adattaménto (biologia)

Descrizione generale

Con il termine adattamento si indica la capacità che hanno gli organismi viventi di sopravvivere all'ambiente che cambia continuamente, in maniera più o meno prevedibile.Il termine in biologia, ha due accezioni: il processo di adattamento e lo stato di adattamento. Il processo di adattamento si identifica con il processo evolutivo e il secondo ne rappresenta il risultato. Il processo di adattamento può verificarsi grazie all'esistenza di una variabilità di natura genetica, e quindi ereditabile, delle popolazioni di organismi viventi. Questa variabilità è prodotta dagli eventi di mutazione casuale che si verificano nel patrimonio genetico degli organismi. Su questa variabilità di base agisce la selezione naturale, favorendo le varianti più adatte (più idonee) in quell'ambiente in quel dato momento. Conseguenza della selezione naturale è che gli organismi più idonei trasmetteranno le loro caratteristiche a un maggior numero di discendenti, sicché in una o, normalmente, più generazioni, nella popolazione prevarranno i caratteri degli individui più idonei e la variabilità totale ne risulterà modificata; la popolazione, cioè, si sarà adattata a quel dato ambiente. Poiché l'ambiente è mutevole e influisce costantemente sugli organismi, l'adattamento è un processo attraverso il quale le caratteristiche delle popolazioni di organismi viventi si aggiustano continuamente su quelle dell'ambiente. Se si accetta questo meccanismo, non è necessario postulare sconosciute forze intrinseche che spingono gli organismi a modificarsi per sopravvivere meglio (vedi lamarckismo). Gli adattamenti generici permettono di solito pronte risposte ai cambiamenti ambientali. Al contrario, gli adattamenti specializzati, per esempio quelli dei parassiti interni, comportano capacità di risposta adattativa ridotte e maggiore vulnerabilità per le specie che li posseggono. D'altro canto, in occasione di mutamenti rapidi e profondi dell'ambiente (per esempio inondazioni, eruzioni vulcaniche, distruzione di boschi, ecc.), le rispettive popolazioni potrebbero non contenere varianti genetiche compatibili con la nuova situazione e andrebbero incontro all'estinzione. Lo stato di adattamento è la condizione di idoneità acquisita da un individuo o da una popolazione come risultato di un processo di adattamento. Adattamento è quindi anche il carattere adattativo o adattato, che ha cioè valore di sopravvivenza, e il complesso di questi caratteri. L'adattamento è in genere un risultato di compromesso fra diverse forze selettive e pertanto non è una soluzione perfetta, ma piuttosto ottimale, dei problemi connessi alla sopravvivenza ed è sempre relativa a un particolare ambiente. Il processo di adattamento infatti garantisce al più la sopravvivenza a breve termine di una popolazione, ma la possibilità per questa di sopravvivere indefinitamente risiede, piuttosto che in un episodico e globale processo di adattamento, nella sua capacità di adattarsi continuamente. Lo stato di adattamento rappresenta, al tempo stesso, il risultato di un processo evolutivo e la base per una successiva evoluzione. In questo contesto è da sottolineare che alcuni caratteri ereditari, non necessariamente vantaggiosi, possono rappresentare preadattamenti, che possono acquistare valore di sopravvivenza in condizioni ambientali mutate o permettere l'espressione di nuovi modi di vita. Per esempio, le zampe palmate di molti uccelli limicoli, adattate ai terreni fangosi, possono rappresentare un preadattamento al nuoto.

Botanica

Le modificazioni fisiologiche e anatomiche delle piante dovute all'adattamento sono meno appariscenti rispetto a quelle che si verificano tra gli animali. Per esempio, nelle piante che vivono in parte sommerse nell'acqua compaiono parenchimi e canali aeriferi che permettono uno scambio gassoso anche agli organi sommersi (ninfee). Nelle piante che colonizzano terreni salsi, i succhi cellulari raggiungono valori altissimi di pressione osmotica per permettere ugualmente un assorbimento dell'acqua (202 atmosfere in Atriplex convertifolia). Caratteristici sono gli adattamenti all'ambiente alpino, con la comparsa di abbondanti peli sulle foglie (stella alpina), di forme nane e a cuscinetto e di abbondanti pigmentazioni per resistere al vento e alle radiazioni luminose particolarmente intense. Altrettanto tipici sono gli adattamenti xerici, con riduzione delle foglie che tendono a trasformarsi in spine mentre i fusti assumono la funzione clorofilliana e differenziano parenchimi acquiferi (fico d'India). In alcuni casi le foglie invece di ridursi differenziano parenchimi acquiferi e si trasformano in magazzini d'acqua (Crassulacee). Adattamenti legati a differenze di condizioni ambientali si realizzano anche su di uno stesso albero fra le foglie interne ed esterne della chioma, come nell'agrifoglio (vedi anisofillia). Devono essere considerate come adattamenti anche le forme biologiche che permettono ai diversi tipi di vegetali di sopravvivere nei periodi avversi; così, per esempio, nei climi desertici sono abbondanti le piante terofite che passano i periodi secchi sotto forma di semi. Anche i colori rispondono talora a processi di adattamento: le algheofondità diverse hanno differenti colori perché devono utilizzare radiazioni luminose di diversa lunghezza d'onda.

Zoologia

A seconda del complesso di fenomeni che lo regolano e lo interessano si possono distinguere vari aspetti d'adattamento. L'adattamento fisiologico, comune a ogni funzione, comporta a sua volta adattamenti anatomici, morfologici e di comportamento. Il compito, per esempio, di mantenere nei Vertebrati marini la composizione dei liquidi interni uguale a quella di acqua di mare notevolmente diluita, caratteristica assunta dai loro antenati migrati nell'acqua dolce e successivamente ritornati in mare, è assicurato in vario modo: per esempio, negli Elasmobranchi dall'uremia fisiologica, nei Teleostei eliminando i sali introdotti con l'acqua marina a opera di cellule speciali dell'epitelio branchiale. La respirazione negli animali acquatici avviene utilizzando l'ossigeno sciolto nell'acqua e può essere cutanea o branchiale; le branchie sono ampiamente a contatto con l'acqua se non addirittura espanse in questa. Negli animali terrestri gli organi di respirazione si internano profondamente nel corpo; le aperture con le quali comunicano con l'aria sono strette e talora chiudibili, in modo che il velo d'acqua che ricopre l'epitelio respiratorio, e in cui l'ossigeno deve sciogliersi, non dissecchi mai. Per ciò che concerne l'adattamento alla temperatura, si nota negli eterotermi la capacità di sospendere le attività fisiologiche durante i periodi avversi (ibernazione, estivazione) e negli omeotermi la capacità di mantenere una temperatura corporea indipendente dall'ambiente mediante vari meccanismi fisiologici (aumento del cibo, vasocostrizione della cute, rivestimento di grasso o di pelliccia) e infine di sottrarsi all'ambiente avverso con le migrazioni (vedi anche letargo). In generale può considerarsi un adattamento qualsiasi disposizione che tenda a mantenere l'omeostasi, cioè la costanza dell'ambiente interno anche se varia quello esterno. Anche i meccanismi della riproduzione indicano un adattamento all'ambiente: in mare, ambiente in cui la fecondazione e lo sviluppo delle uova sono più facili, la fecondazione è generalmente esterna, sulla terra emersa la fecondazione è generalmente interna; le uova, se emerse, sono protette da gusci che rallentano la traspirazione. La viviparità dei Mammiferi rappresenta l'adattamento più notevole della riproduzione all'ambiente terrestre. Degli adattamenti morfologici, notissimi sono quelli della forma del corpo al tipo di deambulazione legato all'ambiente: basti ricordare le ali degli uccelli, le pinne dei pesci e dei cetacei, le natatoie dei pinguini, la forma compressa lateralmente della maggior parte dei pesci, le espansioni laminari di molti costituenti il plancton. Sotto certi aspetti, anche il colore della livrea, o della pelle e della pelliccia (come pure il mimetismo), debbono considerarsi conseguenza dell'adattamento. Tra gli adattamenti di comportamento sono già stati ricordati la migrazione, l'ibernazione, l'estivazione, il letargo. Vistosi anche gli adattamenti nella simbiosi: tipica l'associazione paguro-attinia. Infine, sono sorprendenti gli adattamenti dei parassiti all'ambiente entozoico: tra i più vistosi l'adattamento delle tenie entro il corpo dell'ospite. L'adattamento si esplica nella presenza di ventose e talora di uncini adesivi, nella mancanza di apparato digerente in quanto vivono nell'intestino di ospiti in cui trovano cibo già digerito, nella riproduzione che è del tipo ermafroditico sufficiente, nel numero enorme di uova (prodotte ed emesse già fecondate entro le proglottidi) necessario data l'infinitesima probabilità che ha un uovo di queste specie di dar origine all'adulto dovendo trovare successivi ospiti per svilupparsi. § In etologia, processo attraverso il quale l'intensità di una risposta comportamentale si modifica in accordo con l'intensità dello stimolo che la produce. Per esempio, se i recettori chimici posti sulle zampe di una mosca vengono a contatto con una sostanza zuccherina provocano un riflesso di allungamento della proboscide. I nervi sensitivi, al primo contatto dei sensori con la sostanza, provocano una scarica di impulsi, ma se il contatto continua, l'organo di senso si adatta allo stimolo e la scarica diminuisce, fino a che l'attività nervosa ritorna ai valori normali. Il tempo necessario per l'adattamento dipende dalla concentrazione della sostanza: se questa è più bassa, la scarica è più breve e l'adattamento è rapido; se è più alta, la scarica è più prolungata e l'adattamento è lento.

Grant, The Origin of Adaptation, New York, 1963; L. A. Burnett, H. Eisner, L'adattamento negli animali, Bologna, 1967; Autori Vari, Evoluzione e modelli, Roma, 1984.