La Biologia e gli esseri viventi.


La Biologia e gli esseri viventi.

Di primo spunto è normale chiedersi...che cos'è
la biologia? Che cos'è la vita? Consultando molti
dizionari,si trovano molte definizioni del tipo:
La vita è la qualità che distingue un essere vitale
e funzionante da un corpo morto”;tuttavia,non
viene detto che cosa sia quella “qualità”,e per
buone ragioni. Tutti noi abbiamo un'idea intuitiva
di ciò che significa “essere vivente”:lo sono,per
esempio,un topo o un albero,mentre non lo è
una roccia. Tuttavia,definire la “vita” è difficile,
perché tutti gli esseri viventi assumono forme
e strutture estremamente varie,e la loro differenza
rispetto alla materia non vivente è a volte assai
tenue. Nulla ci vieta però di evidenziare alcune
proprietà degli esseri viventi che,in linea di massima,
non sono condivise dagli oggetti inanimati:gli
organismi viventi hanno strutture complesse e
organizzate,conservano attivamente tali strutture
in base a un processo chiamato “omeostasi”,
crescono,acquistano energia e materiali dell'ambiente
e li trasformano in nuove forme,reagiscono
all'ambiente,si riproducono,considerati nel loro
insieme,possiedono la capacità di evolversi.
Analizziamo adesso questo tipo di “complessità”
e “organizzazione”. Rispetto ad una qualsiasi
porzione di materia non vivente di dimensioni
analoghe,gli organismi viventi sono altamente
complessi e organizzati. Un cristallo di sale da
cucina,per esempio,è formato da due soli elementi,
sodio e cloro,disposti ordinatamente in una
struttura cubica:organizzata,ma semplice.
Gli oceani contengono atomi di ogni elemento
presente in natura,ma distribuiti in modo casuale:
complessi,ma non organizzati. Al contrario,
persino la minuscola dafnia,racchiude dozzine
di elementi diversi,uniti insieme da migliaia di
combinazioni specifiche di atomi cui si dà il
nome di “molecole”. Queste ultime sono inoltre
organizzate in aggregati ancor più grandi e
complessi a formare strutture quali gli occhi,
le zampe,l'apparato digerente e il cervello.
I principi complementari di complessità e
organizzazione rivelano nel mondo vivente una
struttura a gerarchia piramidale. Un atomo,è la
più piccola particella di un elemento che ancora
ne conservi le proprietà chimiche e fisiche.
Se per ipotesi,fosse possibile suddividere un
diamante,che è carbonio puro,in frammenti
sempre più piccoli sino a separarlo nei singoli
atomi costituenti,ciascuno di essi sarebbe pur
sempre carbonio:qualsiasi ulteriore divisione
produrrebbe particelle subatomiche isolate,
che non avrebbero più le caratteristiche del
carbonio. Associandosi tra loro in vario modo,
gli atomi formano molecole;per esempio,un
atomo di carbonio può combinarsi con due
atomi di ossigeno dando origine al biossido
di carbonio. Molte molecole semplici si
formano spontaneamente,ma quelle grandi e
complesse possono essere prodotte soltanto
dagli esseri viventi. Proprio come un atomo è
la più piccola unità di un elemento,così la
cellula è la più piccola unità vivente.
Ridotta all'essenziale,una cellula è l'insieme
di geni che contengono le informazioni
necessarie a controllarne le attività vitali,
di strutture subcellulari chiamate organuli
che agiscono come laboratori chimici
in miniatura utilizzando le informazioni
presenti nei geni e conservando viva la
cellula,e di una sottile membrana che le
separa dall'ambiente circostante. Taluni
organismi,per lo più microscopici,si
identificano con un'unica cellula (sono
cioè unicellulari),ma quelli più grandi sono
composti da molte cellule (sono cioè
pluricellulari). Proprio in questi organismi,
cellule di tipo simile formano tessuti,quali
il tessuto nervoso o il tessuto connettivo.
Tessuti diversi (come quelli nervoso e
connettivo insieme) possono riunirsi in
un'unità strutturale,che prende il nome di
organo (per esempio,il cervello). Un
gruppo di organi deputato a una precisa
funzione costituisce un “sistema organico
( o apparato):così,cervello,midollo spinale,
organi di senso e nervi compongono il
sistema nervoso. L'azione congiunta di tutti
i sistemi organici si concretizza in un singolo
essere vivente,l'organismo. L'organizzazione
e la complessità dei viventi non sono massime
nell'organismo individuale. Un gruppo di
organismi della medesima specie che vivono
nella stessa area e siano in grado di riprodursi
tra loro costituisce una popolazione.
In una comunità locale sono rappresentate
numerose specie diverse. L'insieme delle
comunità e dei relativi ambienti non viventi
formano un ecosistema . Infine,l'intera
superficie del pianeta abitata da organismi
viventi prende il nome di biosfera .
Abbiamo parlato di “omeostasi”,ma che
cos'è? Non è facile mantenere in buona
efficienza strutture organizzate complesse.
Le molecole di un organismo e gli abiti
in un armadio costituiscono dei buoni
esempi di come l'organizzazione tenda
a precipitare nel caos almeno che si
consumi energia per mantenerla.
Per un organismo restare in vita significa
mantenere il più possibile costanti le
condizioni interne,secondo un processo
chiamato omeostasi (dal greco “restare
lo stesso”). Tra gli animali a sangue caldo,
per esempio,organi vitali come il cervello
e il cuore vengono mantenuti a un certo
valore uniforme di temperatura malgrado
le ampie fluttuazioni delle condizioni
ambientali. Questo risultato è frutto di
una varietà combinata di meccanismi
automatici,che comprende la sudorazione
quando fa caldo e la combustione di una
maggiore quantità di alimenti quando il
clima è rigido,ma anche di comportamenti quali
l'esposizione ai raggi del sole o,nel caso dell'uomo,
la regolazione del termostato della stanza.
Nel corso dell'esistenza di un organismo
si registrano tuttavia cambiamenti microscopici,
come la crescita e la riproduzione,ma queste
sono fasi specifiche,geneticamente programmate,
del ciclo vitale. La crescita,in una certa fase
del suo ciclo vitale,ogni creatura vivente aumenta
di dimensioni. Il fenomeno è evidente in piante,
uccelli e mammiferi,che,piccolissimi alla nascita,
crescono poi in modo vistoso nel corso
dell'esistenza. Ma anche i batteri unicellulari
sono minuscoli nel momento in cui si formano
e raddoppiano le dimensioni originarie prima
di dividersi. In tutti,l'accrescimento comporta
la trasformazione di materiali prelevati
dall'ambiente in molecole utili all'organismo.
Perché in un organismo l'omeostasi sia attiva
e si possa compiere l'accrescimento,sono necessarie
energia e sostanze nutritive. I materiali per la
nutrizione (atomi e molecole di cui sono composti
tutti gli organismi) possono essere ottenuti dall'aria,
dall'acqua,dal terreno e da altri esseri viventi e devono
poi essere trasformati nelle molecole dell'organismo.
L'energia,cioè la capacità di compiere lavoro,che si
concretizza in reazioni chimiche,nello spuntare delle
foglie in primavera o nella contrazione di un muscolo,
viene acquistata sostanzialmente in due modi:
1 le piante e alcuni organismi unicellulari catturano
l'energia solare e immagazzinano in molecole di
zucchero ricche di energia,attraverso un processo
noto come fotosintesi clorofilliana .
2 la maggior parte dei batteri,i funghi e gli animali
non hanno questa facoltà e sono costretti a “estrarre”
le molecole energetiche contenute in altri organismi.
Come è facile arguire,le fonti primarie di queste
molecole energetiche sono dunque gli organismi
fotosintetici. Tutti gli organismi viventi recepiscono
e rispondono agli stimoli provenienti sia dal loro
interno sia dall'ambiente esterno. Quando si è
affamati,ciò è principalmente dovuto al manifestarsi
di stimoli interni quali la sensazione di vuoto allo
stomaco e la bassa concentrazione di zuccheri e
grassi nel sangue. Segue poi la reazione agli stimoli
esterni,che si traduce nella scelta di cosa mangiare,
ad esempio,una fetta di torta,piuttosto che un panino.
Non soltanto gli animali,con la loro mobilità e il
loro elaborato sistema nervoso,sono in grado di
raccogliere e reagire agli stimoli. Le piantine sul
davanzale della finestra,per esempio,si orientano
verso la luce,e persino i batteri intestinali producono
enzimi digestivi diversi a seconda che si sia bevuto
latte,mangiato un dolce o assunto entrambi.
Sappiamo benissimo che tutti gli organismi
viventi non sono immortali;presto o tardi,nulla
sfugge alla morte. La continuità della vita sulla
Terra è garantita perché gli organismi si riproducono,
dando origine ad altri individui della stessa specie.
La varietà degli organismi è in parte dovuta al
fatto che i figli di solito non sono identici ai
genitori. La presenza di variazioni modeste ma
significative nell'ambito delle somiglianze
di base si traduce in un'importante proprietà
degli esseri viventi:la capacità di evolversi .
Durante l'intero arco della sua esistenza,ogni
individuo mantiene l'omeostasi. Questa tendenza
alla conservazione di condizioni individuali
costanti si contrappone alla capacità dei gruppi
di organismi di modificarsi nel tempo.
Benché il patrimonio genetico dell'individuo
rimanga sostanzialmente inalterato dalla nascita
alla morte,la composizione genetica della specie
nel suo complesso cambia nel susseguirsi delle
generazioni,cioè la specie si evolve . Alcune
delle trasformazioni che si verificano in una
specie,come lo sviluppo di zoccoli più grandi
e robusti nei cavalli,aiutano tali organismi ad
affrontare i rigori dell'ambiente. Queste
modificazioni sono chiamate adattamenti .

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