La nascita della biologia marina

L’uomo è sempre stato attratto dal mare sia per la sua innata curiosità sia per poter usare le sue risorse; di questo suo interesse vi sono testimonianze che risalgono addirittura all’età della pietra. Tuttavia, si deve ad Aristotele nel suo “Historia animalium” del 343 a.C., la descrizione di più di 500 “esseri viventi” sulla base delle sue osservazioni condotte nella laguna di Pirra, ora Golfo di Kalloni, nell’isola di Lesbo.

Facendo un salto di parecchie centinaia di anni, con la sua opera “De Piscibus Marinis” del 1554, Guillaume Rondelet (Montepellier, 1507-Réalmont, 1566) può essere considerato il fondatore dell'ittiologia. Fu il naturalista svedese Carl Linnaeus (Rashult, 1707-Uppsala, 1778, più noto come Linneo), introducendo la nomenclatura binomiale con la quale classificò migliaia di specie, a dare inizio alla moderna classificazione scientifica degli organismi viventi, classificazione che fu adottata per la prima volta, nel XVIII secolo, da Samuel Gmelin (Tubinga, 1744-Derbent, 1774) nella sua “Historia fucorum” del 1768, prima opera di biologia marina dedicata alle alghe marine, corredata da elaborate illustrazioni.

Si deve a Otto Müller (Copenaghen, 1730-Copenaghen, 1784) in “Zoologiae Danicae Prodromus”, la descrizione della fauna delle coste danesi e norvegesi, della quale classificò oltre 3.000 specie locali. Mȗller fu un pioniere nello studio sul campo e classificò gruppi di animali sconosciuti anche a Linneo; inoltre, introdusse l'uso della draga per il campionamento biologico. La draga è uno strumento usato per raccogliere animali e piante dal fondo del mare o dei laghi che consta di una rete fitta e robusta a forma di sacco, la cui bocca è mantenuta aperta da un’intelaiatura in ferro, di forma preferibilmente rettangolare; due aste mobili di ferro, sistemate sui due lati corti, uniscono la draga al cavo di rimorchio e, quindi, all’imbarcazione che la traina.

Nell’1800, lo studio della fauna e della flora marina registrò un notevole impulso e in quegli anni furono poste le basi per la moderna biologia marina tramite studi in campo e in laboratorio.

Jeanne Villepreux-Power (Juillac, 24 settembre 1794-25 luglio 1871), biologa francese, trasferitasi a Messina col marito, studiò le scienze naturali, facendo esperimenti su animali marini e terrestri, cercando di ricreare l’ecosistema della Sicilia. Prima studiosa al mondo di queste discipline, nel 1832 realizzò acquari per condurre ricerche sugli organismi marini, potendoli osservare in ambiente controllato. Fu, pertanto, definita la madre dell'acquariofilia. Realizzò tre tipi di acquari: un uno di vetro per il suo studio, uno di vetro sommergibile in una gabbia e una gabbia per molluschi più grandi che si sarebbero ancorati in mare. Nel 1839, pubblicò il suo trattato “Observations et expériences physiques sur plusieurs animaux marins et terrestre”, in cui descrisse i suoi esperimenti. Fondamentali i suoi studi sul mollusco cefalopode Argonauta argo (Linnaeus 1758) grazie ai quali dimostrò che gli individui producono da se stessi il proprio guscio e non acquisiscono quello di un altro organismo, come si pensava fino ad allora. La studiosa individuò anche il maschio della specie, che non era mai stato descritto.

Charles R. Darwin ( Shrewsbury, 12 febbraio 1809-Londra, 19 aprile 1882), durante il suo celeberrimo viaggio sul brigantino “Beagle”, operò una classificazione dei balanidi (comunemente noti come “denti di cane”, crostacei parenti dei granchi) e spiegò il meccanismo di formazione degli atolli, intuendo che la crescita dei madreporari avviene sulle rocce affioranti che tendono a sprofondare successivamente.

Ma è Edward Forbes (Douglas, 1815-Wardie, 1854 - nell’immagine vicino al titolo) il fondatore della moderna biologia marina, avendo pubblicato nel 1841 “Storia delle stelle marine britanniche”, che includeva osservazioni approfondite e 120 illustrazioni. Egli, inoltre, dall'aprile 1841 all'ottobre 1842 si interessò allo studio della botanica, zoologia e geologia del Mediterraneo. I risultati di queste ricerche furono riportati nella sua “Relazione sui molluschi e radiati del Mar Egeo”. Soprattutto, egli affrontò per primo il problema dei rapporti fra organismi marini e ambiente fisico, studiando la distribuzione degli organismi nelle acque costiere e le variazioni delle comunità animali e vegetali in rapporto alla profondità. Nel 1884, si convinse che al di sotto dei 500 metri di profondità non potevano esserci organismi. Tuttavia, Michael Sars (Bergen, 1805-Cristiania, 1869), zoologo e biologo norvegese, nel 1850 confutò tale teoria, descrivendo 19 specie animali che vivono oltre i 500 metri. Egli è noto soprattutto per i suoi studi sugli invertebrati, dei quali scoprì alcuni processi biologici, tra cui lo sviluppo degli echinodermi e la metamorfosi delle meduse. Identificò per la prima volta 260 specie marine. 

Nel 1863, Alfred Frédol (1804-1863) pubblicò il primo trattato di biologia marina, “Le monde de la mer”, un testo illustrato che sintetizzava le conoscenze sulla flora e la fauna marina raggiunte sino ad allora. I suddetti risultati spinsero i governi a organizzare campagne oceanografiche multidisciplinari con navi attrezzate ad hoc per la conduzione di studi non solo di biologia marina ma anche di oceanografia in senso ampio (temperatura, salinità, correnti, maree, ecc.), che confermarono la presenza di organismi anche alle grandi profondità.

Tra le tante crociere scientifiche ricordiamo quella della corvetta italiana Vettor Pisani nel 1884. Grazie alle numerose e lunghissime navigazioni, durante le quali furono toccate terre e baie inesplorate, il tenente di vascello Gaetano Chierchia, istruito addirittura dal professor Felix Anton Dohrn (Stettino, 1840-Monaco di Baviera, 1909), fondatore della Stazione zoologica di Napoli, raccolse e conservò i numerosi campioni zoologici e vegetali.  Gli esemplari di erbe, conchiglie, uccelli, rettili e anfibi vennero collocati in circa 500 tubi in cristallo sistemati sul ponte di coperta, in un apposito gabinetto zoologico provvisto delle attrezzature necessarie: casse, contenitori, tavoli, flaconi in vetro e altro. I campioni più importanti per lo studio scientifico furono quelli di invertebrati marini e protozoi, oltre a centinaia di specie di alghe, alcune delle quali mai scoperte e classificate prima. Davvero un ricco bottino.

Sulla “Vector Pisani” fu usata per la prima volta la rete per la raccolta del plancton (questo termine ancora non era stato coniato) di profondità, progettata dal comandante della nave, G. Palumbo (1840-1913). La rete si chiudeva alla profondità a cui si voleva effettuare il campionamento mediante un peso (messaggero) che, scorrendo lungo un cavo, faceva scattare il congegno di chiusura intrappolando solo il plancton della profondità voluta. Nel 1889, gli zoologi tedeschi Victor Hensen (Schleswig, 1835-Kiel, 1924) e Hans Lohmann (Hannover, 1863-Altona/Elbe 1934) ottennero notevoli risultati durante la spedizione nell'Atlantico settentrionale della nave oceanografica “National” usando questo strumento. Fu proprio nell’ambito di queste indagini che Hensen propose il termine plancton (dal greco πλαγκτόν, vagabondo) per indicare l’insieme dei piccoli organismi che vivono nella colonna d’acqua e, soprattutto, introdusse per primo i metodi quantitativi per il loro studio. Ernst Haeckel (Potsdam, 1834-Jena, 1919), il primo studioso specializzato in biologia marina, coniò nuovi termini 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. A lui si devono anche molti altri termini, ormai di uso comune, quali ecologia, phylum, filogenesi, cellule staminali, antropogenia e regno dei protisti nonché oltre 100 illustrazioni dettagliate e policrome di molte creature marine, raccolte nel libro "Forme d'arte della natura" e, addirittura,  il primo albero filogenetico per rappresentare le relazioni "genealogiche" fra tutte le forme di vita.

Contemporaneamente alle prime crociere oceanografiche, vennero costruiti i primi laboratori permanenti vicini al mare opportunamente attrezzati per lo studio di vegetali e animali marini in vasche ad acqua circolante, al fine di poter studiare in vivo, ma in situazioni controllate, l'ecologia e la fisiologia della flora e della fauna marina con la tecnologia allora disponibile. Nacquero, quindi, i laboratori di Concarneau, sulla costa atlantica francese, nel 1859; di Sebastopoli, sul Mar Nero, nel 1871; di Roscoff, sulle coste della Bretagna; la Stazione Zoologica a Napoli nel 1872 per iniziativa del tedesco Anton Dohrn, a cui ne seguirono molti altri.

Tuttavia, la biologia marina moderna nacque quando agli studi qualitativi furono affiancati quelli quantitativi. Vale a dire, non solo “chi sono” ma anche “quanti sono”. Non meno importante fu la standardizzazione dei metodi di campionamento e di studio e delle definizioni nelle varie branche delle scienze marine al fine di poter comparare i risultati senza errori.

Il resto è storia dei nostri giorni.