Esseri viventi

Materie:Appunti
Categoria:Biologia

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Testo

.ESSERI VIVENTI.
Cosa è? Un ente che ha tutte queste caratteristiche insieme: nasce, cresce, respira, si nutre, si riproduce, interagisce con l’ambiente, muore.
Oppure: un sistema autopoietico dotato di programma (M. Ageno). “autopoietico” che si autofa.
• Sistema aperto = scambia con l’ambiente materia ed energia
• Sistema chiuso = scambia energia ma non materia
• Sistema isolato = non scambia nulla [Solo uno: l’universo in toto. “isolato” è solo un concetto, al di fuori dell’universo non c’è nulla]
Qualsiasi organismo ha una superficie di contatto con l’ambiente esterno. La superficie non ha un ruolo passivo ma è lo spazio con cui si costruisce la relazione con l’esterno.
Ogni organismo ha anche un volume, quindi una massa.

In un organismo ideale sferico, la relazione s-v è la seguente:
S=4πr²
V= 4/3π³
Se r=1 S=12 V=4
Se r=2 S=48 V=32
Il volume degli scambi supera la superficie. Il parametro S/V mi dice quanta superficie c’è a disposizione di un ben preciso volume, ossia la superficie relativa. Nel nostro caso la superficie relativa diminuisce. Quindi al crescere delle dimensioni, il rapporto S/V è sfavorevole.
1) 12:4=3 2) 48:32=1,5 Diminuzione.
Livelli di organizzazione della vita: quark, particelle subatomiche, atomo, molecole, macromolecole, organelli cellulari, cellula, tessuti, organo, apparato/sistema, organismo, popolazioni, comunità, ecosistemi, biomi, biosfera. → ci sono limiti nella possibilità di crescita.
Classificazione dei viventi:

Problemi della crescita in dimensioni.
A parità di volume, la sfera è il solido con la minor superficie. il cubo ha una superficie totale maggiore e un rapporto più favorevole. ancora più un parallelepipedo.
Osserviamo una soluzione piena di organismi. SI notano organismi unicellulari con forma sferica o oblunga. Sono parameci, che si muovono velocemente grazie a ciglia e flagelli. Inoltre sono presenti strutture a nastro, lunghe e schiacciate.
Un organismo può crescere di dimensioni con varie modalità. Possono appiattirsi e allungare due dimensioni su tre.
→ diventa un problema il Movimento → ATTRITO.
→ è un problema il rapporto S/V che diviene sfavorevole, così come lo scambio delle sostanze che deve importare e esportare, sempre maggiore e complesso.
→ altro problema→ il centro organizzativo (nucleo) non gestisce più la comunicazione interna. Soluzione:
• aumento i centri di controllo. Devono essere in fase (concordi).[Abbiamo alcune cellule polinucleate, quelle dei muscoli, ma sono rare.]
• mi appiattisco
• frammento l’organismo in più cellule → scelta della PLURICELLULARITA’ (unità indipendenti)
Inizialmente la pluricellularità è strana, perché ogni cellula fa da sé e non ha bisogno delle altre→ concetto di Colonia di Cellule. Dipendono solo dal punto di viste meccanico (forma filamentosa ecc.)
Perché crescere di dimensioni? Gli organismi unicellulari sono quelli vincenti..
Eppure, crescono per prevalere sugli organismi più piccoli. Infatti alcuni non sono fotosintetici, quindi si nutrono di particelle alimentari già finite (fagocitosi/pinocitosi). “Occupano una nicchia biologica libera”.
Problema del sostegno e del movimento.
Il peso dei corpi in acqua è meno pressante perché la densità del liquido sostiene i corpi.
Nel crescere di dimensioni fuori dall’acqua cambiano le proporzioni dei pezzi scheletrici, quindi la forma. Rapporto S/V: la crescita del volume comporta un aumento di massa molto superiore alla sezione di quel corpo.
• Organismi più semplici (Planarie, Nematodi): O stanno nell’acqua, o stanno in terra, muovendosi tra una particella e l’altra del suolo, dove comunque ci sono grandi quantità d’acqua (falde). Inoltre, questi corpi sono talmente piccoli che per dare forma al corpo basta la pressione interna dei liquidi del corpo; la gravità quindi non si fa sentire.
• Organismi più complessi: necessitano di sostegno.
• artropodi: Dermascheletro o Esoscheletro
• vertebrati: scheletro interno o Endoscheletro
• Lombrichi: hanno una struttura ad anello. Mentre si muove si allungano e si restringono. Non è rigida, ma ha un Idroscheletro. Respira attraverso la pelle, che quindi deve essere ampia e umida.
Endoscheletro: costituito da pezzi articolati tra di loro (ossa) su superfici articolari (articolazioni) che possono essere visibili o invisibili [ad es. le ossa della scatola cranica sono articolazioni invisibili rigide con funzione di protezione].
I movimenti possibili dipendono dalla forma dell’articolazione:
• se è un cilindro pieno che si inserisce in un cilindro vuoto, ho movimenti in avanti e indietro → Flessione/Estensione
• se è una sfera/semisfera piena che si inserisce in una semisfera cava (ad es. spalla o bacino), i movimenti sono più complessi→ Abduzione/Circumduzione.
Un’articolazione è sempre rivestita da tessuto cartilagineo, che non ha una componente esagerata di sali minerali come l’osso (ad es. Menischi: dischi di cartilagine che riempiono i vuoti). Il tessuto cartilagineo è rivestito da tessuto connettivo fibroso che impedisce l’allontanamento dell’osso dalla cartilagine e quindi dalla sua posizione. Infine c’è una fascia fibrosa che avvolge il tutto e trattiene tutti i corpi articolari al loro posto.
• Cartilagine Ialina: assomiglia vagamente all’osso. Ha una matrice fondamentale trasparente e delle cellule che fabbricano la cartilagine. è tessuto di riempimento con funzione meccanica, ossia utilizzata in zone che possono subire stress, con caratteristiche variabili.
• Cartilagine fibrosa di dischi intervertebrali: è costituita da materiale ricco di fasci di fibre collagene, cioè proteine fibrose lunghe resistenti alla trazione. I dischi intervertebrali subiscono enormi stress meccanici in quanto tutto il peso del corpo si scarica attraverso la colonna vertebrale.
• Legamenti: tessuto connettivo fibroso. Non si deforma e lega osso a osso. Tendini: fasci di tessuto connettivo fibroso allungati e inestensibili che tengono legati muscolo e osso.
Le ossa sono costituite da tessuto osseo. E’ composto da strutture articolari chiamate “osteoni”(colonne divise in lamelle). I nuclei sono neri e chiamati “Osteociti”, immersi in una sostanza ossea da loro prodotta, ossia un tessuto connettivo particolare: nella matrice sono stati depositati sali minerali molto resistenti (fosfato di calcio e carbonato di calcio). La sostanza particolare è fatta anche da fasci di fibre collagene, quindi proteici, che si dispongono nell’osso in modo da dargli resistenza alla trazione lungo le direzioni di massimo stress. Gli osteomi comunicano tra loro attraverso canali protoplasmatici e col vaso sanguigno che comunica all’interno (canale di Havers).
Quindi, lo scheletro interno ha due funzioni fondamentali, sostegno e movimento (muscolo + tendini + articolazioni dei due capi ossei a contatto). Inoltre:
1. E’ un deposito di minerali (calcio e magnesio, utili per i processi enzimatici)
2. Nelle ossa lunghe si forma tessuto ematopoietico, cioè produttore di sangue. Infatti, l’osso è formato da una matrice minerale poco trasparente alle radiazioni, quindi i globuli rossi e bianchi (linfociti) sono protetti dalle cavità ossee contro le radiazioni.
Nell’esoscheletro due pezzi ossei sono uniti tra loro dalla chitina, ossia una variazione chimica, un polisaccaride naturale, che conferisce durezza allo scheletro esterno di artropodi e crostacei.
Il movimento comporta conseguenze sulla struttura generale del corpo: tutti gli organismi sessili hanno la stessa struttura di base, che è diversa rispetto a quella di chi si muove.
➢ Organismi sessili: sono di forma globosa sferica, cilindroide. Non sono bilateralmente simmetrici, ma hanno una simmetria raggiata. Addirittura le stelle di mare hanno una simmetria pentaraggiata.
Per essere mobili bisogna abbandonare la simmetria raggiata, per distinguere destra da sinistra, arrivare a un capo e a una coda. Tutti gli organi sono piazzati all’interno di questo sistema di riferimento:
➢ Organismi mobili: simmetria bilaterale.
Radici: recuperano l’acqua che con l’emersione è diventata un bene precario.
Recuperano sali minerali [ Nitrati NO3- , PO4=]. Sono costituite tre strati concentrici: l’epidermide, la corteccia e il cilindro centrale. L’epidermide assorbe l’acqua e i minerali dal suolo e protegge i tessuti interni. le cellule epidermiche sono caratterizzate da sottili estroflessioni tubolari, i peli radicali, che assorbono gran parte dell’acqua e dei minerali. la corteccia è costituita da cellule parenchimatiche, che nello strato più interno sono compatte e non hanno spazi interposti. Il cilindro centrale produce le radici laterali.

Fusto: le piante decidono di portare in altro l’apparato fotosintetico. Ai primordi, competizione per il fattore luce tra le diverse piante → nasce un problema, ossia il collegamento tra radici e apparato fotosintetico oltre ai problemi di sostegno per un’altezza così elevata. Non hanno bisogno di muoversi per cercare i loro nutrienti perché sono immerse in essi: suolo, aria con CO2 → colonizzano le terre, con strutture riproduttive di propagazione.
Microscopio: struttura secondaria caule ( parte assile che deriva dallo sviluppo della gemma dell'embrione) dicotiledone (allo stadio di seme ha due foglie con funzione di riserva).
1. Ritidoma o scorza: cellule morte significate piene di lignina (come le cellule morte corneificate della pelle)
2. Corteccia: cellule morte. →Fibre Sclerenchimatiche: tessuto di sostegno specializzato, nella periferia. Come mai in periferia? Se fosse all’interno l’albero oscillerebbe, e dato che i tessuti non sono elastici, il sostegno si creperebbe di continuo.
3. Cambio
4. Anelli: cellule vive globose, magazzino all’inizio, poi muoiono, si riempiono di sostanze di rifiuto, significano e si forma una struttura interna rigida chiamata durame.
5. Midollo: cellule vive in funzione di riserva.
Cambio: cellule schiacciate. Parete sottile. Tessuto meristematico = giovanile → cellule non ancora specializzate e in attiva moltiplicazione a partire dalla primavera. Diametro maggiore disposto circolarmente. Le cellule appiattite crescono sia verso l’interno che verso l’esterno. Diventano cellule adulte specializzate, fra cui quelle sclerenchimatiche e della corteccia. Vengono schiacciate contro la scorza che quindi si ispessisce e si frattura.
➢ Vasi Cribrosi: cellule vive e molto allungate. trasportano la linfa elaborata. Una attaccata all’altra, pareti a contatto forellate (cribrum = setaccio) per far passare le sostanze. Formano un sincizio, cioè sono tutte legate da ponti protoplasmatici.
➢ Vasi Legnosi: cellule vive molto allungate. Rivestimento robusto e pareti significate, cave all’interno per permettere il passaggio della linfa grezza, assorbita per capillarità).Hanno dimensioni diverse: più grandi sono le trachee, più piccole sono le tracheidi. Hanno una distribuzione simmetrica: più vecchie sono le trachee, più giovani sono le tracheidi. L’occhio vede la differenza di porosità come un anello. I vasi più stretti e compatti sono quelli formatisi in estate, quelli più larghi sono quelli formatisi in primavera. Perché? Perché la pianta deve rispondere alle diverse quantità di acqua disponibile: in primavera le foglie traspirano e sfruttano la grande quantità d’acqua, mentre in estate si riduce l’apporto idrico e quindi anche la dimensione delle trachee.
Uscita dall’Acqua.
La vita nacque nell’acqua, documentazione fossile. Colonizzazione terre successiva, a più riprese. Gli organismi vivono in parte in ambiente liquido in parte sulle terre emerse. Quali sono i vantaggi e gli svantaggi dello stare in acqua?Bisogna fare riferimento ai due processi fondamentali, la fotosintesi e la respirazione.
Fotosintesi: 6CO + 6H O → C H O + 6O
Respirazione: C H O + 6O → 6CO + 6H O
Per produrre una mole di glucosio servono 680 kcal di energia. Il glucosio è facilmente scambiato della cellula in quanto serve per moltissimi processi.
VANTAGGI:
o permette un equilibrio idrico con l’ambiente
o permette l’omeostasi termica: le variazioni termiche sono ridotte grazie all’elevata capacità termica e all’elevato calore specifico, quindi non ci sono sbalzi termici che danneggiano i legami enzimatici (ogni proteina ha un optimum termico) → adatta temperatura enzimatica
o per la sua densità, sostiene i corpi più facilmente
o è un ottimo solvente in quanto molecola polare. Si creano interazioni dipolari, e ioni – dipolo. Tutte le sostanze si sciolgono bene, anche quelle apolari purché piccole (O e CO )
SVANTAGGI:
o impedisce il movimento
o ostacolo il movimento delle sostanze gassose in soluzione (velocità di diffusione minore di quella in aria.
o l’acqua assorbe le radiazioni solari; in profondità arrivano sempre meno. Le sottrae agli organismi fotosintetizzanti → le alghe vivono in superficie, vicino alle coste o dove convergono correnti di vario tipo (sulla costa, l’acqua si rimescola→ c’è sempre CO per la diffusione) → le alghe sarebbero avvantaggiate fuori dall’acqua: più CO , più luce non filtrata.
A un certo punto il mondo autotrofo ha deciso di uscire dall’acqua. Però ha il problema del rifornimento idrico. Escono anche gli animali (possono muoversi, hanno più cibo), ma anch’essi si trovano a dover risolvere il problema del bilancio idrico.
Devono risparmiare acqua.
Apparato tegumentario.
1. Epidermide cheratinizzata. Tessuto epiteliale pluristratificato: dall’esterno struttura fibrosa, poi altri tre strati. In blu tutti i nuclei→ deduciamo che è piena di cellule.
o nello strato germinativo dell’epidermide si trovano i nuclei globosi. Cellule giovanili in divisione, che man mano spingono verso l’esterno quelle più vecchie →
o verso la superficie dell’epidermide hanno una forma schiacciata e sono più distanti
o epidermide corneificata → cellule morte appiattite piene di cheratina (proteina con funzioni meccaniche) e impermeabili → risolvono il problema dell’equilibrio idrico, perché non perdono troppa acqua. L’epitelio corneificato è più spesso dove c’è un elevato stress meccanico, per es sotto la pianta del piede.
2. Derma: tessuto connettivo (cellule non a mutuo contatto immerse in una sostanza da loro prodotta) di riempimento o di separazione tra tessuti o organi. Adatto per gli stress meccanici perché è ricco di collagene e di elastina (proteine filamentose). Vi giungono anche vasi sanguigni e terminazioni nervose
3. Tessuto adiposo: strato sottocutaneo. Sono cellule di riserva, molto grandi, globose, piene di grasso.
Foglia.
Al microscopio: foglia dorsoventrale (pagina inferiore e pagina superiore).
La foglia è l’organo verde fotosintetizzante generalmente appiattito. Serve per la fotosintesi, quindi necessita di luce, CO2 e H2O. Deve scambiare sostanze in gran quantità, quindi ha una grandissima superficie relativa.
Problemi: -Acqua: maggiore è la superficie relativa, maggiore è la perdita d’acqua
- Temperatura: tanto più è appiattita, quanto più si raffredda in fretta, c orrendo il rischio di ghiacciare nei periodi freddi.
→ la pianta nei climi rigidi fa cadere la foglia, dopo averla sfruttata e riempita con le sue sostanze di rifiuto.
In rosso la clorofilla.
Strato di cellule trasparente, senza clorofilla = Epitelio monostratificato a cellule appiattite o Cuticola; impermeabile grazie al rivestimento di cera (maggiore è la cera, più la foglia è lucida). E’ trasparente per far passare la luce allo strato sottostante, nelle cellule fotosintetizzanti: è il palizzata, costituito da cellule parenchimatiche (sotto l’epidermide della parte superiore). Se è rivestita di cera e quindi impermeabile, e l’acqua di conseguenza non può passare, come fa a scambiare i gas? Sotto l’altra parte dell’epidermide il tessuto fotosintetizzante , cioè il parenchima spugnoso, è più lacunoso e fa passare i gas.
La linea trasparente si interrompe qua e là per cellule piene di clorofilla. Sono gli stomi, ossia cellule a “fagiolo” fotosintetizzanti. Sono piccolo organelli, costituiti da due cellule di guardia, deputati agli scambi gassosi sulla superficie della foglia. Possono aprirsi o chiudersi, meccanismo automatico osmotico:
- se la pianta ha molta acqua e c’è luce, lo stoma fa la fotosintesi. infatti il glucosio prodotto richiama acqua per osmosi, le cellule si riempiono di acqua e le pareti dello stoma si discostano.
- se viene a mancare acqua, le cellule si afflosciano, perché la pressione osmotica trascina l’acqua dalle cellule stomatiche a quelle circostanti. Lo stoma si richiude.

Protisti: organismi eucarioti unicellulari eterotrofi o autotrofi fotosintetici. possono essere singoli o in colonie ancorate con un gambo sul fondo. ogni cellula provvede alle proprie funzioni vitali da sola. sono colonie non specializzate.
il flagello di cui sono provvisti i Protozoi (zooflagellati/coanoflagellati) rotea creando vortici che attraggono le particelle alimentari, inglobate poi per fagocitosi. il vantaggio dello stare insieme è che si creano vortici più efficienti. Tra i protisti troviamo anche le alghe (forma sferica o oblunga) e i parameci, che si muovono velocemente grazie alle ciglia.
Profireri: le spugne sono organismi sessili coloniali: più individui si aggregano per fare società poco strutturate. Hanno una struttura di base comune, cioè uno scheletro costituito da loro stessi, corneo e poroso (nei pori si insinuano i singoli individui). sono quindi costituite da più individui, fatti da più cellule specializzate tra cui: i coanociti (finalizzate al nutrimento), le cellule epiteliali e gli amebociti (trasportano il nutrimento).
Metazoi: sono definiti metazoi tutti gli organismi eucarioti, con differenziazione cellulare, eterotrofi e mobili durante almeno uno stadio della loro vita. I primi veri metazoi sono i celenterati.
Sviluppo dei metazoi:
1. Zigote
2. Morula Celenterati
3. Cavità interna con liquido → Blastula
4. Introflessione → Gastrula (Endoderma e Ectoderma)
5. terzo foglietto → Mesoderma
L’endoderma da origine all’apparato digerente. L’ectoderma da origine ai tessuti di rivestimento e ai tessuti nervosi. Il mesoderma da origine a muscoli e altre parti del corpo. Il canale digerente si sviluppa in seguito, ha inizialmente una sola apertura, poi due.
Echinodermi: Sono animali marini caratterizzati da un endoscheletro munito di specie protettive. Nella maggiro parte delle specie l’endoscheletro è costituito da piastre di calcio. Sono muniti di pedicelli ambulacrali con cui riescono ad aderire ad un substrato, muoversi e afferrare la preda.
Molluschi: animali a simmetria bilaterale caratterizzati da un corpo molle protetto da una conchiglia dura che contiene calcio. ci sono tre classi principali: i bivalvi, i gasteropodi e i cefalopodi. quest’ultimi hanno il capo circondato da una corona di braccia e tentacoli.[Polpi=cefalopodi. Polipi=sessili]
Anellidi: animali metamerici modulari = struttura anatomica che si ripete anulare. Hanno due serie di muscoli, longitudinali e circolari, che contraendosi e allungandosi permettono di accorciare a allungare il corpo e quindi di muoversi. la stessa struttra si ritrova anche negli
Artropodi: essi sono segmentati, è evidente la suddivisione del corpo in capo torace e addome. hanno appendici articolate, quindi sono mobili. Hanno un esoscheletro (appaiono per la prima volta nell’esplosione del cambriano), con cui si proteggono da predatori e dalla disidratazione. Inoltre permette il movimento.
Cordati: sono caratterizzati da una struttura assile chiamata corda, che permette il movimento. → Vertebrati : la corda è la colonna vertebrale.

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