Classificare gli organismi viventi: Sistematica, Domini e Regni

Pubblicato su 20 Settembre 2017 | Da Lisa Foschi | Biologia

Chiunque abbia qualche infarinatura di Biologia sa sicuramente che la classificazione degli organismi viventi è un’attività che da lungo tempo ormai coinvolge studiosi delle Scienze Naturali provenienti da tutto il mondo e dalle epoche più disparate.

Tutti nel nostro percorso scolastico abbiamo studiato che in natura c’é differenza tra un Animale, una Pianta, un Fungo o un Batterio (e non solo a livello visivo-esteriore): ci hanno detto che essi appartengono a categorie differenti, le cosiddette categorie tassonomiche, che ci permettono di distinguere gli organismi diversi tra loro e raggruppare invece quelli simili.

Fin qui credo che tutti siamo d’accordo.

Tuttavia, nel tempo numerose ricerche, basate soprattutto sullo studio del DNA e dei caratteri molecolari, hanno mostrato che in alcuni casi erano necessarie delle precisazioni e/o delle vere e proprie revisioni: alcune di quelle categorie che inizialmente credevamo assolute e certe si sono sbriciolate tra le nostre dita e sono scivolate via. Altre invece si sono insospettabilmente fuse, dando vita a qualcosa di nuovo. Vedremo come.

Vedremo come le nozioni che ci sono state impartite sono cambiate nel tempo fino ad oggi: parleremo di Sistematica, Domini, e Regni.

La nascita della Sistematica

La Scienza che si occupa di classificare gli organismi viventi è chiamata Sistematica, e ha origini molto antiche: i primi tentativi di classificazione infatti si fanno risalire ad Aristotele, celebre filosofo e scienziato greco, e a Plinio il Vecchio, scrittore, ammiraglio e naturalista romano dell’antichità.

Bisognerà attendere però il Systema Naturæ (1758) di Linneo (nome latinizzato del botanico svedese Carl von Linné) perchè la Sistematica acquisisca effettivamente valore scientifico: in questo testo Linneo descrisse, attribuendo loro un nome scientifico, tutte le specie viventi allora conosciute, assegnando a ciascuna di esse un doppio nome (la cosiddetta nomenclatura binomia), che ancora oggi è in uso. A onor del vero, bisogna specificare che la nomenclatura binomia (o binomiale, che dir si voglia) non fu invenzione di Linneo, ma venne creata da un altro importante personaggio della scienza scientifica, il grande botanico e medico di Basilea Gaspard Bauhin: Linneo la fece diventare una regola di nomenclatura.

Gaspard Bauhin (1560-1624)

Nomenclatura binomia, trinomia e categorie tassonomiche

Secondo i dettami di Linneo, il nome di una specie si compone dei seguenti elementi: il Genere (scritto con la lettera maiuscola) e la specie (con la minuscola), che costituiscono gli elementi fondamentali per il riconoscimento dell’organismo, seguiti poi da quello dell’autore e dall’anno della scoperta.

Sicuramente avrete familiarità con questo modo di scrivere.

Talvolta (è il caso della nomenclatura trinomiale), nel nome viene indicata anche la sottospecie, ed in Botanica anche altre suddivisioni minori, come la varietà o la cosiddetta cultivar.

Non ci addentriamo oltre nelle regole di nomenclatura, perchè mi preme arrivare ad un altro concetto: quello delle categorie tassonomiche.

Esse sono la rappresentazione di partizioni ordinate gerarchicamente, all’interno delle quali vengono raggruppati tutti gli organismi noti, e nelle quali vengono collocati gli organismi da classificare, in base alle loro caratteristiche: man mano che si sale nella gerarchia le caratteristiche comuni ai membri dei gruppi sono minori di numero ma sempre più basilari.

Le categorie tassonomiche più utilizzate sono le seguenti:

Classificazione completa dell’Orso nero americano

  • Dominio;
  • Regno;
  • Phylum (Divisione per le Piante);
  • Subphylum o Suddivisione;
  • Superclasse;
  • Classe;
  • Sottoclasse;
  • Ordine;
  • Sottordine;
  • Famiglia;
  • Sottofamiglia;
  • Tribù;
  • Sottotribù;
  • Genere;
  • Sottogenere;
  • Specie;
  • Sottospecie.

 

Scommetto che alcune non le conoscevate. Sì, sono molte più di quelle che vi ricordate dalla scuola, ma tranquilli, non ve le chiederò a sorpresa tra poco. Per adesso ci interessano solo i Domini e i Regni.

Domini

Quando si classifica un organismo, solitamente le categorie tassonomiche ci forniscono delle opzioni, entro le quali possiamo scegliere, andando “per gradi”: è come se dovessimo posizionare un libro sullo scaffale corretto all’interno di una grande biblioteca. Volendo seguire questo esempio, la prima cosa che ci dovremmo chiedere sarebbe

“In quale reparto della biblioteca si trova lo scaffale e poi il rispettivo ripiano?”

In Biologia le cose abbiamo visto che sono più complesse di così, ma l’idea è questa: quando si vuole classificare un essere vivente, la prima domanda da farsi non è sicuramente dove trovarlo, ma piuttosto

Come sono fatte le sue cellule?” (oppure “Com’è fatta la sua cellula?” se l’organismo in questione è unicellulare).

A questa domanda risponde la categoria tassonomica chiamata Dominio. Secondo alcuni schemi di classificazione, i Domini inizialmente erano solamente 2: Eucarioti e Procarioti.

La caratteristica principale che permette di discriminare senz’ombra di dubbio un Eucariote da un Procariote, è il fatto di possedere un nucleo cellulare ben definito, isolato dal resto della cellula tramite una membrana (la membrana nucleare, per l’appunto), e contenente la maggior parte del materiale genetico rappresentato dal DNA (una parte minore è contenuta negli organelli celluari chiamati mitocondri nelle cellule animali, in quelle vegetali anche altri organuli, i cloroplasti). Trovate le caratteristiche principali degli Eucarioti riassunte qui.

Le due tipologie di cellule Eucariote, Animale e Vegetale e rispettive differenze.

Le cellule dei Procarioti invece, mancano del nucleo e di molte delle strutture interne tipiche di quelle degli organismi Eucarioti: pur essendo dotate di membrana plasmatica ed eventuale parete cellulare, sono prive di membrana nucleare, e la molecola di DNA (circolare) si trova quindi libera nel citoplasma. Inoltre, va specificato che i Procarioti sono organismi esclusivamente unicellulari, quindi costituiti da un’unica cellula, o al più coloniali (complessi di singole cellule non unite a formare tessuti). Trovate le caratteristiche principali dei Procarioti riassunte qui.

Grazie a studi condotti dal biologo statunitense Carl Woese e dal collega George Fox dell’università dell’Illinois, nel 1977 i Procarioti furono distinti in due diversi Domini: Eubacteria (Batteri)  Archaebacteria (Archea).

I Domini quindi divennero 3.

Tipica cellula Procariote (fonte: Wikipedia)

Regni

Che dire dei Regni? La suddivisione degli organismi viventi nei rispettivi Regni di appartenenza è stata a lungo dibattuta e man mano che la Scienza procedeva, sono stati proposti numerosi schemi di classificazione, almeno 10 da Linneo (1735) ad oggi, nei quali cambiavano sia il numero dei Domini sia quello dei Regni.

Classificazione a livello di Regno da Linneo all’ultimo schema proposto, nel 2015 (Fonte: Wikipedia)

Durante le scuole elementari, medie e superiori, come me probabilmente molti miei coetanei si ritroveranno nella suddivisione dei viventi in 5 Regni proposta dal biologo statunitense Whittaker, e rispettivamente:

  • Monera: includeva i Batteri, Procarioti senza membrana nucleare né membrane che incorporano organelli, e le alghe azzurre;
  • Protisti: gruppo eterogeneo che includeva Eucarioti che non si potevano considerare chiaramente come Animali, Piante o Funghi.
  • Piante: organismi Eucarioti autotrofi (che riescono a sintetizzare molecole organiche a partire da sostanze inorganiche) con differenziamento cellulare;
  • Funghi: da unicellulari a complessi, sono Eucarioti eterotrofi (non in grado di sintetizzare molecole organiche a partire da sostanze inorganiche)
  • Animali: Eucarioti con differenziamento cellulare, eterotrofi e mobili durante almeno uno stadio della loro vita.

In un certo senso quindi, l’elemento più caratteristico di questa classificazione erano i Protisti, che avevano la funzione di “magazzino” per tutti quegli organismi che non trovavano chiara collocazione.

All’attualità sono tipicamente riconosciuti (a seconda degli schemi classificativi adottati) fino a 7 diversi regni, variamente aggregati dai diversi autori. Esistono però anche altre classificazioni più fitte, condivise scientificamente da un ridotto numero di ricercatori, che qui non citeremo. Per quanto riguarda l’ultima proposta, si tratta di un’elaborazione di quella proposta da Thomas Cavalier-Smith (biologo inglese impegnato in studi biologia evolutiva presso l’università di Oxford) nel 1998, ed è stata pubblicata in un articolo su PLOS one del 2015.

Essa comprende:

  1. Archaea: Procarioti con caratteristiche biochimiche uniche, principalmente nella composizione della membrana cellulare, spesso viventi in condizioni ambientali estreme per composizione chimica, pressione e temperatura;
  2. Batteri: o solo Eubatteri in senso stretto, privati degli Archaea, comprendente la maggior parte dei Procarioti;
  3. Protozoi: in senso stretto, costituito dagli Eucarioti unicellulari o pluricellulari, privi di differenziamento in tessuti, esclusi i Funghi;
  4. Cromoalveolati (o Chromista): Eucarioti unicellulari o pluricellulari, per la maggior parte fotosintetici, con caratteristiche proprie, come il reticolo periplastidiale, cloroplasto costituito da quattro membrane etc, definiti da Thomas Cavalier-Smith nel 1981;
  5. Funghi: Eucarioti eterotrofi, unicellulari o pluricellulari, individuati da alcune particolarità strutturali e metaboliche;
  6. Piante: organismi autotrofi con differenziamento cellulare (e per alcuni studiosi anche senza tale differenziamento);
  7. Animali: organismi eterotrofi con differenziamento cellulare.

Oltre a questi, è riconosciuto in biologia (con valore ancora controverso) un ottavo Regno, quello dei Virus, che comprende tutti gli organismi privi di struttura cellulare, ma biochimicamente e quindi riproduttivamente completamente dipendenti da un organismo ospite.

In sostanza, la situazione descritta è accolta da tutti gli studiosi, con molte varianti, che riflettono il dibattito scientifico sull’origine e sull’evoluzione della vita: per esempio, Cavalier-Smith non riconosce più validità al regno Archaea, riportando nuovamente questi microrganismi all’interno del regno dei Batteri, e invece scinde il regno dei Protisti nei due Regni Cromisti e Protozoi.

Così ora ci siamo fatti un’idea di quanti e quali possano essere i Regni dei viventi (sicuramente molti più di quelli che credevate).

Tuttavia, abbiamo scordato un piccolo particolare: la storia evolutiva degli organismi, senza la quale non è possibile descrivere in modo efficace una specie, un genere, ecc.

Nel prossimo articolo parleremo di una modalità di classificazione strettamente collegata a quella delle categorie tassonomiche e che tiene conto anche di questo fattore, la cladistica e quindi anche della filogenesi, e rivedremo la precedente classificazione dei 7 Regni in virtù di quest’ultima.

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Info sull'Autore

Lisa Foschi
Laureata in Scienze Biologiche all'Alma Mater Studiorum di Bologna, attualmente sta continuando i suoi studi universitari alla Laurea Magistrale in Biodiversità ed Evoluzione presso lo stesso Ateneo. La sua aspirazione è quella di intraprendere la carriera di biologa evoluzionista per poter un giorno diventare anche astrobiologa. I suoi interessi accademici sono orientati verso Astronomia, Fisica, Antropologia e Storia dell'evoluzione. Adora i videogames, la letteratura, gli anime giapponesi e il disegno.

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