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NELLA STORIA DELLA BIOLOGIA
I primi passi di una nuova scienza: la Chimica
 

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Gli studi su tessuti ed embrioni

 Al contributo della chimica si aggiungeva quello della biologia, anche grazie all’uso di nuovi strumenti, come il microscopio. I primi microscopisti, affascinati dalla visione dell’infinitamente piccolo, volevano assolutamente individuare particolari che andavano al di là delle possibilità dei loro rudimentali strumenti. E così disegnavano immagini di microscopiche figure umane – omuncoli – all’interno degli spermatozoi, immaginando anche che l’infinitamente piccolo potesse essere senza limiti: se un uovo o uno spermatozoo contenevano già una minuscola figura, questa avrebbe potuto contenerne un’altra ancora più piccola, e così via all’infinito.
Questa era la teoria della “preformazione”.
È evidente che questa concezione fosse antievoluzionistica: in base ad essa, tutti i componenti possibili di una specie esistevano già nel capostipite della specie e non c’era motivo di supporre che si sarebbe verificato un cambiamento di specie in qualsiasi punto della discendenza.
Il primo attacco a questa teoria fu sferrato dal fisiologo tedesco Wolff (1733-94): egli osservò che la punta di un germoglio di pianta, durante la crescita, consisteva di strutture indifferenziate, che si specializzavano successivamente trasformandosi parte in fiore parte in foglia (mentre all’inizio queste due parti erano assolutamente indistinguibili).
Più tardi, Wolff estese queste osservazioni anche agli animali (quale l’embrione di un pulcino) e dimostrò che un tessuto indifferenziato dava luogo ai vari organi, in seguito a una specializzazione graduale. Questa è la dottrina dell’”epigenesi” (espressione usata per la prima volta da Harvey nel 1651).
Secondo questa teoria, tutte le creature, per quanto diverse all’aspetto, nascevano da semplici grumi di materia vivente e si assomigliavano all’origine. Gli esseri viventi non si sviluppavano da organi o organismi piccolissimi, ma già differenziati.
Un ulteriore contributo in questa direzione lo diede un medico francese, Bichat (1771-1802), che riuscì a dimostrare che vari organi consistevano di diversi componenti di aspetto differente. Bichat chiamò “tessuti” questi componenti, fondando in tal modo la nuova scienza dell’”istologia”.
Risultò che i tessuti diversi non erano molto numerosi (quelli animali più importanti sono: il tessuto connettivo, l’epiteliale, il muscolare e il nervoso), e che un tessuto particolare non variava radicalmente da specie a specie, a differenza dell’intero organismo.
Scendendo ancora più a fondo nella ricerca dei componenti ultimi, una scoperta fondamentale fu quella di Hooke della cellula. Hooke aveva scoperto queste unità elementari nel sughero, che è un tessuto morto per cui le cellule erano vuote. Nei tessuti viventi queste unità non sono vuote, bensì piene di un fluido gelatinoso, che nel 1838 il fisiologo ceco Purkinje indicò col nome di “protoplasma” (dall’espressione greca che significa “di prima formazione”).
Si scoprivano cellule son sempre maggior frequenza e numerosi biologi avanzarono l’ipotesi che esse potessero esistere universalmente nei tessuti viventi. Sempre nel 1838 il botanico tedesco Schleiden affermò che tutte le piante erano composte da cellule e che era la cellula a costituire l’unità elementare della vita, una piccola cosa viva con la quale erano costituiti interi organismi.
L’anno successivo il fisiologo tedesco Schwann estese questo concetto facendo notare che anche tutti gli animali erano costituiti di cellule.
Nacque quindi la “teoria cellulare” e proprio Schleiden e Schwann sono considerati i fondatori della citologia (o studio delle cellule).
Si dovette aspettare il 1861 per capire in maniera definitiva il meccanismo di sviluppo cellulare.
Ogni organismo pluricellulare si sviluppa a partire da una singola cellula – l’uovo fecondato. Man mano che l’uovo fecondato si divide ripetute volte, in principio le cellule risultanti non appaiono molto differenziate; lentamente, tuttavia, esse si specializzano in direzioni diverse finché non si producono tutte le strutture della forma adulta.
Si trattava dell’epigenesi ridotta alla forma cellulare.
In questa maniera il concetto dell’unità della vita ne uscì molto rafforzato: era pressoché impossibile distinguere tra l’uovo fecondato di un uomo, di una giraffa o di uno sgombro, e durante lo sviluppo dell’embrione la differenziazione avveniva solo gradualmente. Le piccole strutture dell’embrione potevano trasformarsi in un caso in un’ala, in un altro in un braccio, in un terzo caso in una zampa in un quarto in una pinna. In questa maniera le affinità tra gli animali si possono dedurre più correttamente confrontando gli embrioni che confrontando le strutture adulte.
Osservata attraverso il processo di sviluppo cellulare, la trasformazione di una specie in un’altra sembrava soltanto una questione di dettagli, facilmente realizzabile attraverso un qualche processo di evoluzione.
Per esempio: nelle prime fasi di sviluppo, l’embrione dei vertebrati possiede temporaneamente una “notocorda”, ovvero una specie di cordone rigido che corre lungo la schiena. Ebbene, ci sono dei pesci che possiedono una struttura simile per tutta la vita. Nei vertebrati, alla notocorda o corda dorsale si sostituisce rapidamente una spina dorsale di vertebre articolate. Tuttavia, la comparsa sia pure temporanea della notocorda sembra rivelare un’affinità con quei pesci, ed è per questa ragione che i vertebrati e questi pochi invertebrati sono riuniti nel tipo dei cordati. Inoltre è anche affascinante supporre che la corda dorsale sia un indizio del fatto che tutti i vertebrati sono discendenti di qualche creatura primitiva munita di corda dorsale.
Da vari campi diversi (anatomia comparata, paleontologia, biochimica, istologia, citologia, embriologia) tutti gli indizi suggerivano, dunque, che una concezione evoluzionistica era ormai indispensabile.