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Breve storia dell’oceanografia applicata alla biologia – parte I di Andrea Mucedola

livello elementare
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ARGOMENTO: OCEANOGRAFIA
PERIODO: NA
AREA: DIDATTICA
parole chiave: Storia dell’oceanografia

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Le prime fonti
L’interesse umano per la vita negli oceani non è cosa recente e può essere fatto risalire alle prime osservazioni che, per quanto noto, risalgono al IV secolo a.C.. Dopo quasi 25 secoli l’oceanografia biologica ha fatto passi da gigante grazie al progresso tecnologico ma abbiamo ancora molto da studiare per conoscere il mare e le sue creature ed assicurarci un futuro nel nostro malandato (a causa nostra) pianeta … buon lettura.

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Le prime osservazioni dell’ambiente marino furono fatte nel IV secolo a.C. da Aristotele, che descrisse e catalogò nei suoi scritti “Historia animalium” e “De partibus animalium” ben 180 specie di animali marini, tra cui 24 specie di crostacei e policheti, 40 molluschi e 116 pesci. Sebbene le opere furono viste come dei lavori pionieristici nel campo della zoologia, nella sua premessa, Aristotele spiegò che il motivo delle sue ricerche era mirato a comprendere il cosa prima di stabilire il perché un certo animale viveva. Il metodo aristotelico era quindi quello di individuare le differenze tra gli individui animali più che inquadrarli in gruppi similari.

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Plinio il vecchio

In seguito, in epoca romana, Plinio il vecchio, un ammiraglio della flotta romana ed attento naturalista, nel Naturalis Historia (77 A.D.) descrisse i delfini con un metodo per quel tempo eccezionalmente moderno.  “Essi crescono in fretta, e si ritiene che raggiungano la taglia massima all’età di 10 anni. Possono vivere fino a trenta anni, come è stato scoperto attraverso l’incisione di tacche sulla loro pinna caudale” in originale “Adolescunt celeriter, X annis putantur ad summam magnitudinem pervenire. Vivunt et tricenis, quod cognitum praecisa cauda in experimentum”. Al di là dell’informazione scientifica, l’importanza dello scritto di Plinio  fu quella di descrivere un metodo di osservazione naturale; metodo che fu la base, anche nei secoli seguenti, per le prime catalogazioni e tassonomie scientifiche.

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In seguito, le grandi spedizioni marittime del XV e XVI secolo aumentarono la conoscenza geografica degli oceani e aggiunsero osservazioni sulla biologia incontrata. Basti pensare ai grandi navigatori come Magellano, Colombo e Caboto che riportarono nei loro diari osservazioni dettagliate della vita marina. Con la stampa incominciarono ad essere rappresentate forme animali, molto spesso molto fantasiose e basate sui racconti dei marinai. Immagini di mostri mitologici e animali pescati in mari lontano divennero parti di atlanti e portolani.  Conrad Gessner, nel quarto libro delle Historiae animalium, il Piscium & aquatilium animantium natura (1558), rappresentò animali marini, spesso con molta creatività, come potrete vedere nelle tavole seguenti.

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Forbes, la nascita della moderna biologia

Edward Forbes

Ritratto del naturalista Edward Forbes (1815-1854). Sebbene avesse studiato inizialmente  medicina a Edimburgo, si dedico’ poi con passione alla storia naturale,  viaggiando attraverso l’Europa, raccogliendo flora e fauna, studiando le abitudini migratorie e la vita sociale di diverse specie attraverso testimonianze di marinai e pescatori. 

Gli studi moderni sulla biologia degli oceani iniziarono alla metà del diciannovesimo secolo con il naturalista  Edward Forbes (1815-54), considerato il padre fondatore dell’oceanografia,  uno dei primi a condurre studi sistematici sul biota marino. Forbes per la raccolta di campioni di animali bentonici utilizzava una draga e fu in grado di raccogliere la prima stella marina a 400 metri. L’uso della draga lo aiutò a definire la teoria che lo rese famoso, secondo la quale le specie animali marini sono distribuiti in diverse fasce di profondità. Curiosamente Forbes affermò che gli organismi marini non potevano esistere a profondità superiori a 550 metri. Una affermazione interessante che non teneva conto che un altro ricercatore, John Ross, nel 1818, aveva ottenuto dei campioni di fondo contenenti vermi ed una stella marina a circa 1920 metri nella baia di Baffin, a ovest della Groenlandia. John Ross era la comando di una spedizione artica, organizzata dall’Ammiragliato britannico, la prima di una serie di tentativi di trovare un passaggio a nord-ovest. Ciò comportava il giro dell’estrema costa nord-orientale dell’America e la navigazione verso lo stretto di Bering. Durante la missione Ross doveva raccogliere dati oceanografici osservando le correnti, le maree, lo stato di ghiaccio e il magnetismo nonché raccogliere esemplari biologici trovati lungo la rotta. Fu proprio durante uno di quei campionamenti che ritrovò a grande profondità i vermi e la stella marina. Nonostante i risultati della campagna, la tesi di Forbes restò predominante nella comunità scientifica fino al 1860 quando, a seguito della manutenzione di un cavo sottomarino a più di 1830 metri, fu scoperto che vi crescevano sopra degli animali incrostanti.

Nel 1873, Charles Wyville Thomson, successore di Edward Forbes come professore di filosofia naturale all’Università di Edimburgo, pubblicò uno dei primi testi di oceanografia, “The Depths of the Sea”, basato su una revisione delle prime spedizioni scientifiche. Thomson fu organizzatore e leader della prima spedizione oceanografica chiamata Challenger, dal nome della nave usata per la missione. La campagna oceanografica avvenne tra il 1872 ed il 1876 e percorse 68,890 miglia nautiche (circa 127,580 chilometri), circumnavigando il globo, e toccando tutti i principali oceani ad eccezione dell’Artico.

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H.M.S. Challenger

Per consentirle l’imbarco delle apparecchiature marinaresche e scientifiche necessarie per la campagna scientifica quasi tutte le artiglierie del H.M.S. Challenger furono sbarcate. I suoi longaroni furono ridotti per avere più spazio disponibile e furono installati laboratori, cabine extra ed una speciale piattaforma per il traino delle reti e delle draghe, sistemi di misura e raccolta dati (termometri e bottiglie per il campionamento dell’acqua), cavi e dispositivi per raccogliere sedimenti dalle profondità oceaniche. Furono imbarcati ben 291 chilometri di cavi di canapa italiana per la pesca a strascico ed il dragaggio. Questa spedizione fu forse la prima missione oceanografica  a carattere multidisciplinare; fu organizzata dalla Royal Society appositamente per esplorare gli oceani in relazione alle loro caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche.

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La H.M.S. Challenger era un vascello britannico con vapore ausiliario, appositamente attrezzato per lavori scientifici. Ma gli scienziati non erano interessati solo alle creature viventi;  le letture del barometro e della temperatura dell’aria venivano prese ogni due ore. Ad ogni stazione, la temperatura del mare era presa e memorizzata a varie profondità con uno speciale termometro resistente alla pressione, e campioni del fondale marino (usando l’ecoscandaglio di Baillie) e acqua di mare a varie profondità (usando una bottiglietta d’acqua) erano raccolti ed analizzati. Tutto era analizzato nel laboratorio chimico di bordo con apparecchiature all’avanguardia per testare i gas disciolti nell’acqua di mare. Oltre a Thomson, altri due famosi naturalisti, Henry N. Moseley e John Murray, parteciparono al viaggio, producendo al termine della spedizione una grande quantità di disegni e scritti. Il viaggio del Challenger tentò di integrare biologia, chimica, geologia e fenomeni fisici e stabilì una raccolta sistematica di dati usando metodi standardizzati. Per questo motivo, la spedizione del H.M.S. Challenger è considerata da molti come l’inizio dell’odierna oceanografia.

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Oltre 76 scienziati analizzarono le collezioni raccolte durante il viaggio e ci vollero diciannove anni prima che tutti i cinquanta volumi di relazioni finali fossero pubblicati sotto la direzione e il patrocinio finanziario di John Murray. La spedizione dell’HMS Challenger produsse un’interessante mappa del fondale marino e dimostrò senza ogni dubbio l’esistenza della vita a grandi profondità. I campioni biologici produssero 715 nuovi generi e 4417 nuove specie marine. Inoltre, scoprì la vera natura del Bathybius haeckelii, descritta da Thomas Huxley nel 1868. Il Bathybius era un sottile strato di una a sostanza che ricopriva i fondali fangosi dei mari che il ricercatore credeva fosse una forma primordiale di vita. La campagna dimostrò che in realtà si trattava di un semplice precipitato di solfato di calcio.

 

Fine I parte

 

Andrea Mucedola

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