ciò che osservavo, cioè di raggruppare tutti i fatti sotto leggi generali. Questi fattori combinati mi hanno dato la pazienza e la capacità di riflettere e ponderare per anni su problemi insoluti”.

Già nelle parole di Darwin ritroviamo in sintesi l’approccio metodologico/didattico proprio delle scienze naturali: osservare, descrivere, riflettere, interpretare.

Per praticare questa approccio, per praticare Darwin, abbiamo pensato che il modo migliore fosse quello di esporre tutto ciò che era stato pazientemente e amorevolmente raccolto e conservato in collezioni private e della scuola, per osservare, descrivere, catalogare e poi soprattutto per riflettere e interpretare; per riconoscere le tappe nella filogenesi degli esseri viventi partendo dai primi invertebrati: il passaggio da organismi unicellulari a pluricellulari, l’acquisizione della simmetria bilaterale con la cefalizzazione, la comparsa del mesoderma e di un cavità celomatica, la metameria.

Un’esposizione per incantare e nell’incanto riuscire a cogliere il senso e i meccanismi alla base dell’evoluzione degli esseri viventi.

Come si può non rimanere stupiti tenendo fra le mani lo scheletro siliceo di una spugna, l’Euplectella aspergillum (cestello di Venere), un porifero dotato solo di alcune cellule specializzate che riesce a costruire una “gabbia” che pare intessuta con una sottile rete di fili di vetro? E siamo solo agli inizi della storia evolutiva degli invertebrati.

Come si può non meravigliarsi di fronte alle conchiglie dei molluschi, attratti dall’armonia della struttura, dalla brillantezza dei colori o dalla loro geometria, dalla lucentezza della superficie o dalla forma che le rende piacevoli al tatto?

Rimirarle viene spontaneo, ma comprenderle non è altrettanto immediato. Attorno a 570 milioni di anni fa negli oceani del Cambriano, l’antenato degli attuali molluschi riuscì a inaugurare una via di difesa passiva secernendo da una ripiegatura dell’epitelio del dorso, il mantello, un materiale solido e rigido, resistente agli urti e ai morsi, durevole nel tempo e stabile in acqua, il tutto senza un enorme dispendio energetico e proprio a partire da sostanze inorganiche disciolte in abbondanza nel mare. Una manciata di percorsi evolutivi e di soluzioni strutturali in cui i molluschi si sono cimentati con un successo che promuove a pieni voti la conchiglia come “invenzione biologica”.

E che dire del phylum animale di maggior successo con più di un milione di specie note: gli Artropodi? Osserviamo da vicino l’esoscheletro di chitina e sali di calcio, il carapace, che riveste il corpo e le robuste appendici dei crostacei o la varietà degli apparati boccali degli insetti con una specifica configurazione delle mandibole e delle mascelle a seconda del tipo di alimentazione: apparati boccali masticatori, lambitori, succhiatori, pungitori-succhiatori solo per citarne alcuni.

Sono solo alcuni esempi di manifestazioni dell’adattamento degli organismi, aspetto connesso all’evoluzione.

 

Se proseguiamo in un possibile percorso metodologico-didattico diventa importante il confronto con i fossili e il loro studio: fossili di specie estinte, fossili guida, fossili viventi, termine coniato da Darwin stesso.

Sempre nell’Autobiografia Darwin ne parla: “Dal settembre 1854 in poi dedicai tutto il mio tempo all’argomento trasformazione delle specie riordinando un’enorme quantità di note, osservando e sperimentando. Durante il viaggio sul Beagle mi aveva molto colpito lo scoprire nella formazione pampeana grandi animali fossili ricoperti di armature simili a quelle degli armadilli viventi, ed ero rimasto impressionato dal modo in cui animali affini si sostituiscono l’un l’altro procedendo verso il sud nel continente, e infine dal fatto che la maggior parte delle specie delle Galapagos hanno caratteri nettamente sudamericani e soprattutto che in ogni isola del gruppo esse si presentano con piccole differenze caratteristiche, benché nessuna di queste isole appaia geologicamente molto antica. Evidentemente fatti come questi, e molti altri, si potevano spiegare supponendo che le specie si modifichino gradualmente… ma era ugualmente evidente che né l’azione delle condizioni ambientali né la volontà degli organismi (specialmente nel caso delle piante) potevano servire a spiegare tutti quegli innumerevoli casi di organismi d’ogni tipo mirabilmente adattati alle condizioni di vita, come per esempio il picchio o la raganella adatti ad arrampicarsi sugli alberi, i semi a essere disseminati per la presenza di uncini e piume…” “Nell’ottobre 1838 lessi per diletto il libro di Malthus sulla popolazione (An Essay on the Principle of Population) e… fui subito colpito dall’idea che, in tali condizioni, le variazioni vantaggiose tendessero a essere conservate, e quelle sfavorevoli a essere distrutte. Il risultato poteva essere la formazione di specie nuove”.

In queste pagine Darwin ci racconta come gli sia venuta in mente l’idea di una graduale trasformazione delle specie. Darwin poté paragonare forme di mammiferi fossili relativamente recenti del Pliocene e Pleistocene con forme attualmente viventi nella pampa e poté constatare la graduale transizione delle une nelle altre. La prima idea di una trasformazione, suggerita dai documenti fossili e attuali, si perfezionò poi nella sua mente quand’egli osservò come “animali strettamente analoghi si sostituiscono l’uno all’altro via via che si procede nel continente verso sud”, e quando ebbe modo di constatare i caratteri delle specie e particolarmente dei fringillidi delle isole Galapagos. Dunque l’idea dell’evoluzione si formò nella sua mente per la necessità di spiegare la successione delle forme e la distribuzione geografica: proprio come problema di origine delle specie.

Nella scoperta della causa di evoluzione, la selezione è la parte più originale e geniale dell’opera darwiniana. L’intuizione gli venne da due parti: dall’osservazione degli effetti della selezione praticata dall’uomo sugli animali e sulle piante per produrre razze sempre più rispondenti a requisiti cercati e dalla lettura del Saggio sul principio della popolazione di Thomas Robert Malthus in cui sosteneva che la popolazione umana tende ad accrescersi con ritmo assai più rapido che non i mezzi di sussistenza: da cui la fame e la miseria cui una parte di essa va soggetta. Questo principio, esteso a tutti gli organismi, suggerì a Darwin il concetto di lotta per l’esistenza (struggle for life) e di sopravvivenza del più adatto (survival of the fittest), quindi di selezione naturale.

Si deve arrivare a compiere un ulteriore passaggio nell’approccio didattico all’evoluzione: dalla zoologia, dalla botanica e dall’anatomia comparata alla genetica e alla biologia molecolare.

L’idea che le specie si trasformino continuamente nel tempo e nello spazio contrasta con la nostra esperienza quotidiana. La biologia molecolare moderna ha fornito gli strumenti per esplorare queste dimensioni sfuggenti. La ricerca sull’evoluzione ha così sostituito la raccolta e la catalogazione delle specie con la collezione e l’analisi delle loro sequenze genetiche. Abbiamo la possibilità di guardare indietro nel lontano passato grazie al fatto che il DNA delle specie odierne contiene sequenze genetiche ridondanti, appartenenti a forme di vita estinte. Nel solo decennio appena trascorso abbiamo ottenuto l’intera sequenza del DNA di oltre duemila specie, fra cui sessanta mammiferi, e sequenze parziali di più di mille altre creature. Questi archivi genetici costituiscono una vivida documentazione del processo evolutivo.

Le nuove e abbondanti testimonianze genetiche dell’evoluzione forniscono ai biologi moderni strumenti che Darwin non avrebbe neanche potuto immaginare.

Oggi possiamo capire come nasce la diversità della vita. Possiamo identificare con precisione le variazioni genetiche che consentono agli organismi di adattarsi a condizioni differenti; possiamo decifrare le differenze tra specie attuali e i loro antenati e determinare le parentele fra specie diverse nell’albero della vita. Dato un certo insieme di condizioni, ora siamo in grado di prevedere la base genetica delle variazioni evolutive di alcune caratteristiche degli esseri viventi.

Rimangono ancora molti problemi nell’aspetto storico dell’evoluzione. Anche il problema che ci interessa più da vicino e a cui Darwin dedicò un libro: l’origine dell’uomo, non può dirsi ancora completamente risolto. Sono state fatte nuove scoperte di resti fossili di forme sicuramente riferibili alla specie umana sia di forme che possono con molta probabilità considerarsi come preominidi. Possiamo quindi costruire un albero genealogico abbastanza soddisfacente che non è certo da considerarsi definitivo ma è di gran lunga più completo e sicuro di quello che si potesse mettere insieme al tempo di Darwin. Attraverso il confronto tra il nostro DNA e quello degli scimpanzé, del gorilla e di altre scimmie e anche dei nostri parenti stretti estinti, i neandertaliani, potremo scoprire in che misura siamo simili alle altre specie e come ci siamo evoluti.

Un insegnamento ci sentiamo di suggerire: la strada della conoscenza scientifica parte dall’interrogazione della natura, mediante l’osservazione e l’esperimento, con spirito vigile e con assoluto rispetto dei fatti, con atteggiamento d’umiltà e con la consapevolezza che ogni scoperta è un nuovo punto di partenza.

Riferimenti bibliografici

  • Charles Darwin, Autobiografia, ed. Einaudi tascabili classici
  • Charles Darwin, L’origine delle specie, ed. Bollati Boringhieri
  • Charles Darwin, Viaggio di un naturalista intorno al mondo, ed. Einaudi
  • Secord Carroll Jones, Seabright Duprè, Darwin L’eredità del primo scienziato globale, ed. Zanichelli
  • AA.VV. Dentro la conchiglia, Museo Tridentino di Scienze Naturali
  • R.D. Barnes, Zoologia degli invertebrati, Piccin Editore Padova
  • Zaffanini, Sabelli, Atlante di morfologia degli invertebrati, Piccin Editore Padova
  • H. Curtis, Biologia, ed. Zanichelli
  • R.Cavallone Peretti, P. Venutti, Biologia, ed. Lattes
  • A. Lepre, A. Magistrelli, Biologia, ed. Paravia