Phylum
Che cos'è il Phylum?
Lo studio delle Scienze Naturali ha avuto da sempre, come primo obiettivo, la creazione di una classificazione dei viventi.
La scienza moderna opera questa classificazione attraverso categorie gerarchiche in cui il Phylum rappresenta il primo grande scalino di diversificazione. Sebbene esistano delle categorie superiori molto generiche, il Phylum (plurale Phyla) è considerato il più elevato rango di classificazione nel regno animale. Nei vegetali, in genere, si preferisce utilizzare il termine "Divisione".
Elementi distintivi del Phylum
Come accennato, il Phylum in realtà non è la prima categoria di classificazione del mondo naturale ma può essere considerata la prima categoria discreta oltre la divisione in Regni.
Sebbene non esista una definizione univoca di cosa sia un Phylum, viene comunemente accettata la descrizione di questa categoria come il gruppo che racchiude tutti gli organismi caratterizzati dal medesimo Bauplan, o Piano Corporeo.
Studi recenti hanno però messo in luce una importante evidenza: durante lo sviluppo embrionale, organismi appartenenti al medesimo Phylum mostrano, in uno stadio specifico del proprio sviluppo detto Filotipico, una straordinaria similitudine nella regolazione dell'espressione genica.
Il Phylum è la prima grande categoria di classificazione del mondo Animale e la seconda in senso generale, dopo il Regno.
Il Bauplan come evidenza di un percorso comune
Il Bauplan è definibile come lo schema strutturale generale con cui è organizzato un organismo.
Oltre a rappresentare un elemento descrittivo di come è fatto un animale, il Bauplan rappresenta una testimonianza del percorso adattativo che l'organismo ha affrontato per sopravvivere.
Dal confronto dei piani corporei di specie differenti possono essere ricavate indicazioni sulle parentele evolutive e poiché la moderna classificazione sistematica riconosce solo gruppi monofiletici, essere in grado di individuare parentele molto antiche è di vitale importanza. Attraverso la descrizione dei Bauplan, il Phylum diviene un contenitore di specie dalla parentela lontana ma accertata.
Gli elementi che definiscono il Bauplan sono:
- I Piani di simmetria: in base alla possibilità di suddividere il corpo in due o più parti identiche sezionandolo lungo uno più piani di simmetria;
- Il livello di organizzazione delle cellule: Unicellulare, Pluricellulare non organizzato, Pluricellulare con organizzazione in tessuti;
- Lo sviluppo embrionale: La presenza di due o tre foglietti germinativi e di un celoma.
Phylum ed espressione genica
Osservando l'espressione dei geni durante le varie fasi di sviluppo, si osserva come nella fase iniziale e nella fase finale vi siano molte convergenze tra gruppi diversi e marcate divergenze all'interno dello stesso phylum.
Nella fase filotipica, invece, gli organismi dello stesso raggruppamento condividono l'espressione degli stessi geni, in maniera molto distinta da quanto avviene negli altri Phyla e con modalità, pertanto tipiche di ogni phylum.
Un modello di questo tipo viene definito "a clessidra": considerando infatti gli organismi di uno stesso Phylum, la diversità di soluzioni nell'espressione genica si restringe in un punto centrale per allargarsi alle estremità del processo.
Secondo il modello a clessidra, la regolazione dell'espressione genica nella parte centrale dello sviluppo embrionale (detta filotipica) mostra pochissima differenza tra le specie dello stesso Phylum e moltissime differenze con quelli di Phylum diversi, contrariamente a quanto accade nelle fasi iniziali e tardive dello sviluppo.
Questa scoperta, pubblicata sulla rivista Nature, risulta molto importante per diversi motivi: si potrà ora delineare una definizione univoca del concetto di Phylum; si potrà passare dalle evidenze fenotipiche ad evidenze di tipo molecolare, maggiormente nette e obiettive; si dovranno ridefinire alcuni rapporti di parentela e alcuni organismi potranno essere spostati in Phyla differenti.
Oltre il Phylum: categorie sistematiche superiori
La gerarchia di classificazione del mondo vivente più conosciuta prevede una distinzione degli organismi in 7 Regni; di questi, il Regno animale è suddiviso in 36 Phyla.
Ma tra il Regno ed il Phylum si inseriscono altri criteri di distinzione generale che portano alla definizione di altri clade, ossia altri raggruppamenti la cui consistenza dal punto di vista filogenetico sta trovando riscontri sempre più marcati dal punto di vista molecolare.
Una prima distinzione viene effettuata in base alla tipologia di simmetria corporea: i due grandi Rami del regno animali sono, quindi, occupati rispettivamente dai Radiati, cioè gli animali il cui corpo può essere suddiviso simmetricamente lungo infiniti piani passanti per il centro, oppure bilateri, che possiedono cioè un solo asse di simmetria.
Alcuni bilateri, come gli echinodermi, presentano una simmetria pentaraggiata che in realtà è secondaria, cioè si sviluppa sovrapponendosi ad una organizzazione bilatera iniziale.
I bilateri vengono a loro volta suddivisi in due altri raggruppamenti, in base alla tipologia di sviluppo embrionale della cavità gastrointestinale: se il blastoporo dà origine alla bocca si parla di Protostomi, se invece dà origine all'ano si definiscono Deuterostomi.
I Protostomi, inoltre, possono essere divisi in altri tre clade supportati da evidenze molecolari:
- gli Ecdysozoa, cioè quegli animali che vanno incontro a muta (artropodi, nematodi, etc.);
- i Lophotrocozoa , che si nutrono mediante una struttura detta lofoforo oppure hanno uno stadio larvale detto Trocofora;
- i Platyzoa, clade che include Platelminti e Gnatiferi.
I Cordati: la nostra casa nell'albero della vita
Fermo restando che la sistematica è una scienza fluida, che nuove rivisitazioni vengono riproposte alla luce di nuove evidenze e che le moderne tecnologie molecolari consentono il progredire rapidissimo delle conoscenze, il mondo animale viene oggi diviso in 36 Phyla.
Il Phylum in cui veniamo ascritti noi esseri umani è il Phylum Cordata: questo Phylum riunisce tutti gli organismi dotati di corda, la struttura da cui deriva la nostra colonna vertebrale.
Il Phylum Cordata è suddiviso in tre Subphyla:
- i vertebrati (subphylum Emicephalocordata): sono caratterizzati da un cranio la cui base rappresenta il punto maggiormente distale della corda;
- gli anfiossi (subphylum Cephalocordata): la corda, in questi organismi, raggiunge l'estremità distale del corpo, non essendo presente alcun cranio;
- le ascidie (subphylum Urocordata): è il gruppo più antico e , sebbene da adulti siano organismi sessili e non presentino la notocorda, questa è caratteristica della fase larvale.
Probabilmente lo sviluppo di tutti gli altri Cordati si è avuto attraverso un processo di neotenia, attraverso cui una antica specie di Urocordato avrebbe iniziato a mantenere le caratteristiche corporee della larva anche in fase adulta dando origine alla linea evolutiva che ha portato fino a noi.
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