In biologia, la specie è alla base della classificazione degli organismi viventi, essendo il livello tassonomico obbligatorio gerarchicamente più basso.
Concetto di specie La “specie” è un concetto molto importante e molto usato in biologia, anche se non esiste una definizione universalmente applicabile.
Molti biologi potrebbero essere d'accordo sul fatto che una specie è “la più piccola unità evolutiva indipendente”. L’indipendenza evolutiva si verifica quando il flusso genico tra individui di una popolazione si interrompe (o diventa molto limitato) e quando le forze evolutive agiscono separatamente nelle popolazioni. Quindi, si potrebbe dire che l’essenza nel concetto di specie è l’assenza del flusso genico, e che la speciazione implica almeno due stadi: isolamento genetico e divergenza. Non è tutto così semplice, e in pratica verificare l’assenza di flusso genico e la divergenza, e la “indipendenza evolutiva” è spesso difficile (soprattutto senza studi genetici). Come detto, non esiste una sola definizione per il termine “specie”.
La scelta di un criterio univoco e universale per identificare le specie è difficile, soprattutto in quanto esse sono entità non statiche, ma che si modificano nel tempo e nello spazio e, pertanto, ciò che osserviamo è un momento di un processo evolutivo che è in realtà continuo; da qui la difficoltà a creare confini certi e di conseguenza l'incertezza nella definizione.
Quello di specie è un concetto multidimensionale, derivante da un analogo significato filosofico, sotto il quale ricadono varie definizioni che dipendono dall'aspetto che si considera: la specie può essere dunque biologica, morfologica, tipologica, cronologica e filofenetica.
Concetto morfologico di specie
Secondo il concetto morfologico (o fenetico) di specie, una specie è un gruppo di organismi simili fenotipicamente. La specie "morfologica" è quella basata su caratteri morfologici. Viene generalmente usata per le specie attuali e per quelle fossili. Il concetto morfologico di specie si basa soprattutto su dati morfologici, ma a volte anche su dati comportamentali. È la base del sistema linneano: Linneo, nel Settecento, definiva, identificava, descriveva, catalogava e classificava le diverse specie animali e vegetali su base morfologica. Gran parte delle specie sono definite sulla base di questo concetto, vista l’assenza di dettagliate informazioni sulla compatibilità e le relazioni filogenetiche.
Ad esempio, la distinzione tra l’aquila di mare testa bianca (Haliaeetus leucocephalus) e l’aquila reale (Aquila chrysaetos) può essere fatta sulla base del concetto morfologico di specie: sono evidenti differenze nella morfologia, nelle dimensioni e nella colorazione che fanno sì che possiamo riconoscerle sin da subito come specie diverse.
Il giglio martagone (Lilium martagon) presenta numerosi fiori rosati punteggiati di scuro, caratteristiche che permettono di distinguerlo dal giglio rosso (Lilium bulbiferum), che è invece caratterizzato da dense infiorescenze erette di colore giallo-arancio punteggiate di marrone.
Quando si hanno a disposizione molti esemplari (minimo 50) i caratteri rappresentabili da numeri possono essere indagati con metodi statistici. In passato strettamente connessa al concetto di specie tipologica oggi è sempre più rimpiazzata, perlomeno nelle specie viventi, da studi di ordine molecolare e genetico. È infatti ovvia la difficoltà di applicazione di tale definizione a criptospecie e a specie con una variabilità morfologica molto marcata. Il dimorfismo sessuale unito a variabilità morfologica, ad esempio, possono apparentemente accomunare esteriormente organismi appartenenti a specie totalmente differenti.
Tipico è ad esempio il caso di maschi di dimensioni ridotte di alcuni coleotteri che tendono a rassomigliare a femmine di specie differenti. Portando alle estreme conseguenze l'applicazione del concetto di specie morfologica, si rischia di cadere in situazioni paradossali. Ad esempio, due individui possono essere molto diversi pur appartenendo alla stessa popolazione o addirittura alla stessa nidiata: è questo il caso delle specie polimorfiche. Dal lato opposto, due individui possono essere morfologicamente quasi identici pur appartenendo a due popolazioni diverse e geneticamente incompatibili: è questo il caso delle specie sorelle (sibling species). Un altro esempio è dato dal verme piatto Pseudoceros dimidiatus, un platelminta delle barriere coralline tropicali, è presente in diverse varianti cromatiche; se ci dovessimo basare sull’aspetto esteriore come previsto dal concetto morfologico, i diversi individui di questo organismo sarebbero visti come specie diverse; in realtà, essi possono incrociarsi e dare vita a prole fertile, e sono pertanto la stessa specie.
I limiti al concetto morfologico di specie si possono osservare ad esempio anche osservando un individuo maschio e un individuo femmina di anatra mandarina (Aix galericulata); queste due anatre, sebbene presentino considerevoli differenze dal punto di vista della morfologia, delle dimensioni e della colorazione, appartengono alla stessa specie.
Per questi motivi il criterio morfologico viene applicato in biologia solo in quanto riflesso (e indicatore) dei rapporti filogenetici tra i gruppi presi in considerazione, non diversamente da come il grado di parentela in un albero genealogico viene ricostruito sulla base dei trascorsi storici della linea familiare piuttosto che sulla similarità di aspetto (per quanto mediamente possa essere maggiore tra individui strettamente imparentati che tra non imparentati). Similmente, i delfini vengono considerati mammiferi e non pesci in base alla presenza di alcuni caratteri morfologici tra cui le ghiandole mammarie: questi caratteri sono stati scelti su altri caratteri (ad esempio, la presenza di pinne e la forma del corpo) per sancire l'appartenenza alla stessa Classe in quanto più conservati degli altri e quindi maggiormente indicativi dei rapporti di parentela all'interno del gruppo.
Quindi il concetto morfologico di specie presenta alcuni limiti e risulta spesso fuorviante, per questo motivo nella biologia di oggi non viene adoperato.
Concetto tipologico di specie La "specie tipologica" è quella fondata su un tipo, definito olotipo, cioè su un esemplare che la rappresenta e che dovrebbe essere in un museo pubblico a disposizione degli studiosi. L'esemplare quindi può servire per i confronti; ma non è sempre così, perché ad es. può perdersi. In questo caso può essere rimpiazzato da un neotipo. Quindi, per definizione, il concetto di specie tipologica non implica necessariamente il fissismo di Linneo, perché al tipo se ne possono aggiungere altri, paratipi, che danno l'idea della variabilità. Questo concetto, sebbene oggi comunemente utilizzato in tassonomia, è formalmente incompleto e di utilizzo più pratico che teorico, in quanto criticato aspramente da Lamarck in poi, che con la teoria nominalistica mette in discussione l'idea stessa di archetipo.
Concetto ecologico di specie Secondo il concetto ecologico di specie una specie è il gruppo di organismi simili che occupa una specifica nicchia ecologica. Per nicchia definiamo uno spazio concettuale delineato da tutte le interazioni (biotiche ed abiotiche) che influenzano l’esistenza di una specie in un ambiente. Il concetto ecologico di specie quindi definisce una specie in base alla nicchia ecologica occupata da quel determinato gruppo di individui e si basa sulla somma delle interazioni che i membri di una specie stabiliscono con le altre componenti abiotiche e biotiche dell’ambiente in cui vivono. Il concetto ecologico di specie funziona per le specie che si riproducono per via sia sessuata sia asessuata. per le specie asessuali. Sulla base di tale concetto, l’integrità di specie non è mantenuta solo dagli aspetti fisici e strutturali come si è visto nel concetto morfologico, e non è neanche tanto mantenuta dall’isolamento riproduttivo come dice il concetto biologico (si vedrà in seguito), ma piuttosto dalla selezione per l’adattamento a diverse nicchie (secondo il concetto di specie ecologica, nicchia diversa è uguale a specie diversa).
Anche questo concetto presenta dei limiti:
è difficile da definire per specie in cui diversi stadi vitali occupano diverse nicchie; la nicchia è difficile da definire senza considerare la specie che la occupa; è provato che la nicchia può variare all’interno di una specie.
Per esempio, due individui diversi possono avere morfologie e dimensioni diverse (e pertanto rappresenterebbero, secondo il concetto morfologico, due specie differenti) o una diversa tolleranza alla siccità e ad un determinato erbivoro o parassita (e rappresenterebbero pertanto, secondo il concetto ecologico di specie, due specie differenti), ma possono comunque incrociarsi occasionalmente e dare vita a prole fertile. Poiché presentano morfologie diverse e occupano nicchie ecologiche diverse, questi individui sarebbero considerati specie separate secondo i concetti morfologico ed ecologico nonostante il flusso genico che le collega.
Concetto biologico di specie
Quindi i limiti dei concetti morfologico ed ecologico sono importanti e considerevoli. Oggi la definizione più utilizzata, e quella in genere considerata più utile, è quella del concetto biologico di specie.
Secondo il concetto biologico di specie (biological species concept, BSC), elaborato dal biologo evoluzionista Ernst Mayr (1942), una specie è un gruppo di organismi interfecondi, riproduttivamente isolati da un altro gruppo di organismi che quindi appartengono ad una specie diversa.
In base a tale concetto, una specie è rappresentata da un gruppo di popolazioni i cui membri, in condizioni naturali, sono potenzialmente in grado di accoppiarsi tra loro generando tra loro una prole vitale e fertile; tale condizione non può verificarsi con membri di gruppi diversi. Gli individui di una specie non si accoppiano con individui di una specie diversa in condizioni naturali, o se lo fanno, non producono prole vitale o fertile. La specie corrisponde quindi ad un pool genico che non scambia geni con altri pool genici (altre specie).
Il concetto biologico di specie si basa quindi sull’interfecondità piuttosto che sulle somiglianze fisiche e morfologiche. L’allodola di prato orientale (Sturnella magna) e l’allodola di prato occidentale (Sturnella neglecta) hanno aspetto e colorazione molto simili. Tuttavia, sono considerate specie biologiche diverse dal momento che la diversità dei loro canti e di altri comportamenti risulta in grado di impedire il loro incrocio anche qualora questi animali vengano a contatto nell’ambiente naturale.
Il concetto biologico di specie è in accordo con l’idea di evoluzione di pool genici; se c’è libero scambio di geni tra individui, il gruppo è un'unica unità evolutiva che evolve in maniera indipendente da altre unità evolutive (altre specie), mantiene omogeneità intraspecifica ed evolve geni che interagiscono in modo coordinato nei genomi.
A differenza del concetto morfologico di specie, il concetto biologico di specie non dà molta importanza al livello di somiglianza fenotipica, o meglio, lo fa relativamente, perché puntualizza che la sola morfologia non è sufficiente per definire una specie diversa da un'altra e tiene in considerazione aspetti come la variabilità morfologica intraspecifica, i polimorfismi, le specie politipiche ecc.
Anche il concetto biologico di specie però presenta dei limiti:
non è considerabile a specie asessuali (che si riproducono attraverso riproduzione asessuata); non si può applicare ai fossili; è difficile da applicare direttamente in molte piante ed animali che ibridano molto.