Biologia Marina

Storia della Biologia Marina

autore ANTONINO MILANA

Il sapere classico.
Fin dall'età della pietra, vi sono testimonianze dell'interesse dell'uomo verso il mare e per l'utilizzazione delle sue risorse. Dimostrate sia dal ritrovamento di grandi ammassi di conchiglie fossili sulle coste del Messico e della California (ritenuti i resti dei pasti dell'uomo preistorico), sia dai numerosi reperti di attrezzi da pesca quali arpioni in pietra ed ami di ossa. Nell'antico Egitto si distinguevano le caratteristiche dei pesci, come mostra la tomba di un faraone dove, tra i vari disegni di animali, è stato raffigurato in dettaglio un pesce palla di cui evidentemente conoscevano la tossicità delle carni.

I Greci antichi si interessavano al mare e cercavano spiegazioni sulle sue dimensioni, sulla sua salinità, sui suoi organismi e movimenti. Tra questi: Anassimandro di Mileto (610 a.C.-546 a.C.) creò una cosmologia e cosmogonia spiegando in particolare l'origine della vita nel mare; Aristotele (384 a.C.-322 a.C.) anticipò il modello quantitativo del ciclo idrologico, descrisse molte forme di vita marina, iniziò lo studio dell'odierna anatomia comparata individuando nelle branchie l'apparato respiratorio dei pesci e classificò delfini e balene tra i mammiferi (essendo essi dotati di polmoni e non di branchie); Pytheas (nel 300 a.C.) fu il primo greco a visitare e descrivere le isole britanniche e le coste atlantiche Anassimandro di Mileto (mosaico) dell'Europa, determinò la latitudine e la longitudine e relazionò le maree alle fasi lunari; Tolomeo (II sec. d.C.) redasse la carta del mondo conosciuto in cui venivano rappresentati meridiani e paralleli. Nei secoli successivi, il desiderio e l'interesse di conoscere e spiegare i fenomeni naturali si affievoliscono.

Ciononostante non si fermò l'esplorazione degli oceani: i Vichinghi (IX e X sec. d.C.) navigavano nell'Atlantico settentrionale e gli Arabi raggiungevano l'India ed il Sud-Est Asiatico descrivendo i monsoni. Solo verso la fine del Medio Evo c'è un'inversione di rotta con l'inizio delle grandi spedizioni geografiche e la guida dei suoi esploratori: G. Caboto, C. Colombo, V. da Gama, B. Dias (B. Diaz), F. de Magalhães (F. Magellano), M. Polo, A. Vespucci.

I pionieri della scienza del mare. Nel Rinascimento, l'esperienza dei marinai e dei pescatori cominciò a basarsi sui primi dati scientifici dei naturalisti dell'epoca. Guillaume Rondelet con la sua opera De Piscibus Marinis del 1554 può essere considerato il fondatore dell'ittiologia. Nel XVII sec., nel corso della rivoluzione scientifica, la consapevolezza dell'importanza degli oceani rese necessaria organizzare la ricerca scientifica marina su basi prettamente sperimentali.
Il naturalista svedese Carl N. Linnaeus (1707-1778, più noto come Linneo) introdusse la nomenclatura binomia con la quale classificò migliaia di specie e dette inizio alla moderna classificazione scientifica degli organismi viventi.

Nel 1725, il conte bolognese Luigi Ferdinando Marsili (col suo nome è stato battezzato il più grande vulcano d'Europa, sommerso dalle acque del basso Tirreno) pubblicò Historie physique de la mer, un vero testo di oceanografia con una sezione di chimica marina. Durante le sue spedizione,

Edmund Halley (1656-1742), famoso per la cometa,descrisse gli alisei ed i monsoni, stabilì la relazione fra la pressione barometrica e l'altezza sul livello del mare, studiò il magnetismo terrestre utilizzando per la prima volta le isocline (linee in una mappa che uniscono punti di uguale valore).

Il capitano James Cook (1728-1779) fu il primo europeo a superare il Circolo polare antartico e rimase colpito dalla ricchezza biologica delle acque limitrofe alla banchisa antartica. Otto F. Müller (1730-1784) in Zoologiae Danicae Prodromus descrisse la fauna di fondo delle coste danesi e norvegesi, classificò oltre 3000 specie locali e introdusse l'uso della draga per il campionamento biologico.

Il chimico svizzero Alexander Marcet (1770-1822): scoprì il “principio della costanza dei rapporti ionici”; stabilì che il volume dell'acqua di mare continua a contrarsi con la diminuzione della temperatura fino al congelamento, diversamente da quanto avviene per l'acqua dolce che raggiunge la massima densità a 4°C, proprietà fondamentale per la circolazione oceanica; risolse il problema delle rilevazioni termiche a grandi profondità inventando un termometro protetto dalla pressione.

Charles R. Darwin (1809-1882), durante il suo viaggio sulla Beagle, fece una classificazione dei balanidi (superordine di crostacei maxillopodi, noti come “denti di cane”) e spiegò il meccanismo di formazione degli atolli intuendo che la crescita dei madreporari avviene sulle rocce affioranti che tendono a sprofondare successivamente.

Ad Alexander von Humboldt (1769-1859), William J. Hooker (1785-1865) William Scoresby (1789-1857) ed a Christian G. Ehrenberg (1795-1876), va conferito il merito di avere individuato due concetti fondamentali delle scienze marine: il significato delle piante microscopiche nelle comunità marine ed il ruolo delle diatomee (alghe unicellulari) e dei radiolari (protozoi ameboidi) nella formazione dei depositi sul fondo. Il primo ad affrontare per primo il problema dei rapporti fra organismi marini ed ambiente fisico fu, però, il professore inglese Edward Forbes (1815-1854). Egli studiò la distribuzione degli organismi nelle acque costiere e le variazioni delle comunità animali e vegetali in rapporto alla profondità. Nel 1843 arrivò a sostenere che al di sotto dei 500 metri di profondità non potevano esserci organismi. Teoria confutata poi nel 1850 da Michael Sars (1805-1869) descrivendo 19 specie animali che vivono oltre i 500 metri. Nel 1863, Alfred Frédol (pseudonimo di Alfred Moquin-Tandon, 1804-1863)  pubblica il primo trattato di biologia marina, Le monde de la mer. Testo illustrato dove viene fatta una sintesi delle conoscenze sulla flora e la fauna marina raggiunte sino ad allora.

Le crociere oceanografiche. I risultati di questi ricercatori indussero i governi e le società scientifiche ad organizzare campagne di studio multidisciplinare con navi attrezzate ad hoc, dotate di laboratori e di particolari attrezzature adibite esclusivamente allo studio del mare sia dal punto di vista fisico che biologico. Numerosi studiosi prendevano parte alla spedizione, in modo da sperimentare nuove strumentazioni ed effettuare le loro ricerche direttamente nell'ambiante marino grazie ai laboratori di bordo. Questo nuovo metodo di indagini ebbe inizio nel 1868 con le navi Lightning e Porcupine che esplorarono l'Atlantico settentrionale dalle isole Far Øer fino a Gibilterra, dove gli inglesi William B.Carpenter (1813-1885) e Charles W. Thomson(1830-1882) acquisirono importanti dati sulla temperatura delle acque e confermarono l'esistenza di organismi anche alle grandi profondità. Thomson nel 1872 redasse il primo trattato generale di oceanografia moderna The depths of the sea. I risultati ottenuti indussero il governo inglese ad organizzare una grande spedizione intorno al mondo che per tale scopo armò la Challenger. Questa era una nave con la migliore attrezzatura scientifica dell'epoca, due laboratori (uno per la ricerca biologica ed un altro per quella chimica), una biblioteca ed una cabina per ogni studioso, il tutto coordinato da Thomson. Nel dicembre 1872 la Challenger salpò dall'Inghilterra navigando nell'Atlantico, nell'Artico e nel Pacifico fino al maggio del 1876. I dati raccolti in questa spedizione sono stati elaborati ed i risultati occupano ben 50 volumi. Furono rilevate le variazioni di temperatura nelle varie regioni, furono individuate le grandi correnti di superficie e quelle alle varie profondità, si stabilì definitivamente l'esistenza di vita negli abissi, furono analizzati e classificati i sedimenti marini e furono scoperti nuovi gruppi animali. Molte altre spedizioni di notevole importanza sono state organizzate dai vari paesi, europei ed americani. Tra queste, ve ne sono state due in particolare. Nel 1884, sulla corvetta italiana Vettor Pisani fu usata per la prima volta la rete per la raccolta del plancton (termine ancora non utilizzato) profondo, inventata dal comandante G. Palumbo (1840-1913). La rete si chiudeva alla profondità voluta mediante un peso (messaggero) che, scorrendo lungo un cavo, faceva scattare il congegno di chiusura intrappolando solo il plancton della profondità voluta. Nel 1889, Victor Hensen (1835-1924) e Hans Lohmann (1863-1934) ottennero notevoli risultati con la spedizione nell'Atlantico settentrionale della nave oceanografica National. Nel quadro di queste indagini, Hensen propose il termine plancton (dal greco πλαγκτόν, vagabondo) per indicare i piccoli organismi pelagici nel loro complesso e introdusse per primo i metodi quantitativi per il loro studio. Ernst H. Haeckel (1834-1919) corresse certe sue concezioni errate ma accettò e propagandò ugualmente il nuovo termine aggiungendone molti altri per indicare i vari rapporti fra organismi e ambiente: benthos (dal greco βένθος, fondo) per indicare il complesso degli organismi che vivono in stretto contatto col fondo marino e necton (dal greco νηκτόν, natante) per indicare gli animali pelagici forti nuotatori.

Le stazioni di biologia marina. Contemporaneamente alle prime crociere oceanografiche vennero costruiti dei laboratori permanenti vicini al mare appositamente attrezzati per la raccolta di vegetali e animali marini con vasche ad acqua circolante per mantenerli in vita. Così si poteva studiare sul posto la sistematica l'ecologia e la fisiologia della flora e della fauna marina con tutta la tecnologia allora disponibile. I primi laboratori furono istituiti: a Concarneau, sulla costa atlantica francese, nel 1859; a Sebastopoli, sul Mar Nero, nel 1871; a Roscoff, sulle coste della Bretagna, per iniziativa di Henri
de Lacaze-Duthiers (1821-1901) nel 1871; a Napoli, la Stazione Zoologica, per iniziativa del tedesco Anton Dohrn (1840-1909) nel 1872.

La Station Biologique Roscoff e la Stazione Zoologica Anton Dohrn ebbero un immediato sviluppo acquistando fama mondiale. Altri laboratori furono istituiti successivamente in vari stati europei, come quelli di Helgoland e di Kiel in Germania, ed americani, come il Woods Hole Oceanographic Institution nel Massachusetts.

Sviluppo moderno della biologia marina. La biologia marina moderna inizia quando all'approccio puramente qualitativo si aggiungono anche ricerche di carattere quantitativo e sperimentale. Il primo studio quantitativo fu condotto da Hensen, anche se poi le sue idee sulla distribuzione del plancton si sono rivelate errate. Con l'incremento della pesca commerciale, sorgevano nuovi problemi che stimolavano una più approfondita conoscenza delle risorse marine e la necessità di una sempre più stretta collaborazione scientifica internazionale. A tale scopo fu fondata nel 1902 la prima istituzione internazionale con sede a Copenhagen, l'International Council for the Exploration of the Sea. Contemporaneamente sorse a Monaco la Commission Internationale pour l'Exploration scientifique de la Méditerranée.

Uno dei compiti fondamentali di queste istituzioni fu la standardizzazione dei metodi e delle definizioni nei vari settori delle scienze marine. Dopo la seconda guerra mondiale si è sviluppata una maggiore coordinazione delle ricerche tra gli enti internazionali, insieme all'introduzione di strumentazioni scientifiche sempre più perfezionate. Così, durante l'Anno Geofisico Internazionale (International Geophysical Year, IGY), dal luglio 1957 al dicembre 1958, gruppi di ricercatori dislocati su 60 navi appartenenti a 40 nazioni con l'appoggio di centinaia di stazioni sparse lungo le coste, hanno svolto importanti indagini scientifiche, portando nuovi contributi alle conoscenze del mare nei suoi vari aspetti. L'uso di draghe per raccolte a grandi profondità ha rilevato l'esistenza di gruppi animali fino ad allora noti solo come fossili. Tecniche moderne (spettrofotometria, gascromatografia, attivazione neutronica, ecc.) e nuovi strumenti (sonde multiparametriche, telecamere subacquee telecomandate, satelliti, ecc.) hanno permesso di effettuare rilevamenti e misure sempre più precisi ed una disponibilità dei dati in tempo reale. La conoscenza della biologia marina è oggi divenuta indispensabile per affrontare tutta una serie di temi che richiedono la collaborazione di scienziati, economisti e politici: lotta agli inquinanti, salvaguardia e utilizzazione delle risorse, miglioramento della produzione ittica mediante la maricoltura, conservazione dell'ambiente naturale. Sempre più coscienti del ruolo svolto dal Mare nel complesso organismo planetario, poiché senza esso tutto il sistema non può sopravvivere, dal 2001 al 2010, è stato portato a compimento il censimento della vita marina, il Census of Marine Life, con lo scopo di indagare la vita marina passata presente e futura. Questo impresa scientifica ha coinvolto 2700 scienziati provenienti da oltre 80 paesi nel corso di 540 spedizioni. Sono state trovate più di 6000 specie potenzialmente nuove e sono state redatte più di 2600 pubblicazioni scientifiche. Il risultato è una moderna Enciclopedia paragonabile a quella che voleva essere la catalogazione dello scibile umano, l'Encyclopédie, ou Dictionnaire raisonné des sciences, des arts et des métiers, scritta in quindici anni da innumerevoli scienziati ed umanisti sotto la coordinazione degli Illuministi Denis Diderot e
Jean Baptiste La Rond d'Alembert.

Per approfondire:
Libri
Cocker R.E. - 1962 - This great and wide sea. Harper & Row, N.Y.
Cognetti G., Sarà M., Magazzù G. - 2002 - Biologia Marina. Edizioni Calderini
Fredol A. - 1866 - Le monde de la mer. Librairie de la Hachette, Paris
Herdman W.A. - 1923 - Founders of Oceanography and their work. Edward Arnold & Co., London
Thomson W.C. - 1873 - The depths of the sea. Macmillan & Co., London
Riviste
Saettini, Anna - “Un nonilione di vite”, Modus Vivendi XX, 4, luglio-agosto 2010, pp. 25-29
Internet
http://www.coml.org/

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