Tassonomia
Di cosa si occupa la tassonomia?
Il termine Tassonomia sta ad indicare genericamente una disciplina attinente all'attività di classificazione attraverso regole ben precise. In Biologia è spesso utilizzata come sinonimo di Sistematica, anche se è possibile individuare delle differenze importanti tra le due.
Simpson, nel 1961, ha provveduto a definire la distinzione tra Tassonomia e Sistematica, intendendo la prima come la disciplina che si occupa dello studio teorico della classificazione, definendone le basi e i principi e stabilendo le regole da seguire per la definizione di un sistema di classificazione; la Sistematica, invece, rappresenterebbe lo studio, condotto con metodi scientifici (ivi inclusi i principi tassonomici) della natura degli organismi e della loro diversità, occupandosi anche di definirne i rapporti filogenetici ed evolutivi.
La parola Tassonomia deriva dal greco e significa "regole di classificazione", ponendo quindi l'accento sulla necessità che sia questa disciplina a definire i principi su cui basare l'attività scientifica di classificazione.
Obiettivi della Tassonomia
Il fine ultimo della tassonomia è definire una organizzazione gerarchica della vita, in cui i vari gradini siano occupati da gruppi al cui interno vi siano rappresentati organismi accomunati da determinate caratteristiche.
Le categorie tassonomiche, dette "taxon" sono gerarchiche per cui i rappresentanti di una categoria inferiore possiedono tutti i caratteri tipici di quella superiore, più alcuni tratti nuovi (Sinapomorfie) che li distinguono dai rappresentanti delle altre categorie dello stesso rango, derivate dalla medesima categoria superiore.
I taxa rappresentano dei contenitori di informazioni, poiché l'attribuzione ad uno di essi definisce la presenza di un certo numero di caratteristiche note e può, a seconda delle scuole, contenere anche informazioni sull'evoluzione e la filogenesi di un organismo.
La tassonomia possiede anche un valore predittivo, per il quale la scoperta di una determinata caratteristica (come, ad esempio, il possesso di una via metabolica di interesse farmacologico) in un organismo può portare a supporre di poterla ritrovare anche in specie affini, indirizzando gli sforzi della ricerca verso obiettivi mirati.
Una volta stabilita la classificazione gerarchica, è compito della tassonomia estrapolare i caratteri diagnostici e determinare le chiavi dicotomiche, ossia una guida che permette, attraverso l'esame successivo di caratteri che presentano due possibili alternative, il riconoscimento di un organismo non noto e l'attribuzione del corretto nome scientifico.
Figura 1: Chiavi dicotomiche per i macroinvertebrati.
Gli strumenti della tassonomia
La tassonomia tradizionale si affida alle caratteristiche morfologiche come strumento principale di indagine delle relazioni tra le specie. La presenza o l'assenza di caratteristiche comuni spinge il tassonomista a inquadrare due specie in un medesimo taxon oppure in taxon distinti.
Accanto all'approccio tradizionale oggi si sono andati a inserire nuovi metodi di indagine, favoriti dalla nascita di tecnologie innovative che hanno reso possibile lo studio di aspetti che prima non potevano essere presi in considerazione. Le tecniche di diagnostica molecolare, basate sull'analisi del DNA in primis e delle sequenze amminoacidiche delle proteine, hanno permesso di affiancare alle metodiche basate sulla morfologia dei sistemi che permettono di andare oltre i limiti di questa metodologia.
Dall'approccio morfologico a quello molecolare
Sebbene l'approccio morfologico sia il più ricco di tradizione e quindi di letteratura di riferimento, esso è talvolta soggetto a limiti intrinsechi. Fenomeni come la convergenza adattativa o la scomparsa di determinate strutture, come effetto di pressione selettiva specifica, possono indurre all'errore o lasciare dei caratteri indeterminati.
Un caso di scuola è rappresentato dalla posizione tassonomica dei cetacei, rimasta incerta per secoli a causa della mancanza di strutture anatomiche degli arti inferiori, andati perduti nel corso dell'evoluzione come adattamento alla vita acquatica. Solo il ritrovamento di fossili appartenenti a cetacei ancestrali, in cui gli arti posteriori non erano ancora del tutto scomparsi, ha permesso di attribuire il taxon al suo livello tassonomico superiore.
Oggi questi limiti vengono superati dall'approccio molecolare, in cui le differenze e le somiglianze sono definite sulla base del confronto tra sequenze di DNA. Questa tecnica utilizza particolari loci in cui sono presenti sequenze molto conservate (perché codificanti per proteine o RNA essenziali alla vita) e si osservano le differenze, in termini numerici, tra le sequenze di basi azotate.
La grande quantità di informazioni che possono essere estrapolate dalle attraverso le tecniche molecolari sta dirigendo la tassonomia sempre più verso l'approccio cladistico rispetto ad approcci differenti.
Figura 2: Esempio di albergenetico degli animali.
Approccio evoluzionistico
La tassonomia evoluzionistica concentra la base della classificazione su aspetti evolutivi. In questo modo le specie vengono inserite all'interno dei taxa sulla base di principi di massima somiglianza e si prediligono gli aspetti evolutivi rispetto a quelli filogenetici, anche se se ne tiene conto in linea di principio generale.
In questi termini ad esempio gli uccelli, seppur filogeneticamente appartenenti al clade dei rettili, vengono separati da questi e gli viene dato status di taxon a parte all'interno del Phylum Chordata. Questa scelta è data dall'alto grado di specializzazione evolutiva di questi animali e l'elevata dissimilarità rispetto al resto dei rettili.
Pertanto questo approccio metodologico ammette la presenza di gruppi parafiletici, in cui non sono raggruppati tutti i discendenti di un antenato comune ma alcuni possono essere esclusi, come nel caso degli uccelli appena descritto. Questo approccio non esclude comunque l'analisi filogenetica che rimane l'impalcatura generale della classificazione, non ammettendo quindi gruppi polifiletici (che includono specie di diversa origine evolutiva), ma mette al centro l'evoluzione, attribuendo, ad esempio, rango superiore a gruppi molto diversificati a prescindere dalla propria storia filogenetica.
Tassonomia cladistica
L'approccio cladistico si basa invece sul principio che ogni taxa debba corrispondere ad un clade, cioè ad un ramo dell'albero filogenetico. L'approccio cladistico, quindi, ammette solo taxa monofiletici in senso stretto i cui rappresentanti discendano tutti da un recente antenato comune e che comprendano tutti i discendenti di quest'ultimo.
La scelta di quale clade far assurgere al ruolo di taxon e quale rango attribuirgli è arbitrario e oggetto di discussione e dibattito, talvolta supportato da nuove scoperte che portano a rivedere la classificazione di un determinato gruppo. Per continuità e stabilità del sistema si cerca, ove possibile, di non modificare la nomenclatura anche se a volte risulta necessario adeguarla alla nuova organizzazione.
Figura 3: l'immagine rappresenta l'albero filogenetico dei vertebrati. Secondo un approccio filogenetico il taxon "Aves"(gli uccelli") va escluso dal clade Reptilia (clade Reptilia parafiletico), mentre secondo un approccio cladistico va incluso perché filogeneticamente collegato (L'approccio cladistico ammette solo clade monofiletici).
Tassonomia fenetica
Un terzo approccio è costituito da quello fenetico o numerico. Secondo questa scuola tassonomica la pretesa di una definizione della filogenesi sarebbe impraticabile dal punto di vista tecnico e la classificazione deve essere improntata esclusivamente sull'utilizzo di metodi statistici per cui il numero di similarità e dissimilarità nei caratteri morfologici rappresenta l'unità di misura della diversità.
Con l'avvento delle tecniche moderne di analisi molecolare questo approccio è andato praticamente a scomparire, data l'elevata quantità e robustezza dei dati ottenibili circa la filogenesi ed i rapporti evolutivi tra le specie.
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