popolazione biologica

popolazione biologica

La stessa specie in uno stesso luogo

La popolazione biologica è un gruppo d’individui di una specie che vive stabilmente nel medesimo territorio. La popolazione cresce, evolve e ha i suoi geni che ne formano il pool genico. La storia delle popolazioni, anche di quelle umane, ci mostra come esse vivano, si espandano e possano morire, oppure raggiungere temporanee situazioni di equilibrio. Il pool genico può modificarsi nel tempo per vari motivi – mutazioni, flussi migratori, selezione naturale – determinando un’evoluzione della popolazione stessa. Le razze umane, che oggi si preferisce chiamare popolazioni, indicano l’esistenza di una grande varietà all’interno della nostra specie

Gli abitanti dell’isola di Rapa Nui

Una popolazione è un insieme di individui della stessa specie, che vivono nello stesso periodo in una stessa area geografica, avendo perciò la massima probabilità di accoppiarsi tra loro. Pensiamo a un cane che vive a Roma e a un altro che vive a Boston: sono entrambi cani e quindi animali della stessa specie, eppure la possibilità reale che s’incontrino e si riproducano è quasi nulla. Essi appartengono infatti a due popolazioni distinte. Quello della popolazione rappresenta un livello di organizzazione dei viventi caratterizzato da alcune proprietà tra cui crescita, natalità e mortalità, struttura genetica, modello evolutivo.

Prendiamo come esempio di popolazione umana quello degli abitanti della sperduta isola di Rapa Nui, nel Pacifico. Si ritiene che nel 4° secolo d.C. alcuni Polinesiani – non più di una cinquantina – raggiunsero in canoa un’isola, chiamata poi Isola di Pasqua. Se oggi l’isola è arida e semidesertica, allora era verdeggiante e coperta da foreste. I fondatori dettero origine a una popolazione capace di dare vita a una civiltà molto avanzata, detta civiltà dei moai dal nome dei famosi giganti di pietra che si ritrovano numerosi sull’isola. Al tempo del massimo sviluppo l’isola dava da vivere a più di 10.000 persone, ma a partire dal 17° secolo iniziò la decadenza per esaurimento delle risorse naturali, in particolare degli alberi, tanto che il legno diventò prezioso come se fosse oro. Seguì un periodo di guerre fratricide, stragi e malattie, e la popolazione di Rapa Nui regredì all’Età della Pietra tornando a vivere in grotte sul mare e praticando il cannibalismo.

La dinamica di una popolazione

Le vicende dell’Isola di Pasqua, oltre a essere un monito per la nostra società consumista e sprecona, sono un esempio interessante di dinamica della popolazione, valido per tutti i viventi. Si parte da pochi fondatori che, trovando un luogo ospitale, cominciano a riprodursi: in poco tempo la popolazione raddoppia e si ha nel tempo una sua crescita esponenziale. La crescita illimitata della popolazione però è impossibile, e a un certo punto entrano in gioco fattori limitanti che l’arrestano. Seguiamo un esempio di crescita di popolazione a livello di un organismo monocellulare, il lievito. Se mettiamo qualche cellula di lievito su un terreno di coltura in un barattolo di vetro, aggiungendo regolarmente sostanze nutritive, vediamo che la colonia di lieviti cresce fino a un massimo, per poi arrestarsi in una condizione di equilibrio – espressa da una curva a S – nella quale il numero dei nati e dei morti si equivale.

In generale i fattori limitanti possono essere esterni alla popolazione (mancanza di cibo, malattie, condizioni avverse) o interni (competizione per lo spazio, il cibo, la riproduzione), e se prevalgono possono portarla a una drastica riduzione numerica. Il comportamento del lievito non è in fondo diverso da quello di una popolazione vegetale o da quello degli antichi abitanti dell’isola di Rapa Nui.

Le popolazioni si evolvono

Fino agli anni Venti del secolo scorso non era ancora ben chiaro come agisse l’evoluzione sui viventi.

Darwin aveva sostenuto che la selezione naturale, favorendo alcuni caratteri invece di altri, modifica le popolazioni nel corso del tempo, ma non aveva potuto spiegare in che modo avvenissero questi mutamenti: è solo nel Novecento che la genetica ha permesso di chiarire i meccanismi profondi del fenomeno evolutivo. Oggi si ritiene che le unità su cui agisce l’evoluzione non siano né la specie né l’individuo ma le popolazioni, anzi più esattamente sia il loro pool genico, che è l’insieme dei geni di tutti gli individui che formano la popolazione stessa.

La scienza che studia questi fenomeni prende il nome di genetica di popolazione.

Geni che se ne vanno

La genetica delle popolazioni si basa sul principio – detto principio di Hardy-Weinberg, dal nome del matematico inglese Godfrey H. Hardy e del medico tedesco Wilhelm Weinberg, che lo hanno formulato – che in una popolazione ideale il pool genico rimane immutato, per cui la popolazione non si dovrebbe evolvere mai. Tuttavia le popolazioni sono fenomeni reali e non ideali e sappiamo bene che non solo evolvono, ma che possono anche estinguersi. Infatti il principio di Hardy-Weinberg non è più valido se, per esempio, qualche gene del pool genico muta – cosa che avviene spesso –, oppure se un gruppo d’individui migra aggregandosi a un’altra popolazione. In questo caso, andando via, gli emigranti sottraggono i loro geni all’intero pool genico della popolazione originaria e li aggiungono al pool genico della popolazione in cui s’inseriscono. Per esempio, le famose Isole Galápagos, dove Darwin fece osservazioni preziose per la sua ipotesi sull’origine della specie, sembra che siano state colonizzate da pochissimi semi di piante e da animali che, partendo dal continente americano, sono giunti nell’arcipelago dando origine nel tempo a nuove specie come i celebri «fringuelli di Darwin», le iguane, le grandi testuggini.

Non razze umane, piuttosto popolazioni

Già Darwin nel 1871 diceva: «Ogni razza confluisce gradualmente nell’altra», e poi «le razze umane non sono abbastanza distinte tra loro da abitare la stessa regione senza fondersi», mettendo in tal modo la parola fine al discorso antico che le razze umane fossero gruppi di individui profondamente diversi (alcuni superiori agli altri) e non mescolabili tra loro.

Oggi si parla di razze umane con molta cautela, visti gli orrori che ha prodotto e tuttora produce il razzismo. Tuttavia fino a poco tempo fa era normale – e ancora lo è nel senso comune – considerare le varietà della nostra specie come se fossero dei gruppi biologicamente e geneticamente diversi. Gli studi condotti dimostrano invece che il pool genico delle popolazioni umane – questo è il nome corretto di razze – è molto simile e, comunque, non così divergente da far sospettare che tra un sudanese, un italiano, un cinese esista una frattura biologica più profonda di un semplice aspetto fisico differente. I genetisti affermano, infatti, che siamo più diversi nell’aspetto esteriore (cioè nel fenotipo) che non nel genotipo (l’insieme dei nostri geni) e che la variabilità genetica umana non segue sempre la distribuzione geografica. Così c’è maggiore distanza genetica tra un greco e serbo che tra un greco e un austriaco, o tra un italiano e un austriaco che non tra un italiano e un finlandese. Il fatto è che l’aspetto fisico dipende molto da cause esterne (clima, nutrizione), mentre il genotipo, meno sensibile al cambiamento, tende a mantenersi costante nel tempo.

I livelli dell’organizzazione biologica

I biologi ordinano i viventi – animali e vegetali – secondo una gerarchia: ogni livello comprende il precedente, con tutte le proprietà di questo più le proprie, e a sua volta fa parte del livello successivo. Nell’ordinamento più comune nel livello più basso (1° livello di organizzazione) si considerano gli atomi, costituenti di tutta la materia. Seguono le molecole (2° livello), formate da atomi e organizzate in strutture complesse quali sono le cellule (3° livello). Le cellule non sono tutte uguali tra loro, ma sono divise in base alle diverse funzioni (cellule nervose, muscolari, dell’epidermide, e così via), e sono riunite in tessuti (4° livello) che formano organi differenti per forma e funzione (5° livello). Più organi, raggruppati in sistemi e apparati, costituiscono un individuo (6° livello). Individui della stessa specie formano le popolazioni (7° livello). Popolazioni diverse, che vivono e interagiscono nella stessa area, formano una comunità (8° livello). Le comunità e l’ambiente fisico che le circonda formano un ecosistema (9° livello) e tanti ecosistemi individuano un bioma (10° livello). Tutti i biomi della Terra formano infine la biosfera (11° livello).