Zoologia

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Introduzione

Zoologia Branca della biologia che si occupa dello studio del regno degli animali.

La zoologia può essere considerata come l’insieme di varie discipline, che si propongono di classificare gli animali, ordinandoli in base alle loro caratteristiche e ai loro rapporti evolutivi (tassonomia e sistematica) e di comprenderne la struttura e il funzionamento (anatomia, fisiologia), le modalità di sviluppo (embriologia), il comportamento (psicologia animale, etologia) e le relazioni reciproche (ecologia).

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Cenni storici

Tra i primi tentativi di classificazione tassonomica vi sono quelli documentati nel Corpus di scritti attribuiti a Ippocrate, risalenti al 400 a.C. Aristotele fu, tuttavia, il primo a elaborare un sistema di classificazione secondo un criterio corrispondente alla struttura e alla fisiologia dei diversi organismi; in particolare, il criterio scelto prendeva in considerazione il tipo di riproduzione e l’habitat.

Dall’osservazione dello sviluppo di animali anche molto diversi tra loro, come pescecani, polli e polpi, Aristotele notò che le strutture generali compaiono, nel corso dello sviluppo, prima di quelle specializzate e, inoltre, riuscì a distinguere l’esistenza di modalità di riproduzione differenti (riproduzione sessuata e riproduzione asessuata). Inoltre si interessò di morfologia e anatomia animale, giungendo alla conclusione che animali diversi possono avere origini embriologiche simili e che strutture differenti possono avere funzioni analoghe. La sua Historia Animalium contiene descrizioni accurate di animali ancora esistenti della Grecia e dell’Asia Minore.

In epoca romana, Plinio il Vecchio compilò quattro volumi di zoologia, all’interno del suo trattato in 37 volumi, Naturalis historia. Questi volumi, che ebbero grande diffusione fino a tutto il Medioevo, sono, in realtà, una raccolta di notizie folcloristiche, miti e superstizioni, dotata di scarso rigore scientifico. Il medico greco Galeno dissezionò animali domestici, scimmie e altri mammiferi e ne descrisse con accuratezza molte caratteristiche; da alcune di queste scoperte egli dedusse, tuttavia in modo errato, alcune funzioni fisiologiche del corpo umano, che sono state ritenute corrette e studiate per centinaia di anni. Le sue teorie sulla circolazione sanguigna sono state, ad esempio, modificate solo nel XVII secolo, a opera del medico britannico William Harvey.

Nel Medioevo la zoologia comprendeva ancora molte leggende e idee false sugli animali. Iniziò a emergere come disciplina scientifica autonoma nel XIII secolo; il più importante naturalista di quel tempo, probabilmente, fu lo studioso tedesco Alberto Magno, che negò molte delle superstizioni diffuse all’epoca sugli animali e fu artefice della riscoperta degli scritti aristotelici.

Gli studi anatomici di Leonardo da Vinci, basati su dissezioni e sul confronto delle strutture umane con quelle di altri animali, erano molto avanzati per la sua epoca e lo condussero a importanti conclusioni. Egli notò, ad esempio, che la disposizione dei legamenti e delle ossa negli arti inferiori sono simili nei cavalli e nell’uomo, intuendo così il concetto di omologia (la similitudine di parti corrispondenti in diversi tipi di animali, indicativa di un’affinità tra i vari gruppi). Al tempo, tuttavia, il valore degli studi anatomici di Leonardo non fu compreso. Padre dell’anatomia è, invece, considerato il medico fiammingo Andrea Vesalio, che divulgò i suoi scritti e gettò le basi della moderna anatomia comparata.

La zoologia di quasi tutto il XVII e il XVIII secolo fu dominata dai tentativi di classificazione. Il botanico svedese Carlo Linneo fondò la disciplina della tassonomia e sviluppò un sistema di classificazione usato ancora oggi, basato sulla nomenclatura binomia latina di genere e specie. Linneo si ispirò in parte al lavoro del naturalista britannico John Gray, che differenziava i mammiferi in base alla forma dei denti e delle dita dei piedi, e gli uccelli in base a differenze nella forma del becco.

Altri importanti naturalisti del XVIII secolo furono i francesi Georges-Louis Leclerc Buffon e Georges Cuvier; quest’ultimo, in particolare, è responsabile dell’elaborazione di una classificazione sistematica degli animali, basata su campioni di specie provenienti da tutto il mondo, che contribuì alla diffusione degli studi di anatomia comparata.

Sebbene il termine cellula fosse già stato introdotto nel XVII secolo dallo scienziato inglese Robert Hooke, fu solo nel 1839 che, grazie all’opera degli scienziati tedeschi Matthias Schleiden e Theodor Schwann, la cellula fu dimostrata essere l’unità strutturale fondamentale comune a tutti gli organismi viventi. A questa scoperta seguirono la fondazione dell’embriologia, da parte del russo Karl von Baer, e lo sviluppo della fisiologia animale, a opera del francese Claude Bernard, che definì anche il concetto di omeostasi.

Nel XVIII e nel XIX secolo l’organizzazione di spedizioni scientifiche fornì a osservatori esperti l’opportunità di studiare le specie vegetali e animali di tutto il mondo. La spedizione più famosa fu il viaggio del brigantino britannico Beagle, che alla fine del 1831 condusse Charles Darwin a contatto con la vita vegetale e animale del Sud America e dell’Australia. Le osservazioni compiute durante la spedizione permisero successivamente a Darwin di sviluppare la teoria dell’evoluzione e della selezione naturale.

Sebbene Darwin avesse riconosciuto l’importanza dell’ereditarietà per la comprensione dei processi evolutivi, egli, tuttavia, non conosceva il lavoro di un suo contemporaneo, il monaco moravo Gregor Mendel, che per primo formulò l’ipotesi di un meccanismo ereditario basato sulla trasmissione di fattori discreti, chiamati in seguito geni. Il lavoro di Mendel rimase sconosciuto fino al 1900.

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La zoologia moderna

Nel XX secolo la zoologia si è enormemente diversificata e ha ampliato i suoi confini, limitati tradizionalmente alla classificazione e all’anatomia. Comprendendo studi di genetica, ecologia e biochimica, la zoologia è diventata, così, una scienza interdisciplinare, che utilizza una grande varietà di tecniche per approfondire la conoscenza del regno animale.

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Studi sulla struttura

I moderni studi tassonomici si occupano delle diverse divisioni della vita animale. La zoologia degli invertebrati studia gli animali pluricellulari privi di colonna vertebrale e comprende branche quali l’entomologia (lo studio degli insetti) e la malacologia (lo studio dei molluschi). La zoologia dei vertebrati, o lo studio degli animali dotati di colonna vertebrale, si divide in ittiologia (pesci), erpetologia (anfibi e rettili), ornitologia (uccelli) e mammalogia (mammiferi).

La paleontologia è, invece, lo studio dei resti fossili ed è anch’essa suddivisa in base ai gruppi tassonomici. In ognuno di questi settori, i ricercatori generalmente studiano la classificazione, la distribuzione, il ciclo vitale e la storia evolutiva di un particolare animale o gruppo di animali. La maggior parte degli zoologi è, inoltre, specializzata in una o più delle discipline descritte di seguito.

La morfologia, o studio delle forme fisiche, comprende la morfologia generale, che esamina intere strutture o sistemi, come i muscoli o le ossa; l’istologia, che si occupa dei tessuti del corpo; e la citologia, che si concentra sulle cellule e sulle loro componenti. Nel corso del Novecento molti importanti progressi della citologia sono dovuti all’uso del microscopio elettronico, a trasmissione e a scansione, nonché all’uso di tecniche di colorazione e di marcatori con isotopi radioattivi (marcatori isotopici), che evidenziano particolari strutturali a livello molecolare.

La fisiologia studia le funzioni degli organismi viventi ed è strettamente associata alla morfologia. Branche importanti della fisiologia sono la fisiologia cellulare, strettamente correlata alla biochimica cellulare, e l’ecologia fisiologica, che studia le risposte degli animali al loro ambiente.

L’embriologia, infine, è lo studio dello sviluppo degli animali e utilizza tecniche di anatomia, biologia molecolare e genetica.