Stem Group vs Crown Group: una questione non di poco conto (2.0)

Viste le visite che post molto vecchi continuano ad avere, ho deciso che è giusto siano aggiornati e fruibili anche per chi è nuovo al blog. Per questo, da ora in avanti alternerò post nuovi con repost di post vecchi (con nuovi aggiornamenti e immagini). Questo è il post più seguito dell'ultimo mese, nonchè argomento di cui mi è capitato spesso di parlare di recente. Quindi, eccovi qui la versione 2.0

Uno dei più grandi problemi della scienza, sia essa a livello accademico che divulgativo, è l'utilizzo di un linguaggio chiaro e comprensibile a tutti, che consenta di definire con una certa precisione l'argomento della discussione, senza che possano trovarsi equivoci.

Se questo problema è meno preponderante nel mondo accademico, dove esistono comunque definizioni, regole di nomenclatura, etc.. (anche se ciò non rende impossibile che vi siano incomprensioni a volte anche grottesche), nella divulgazione scientifica l'utilizzo di un linguaggio preciso è indispensabile per far capire di cosa si sta parlando. Serve a non creare falsi miti e idee sbagliate, che per sfortuna tendono sempre a diffondersi in maniera più rapida che non il vero.

Uno dei concetti che voglio ben fissare nelle nostre menti oggi è quello relativo alla differenza tra Stem Group (gruppo stelo, in italiano) e Crown Group (gruppo corona). Potrebbe sembrare una questione di poco conto, ma alla fine vedrete che ha invece un certo suo peso. Senza avere ben chiara questa differenza, spesso è difficile parlare dei rapporti filogenetici tra i vari gruppi di organismi, fossili e non.



Con crown group si intende un clade delimitato da suoi membri ancora viventi e dal loro più antico antenato comune. Per farla semplice, il gruppo corona comprende il più antico antenato comune di due linee ancora viventi e tutti i suoi discendenti, sia essi estinti o no. I punti importanti sono gli estremi del gruppo, che devono essere ancora vivi e vegeti.

Uno stem group comprende invece quei taxa che sono sì più vicini al gruppo corona che non ad altri taxa, ma che non hanno membri attualmente viventi (e quindi non possono essere inclusi nel gruppo corona). Da ciò deriva che un gruppo stelo, che ha comunque un certo legame di parentela con il suo gruppo corona, è parafiletico, giacchè appunto non comprende il gruppo corona e quindi solo parte dei discendenti di quell'antenato comune. Ovviamente uno stem-group può avere al sui interno gruppi monofiletici. Per fare un altro esempio pratico, stem-gnathostomata è si un gruppo parafiletico, ma al suo interno vi sono anche “mini-gruppi” (passatemi il termine) monofiletici, come Galeaspida o Thelodonti.

Crown group più Stem group insieme sono inclusi nel Total Group. Vi ho messo un’immagine che spero sia abbastanza esplicativa.

Facciamo un esempio utilizzando la figura sopra.

Gnathostomata comprende tutti gli organismi muniti di mascelle o che sono più vicini a tali organismi piuttosto che agli altri vertebrati. In particolare, Gnathostomata comprende vari gruppi di agnati fossili, i placodermi, gli squali e i pesci ossei, ma non i cyclostomi (gli agnati fossili, come ad esempio i galeaspidi, sono più vicini agli squali che non ai cyclostomi). Tuttavia, c'è una bella differenza tra Sacabambaspis e il tonno, o tra Cephalaspis e uno squalo toro.

La differenza è che mentre il tonno e lo squalo toro sono organismi ancora vivi oggi, sia di Sacabambaspis che di Cephalaspis non è rimasto altro se non i fossili, purtroppo per noi .
All'interno di gruppo monofiletico Gnathostomata (total group Gnathostomata), dunque, dobbiamo fare delle distinzioni. Crown Gnathostomata, sarà quindi il gruppo contenente lo squalo toro (attualmente vivente), il tonno (attualmente vivente), il loro ultimo antenato comune e i suoi discenenti, viventi o meno che siano. Ad esempio, gli squali fossili interni a questo gruppo fanno parte comunque di crow gnathostomata.

Stem Gnathostomata conterrà invece tutti i rappresentanti estinti che condividono un antenato comune più vicino a crown gnathostomata che non ai cyclostomi. Esso conterrà dunque Sacabambaspis, Thelodonti, Galeaspida, Cephalaspis, i placodermi Bothriolepis e Dunkleosteus, etc..ossia tutti gruppi che oggi non presentano nessun discendente vivente. Se avete capito bene, saprete perchè stem Gnathostomata non è un gruppo monofiletico: il più antico antenato comune di questo gruppo presenta discendenti che non sono presenti in questo gruppo (perchè viventi e dunque inclusi in crown gnathostomata).

Tutto questo vi sembra inutile e confusionario?
Vi faccio un esempio pratico di quanto può essere utile avere in testa il concetto di stem group e crown group.

Parliamo per esempio dagli osteostraci, come il nostro amato Cephalaspis. Se noi definissimo un osteostraco come un agnato fossile, la sua precisa collocazione filogenetica sarebbe equivoca, visto che anche i cyclostomi sono agnati. Qualcuno potrebbe pensare ad una più stretta relazione tra gli osteostraci (senza mascelle) e i cyclostomi (senza mascelle), che non tra osteostraci (senza mascelle) e squali (che invece le mascelle ce le hanno). Del resto Gnathostomata significa "bocca con mascelle". Il caso corretto è però il secondo.

Introducendo il concetto di stem group, possiamo capire che gli osteostraci sono più vicini agli squali che non ai cyclostomi, perchè hanno un antenato comune più recente, superando lo scoglio che gli osteostraci non hanno la bocca come gli squali. In questo senso, stem group può aiutare a inserire alcuni taxa all'interno di gruppi che rispecchiano il loro cammino evolutivo, evitando di rimanere intrappolati in diatribe lunghe e contorte sull'appartenenza a questo o quel gruppo.

Ichthyostega è un "pesce" o un tetrapode? Semplice, uno stem- tetrapode. Dimetrodon è un mammifero o un "rettile"? E' uno stem - mammifero (condivide più caratteristiche con i mamiferi attuali - crown mammiferi- che non con gli altri "rettili" - es lucertola - ma non ha ancora le carateristche dei mammiferi attuali). Tutto questo può aiutarci a superare gli ostacoli creati dalla visione categorica e tipicamente linneana (classi, famiglie, etc) che ottenebra le nostre menti e spesso porta a non saper collocare con il giusto peso evolutivo organismi che sembrano essere un pò di qua e un pò di la nel nostro database mentale.

Prima di finire voglio però dire un ultima cosa. Sia chiaro, la dico non per scatenare polemica ma perchè, a conti fatti, è come funzionano questi concetti. Anche perchè non sono teorie mie ma un uso oggettivo dei termini cladistici.

Dunque: siccome si parte sempre dal vivente, o crown-group e non dallo stem group bisognerebbe superare i propri preconcetti, anche affettivi, e lasciarsi andare all’evidenza che molti dei nomi che usiamo e amiamo sono in realtà derivati da visioni sia pre-cladistiche che pre-evoluzionistiche. Insomma, si dice che Dimetrodon è uno stem-mammifero, non che io sono un crow-pelicosauro, giusto?>

Quindi, mi dispiace, non bisognerebbe neanche dire che gli uccelli sono dinosauri ma, invece, che i dinosauri sono uccelli stelo, poichè rappresentano un gruppo estinto di animali si più vicini a tutti gli uccelli attuali che a nessun altro clade vivente, ma che comunque non sono compresi all’interno di nessun gruppo che unisce due uccelli tutt’ora viventi.

Non convinti? Eccovi la figura del perchè di questa cosa.

Questo elimina tanti problemi nomenclaturali inutili, come per esempio il dibattito se Archaeopteryx è un dinosauro o un’uccello (è uno stem-bird). Non solo elimina le decisioni, spesso arbitrarie, di chi è cosa, è definisce le relazioni e i raggruppamenti con un concetto chiaro, oggettivo e che esiste da tantissimi anni. Archaeopteryx è uno stem-bird, cosi come lo sono Velociraptor, Brachiosaurus o Triceratops.

Si dice che “gli uccelli sono dinosauri” per mantenere il glorioso termine e per sottolinearne il legame evolutivo.

Ottimo.

Ma attenzione a non fare distinzioni “elitarie”. Se dico che un passero è un dinosauro allora dovrei anche dire che una mucca è un placoderma...