Che cos’è una specie, comunque?

I naturalisti hanno cercato per secoli di catalogare tutte le specie sulla Terra, e questo sforzo rimane uno dei grandi lavori incompiuti della scienza. Finora i ricercatori hanno nominato circa 2,3 milioni di specie, ma ne restano milioni, forse addirittura miliardi, da scoprire.

Come se questa ricerca non fosse già abbastanza difficile, i biologi non riescono a mettersi d’accordo su cosa sia una specie. Un sondaggio del 2021 ha rilevato che i biologi praticanti hanno utilizzato 16 approcci diversi per classificare le specie. Due scienziati scelti a caso erano estremamente propensi a usarne di diversi.

“Tutti usano il termine, ma nessuno sa cosa sia”, ha detto Michal Grabowski, biologo dell’Università di Lodz in Polonia.

Il dibattito sulle specie è più di un passatempo accademico. Nell’attuale crisi di estinzione, gli scienziati devono urgentemente fare il punto sulla diversità biologica del mondo. Ma anche alcune delle specie più conosciute sulla Terra potrebbero non essere ciò che sembrano.

Prendi la giraffa.

Nel 1758, il tassonomista svedese Carl Linnaeus descrisse un’unica specie di giraffa: Giraffa camelopardalis. Sebbene la specie sia diminuita negli ultimi decenni, in tutta l’Africa sopravvivono ancora 117.000 giraffe, spingendo un gruppo ambientalista internazionale a designare la specie come vulnerabile, piuttosto che in via di estinzione.

Ma alcuni biologi ambientalisti sostengono che le giraffe corrono un grave pericolo, perché quelle che sembrano una specie in realtà sono quattro. Studi genetici hanno scoperto che il DNA della giraffa rientra in quattro gruppi distinti: la giraffa settentrionale, la giraffa reticolata, la giraffa Masai e la giraffa meridionale.

La giraffa settentrionale, che vive in sacche dal Niger all’Etiopia, ha subito perdite catastrofiche a causa delle guerre civili, del bracconaggio e della distruzione del suo habitat naturale. Se la giraffa settentrionale fosse considerata una specie separata, sarebbe “uno dei grandi mammiferi più minacciati al mondo”, ha affermato Stephanie Fennessy, direttrice esecutiva della Giraffe Conservation Foundation, un’organizzazione non governativa per la conservazione.

Per Linneo le specie erano forme di vita create da Dio, ciascuna con i propri tratti distintivi. Un secolo dopo, Charles Darwin riconobbe che le specie viventi si erano evolute, come i giovani rami che spuntano dall’albero della vita. Questa consapevolezza ha reso più difficile dire esattamente quando un nuovo gruppo è diventato una specie a sé stante, invece che semplicemente una sottospecie di quello vecchio.

Negli anni ’40 Ernst Mayr, un ornitologo tedesco, tentò di risolvere questo problema con una nuova definizione di specie basata sul modo in cui gli animali si riproducono. Se due animali non potevano riprodursi tra loro, sosteneva Mayr, allora erano specie separate.

Il concetto di specie biologica, come divenne noto, ebbe un’enorme influenza sulle generazioni successive di ricercatori.

Negli ultimi anni, Christophe Dufresnes, erpetologo dell’Università forestale di Nanchino in Cina, ha utilizzato questo concetto per classificare diverse specie di rane in Europa.

Alcuni gruppi di rane si incrociavano molto, mentre altri non avevano alcun ibrido. Analizzando il loro DNA, il dottor Dufresnes ha scoperto che i gruppi con un antenato recente – cioè quelli che erano più strettamente imparentati – producevano facilmente ibridi. Egli stima che siano necessari circa sei milioni di anni di evoluzione divergente affinché due gruppi di rane diventino incapaci di incrociarsi – in altre parole, per diventare due specie distinte.

“Questo è molto bello”, ha detto il dottor Dufresne. “Ora sappiamo qual è la soglia per considerarli specie o meno”.

Il metodo del dottor Dufresne per trovare nuove specie richiede molto lavoro sul campo. Altri ricercatori hanno cercato modi più efficienti per identificare le specie. Un metodo popolare è sequenziare il DNA degli organismi e osservare le differenze nel loro codice genetico.

Questa ricerca può riservare molte sorprese, come dimostrano le giraffe in Africa. Il team del dottor Grabowski ha scoperto una diversità ancora più drammatica che si nasconde tra i crostacei europei, un gruppo di creature acquatiche che comprende aragoste, gamberetti e granchi. I ricercatori hanno dimostrato che animali che sembrano identici tra loro e sembrano appartenere a un’unica specie possono in realtà essere decine di nuove specie.

Ad esempio, una specie di gambero d’acqua dolce comune chiamata Gammarus fossarum si è divisa 25 milioni di anni fa in lignaggi separati che sono ancora vivi oggi. A seconda di come i ricercatori classificano le loro differenze nel DNA, le singole specie di Gammarus fossarum potrebbero in effetti essere 32 specie – o fino a 152.

“Per noi è strabiliante”, ha detto il dottor Grabowski.

Man mano che gli scienziati raccolgono più dati genetici, emergono nuove domande su quelle che sembrano, in superficie, essere specie ovviamente separate.

Non è necessario essere un mammiferologo per capire che gli orsi polari e gli orsi bruni sono diversi. Basterà uno sguardo ai loro cappotti bianchi e marroni.

La differenza nei loro colori è il risultato dei loro adattamenti ecologici. Gli orsi polari bianchi si fondono nei loro habitat artici, dove cacciano foche e altre prede. Gli orsi bruni si sono adattati alla vita sulle terre più a sud. Le differenze sono così nette che i paleontologi possono distinguere fossili delle due specie risalenti a centinaia di migliaia di anni fa.

Eppure il DNA contenuto in quelle antiche ossa rivela una sorprendente storia di incroci tra orsi polari e orsi bruni. Dopo che i due lignaggi si separarono circa mezzo milione di anni fa, si scambiarono il DNA per migliaia di anni. Successivamente divennero più distinti, ma circa 120.000 anni fa subirono un altro straordinario scambio di geni.

Tra 25.000 e 10.000 anni fa, gli orsi si incrociarono in diverse parti del loro areale. Oggi gli scambi hanno lasciato un’impronta significativa sugli orsi: circa il 10% del DNA degli orsi bruni proviene da orsi polari.

Beth Shapiro, paleogenetista dell’Università della California, Santa Cruz, ha affermato che l’incrocio molto probabilmente si è verificato quando le oscillazioni del clima hanno costretto gli orsi polari a scendere dall’Artico e nel territorio dell’orso bruno.

Ma lo scambio di DNA non ha confuso gli orsi in un’unica specie. Alcune delle caratteristiche che avvantaggiano gli orsi polari nel loro ambiente possono diventare un peso per gli orsi bruni e viceversa.

“Chiedono chiaramente strategie separate per la gestione della conservazione”, ha affermato il dottor Shapiro. “Per me ha senso considerarli specie distinte”.

Le incertezze su ciò che costituisce una specie hanno lasciato i tassonomi con innumerevoli conflitti. Gruppi separati di ornitologi hanno creato i propri elenchi di tutte le specie di uccelli sulla Terra, ad esempio, e tali elenchi spesso si scontrano.

Anche una specie comune come il barbagianni, presente in tutti i continenti e nelle isole remote, è fonte di disaccordo.

Il gruppo ambientalista BirdLife International riconosce i barbagianni come una specie, Tyto alba, che vive in tutto il mondo. Ma un altro influente inventario, chiamato Clements Checklist of Birds of the World, ritaglia i barbagianni che vivono su una catena di isole dell’Oceano Indiano come la loro specie, Tyto deroepstorffi. Un altro ancora riconosce i barbagianni in Australia e Nuova Guinea come Tyto delicatula. E una quarta divide Tyto alba in quattro specie, ciascuna delle quali copre la propria ampia fascia del pianeta.

Alcuni ornitologi stanno cercando di risolvere questi conflitti con un approccio a bassa tecnologia: il voto.

Nel 2021, l’Unione internazionale degli ornitologi ha formato un gruppo di lavoro per sostituire le quattro principali liste di controllo degli uccelli con un unico catalogo. Nove esperti stanno esaminando le liste e votando su più di 11.000 specie potenziali.

“Le discussioni possono diventare molto accese”, ha detto Leslie Christidis, presidente del gruppo. Alcuni esperti tendono a raggruppare le specie insieme, mentre altri le dividono. “Stiamo solo cercando di negoziare un sistema pacifico.”

Thomas Wells, botanico dell’Università di Oxford, teme che i dibattiti sulla natura delle specie stiano rallentando il lavoro di scoperta di nuove. La tassonomia è tradizionalmente un processo lento, soprattutto per le piante. Possono volerci decenni prima che una nuova specie di pianta venga formalmente nominata in una pubblicazione scientifica dopo la sua prima scoperta. Questo ritmo lento è inaccettabile, ha detto, quando tre specie di piante non descritte su quattro sono già minacciate di estinzione.

Il dottor Wells e i suoi colleghi stanno sviluppando un nuovo metodo per accelerare il processo. Stanno scattando fotografie di piante sia allo stato selvatico che nelle collezioni dei musei e utilizzando programmi informatici per individuare campioni che sembrano raggrupparsi insieme perché hanno forme simili. Stanno anche sequenziando rapidamente il DNA dei campioni per vedere se si raggruppano geneticamente.

Se ottengono gruppi chiari da approcci come questi, chiamano le piante una nuova specie. Il metodo – che il dottor Wells definisce un triage “grezzo e pronto” nella nostra epoca di estinzioni – potrebbe consentire al suo team di descrivere più di 100 nuove specie di piante ogni anno.

“Non possiamo davvero permetterci il lusso di chiederci: ‘Questa è una specie o una sottospecie?'”, ha detto. “Dobbiamo prendere decisioni rapidamente e nel modo più accurato possibile, sulla base delle prove che abbiamo a portata di mano”.