Viventi e non viventi
• Sulle terra possiamo distinguere cose non
viventi e organismi viventi
• Gli organismi viventi sono diversissimi fra
loro perciò occorre definirne le
caratteristiche
• La scienza che si occupa di questo di
questo è la biologia
• Fra le seguenti immagini sarremo
certamente in grado di individuare esseri
viventi
Le caratteristiche degli esseri viventi
•
1.
2.
3.
Proprietà organizzative
Hanno una forma caratteristica
hanno una composizione eterogenea
hanno struttura interna complessa
• Proprietà funzionali dei viventi
1.
2.
3.
4.
5.
6.
L'organismo utilizza materia ed energia per accrescersi e
conservare la propria struttura
Avvertono stimoli e reagiscono ad essi
Si riproducono e si sviluppano secondo un programma
Hanno la capacità di evolvere
Hanno un ciclo vitale
Interagiscono con altri organismi e con l’ambiente
Gli esseri viventi hanno una forma caratteristica
• Noi classifichiamo gli organismi in specie in base alla loro
•
•
•
•
forma
Tale forma è dipende dello stato dello sviluppo
dell’individuo e spesso subisce drastici mutamenti
[metamorfosi]
Queste modificazioni non avvengono casualmente ma si
ripetono in modo costante all’interno della stessa pecie
A volte maschio e femmina sono molto diversi fra loro
I cristalli hanno forma caratteristica che permette di
classificarli tuttavia non presentano un ciclo di sviluppo
Gli organismi viventi hanno una composizione
eterogenea
• Contengono
– acqua (H2O)
– Sono molto abbondanti: idrogeno (H), carbonio
–
–
–
(C), azoto (N), ossigeno (O)]
Questi sono seguiti da: zolfo (S) e fosforo (P),
potassio (K), sodio (Na), magnesio (Mg), calcio
(Ca) e ferro (Fe), cloro (Cl)
Questi formano un numero impressionante
molecole (zuccheri, grassi, proteine, acidi
nucleici ecc..)
Fluorite CaF2
i minerali hanno una
composizione semplice e
omogenea
Gli organismi viventi hanno struttura
interna complessa
• Gli elementi che abbiamo visto in
precedenza formano molecole semplici
(acqua) e molecole estremamente
fluorite
complesse (macromolecole) di migliaia di
atomi
• I cristalli hanno un solo tipo di molecola, la
bellissima fluorite dell’immagine
precedente è formata solo da due atomi
calcio (Ca) e fluoro (F)
• Anche nel più semplice organismo possibile la diverse
molecole si organizzano per dare origine a strutture
diverse
• Nel batteriofago, uno degli organismi (?) più semplici che
esistono (è vivente?) distinguiamo:
– 1proteina
– 2 genoma
– 3 asse tubulare
– 4 guaina
– 5 piastra o placca
– 6 spine o fibrille
• Ciascuna parte è formata da una combinazione di
macromolecole
L’organizzazione a livello di organismo
• Prendiamo un pesce
• esso contiene parti anatomiche ben individuabili:
•
•
•
•
• organi (es. il cuore, le branchie),
• apparati (ad es., quello digerente, quello scheletrico)
• sistemi (ad es., quello nervoso) che svolgono
specifiche funzioni e possiedono precise strutture.
Ciascuna di queste strutture anatomiche è a sua volta
costituita da diversi tipi di tessuto
epiteliale didipesce
Formato da un numeroTessuto
grandissimo
cellule.
La cellula è a sua volta composta da organuli che
svolgono funzioni diverse
Ogni organulo è formato da una combinazione variabile
di macromolecole
Oltre gli organismi
• I viventi sono raggruppabili in specie; due individui
•
•
•
appartengono alla stessa specie se sono interfecondi
la specie è suddivisa in raggruppamenti più piccoli
Termitai e
[colonie, popolazioni,
superorganismi]
alveari
sono
Specie che vivonoconsiderati
insieme in uno stesso habitat formano
superorganismi
una comunità biologica
Definiamo infine biosfera l’insieme di tutti i viventi
Metabolismo
• I viventi hanno bisogno di una fonte di
•
•
nutrimento, dalla quale trarre le sostanze
necessarie a produrre i propri costituenti e
l'energia necessaria alla loro costruzione; ciò che
non viene utilizzato viene espulso come prodotto
di rifiuto
L’insieme di questi processi prende il nome di
metabolismo
Definiamo quindi metabolismo tutto ciò che
l’organismo fa per mantenersi in vita
Reagiscono agli stimoli
• Ogni evento esterno all’organismo viene
•
•
•
percepito come stimolo e l’organismo reagisce
ad esso
Questo comportamento è riassunto come
sensibilità ed eccitabilità
Anche i batteri reagiscono agli stimoli
prevalentemente chimici si avvicinano a stimoli
positivi (cibo) allontanano da quelli negativi
(sostanze tossiche)
I minerali subiscono passivamente le situazioni
esterne (il sale nell’acqua si scioglie)
Riproduzione e sviluppo secondo un
programma
• La riproduzione è una proprietà dei viventi che
•
•
non conosce eccezione
Con questo termine intendiamo la capacità degli
organismi di dare origine a copie fedeli di se
stessi tramite processi altamente specializzati di
duplicazione o di moltiplicazione
Tutto ciò avviene secondo un programma
genetico presente nel DNA
La mutabilità e la capacità di evolvere
• Lo scopo della riproduzione è di produrre copie
•
•
fedeli
Tuttavia la variabilità degli individui appartenenti
alla stessa specie testimonia come questa
replicazione non sia fedele (non siamo tutti
uguali)
Popolazioni diverse della stessa specie mostrano
variazioni più marcate fino a costituire vere e
proprie sottospecie
Adattamento all’ambiente
• La capacità di evolvere ha fatto si che
gli organismi viventi risultino adattati
all’ambiente in cui vivono attraverso
la selezione naturale che ha eliminato
gli individui meno adatti ad esso
Ciclo vitale
• La morte rappresenta una tappa importante dei
•
•
•
viventi, fondamentale per lasciare spazio a
discendenti con caratteristiche diverse da quelle
dei progenitori
Generalmente, una volta esaurita la forza
riproduttiva un individuo degenera rapidamente
a va incontro alla morte
Molti cicli vitali sono semplici (es il nostro
nascita, sviluppo, maturità (riproduzione)
vecchiaia e morte) altri estremamente complessi
Vediamo quelli di polipo-medusa e delle felci
Relazioni
• Una delle caratteristiche dei viventi è quella di interagire
•
•
•
•
col mondo esterno [stessa specie, altre specie e non
viventi]
La biomolecola interagisce con altre biomolecole per
dare origine ai componenti cellulari
Le cellule non si comportano in modo dissimile dalle
molecole perché si organizzano in tessuti e organi
Gli individui di una specie si comportano nello stesso
nodo perché interagiscono con altri individui di quella e
di altre specie per costituire comunità biologiche
I viventi stabiliscono reti di relazioni (catene e reti
alimentari)