L'identificazione delle specie

Definisci il concetto di specie e fai un esempio di due specie distinte che si assomigliano molto.

Secondo il criterio della discendenza fertile, ragiona se queste coppie appartengono alla stessa specie: (a) due cani di razze diverse che hanno cuccioli; (b) due passeri con piumaggio un po' diverso che si accoppiano e hanno dei piccoli; (c) un orso marsicano e un orso bruno europeo che non si incrociano in natura.

L'incrocio tra un cavallo e un'asina produce un mulo, quasi sempre sterile. Spiega che cosa dice questo fatto sul fatto che il cavallo e l'asino siano o no la stessa specie, anche se possono avere discendenza.

Due popolazioni di rane di colore diverso vivono in stagni separati da una strada e non si incrociano mai in natura. Spiega quale difficoltà c'è nel decidere se appartengono alla stessa specie e quale prova potrebbe aiutare a risolvere il dubbio.

La chiave dicotomica dello schema serve a identificare quattro animali. Percorrila e scrivi il cammino completo (le domande e le risposte scelte) che porta alla lucertola.

Usando la seguente chiave dicotomica:

1. a) Ha zampe .................................................... 2

b) Non ha zampe ................................................. Lombrico

1. a) Ha ali ..................................................... Scarabeo

b) Non ha ali .................................................. Ratto

Identifica: (a) uno scarabeo, che ha zampe e ali; (b) un ratto; (c) un serpente. Quale problema compare nel classificare il serpente? Proponi un miglioramento della chiave per risolverlo.

Costruisci una chiave dicotomica di tre domande che permetta di distinguere questi quattro esseri viventi: un cane, una palma, un champignon e una trota. Verifica che funzioni percorrendola con due di essi.

Costruisci una chiave dicotomica di due domande che permetta di distinguere un pino, una quercia e un geranio, e verifica che funzioni percorrendola con ciascuna delle tre piante.

Nel cortile della scuola avete trovato cinque animali diversi: una lumaca, un'ape, un ragno, un passero e un topo. Elabora una chiave dicotomica completa che permetta di identificare tutti e cinque e verifica che funzioni percorrendola con due di essi.

In un'uscita sul campo in montagna osservate due lucertole adulte dal dorso brunastro e lunghe circa 13,5 cm. Uno studente prova a usare una chiave dicotomica scolastica basata unicamente su «corpo allungato», «quattro zampe» e «colore bruno o verdastro», ma verifica che entrambe arrivano alla stessa casella finale e afferma: «Se la chiave non le separa, è una prova definitiva che appartengono alla stessa specie».

1. a) Confuta la conclusione dello studente giustificando quali sono i limiti delle chiavi dicotomiche basate unicamente su caratteri macroscopici generali.
2. b) In quella zona coesistono la lucertola muraiola (Podarcis muralis) e la lucertola di Horváth (Iberolacerta horvathi). Progetta una strategia con tre livelli di osservazione di precisione crescente (dall'esame dettagliato con la lente a mano fino alle tecniche di laboratorio) che permetta di risolvere il dubbio e confermare con rigore la specie di ciascun individuo.

Correggi la scrittura di questi nomi scientifici e spiega le tre regole che hai applicato: «quercus ilex», «Homo Sapiens» e «CANIS LUPUS».

Il nome scientifico del pino d'Aleppo è Pinus halepensis. Spiega che cosa indica ciascuna delle due parole, chi ha ideato questo sistema di nomenclatura e quali vantaggi ha usare nomi scientifici in latino rispetto ai nomi comuni.

Spiega che cos'è una chiave dicotomica e a che cosa serve, indicando come devono essere le domande che la compongono perché funzioni bene. Nomina inoltre altri due strumenti che aiutano a identificare gli esseri viventi sul campo, come una guida alle specie o un'applicazione di identificazione per cellulare, e indica un vantaggio di ciascuno rispetto alla chiave.

Spiega che cos'è una guida da campo e quali informazioni offre di solito su ciascuna specie (fotografia o disegno, descrizione, dimensioni, dove vive...). Perché conviene portarla in escursione?

Spiega con parole tue che cos'è la biodiversità e indica due motivi per cui agli scienziati interessa sapere quali specie vivono in un luogo concreto.

Un'applicazione per cellulare identifica le piante a partire da una foto. Spiega due vantaggi di questi strumenti e un rischio nel fidarsene, e descrivi che cosa faresti per confermare un'identificazione dubbia.

Molti animali si possono identificare senza vederli: dalle loro impronte, escrementi, penne o resti di cibo. Spiega quali vantaggi ha studiarli in questo modo, anche per il benessere degli animali, e fai un esempio di traccia e dell'informazione che fornisce.

Durante un'escursione trovi una pianta che non conosci. Indica quali quattro dati annoteresti (o fotograferesti) per identificarla poi a casa, e spiega perché non devi strapparla per portarla via.

Spiega che cos'è una specie estinta, fai un esempio noto e nomina una possibile causa di un'estinzione.

Un gruppo di ricerca vuole studiare le abitudini alimentari degli uccelli nei dintorni della scuola e propone due metodi:

• Metodo A: catturare esemplari con reti, chiuderli in gabbie individuali in laboratorio per pesarli e registrare quanti semi consumano sotto luce artificiale continua.

• Metodo B: installare mangiatoie sugli alberi del cortile, collocare una fotocamera automatica (fototrappola) e osservarli con il binocolo dalle finestre a 15 metri senza interferire.

1. a) Tenendo conto che gli uccelli sono esseri senzienti (capaci di provare dolore, paura e stress), giustifica quale dei due metodi è eticamente adeguato.
2. b) Prevedi quali conseguenze fisiologiche e comportamentali avrebbe lo stress del Metodo A sugli uccelli e come potrebbe alterare o falsare i dati scientifici ottenuti sulla loro alimentazione naturale.
3. c) Se in laboratorio devi studiare la risposta all'umidità dei lombrichi, progetta due misure concrete nel tuo allestimento sperimentale per garantirne il benessere ed evitare di provocare loro disidratazione o danni.

Mini-ricerca: progetta un inventario della biodiversità del cortile della tua scuola per una settimana. Pianifica quali zone percorrerai, in quale orario, che cosa registrerai nella tabella (data, luogo, specie o gruppo, numero di individui), quali strumenti di identificazione userai e quali norme seguirai per non disturbare gli esseri viventi.

In un tratto di un fiume locale sono comparsi bivalvi d'acqua dolce fissati alle rocce. Il responsabile della manutenzione propone di applicare uno sversamento chimico disinfettante su tutta la riva per eradicare rapidamente qualsiasi mollusco, affermando che «non serve perdere tempo a identificarli con la lente perché tutti i bivalvi fluviali fanno la stessa cosa».

In quel fiume convivono due specie di aspetto simile: l'unione autoctona (Unio mancus), protetta e in pericolo, e la cozza zebra (Dreissena polymorpha), una specie esotica invasiva.

1. a) Confuta la proposta del responsabile: giustifica perché l'identificazione biologica precisa è indispensabile prima di intervenire e quale impatto ecologico irreversibile causerebbe il suo piano.
2. b) Spiega quali caratteristiche biologiche rendono la cozza zebra una specie invasiva dannosa rispetto al ruolo ecologico equilibrato svolto dall'unione autoctona.
3. c) Prevedi che cosa accadrebbe nella catena alimentare e nella qualità dell'acqua del fiume se la cozza zebra non venisse individuata in tempo e colonizzasse massicciamente l'alveo.

Un compagno di classe ha elaborato la seguente scheda per aiutare a identificare un animale osservato nel cortile della scuola:

• Nome: Uccello nero.

• Caratteristiche per riconoscerlo: «È di taglia media, abbastanza scuro, molto timido e canta bene al mattino».

• Dove vive: «Sugli alberi e per terra dove c'è cibo».

1. a) Valuta criticamente la scheda: giustifica perché quelle caratteristiche sono soggettive e ambigue, spiegando perché non servirebbero a un'altra persona per distinguere quell'esemplare da altre specie simili come uno storno o una taccola.
2. b) Riscrivi la scheda per il merlo comune applicando criteri scientifici: includi il suo nome scientifico binomiale scritto correttamente (Turdus merula), il suo gruppo tassonomico, almeno due caratteristiche morfologiche oggettive e osservabili (come il dimorfismo sessuale nel colore del piumaggio e del becco) e il suo habitat con precisione.
3. c) Giustifica perché nella scienza internazionale è obbligatorio usare la nomenclatura binomiale in latino invece dei nomi comuni locali.

In un dibattito scolastico sulla biodiversità, una persona afferma: «Un chihuahua di 1,5 kg e un alano di 70,0 kg non possono accoppiarsi naturalmente a causa della loro enorme differenza anatomica; quindi, secondo la definizione biologica di specie, dovrebbero già essere classificati ufficialmente come due specie distinte».

1. a) Confuta o sfuma questa affermazione utilizzando il concetto biologico di specie: giustifica perché entrambi appartengono alla stessa specie (Canis lupus familiaris) considerando la compatibilità genetica e il flusso genico attraverso razze di taglia intermedia.
2. b) Spiega quale meccanismo ha permesso di generare tanta diversità morfologica nel cane in così pochi millenni rispetto ai milioni di anni che di solito richiede una diversificazione paragonabile per selezione naturale nella vita selvatica.
3. c) Prevedi che cosa accadrebbe alla taglia, alla morfologia e alla varietà dei cani se una popolazione mista di tutte le razze rimanesse isolata su un'isola senza intervento umano per 40 generazioni.

Sfida del tema. BioBlitz fai da te: Catalogo della biodiversità.

Trasformati in naturalista e analizza la biodiversità del tuo ambiente elaborando una scheda tecnica da campo.

1. Campionamento: Individua $4$ esseri viventi diversi in casa tua o in un parco vicino (per esempio, una pianta, un insetto di almeno $0,5\text{ cm}$, un fungo o un uccello). Descrivi le evidenze osservabili delle loro tre funzioni vitali.

2. Identificazione: Consulta il portale scientifico ufficiale di dati sulla biodiversità GBIF Italia (gbif.it) o una chiave dicotomica scolastica per scoprire il nome scientifico ($Género\ especie$) di almeno $2$ degli esemplari osservati.

3. Classificazione sistematica: Progetta una tabella comparativa in cui assegni a ciascun organismo il suo regno di appartenenza e il suo grande gruppo biologico (artropode, angiosperma, uccello, ecc.), specificando il suo tipo di organizzazione e di nutrizione.

4. Proposta motivata: Redigi una breve relazione giustificando quali criteri distinguono questi organismi dalla materia inerte e perché un virus non rientrerebbe in nessuno dei regni tradizionali.

Verrà valutato:

• Classificazione tassonomica precisa in regni e grandi gruppi.

• Uso corretto della nomenclatura binomiale attraverso fonti di consultazione ufficiali.

• Giustificazione coerente delle caratteristiche e delle funzioni vitali.

• Qualità organizzativa e rigore scientifico nella scheda da campo consegnata.