glaciazione L’Universo Origine · di Marte • L’ultima glaciazione. capitolo 1Origine ed...

2

1lezione

Origineed evoluzionedella vita

1L’Universoè nato più di 13miliardi di anni fa

Il nostro Universo ha avuto origineespandendosi da un singolo punto

Si ritiene che l’Universo si sia originato cir-ca 13,8 miliardi di anni fa. Secondo la teoriadel Big Bang tutto ha avuto inizio da unsingolo punto, all’interno del quale era con-tenuta la materia in uno stato infinitamentedenso dove non esistevano atomi. Quandoil singolo punto ha cominciato a espander-si, la temperatura dell’Universo in forma-zione era ancora di migliaia di miliardi digradi, ma via via che aumentava il volumela sua temperatura diminuiva, diventavapossibile l’esistenza delle prime particellesub-atomiche e si definivano le forze cheoggi regolano la materia a noi nota. Entroil primo secondo di questo processo, che se-gna anche l’inizio del tempo stesso, si eranoformati i protoni e i neutroni (due tipi di par-ticelle stabili, ma a quell’epoca presenti inquantità ridotte) che cominciarono poi adaggregarsi tra loro formando, assieme aglielettroni, nuove strutture: i nuclei atomici.Quando l’Universo raggiunse all’incirca i2500 °C, questi nuclei, grazie ai loro protonicarichi positivamente, cominciarono ad at-trarre piccole particelle con carica negativa,gli elettroni, che erano in rapido movimentointorno a essi; si formarono così gli atomi. Èa partire da questi atomi che si sono origi-nate col passare del tempo tutte le stelle e ipianeti del nostro Universo.

Il Sistema solare si è formatoda un ammasso di polvere e gas

Oggi sappiamo che tutti gli elementi chi-mici che compongono la materia presentenell’Universo non sono distribuiti unifor-memente: gran parte di essi, infatti, è con-

capitolo

La vita sul nostropianeta è comparsacirca 3,8-4miliardi di anni fa,probabilmente inacque calde e pocoprofonde.

• Le esplorazionisulla superficiedi Marte

• L’ultimaglaciazione

3capitolo 1 Origine ed evoluzione della vita

Le teorie attuali ritengono che i pianeti del Sistema solare si siano formatidalla polvere e dai gas che si trovavano intorno al Sole appena nato, attrattidalla forza di gravità esercitata dall’ammasso delle particelle che si andavanoaggregando a mano a mano intorno alla grande stella.

Un’immagine notturnadella Via Lattea, lagalassia di cui fa parteanche il nostro Sole.

2

1

centrata in ammassi chiamati galassie,ciascuna formata da un numero enorme distelle e da materia interstellare.

Esistono miliardi di galassie, le più gran-di delle quali possono contenere centinaiadi miliardi di stelle. La galassia in cui si tro-va il nostro Sistema solare è chiamata Via

Lattea perché, di notte, parte di essa ci appa-re come una fascia dall’aspetto lattiginoso(figura 1). Questa galassia comprende diver-se decine di miliardi di stelle; una di esse, ilSole, occupa una posizione un po’ perifericasu uno dei suoi bracci a spirale.

Secondo gli studiosi di cosmologia, il So-le è nato circa 5 miliardi di anni fa e, come lealtre stelle, ha avuto origine da un ammassodi polvere e di gas (idrogeno ed elio) che ruo-tavano nello spazio tra le stelle più vecchie.L’enorme nube che sarebbe diventata il Solesi condensò gradualmente a mano a manoche gli atomi di idrogeno e di elio venivanoattirati verso il centro della nube dalla for-za di gravità.

Più la nube diventava densa, più al suo in-terno gli atomi si muovevano rapidamenteentrando sempre più in collisione tra loro;con l’aumento della temperatura le collisio-ni si fecero progressivamente più violentefino a che gli atomi di idrogeno comincia-rono a scontrarsi con tale forza da fondere iloro nuclei, formando nuovi atomi di elio eliberando energia nucleare. Queste reazionitermonucleari si svolgono tuttora all’inter-no del Sole e sono la fonte dell’energia che siirradia dalla sua turbolenta superficie.

Secondo le attuali teorie, i pianeti si for-marono da gas e polvere in movimento in-torno alla stella appena nata. All’inizio leparticelle si ammassarono a caso, ma, unavolta diventati più grossi, tali ammassi at-trassero per gravità altre particelle e diederocosì origine ai pianeti. L’orbita più vicina alSole fu percorsa da Mercurio, quella succes-siva da Venere, la terza dalla Terra, la quartada Marte e così via fino a Urano e Nettuno, ipianeti più distanti (figura 2). Si calcola che

i pianeti, compresa la Terra, si siano formaticirca 4,6 miliardi di anni fa.

Durante il periodo di formazione la tem-peratura interna della Terra era molto alta;in seguito il nostro pianeta cominciò a raf-freddarsi a partire dalla superficie, dandocosì luogo alla crosta esterna. Le rocce piùantiche di questo strato, datate con il meto-do degli isotopi radioattivi, risultano avereun’età di circa 4,1 miliardi di anni. È proba-bile che, a quell’epoca, l’atmosfera fosse co-stituita principalmente da idrogeno ed elio,ma col passare del tempo questi elementi sidispersero nello spazio sia perché, essendodue gas molto leggeri, la forza di gravità ter-restre era troppo debole per riuscire a tratte-nerli sia per la temperatura elevata ancorapresente sulla Terra, che forniva loro l’ener-gia sufficiente per allontanarsi nello spazio.

In seguito, a partire dai gas sprigionatidai vulcani si sarebbe formato un secondo ti-po di atmosfera, differente sia dall’atmosferacomposta da idrogeno ed elio sia da quella at-tuale. Questa atmosfera era ancora ricca d’i-drogeno, un gas però non più libero nell’aria,ma combinato con altri elementi chimici aformare molecole come il metano (CH4). L’ac-qua che fuoriusciva dai geyser sotto formadi gas arricchì l’atmosfera di vapore acqueo; aldiminuire della temperatura queste nubi divapore si sarebbero condensate e avrebberoformato i primi oceani caldi e poco profondiche, col passare del tempo, si estesero fino acoprire gran parte del pianeta.

Rispondi

Nel seguente brano barra

i termini che ritieni errati.

1. L’evoluzione dell’atmosfera terrestre

Si ritiene che la prima atmosfera presentesulla Terra fosse composta soprattutto daossigeno / idrogeno gassoso che, essendotroppo pesante / leggero, un po’ alla voltasolidificò / scomparve lasciando il posto aun’atmosfera più varia e costituita in granparte da vapore acqueo / ossigeno.

Barra l’affermazione che ritieni errata.

2. Dal Big Bang alla Terra

A Il Sole e i pianeti si sono formati piùdi 6 miliardi di anni fa.

B Le prime rocce solide del nostro pianetarisalgono a circa 4,1 miliardi di anni fa.

C I primi atomi si formarono quando l’Universoraggiunse i 2500 °C di temperatura.

D L’Universo ha avuto origine dal Big Bangavvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa.Mercurio

Venere

Terra

Marte

Giove

Saturno

Urano

Nettuno

4

Tutti gli organismi viventi, sia animali sia vegetali, sono costituiti da cellulesimili specializzate nello svolgimento delle diverse funzioni vitali.

Queste cellule, similia cellule primitiveche vivevano inacque calde, sonoseparate dall’acquache le circonda dallamembrana cellulare.

3

4

2Esistono diverseteorie sull’originedella vita

La cellula è l’unità di basedi tutti gli esseri viventi

Con il progressivo raffreddamento della Ter-ra e la comparsa sul nostro pianeta di riserved’acqua allo stato liquido si organizzarono esi svilupparono i primi sistemi viventi.

Se si volesse analizzare il grado di com-plessità della materia vivente, metteremmoal livello più basso di questa ipotetica scalagli atomi; al secondo posto avremmo le mo-

lecole, ossia l’aggregazione di due o più ato-mi, come per esempio la molecola dell’acqua(H2O = 2 atomi di idrogeno e 1 di ossigeno) oquella del diossido di carbonio (CO2 = 1 ato-mo di carbonio e 2 di ossigeno).

A un livello superiore di organizzazione,le molecole possono interagire tra loro perdare origine a strutture complesse e straor-dinariamente organizzate, le cellule (chestudieremo più in dettaglio nei prossimi ca-pitoli). La cellula è considerata l’unità di ba-se di tutti gli esseri viventi; uno dei princi-pi fondamentali della biologia è proprio chetutti gli organismi sono formati da una o piùcellule simili (figura 3).

Le caratteristiche generali che contrad-distinguono una cellula da altri sistemi chi-mici sono:

• l’esistenza di una membrana (figura 4) chesepara la cellula dall’ambiente circostan-te e le permette di mantenere una propriaidentità chimica;

• la presenza di enzimi, complesse moleco-le che risultano essenziali per lo svolgi-mento delle reazioni chimiche da cui di-pende la vita;

• la capacità di duplicarsi e trasmettere l’in-formazione genetica, dando origine anuove cellule;

• la possibilità di evolversi grazie a varia-zioni che compaiono nel corso delle ge-nerazioni.

Come sono nate queste caratteristiche? Qua-le di queste apparve per prima e rese possi-bile lo sviluppo delle altre? Nonostante ilgrande numero di ricerche condotte nelcorso di quest’ultimo secolo, nessuna di es-se sembra aver fornito ancora risposte deltutto convincenti.

La prima ipotesi sulla comparsadella vita è attribuita a Oparin

La prima interessante ipotesi riguardo all’o-rigine della vita fu elaborata dal biochimicorusso Aleksandr I. Oparin (1894-1980) e ven-ne ripresa dal genetista scozzese J.B. Halda-ne (1892-1964). Secondo questi scienziati, lacomparsa della vita sulla Terra fu precedu-ta da una lunga serie di eventi che prende ilnome di evoluzione chimica.

lezioneQuali sostanze, e in particolare quali gas,fossero presenti nell’atmosfera primitiva enei mari durante questo periodo di tempoè, come abbiamo visto, ancora oggi oggettodi discussione. Si è, tuttavia, generalmented’accordo su due punti fondamentali:

• l’ossigeno libero era quasi del tutto assen-te nell’atmosfera, mentre era ancora ab-bondante l’idrogeno;

• i quattro elementi (idrogeno, ossigeno,carbonio e azoto) che oggi costituisconopiù del 95% dei tessuti degli organismi vi-venti erano in qualche modo già disponi-bili nell’atmosfera e nelle acque.

Oltre a questi materiali grezzi, sul nostropianeta c’era moltissima energia che si ma-nifestava sotto forma di calore, scariche elet-triche, radioattività e radiazioni provenientidal Sole. Oparin ipotizzò che, in tali condi-zioni, dai gas dell’atmosfera si sarebbero po-tute formare grandi quantità di quelle mole-cole che costituiscono il materiale chimico


5 Simulando le condizioni della Terra primitiva, l’esperimento diMiller riuscì a dimostrare che le molecole organiche potevanoformarsi partendo dalla materia inorganica.

di base dei tessuti viventi, ossia le molecole

organiche; col tempo, esse si sarebbero rac-colte nei mari e nei laghi del pianeta, dandoorigine a un «brodo primitivo».

L’esperimento di Millerconfermò l’ipotesi di Oparin

Oparin pubblicò le sue ipotesi nel 1922, mala comunità scientifica non diede loro moltocredito. A metà del secolo scorso, tuttavia, siebbe la prima conferma sperimentale dell’i-potesi di Oparin grazie al lavoro di Stanley

Miller, dell’Università di Chicago.Nel suo esperimento (figura 5) Miller si-

mulò in laboratorio le condizioni ambien-tali probabili sulla Terra primitiva facendocircolare, fra un «oceano» posto in basso euna sovrastante «atmosfera», alcuni gas co-me l’idrogeno, il vapore acqueo, il metanoe l’ammoniaca. L’«oceano» venne scaldatoper far evaporare l’acqua e per spingere i gasdentro i tubi del dispositivo, attraverso cuisi fecero passare scariche elettriche che si-mulavano l’azione dei fulmini. Quando i gasfluivano lungo la parte di tubo che era cir-condata da acqua di raffreddamento, il vapo-re acqueo si condensava e tornava allo statoliquido portando con sé qualsiasi molecolaorganica si fosse formata. Queste molecolesi accumulavano in basso, nella porzione ditubo che si ricollegava con l’«oceano».

Dopo 24 ore, circa metà del carbonio pre-sente inizialmente nel metano era stato in-corporato in vari tipi di molecole organicheformando, in particolare, gli amminoacidi,che sono biomolecole fondamentali per gliorganismi viventi. L’importanza dell’esperi-mento, perciò, fu quello di aver dimostratoin laboratorio in che modo abbiano potutoformarsi spontaneamente le molecole chesono alla base della vita.

Esperimenti di questo tipo hanno con-fermato che quasi tutte le fonti di energiapresenti a quell’epoca (fulmini, radiazioniultraviolette o ceneri vulcaniche bollenti)avrebbero potuto trasformare le molecoleprobabilmente presenti sulla superficie ter-restre in composti organici complessi. Conalcune variazioni delle condizioni speri-mentali e del miscuglio dei gas posti nei reci-pienti usati in laboratorio, sono stati prodottiquasi tutti i comuni amminoacidi e anche icomponenti essenziali del DNA, la molecolache contiene le informazioni genetiche.

Questi esperimenti non hanno dimostratoche tali composti organici si sono sponta-neamente formati sulla Terra primitiva, masoltanto che si sarebbero potuti formare. Leprove raccolte sono, tuttavia, molto numero-se e la maggior parte dei biochimici ritieneora che, date le condizioni esistenti sulla gio-vane Terra, le reazioni chimiche che hannodato origine agli amminoacidi e ad altre mo-lecole organiche fossero inevitabili.

Le prime cellulesi sono formate nei mari

Una volta formatesi, col passare del tempole molecole organiche sarebbero diventatevia via più numerose nei mari e si sarebberocombinate dando luogo a piccoli sistemi. Aquesto punto, all’evoluzione chimica avrebbefatto seguito una nuova fase del processo, cheOparin chiamò evoluzione prebiologica.

Questi sistemi avrebbero imparato ascambiare materia ed energia con l’ambiente

e a ottimizzare, al loro interno, l’efficienza dialcune reazioni. Nei sistemi chimici attuali,sia in laboratorio sia negli organismi viven-ti, le molecole e gli aggregati molecolari piùstabili tendono a perdurare nel tempo, men-tre i meno stabili scompaiono. Analogamen-te, sulla Terra primitiva i sistemi costituitida aggregati molecolari che avevano mag-gior stabilità chimica o maggior possibilitàdi riprodursi sarebbero, col trascorrere deltempo, aumentati di numero rispetto ad al-tri sistemi meno efficienti.

Questo meccanismo, al quale Oparindiede il nome di protoselezione naturale perle analogie con la selezione naturale di Dar-win (vedi capitolo 5), avrebbe favorito unaumento della complessità biochimica e,un po’ alla volta, avrebbe portato all’acqui-sizione di un semplice metabolismo, puntodi partenza di tutto il mondo vivente. Opa-rin chiamò questi sistemi coacervati, imma-ginandoli come gocce di olio in sospensionenell’acqua in cui si erano formati.

Fonte dicalore per

scaldare l’acqua eriprodurre così i

caldi «oceani»primitivi.

«Atmosfera»contenente gas,

come idrogeno,vapore acqueo, metano e

ammoniaca; scaricheelettriche per si-

mulare l’azionedei fulmini.

Sistema diraffreddamen-

to per far tornarel’acqua allo stato

liquido mediantecondensazio-

ne.

Beuta per racco-gliere l’acqua con-

tenente gli amminoa-cidi e le altre sostanze

formatesi duranteil procedimento.

6

La vita potrebbeavere avutoun’origineextraterrestre

Per sapernedi più

1

L’ipotesi dell’origine

extraterrestre della vita fu

formulata per la prima volta

nel 1906 dal fisico e chimico

svedese Svante Arrhenius

(1859-1927). Secondo

tale ipotesi i «germi» della

vita sarebbero arrivati dallo

spazio grazie a meteoriti

staccatisi da pianeti in cui la

vita era già presente.

Nel 1996 la NASA annunciò di aver

trovato delle tracce di vita fossile nel

meteorite ALH84001, proveniente da

Marte (figura A). La notizia era sconvolgente e

il presidente degli Stati Uniti volle addirittura

dare l’annuncio della scoperta in televisione.

Non solo sembrava provata per la prima volta

l’esistenza della vita extra-terrestre, ma era

addirittura possibile che, come voleva la teoria

della panspermia, la vita sulla Terra fosse arri-

vata dal Pianeta Rosso.

Nonostante l’iniziale entusiasmo, oggi la

maggior parte degli scienziati ritiene che le

microscopiche strutture (figura B) presenti in

ALH84001 non siano una prova sufficiente,

visto che strutture molto simili formarsi anche

in assenza di attività biologica.

Se non vere e proprie forme di vita, molti

scienziati sono piuttosto convinti che dallo

spazio interstellare potrebbe essere arrivata

almeno una parte del materiale organico fon-

damentale per i processi che diedero origine

alla vita. Alcuni studi dimostrano infatti che le

molecole organiche più semplici si sintetizzano

spontaneamente e in grande quantità nello

spazio, ed è quindi verosimile che esse si siano

depositate sulla Terra primitiva, trasportate

da comete e meteoriti. Una prova in favore di

questa ipotesi è stata la scoperta di ammi-

noacidi in un meteorite trovato nel 1969 in

Australia (figura C).

Più recentemente, nel 2000, nel lago ghiac-

ciato di Tagish in Canada è stato rinvenuto un

meteorite proveniente dai confini del Sistema

solare. Dall’esame di tale meteorite, i cui fram-

menti vennero raccolti immediatamente dopo

la sua caduta per evitare eventuali contamina-

zioni con materiali terrestri, gli scienziati della

NASA hanno accertato la presenza di microca-

vità contenenti sostanze organiche.

Successive ricerche portarono lo scienzia-

to statunitense Sidney W. Fox a formulare

una teoria secondo cui, durante i primi cen-

to milioni di anni della Terra, si sarebbero

formate strutture, dette microsfere proteinoidi

(scheda 1, figura C), costituite da una mem-

brana dentro la quale avvenivano reazioni

chimiche analoghe a quelle delle cellule

odierne. Queste strutture non erano cellule

viventi, perché in esse mancava il patrimo-

nio genetico. La formazione delle microsfe-

re, però, suggerisce quali processi abbiano

potuto dare origine a entità autosufficienti

capaci di compiere reazioni chimiche per

mantenere la loro integrità fisica e chimica.

Oggi la formazione di microsfere protei-

noidi non potrebbe più avvenire perché, a

parte la presenza di ossigeno nell’atmosfe-

ra, tali microsfere verrebbero subito inge-

rite dagli organismi che popolano il nostro

pianeta e perché lo strato di ozono presente

oggi nella stratosfera impedisce il passaggio

di gran parte delle radiazioni ultraviolette.

In disaccordo, però, con le ipotesi sull’ori-

gine della vita formulate da Oparin, alcuni

scienziati come Fred Hoyle hanno ipotizzato

che le forme di vita più semplici attualmente

esistenti siano comunque troppo complesse

per avere avuto origine sulla Terra e hanno

quindi spostato la ricerca dell’origine della

vita nello spazio interstellare (vedi scheda 1).

Rispondi

Barra il completamento che ritieni esatto.

1. Nell’atmosfera terrestre, nel corso del tempo

A l’idrogeno ha preso il posto

dell’ossigeno gassoso.

B l’idrogeno è rimasto, ma solo

combinato ad altri elementi.

C gli atomi d’idrogeno e d’ossigeno sono

scomparsi essendo troppo leggeri.

D tra tutti i composti allo stato gassoso sono

rimasti solo quelli contenenti ossigeno.

Barra i due completamenti che ritieni esatti.

2. Nel dispositivo utilizzato da Stanley Miller

A il pallone di vetro conteneva i gas che erano

presenti nell’atmosfera primitiva.

B la beuta aveva il compito di raccogliere

l’acqua di raffreddamento del circuito.

C la miscela di gas introdotti dal tubo chiuso

da un rubinetto era di tipo esplosivo.

D il pallone di vetro scaldato sul fuoco

conteneva anche una grande quantità

di amminoacidi.

E gli elettrodi inseriti nel pallone di vetro

servivano per generare scariche elettriche.

Diverse immagini della superficie di Marteinviateci dalle missioni spaziali sembranoconfermare che attualmente su questopianeta non ci siano tracce di vita.

Sul meteorite Murchison, caduto inAustralia nel 1969, sono state trovatemolecole organiche racchiuse instrutture simili a microsfere proteinoidi.

Una delle strutture osservate nel meteoriteALH84001 grazie al microscopio elettronico.Diversi scienziati pensarono che solo unmicroorganismo avrebbe potuto realizzarle,ma in realtà è più probabile che siano dovutea processi abiotici.

A C

B


3Oggi esistonoin natura diversitipi di cellule

Tutte le cellule possiedonouna membrana esternae materiale ereditario

Qualunque sia stata l’origine delle cellule,tutte le prove a nostra disposizione indicanoche non ci sono state interruzioni nel pro-cesso evolutivo che collega le prime sempli-ci cellule apparse sulla Terra con le cellule

lezioneattuali e con gli organismi da esse costituite.

Oggi esistono due differenti tipi di cellu-le, le cellule procariote e quelle eucariote,che hanno però in comune due caratteristi-che fondamentali (figura 6): una membranaesterna, detta membrana cellulare, che separala cellula dall’ambiente esterno, e il materiale

genetico (l’informazione ereditaria), che di-rige le attività di una cellula e le consentedi riprodursi, trasmettendo i suoi caratteriereditari ai discendenti (come vedremo nelcapitolo 4).

Un’importante differenza fra le cellu-le eucariote e quelle procariote risiede nel-le dimensioni: le cellule eucariote sono piùgrandi (10-100 μm) di quelle procariote(1-10 μm); di conseguenza, possono contene-re un gran numero di strutture circondate damembrana (organuli) che le cellule procario-te non hanno. La figura 7 riassume le princi-pali differenze tra questi due tipi di cellule.

In sintesi, se confrontiamo le cellule eu-cariote con quelle procariote, le prime risul-

tano evidentemente più complesse. Ciò no-nostante le numerose somiglianze nella lorocomposizione e nel funzionamento non cre-ano dubbi riguardo il grado di parentela chele unisce.

Le cellule eucariotesi sono formate inglobandoquelle procariote

Secondo le testimonianze fossili, i primi or-ganismi viventi erano cellule relativamentesemplici, somiglianti ai procarioti attuali. Iprocarioti sono stati quindi l’unica formadi vita sul nostro pianeta prima della com-parsa degli eucarioti. Oggi i procarioti sonorappresentati soprattutto dai batteri, micro-scopici organismi unicellulari che vivono inogni angolo della biosfera.

Molti biologi pensano che il passaggiodalla cellula procariote a quella eucariotesia stato un evento di enorme importanzabiologica nel corso della storia del pianeta,

6 7Disegno e fotografia al microscopio (A) di una cellula procariote (un batterio)che si sta dividendo, e (B) di una cellula eucariote (un’ameba).

Principali differenze tra procarioti (A)ed eucarioti (B).

paretecellulareesterna

membranacellulare

.

membranacellulare

vacuolocontrattile

nucleo

A

A

B

B

Cellulaprocariote

Cellulaeucariote

cromosomi presente(uno solo)

presenti(più d’uno)

membranacellulare

presente presente

membrananucleare

assente presente

organulicircondati damembrana

assenti presenti

paretecellulare

presente presente (solo nellepiante e nei funghi)

Nelle celluleprocariote il

materiale geneti-co è presente sottoforma di una grossa

molecola circolarechiamata cro-

mosoma.

Il cromosomanon è contenuto in

un nucleo, ma si trovain una particolare

zona della celluladetta nucle-

oide.

I cromosomi sonocircondati da una

doppia membrana, lamembrana nucleare, che

li separa dalle altrestrutture cellulari e

forma un nucleodistinto.

Nelle cellule euca-riote il patrimonio ge-netico è contenuto in

un certo numerodi cromosomi

lineari.

8

mitocondriocloroplasto

cellula ancestrale

secondo solo alla comparsa delle prime sem-plici forme di vita. Attualmente, vi sono di-verse teorie sul modo in cui questo passag-gio potrebbe essere avvenuto.

Una delle più accreditate è la teoria en-

dosimbiontica formulata alla fine deglianni Sessanta del secolo scorso dalla geneti-sta Lynn Margulis; secondo questo model-lo, i mitocondri e i cloroplasti, due organuliestremamente importanti per le attuali cel-lule eucariote perché forniscono loro l’ener-gia necessaria a compiere tutte le funzionivitali, deriverebbero da antichi procariotiche sono stati inglobati in cellule di dimen-sioni maggiori (figura 8).

Qui i procarioti avrebbero dato origine aun rapporto di simbiosi con uno scambio re-ciproco di favori: la cellula più grande avreb-be fornito molecole inorganiche e sali mine-rali, mentre i procarioti avrebbero fornitoenergia e, in taluni casi, anche molecole or-ganiche. La teoria viene detta «endosimbion-tica» appunto perché prevede una simbiosi,ossia un rapporto vantaggioso, tra due orga-nismi che vivono l’uno all’interno dell’altro.

L’ipotesi che mitocondri e cloroplastipossano discendere da procarioti che, inprecedenza, avevano avuto una vita indi-pendente è confermata dal fatto, per esem-pio, che entrambi questi organuli sono gliunici che conservano ancora oggi una picco-la percentuale di materiale genetico al pro-prio interno (mentre tutto il resto è conte-nuto nel nucleo della cellula, come vedremonel capitolo 3).

I processi che hanno portato alla com-parsa delle prime cellule eucariote sono sta-ti sicuramente molto lenti; si calcola, infatti,che siano occorsi circa 2 miliardi di anni perpassare dalle prime cellule procariote (circa3,5 miliardi di anni fa) alla comparsa di unacellula in possesso di un nucleo delimitatoda una membrana (1,5 miliardi di anni fa).

Le cellule si differenzianoper le diverse modalitàcon cui ottengono l’energia

Un’ulteriore caratteristica che distinguele cellule degli organismi moderni sono idue modi in cui soddisfano le loro esigenzeenergetiche. Gli organismi che dipendonoda fonti esterne di molecole organiche perquanto riguarda sia l’energia sia le molecoleche servono come materiale da costruzione

8 9Formazione di una cellula eucariotesecondo la teoria endosimbiontica.

(A) I cianobatteri sono organismifotosintetici; nella fotografia sipossono osservare diversi esemplari diNostoc, un cianobatterio filamentoso.(B) I batteri del genere Thiothrixformano colonie filamentose e sonochemiosintetici poiché ottengonoenergia dalle soluzioni sulfuree che sisprigionano dai fondali oceanici.

sono chiamati eterotrofi (dal greco etero-,che significa «altro», e trophé, «nutrirsi»).Tutti gli animali e i funghi, così come moltiorganismi unicellulari, sono eterotrofi.

Sono invece detti autotrofi gli organi-smi «che si nutrono da soli», cioè che nonhanno bisogno di molecole organiche pro-venienti da fonti esterne per ricavare ener-gia o da usare come materiali da costruzio-ne; infatti, essi sono in grado di sintetizzare,ossia produrre, le proprie molecole organi-che ricche di energia a partire da sostanzeinorganiche semplici (vedi scheda 2). Moltiautotrofi, tra cui le piante e parecchi tipi diorganismi unicellulari, sono fotosinteti-

ci poiché la loro fonte di energia per le rea-zioni di sintesi è il Sole (figura 9A). Alcunisemplici organismi unicellulari sono inve-ce chemiosintetici: essi catturano l’energialiberata da particolari reazioni inorganicheper attivare i loro processi vitali, tra cui lasintesi delle molecole organiche complesse(figura 9B).

La figura 10 mostra un esempio di un attua-le eucariote unicellulare fotosintetico, l’algaChlamydomonas, che vive comunemente ne-gli stagni di acqua dolce, vicino alla super-ficie dell’acqua dove è maggiore l’intensitàluminosa. Questi organismi, che sono pic-coli e si muovono molto rapidamente con uncaratteristico movimento a scatti, appaionoverdi per la presenza di clorofilla all’internodel loro unico cloroplasto, di forma irregola-re, che occupa gran parte della cellula.

Rispondi


1. A differenza delle cellule eucariote,

le cellule procariote

A hanno una membrana cellulare esterna.

B possiedono numerosi cromosomi.

C sono prive di una membrana nucleare.

D contengono pochi organuli cellulari.

Mitocondrie cloroplasti

all’interno di unacellula vegetale

(fotosinteti-ca).

A

B

Procariote dacui hanno avuto

origine icloroplasti.

Procarioti dacui hanno avutoorigine i

mitocondri.


parete cellulare

membranacellulare

cloroplasto

amido

membrananucleare

nucleo

mitocondrio

base delflagello

10 Disegno (A) e fotografia al microscopio(B) di Chlamydomonas, un’algaunicellulare. Questo organismoeucariote contiene un nucleo avvoltoda membrana, numerosi organuli egranuli di amido che costituiscono leriserve nutritive dell’organismo.

2. Secondo la teoria endosimbiontica

A una conferma della precedente autonomia

delle cellule procariote da quelle eucariote

è la presenza di DNA nei mitocondri.

B è probabile che una cellula vegetale abbia

stabilito una simbiosi con una cellula animale.

C l’ingresso di batteri nelle cellule eucariote

è avvenuto prima dell’evoluzione chimica

ipotizzata da Oparin.

D la stretta relazione tra cloroplasti e cellule

ospite è evidenziata dal fatto che tali

particelle hanno le stesse dimensioni.

3. Gli organismi autotrofi

A dipendono da fonti esterne di molecole

organiche per il loro fabbisogno energetico.

B sono in grado di assemblare molecole

organiche ricche di energia a partire da

composti inorganici.

C sono tutti organismi fotosintetici in grado

di catturare l’energia del Sole.

D comprendono solo organismi unicellulari

sia fotosintetici sia chemiosintetici.

Le primecellule eranoautotrofe?

Per sapernedi più

2

Ricostruire la natura dei

primi viventi comparsi sul

pianeta non è semplice

e gli indizi sono a volte

contrastanti: oggi si

ritiene più probabile che

le prime cellule fossero

chemiosintetiche.

Nonostante la loro relativa semplicità,le prime cellule avevano anch’essebisogno di un rifornimento continuo

di energia per vivere, crescere e riprodursi.Alcuni scienziati ipotizzano che queste cellulefossero eterotrofe; per nutrirsi esse avrebberoassimilato le molecole organiche presenti nel«brodo» primordiale, le stesse utilizzate dallecellule per autoassemblarsi.

Secondo questa ipotesi, a mano a manoche le cellule primitive aumentarono dinumero, cominciarono a esaurire le molecolecomplesse da cui dipendeva la loro esistenzae che avevano impiegato milioni di anni peraccumularsi. Una volta ridotta la riserva diqueste molecole, iniziò una forma di compe-tizione: le cellule che erano in grado di fare unuso efficiente delle limitate fonti di energiaallora disponibili avevano più probabilitàdi sopravvivere e di riprodursi rispetto allecellule prive di tali capacità. Col passare deltempo comparvero cellule che erano capaci disintetizzare molecole organiche a partire dasemplici sostanze inorganiche.

Le scoperte più recenti, tuttavia, sono piùorientate verso l’ipotesi che le prime cellulepotessero essere autotrofe, chemiosinteticheo fotosintetiche, piuttosto che eterotrofe.Innanzitutto, sono stati trovati parecchi gruppidifferenti di batteri chemiosintetici che avreb-bero potuto essere molto adatti alle condizioniambientali predominanti sul giovane pianeta.Alcuni di questi batteri, come i metanogeni(figura A), possono vivere soltanto in assenzadi ossigeno, una condizione predominantesulla Terra primordiale, ma presente oggi soloin ambienti isolati come i fondali di melma

e fango delle paludi; altri, invece, sono statitrovati nelle profonde fosse oceaniche dovesi raccolgono i gas sfuggiti dalle fessure dellacrosta terrestre. È stato accertato che questibatteri sono i rappresentanti sopravvissuti digruppi molto antichi di organismi unicellulari.

In secondo luogo, in alcuni esperimenti chesimulano le condizioni ambientali della Terramiliardi di anni fa sono state prodotte moleco-le organiche che sono i precursori chimici dellaclorofilla delle piante; quando queste molecolesono mescolate a molecole organiche sempliciin un ambiente privo di ossigeno e illuminato,avvengono reazioni fotosintetiche primitive.Queste reazioni somigliano a quelle che sisvolgono in alcuni tipi di batteri fotosintetici.

Attualmente i biologi non sono in gradodi risolvere il problema se i primi microfossilifossero eterotrofi o autotrofi, ma è certoche, senza l’evoluzione degli autotrofi, la vitasulla Terra sarebbe presto cessata. In più di3,5 miliardi di anni dall’origine della vita sullaTerra a oggi, gli autotrofi di maggiore successo(quelli cioè che hanno lasciato il maggior nu-mero di discendenti e si sono diversificati nellamaggiore varietà di forme) sono stati quelliche hanno sviluppato un sistema per utilizzaredirettamente l’energia del Sole nel processo difotosintesi. Con la comparsa della fotosintesiil flusso di energia nella biosfera venne adassumere la sua forma moderna dominante:energia radiante del Sole trasmessa, attra-verso gli autotrofi fotosintetici, a tutte le altreforme di vita.

I batteri metanogeni, che vedete nellafotografia al microscopio, sono in gradodi produrre metano (CH4) e acqua (H2O)a partire da anidride carbonica (CO2) eidrogeno gassoso (H2).

A

A

B

10

11 (A) Disegno del 1665 con cuiHooke presentò il suo strumento;(B) immagine al microscopioottico di un sezione di sughero:Hooke vide un’immagine simile aquesta grazie al suo microscopio;(C) un ritratto di Robert Hooke.

parvero sulla Terra, così come sono correlatigli organismi che quelle cellule costituisco-no e i loro predecessori.

Secondo l’attuale formulazione, la teoria

cellulare stabilisce che:

1. tutti gli esseri viventi sono costituiti dauna o più cellule;

2. le reazioni chimiche di un organismo vi-vente, compresi i meccanismi di libera-zione dell’energia e le reazioni di biosin-tesi, hanno luogo dentro le cellule;

3. le cellule si originano da altre cellule;4. le cellule contengono le informazioni ere-

ditarie degli organismi di cui fanno par-te, e queste informazioni vengono tra-smesse dalla cellula madre alla cellulafiglia.

Grazie ai microscopi si è scopertoun mondo sconosciuto

Una conoscenza approfondita delle celluleprocariote ed eucariote è stata resa possibile

solo grazie ai significativi progressi compiu-ti nel campo della microscopia. Senza l’aiu-to di uno strumento ottico, infatti, l’occhioumano è in grado di distinguere oggetti chesono distanti tra loro non meno di 1/10 dimillimetro, o 100 micrometri (figura 12).Questa capacità è detta potere di risoluzione;esso corrisponde alla minima distanza chedeve sussistere tra due oggetti perché questipossano essere percepiti come effettivamen-te separati.

Per esempio, se si osservano due linee di-stanti fra loro meno di 100 micrometri (μm),esse appariranno come un’unica spessa li-nea; analogamente, due puntini distanti me-no di 100 μm appaiono come un unico pun-tino sfumato. Al contrario, se si osservanoa occhio nudo due linee (o due puntini) chedistano 120μm, esse appariranno distingui-bili l’una dall’altra.

La maggior parte delle cellule eucarioteha un diametro compreso tra i 10 e i 30 μm,circa 3-10 volte al di sotto del potere di riso-

4Gran partedelle cellulenon è visibilea occhio nudo

Il microscopio ha permessodi formulare la teoria cellulare

Nel diciassettesimo secolo il matematico,fisico, astronomo e naturalista inglese Ro-

bert Hooke (1635-1703), usando un micro-scopio di sua invenzione (figura 11A), notòche il sughero e altri tessuti vegetali eranoformati da piccole cavità separate da pareti(figura 11B); egli chiamò queste cavità «cel-le», cioè «piccole stanzette». Il termine «cel-lula» ha assunto il suo attuale significato,cioè «unità di base della materia vivente»,soltanto dopo 150 anni dalla scoperta di Ho-oke (figura 11C).

Nel 1838 Matthias J. Schleiden (1804-1881), un botanico tedesco, giunse alla con-clusione che tutti i tessuti vegetali sonocostituiti da insiemi organizzati di cellu-le. Nell’anno seguente lo zoologo TheodorSchwann (1810-1882) estese le osservazio-ni di Schleiden ai tessuti animali e proposeuna base cellulare comune a tutti gli orga-nismi viventi. Nel 1858 l’idea che tutti gli or-ganismi fossero formati da una o più cellu-le assunse un significato ancora più ampio,quando l’anatomopatologo Rudolf Virchow(1821-1902) affermò che le cellule possonoessere originate solo da altre cellule pree-sistenti: «Quando una cellula esiste, ci de-ve essere stata una cellula preesistente, pro-prio come un animale si origina solo da unanimale e una pianta si origina solo da unapianta».

L’idea di Virchow venne rafforzata e dif-fusa in seguito alle nuove concezioni emersedalla teoria evoluzionistica di Darwin, pub-blicata nel 1859: esiste una stretta continuitàtra le cellule attuali e le prime cellule che ap-

12 Unità di misura usate in microscopia.

lezione

B

C

A

centimetro 1 cm = 1/100 mmillimetro 1 mm = 1/1000 m = 1/10 cmmicrometro* 1 µm = 1/1000 000 m = 1/10000 cmnanometro* 1 nm = 1/1000 000 000 m = 1/10 000 000 cmangstrom** 1 Å = 1/10000 000 000 m = 1/100 000 000 cmoppure 1 m = 102 cm = 103 mm = 106 µm = 109 nm = 1010 Å*I micrometri sono detti talvolta micron (µ) e i nanometri millimicron (mµ), ma ciò è scorretto.**L’angstrom è un’unità di misura vietata dal Sistema Internazionale delle Unità di Misura.


luzione dell’occhio umano, e le cellule pro-cariote sono ancora più piccole. Per distin-guere le singole cellule, per non parlare dellaloro struttura interna, noi dobbiamo utiliz-zare strumenti che aumentino il potere dirisoluzione. La maggior parte delle nostreconoscenze attuali sulla struttura cellula-re è basata sull’utilizzo di tre differenti tipidi microscopi, che ora vedremo in dettaglio.

I microscopi possono essereottici o elettronici

Il migliore microscopio ottico (figura 13A)ha un potere di risoluzione di 0,2 μm, o 200nanometri (nm), migliorando così la visionea occhio nudo di circa 500 volte. È pratica-mente impossibile costruire un microscopioottico migliore di così; il fattore limitante èla lunghezza d’onda della luce: più corta è lalunghezza d’onda, maggiore è la risoluzio-ne. Le lunghezze d’onda più corte della lucevisibile sono di circa 0,4 μm e ciò pone dei

limiti a un microscopio ottico per quantoriguarda la risoluzione.

È necessario fare attenzione a non con-fondere i termini «potere di risoluzione» e«ingrandimento», perché sono due concet-ti diversi. Se scattiamo una fotografia, attra-verso il migliore microscopio ottico, di duelinee distanti meno di 0,2 μm (o 200 nm),potremo ingrandire questa fotografia infi-nitamente, ma le due linee continuerannoa confondersi; analogamente, usando lentipiù potenti, possiamo aumentare l’ingrandi-mento, ma questo non migliorerà il potere dirisoluzione e continueremo a vedere sfocato.

Con il microscopio elettronico a tra-

smissione, o TEM, (figura 13B) il poteredi risoluzione è stato aumentato di circa1000 volte rispetto a quello del microsco-pio ottico. Questo è stato possibile usandoun’«illuminazione» con lunghezza d’ondamolto più corta: questo sistema di illumina-zione è costituito da fasci di elettroni inveceche da raggi luminosi. Le aree del campio-

ne in esame che permettono la trasmissionedi elettroni (cioè le regioni «trasparenti aglielettroni») appaiono chiare e le aree che di-sperdono elettroni (cioè le regioni «opacheagli elettroni») appaiono scure. I microsco-pi elettronici a trasmissione, al momentoattuale, offrono un potere di risoluzione dicirca 0,2 nm, approssimativamente 500 000volte maggiore di quello dell’occhio uma-no. Questa grandezza è circa due volte il dia-metro di un atomo di idrogeno. I microsco-pi elettronici producono solo immagini inbianco e nero che, tuttavia, vengono spessocolorate per migliorarne la visione.

Sebbene il potere di risoluzione del mi-

croscopio elettronico a scansione, o SEM,sia soltanto di 10 nm, questo strumento èdiventato un mezzo d’indagine di straordi-nario valore per i biologi (figura 13C). Nelmicroscopio elettronico a scansione gli elet-troni non attraversano il campione, ma so-no riflessi dalla sua superficie, precedente-mente ricoperta da una sottilissima lamina

13

Confronto tra ilmicroscopio ottico(A), il microscopioelettronico atrasmissione (B)e il microscopioelettronico ascansione (C). Lefotografie al SEMe al TEM sono in«falsi colori», ovveronascono in biancoe nero e vengonoritoccate in unsecondo tempoinserendo i colori.

campione

immaginesu schermo

SEM

lente magneticadi proiezione rivelatore

deflettoredel fascio

fascio dielettroni

lente magneticadel condensatore

fontedi elettroni

immagine su schermofluorescente

TEM

lentedi proiezione

lentedell’obiettivo

campione

fascio dielettroni

lente delcondensatore

fontedi elettroni

fontedi luce

immagine vistadirettamente

lentedell’oculare

lentedell’obiettivo

campione

microscopio ottico

fascio di luce

lente delcondensatore

A B C

12

Competenza di cittadinanza:

Acquisire e interpretare l’informazione

Molti scienziati hanno contribuito adeterminare la «teoria cellulare»,la tesi secondo cui ogni organismo

vivente è formato da cellule e che tutte lecellule, anche di organismi molto diversi traloro, come per esempio un’alga unicellulare eun elefante, sono molto simili tra loro.Completa la seguente tabella cercano infor-mazioni su testi e/o siti idonei. Poi rispondialle seguenti domande.

A queste domande potete risponderesingolarmente.

1. Quale ritieni sia stato lo scienziato chemaggiormente ha contribuito alla formu-lazione della teoria cellulare? Spiega letue motivazioni.

2. Schleiden e Schwann hanno lavorato in-sieme; per quali aspetti si è differenziatoil loro lavoro?

3. Nella tua ricerca di informazioni, hai uti-lizzato un’unica fonte? Se le fonti (comesarebbe auspicabile) sono state diverse,hai trovato contraddizioni nella formula-zione delle singole teorie?

Attiva lecompetenze

3

Scienziato Scoperta, teoria innovativa,motivo dell’eventualepremio Nobel

RobertHooke

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

CamilloGolgi

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

MatthiasSchleidene TheodorSchwann

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

RudolfVirchow

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

HansDriesch

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

SantiagoCajal

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

La teoriacellulare

Barra la risposta che ritieni esatta.

2. Quale di queste affermazioni

fa parte della teoria cellulare?

A Gli esseri viventi sono sempre costituitida cellule eucariote.

B Tutte le cellule sono avvolteda una membrana esterna.

C Le cellule si originano da materiale organico.

D Le cellule contengono informazioniereditarie che possono essere trasmessealle cellule figlie.


3. Se si volessero riprendere delle immagini

per un documentario in cui si vedano cromosomi

in movimento durante la divisione cellulare,

sarebbe necessario utilizzare

A il microscopio ottico per il suo elevatopotere di risoluzione.

B il microscopio ottico perchŽil preparato • vivo.

C il microscopio elettronico a trasmissioneper il suo potere d’ingrandimento.

D il microscopio elettronico a scansione perosservare meglio la superficie dei cromosomi.

metallica, fornendo in questo modo un’im-magine del suo aspetto esterno. Questa im-magine viene amplificata e trasmessa a unoschermo televisivo che permette di ottene-re una visione del campione. Il microsco-pio elettronico a scansione permette rap-presentazioni tridimensionali di cellulee di strutture cellulari talmente vivide dacompensare in parte il suo limitato poteredi risoluzione. Nella figura 14 si possono os-servare le cellule sessuali maschili (sperma-tozoi) come apparirebbero se osservate con itre diversi tipi di microscopi.

Rispondi


1. Al microscopio ottico sarebbe

impossibile osservare

A il nucleo delle cellule.

B la presenza della parete batterica.

C la struttura della membrana cellulare.

D un globulo bianco.

14

Spermatozoi visti almicroscopio ottico(A), al microscopioelettronico atrasmissione (B)e al microscopioelettronico ascansione (C).

20 µm

3 µm

7 µm

A

B

C


1 2 3

3

4 5

6

6

7 8 9

9

12

10 11 12

14 15 16 17 18 19

20 21 22 23 24 25 26

27 28 29 30

27

Vita acquatica

1 “giorno” = 150 milioni di anni

Prime formedi vita terrestri

Dinosauri,primimammiferi

Primi uccelli,prime piantecon i fiori

28 29 30

13

5L’evoluzionedella vitasulla Terra e leere geologicheLa vita sulla Terra si è evolutaper tappe successive

Le prime cellule eucariote fecero la lorocomparsa su questo pianeta circa 2 miliardidi anni dopo che si erano formate le celluleprocariote; si ritiene che, in seguito, furononecessari ancora diverse centinaia di milio-

lezione

16

Riportare la storia della Terra, lunga4,6 miliardi di anni, su una scaladi tempo di 30 giorni ci dà un’ideadella immensa durata dei processiproduttivi.

La comparsa degli esseriviventi: scale di tempo

15 Synura uvella, un’alga coloniale. Ogniindividuo è dotato di un filamento (ilflagello) utile per muoversi nell’acquadi acquitrini e stagni in cui nuotanoincessantemente, assomigliando apiccole sfere scure.

ni di anni perché da questi organismi uni-cellulari si formassero le prime sempliciforme di vita pluricellulari.

Una forma intermedia tra gli organismiunicellulari e pluricellulari è rappresentatada singole cellule riunite in colonie; le colo-nie differiscono dagli organismi effettiva-mente pluricellulari in quanto le loro cellu-le conservano un alto grado di autonomia.

Nelle colonie le cellule sono spesso colle-gate tra loro da filamenti che conferisconoall’aggregato una tale unitarietà da farlo so-migliare a un singolo organismo (figura 15).Le cellule degli organismi pluricellulari, in-vece, differiscono dagli eucarioti unicellu-lari in quanto ogni tipo di cellula è specia-lizzato nel compiere una funzione specificanella vita dell’organismo; ciò nonostante,ognuna rimane un’unità autosufficiente.

La figura 16 mostra quando dovrebbe-ro essere avvenuti gli eventi fondamenta-li della storia della Terra immaginando 4,6miliardi di anni condensati in un solo mese.

Compaiono iprimi organismieucarioti come

questi para-meci.

All’inizio dell’erapaleozoica le piante

cominciarono a coloniz-zare la terraferma, tra esse

vi era l’equiseto, tuttorapresente nei boschi a

clima temperato enelle foreste.

Si formano leprime cellule pro-

cariote, come questacolonia di cianobat-

teri fossili datati2,5 miliardi di

anni.

Homosapiens è

apparso negliultimi 10 mi-

nuti del 30°giorno.

14

17

Tutti i viventi hanno in comunedelle caratteristiche di base

Come abbiamo visto, le condizioni ambien-tali presenti sulla Terra e la disponibilità diacqua allo stato liquido consentirono l’evo-luzione di aggregati chimici via via più com-plessi che divennero le unità di base di tuttele forme di vita comparse su questo pianeta.

Attualmente tutta la vita esistente sullaTerra è presente in una fascia denominatabiosfera, che comprende la superficie terre-stre e si estende per circa 8-10 km nello spa-zio e nelle profondità marine. Nella figura17 illustriamo le caratteristiche comuni atutti gli organismi che popolano la biosfera.

Notiamo come siano simili la cellu-la di una foglia di granturco (figura 18) eChlamydomonas (vedi figura 10). Questa cel-lula utilizza la luce del Sole per le sue richie-ste energetiche; tuttavia, è parte di un or-ganismo pluricellulare e dipende da altrecellule per quanto riguarda il nutrimento,la protezione e altre necessità.

Le caratteristiche comunia tutti gli esseri viventiTutti i viventi usano l’energiaper crescere e riprodursi,si evolvono adattandosiall’ambiente e sono in grado dirispondere agli stimoli esterni.

Tutti gli organi-smi, dai più semplici

ai più complessi comegli elefanti e le piante

con fiori, generano discen-denti con patrimonio geneticouguale o molto simile a quello

dei genitori; in questo modosono trasmesse alla ge-

nerazione successiva lecaratteristiche della

propria specie.

Una volta nati, gliorganismi animali

e vegetali attraversa-no varie fasi di crescita e

sviluppo per giungere a matura-zione e riprodursi a loro volta.

Questo processo richiedeenergia, che gli organismi

utilizzano trasforman-dola da una forma a

un’altra.

Tutti gli esseriviventi sono in grado

di rispondere agli stimoli,per esempio i germogli sipiegano per ricevere più

luce e gli animali com-battono tra loro per

delimitare il pro-prio territorio.

Le testimonianze fossilia noi pervenute sonorelativamente recenti

La comparsa delle prime cellule eucarioteavvenne durante quel periodo della storiadel nostro pianeta che chiamiamo Precam-

briano, cioè il lunghissimo lasso di tempoche va dall’origine della Terra fino a 543milioni di anni fa. Il Precambriano vienesuddiviso in tre eoni (figura 19): Adeano

(prima di 3,8 miliardi di anni fa), Archeano

(3,8 - 2,5 miliardi di anni fa) e Proterozoico

(2,5 miliardi - 543 milioni di anni fa).Le nostre conoscenze sull’evoluzione bio-

logica che è avvenuta prima della fine delProterozoico sono pressoché nulle per laquasi assenza di testimonianze fossili, unfatto ben comprensibile se si pensa ai nume-rosi sconvolgimenti geologici che, nel corsodel tempo, hanno interessato la Terra.

Più recentemente, invece, la storia delnostro pianeta è abbastanza ricca di reperti,tanto da giustificare un’ulteriore suddivisio-

A

C

B

D

paretecellulare

membranacellulare

cloroplasto

mitocondrio

membrananucleare

nucleo

nucleolo

vacuolo

18 Microfotografia di una cellula vegetaleprelevata da una foglia di granturco.

Gli esseri viventisono adattati

all’ambiente in cuivivono, per esempio il

camaleonte è in grado dimimetizzarsi con l’ambientecircostante mentre il saguaro

riesce a vivere nei desertiperché le sue foglie si

sono trasformate inspine, riducendo la

perdita di acqua.


ne dell’eone in cui stiamo vivendo (il Fane-rozoico) in tre unità temporali più brevi, leere geologiche (Paleozoico, Mesozoico e Ce-nozoico). Le ere geologiche, a loro volta, sonostate suddivise in periodi e i periodi, talvolta,in epoche. L’ultima epoca, ossia quella recen-te, è iniziata circa 10 000 anni fa ed è riccanon solo di fossili, ma anche di documentistorici di vario genere.

L’era più antica prendeil nome di Paleozoico

Oggi sappiamo che all’inizio dell’era pale-

ozoica, cioè durante il Cambriano (da 543 a490 milioni di anni fa), erano già presentidue diversi modelli di vita animale. Le piùantiche testimonianze di vita animale pro-vengono da reperti fossili trovati in abbon-danza presso le Ediacaran Hills in Australia,mentre le altre più recenti sono state indivi-duate presso una formazione rocciosa det-ta Burgess Shale (figura 20), sulle montagne

del Canada occidentale; questo sito includei fossili di antenati di molti organismi at-tuali. In questa località sono stati rinvenutireperti di animali sia a corpo molle sia dota-ti di conchiglia; l’eccellente stato di conser-vazione degli organismi rende questo sitodavvero unico.

Proprio in quel periodo, circa 543 milio-ni di anni fa, si verificò uno degli eventi piùimportanti di tutta la storia della vita sullaTerra, la cosiddetta esplosione cambriana;con il termine «esplosione» si vuole indica-re la comparsa relativamente rapida di tut-te quelle specie di organismi che possiamoconsiderare dirette antenate delle odierneforme di vita. Da questo momento in poi leconoscenze che abbiamo a disposizione sul-la nostra storia passata diventano molto piùprecise grazie all’elevato numero di repertifossili che ci sono pervenuti.

Gli altri cinque periodi dell’era paleozoi-ca si distinguono per i diversi eventi che so-no accaduti, tra cui il moltiplicarsi di forme

19

20

Le principali suddivisioni della storia della Terra.

(A) Un gruppo diricercatori allaBurgess Shale nelYoho National Park;(B) i trilobiti eranoartropodi marini chesi estinsero al terminedell’era paleozoica.

L A PR

a R

Eone

Adeano

Acheano

Precam

briano

Paleozoico

Cambriano

Ordoviciano

Siluriano

Triassico

Giurassico

Cretaceo

Paleogene

Oligocene

Miocene

Pilocene

Paleocene

Eocene

Pleistocene

Olocene

Devoniano

Carbonifero

Perm

iano

Mesozoico Cenozoico

Proterozoico

Fanerozoico

Era

Periodo

Epoca

Milionidi anni fa

Neogene

1,8

0,01

5,3

2333,9

55,8

65

1442062452903544094394905434500

A B

di vita marina e la comparsa sia di un grannumero di piante terrestri sia dei primi ver-tebrati; nell’era paleozoica ha avuto ancheinizio la colonizzazione delle terre emerseda parte degli anfibi e sono comparsi i pri-mi rettili.

L’era paleozoica termina circa 245 mi-lioni di anni fa con un avvenimento cata-strofico ancora oggi sconosciuto agli scien-ziati. Un’ipotesi molto accreditata è quellache si sia verificato un drastico e improv-viso cambiamento climatico, dovuto forsea una glaciazione che ha abbassato il livel-lo degli oceani, o all’enorme esplosione diun vulcano in Siberia oppure alla cadutadi un meteorite nel territorio dell’attualeCina Meridionale. Di fatto, questo eventoè considerato il più catastrofico di tutta lastoria del nostro pianeta e ha dato luogo al-la cosiddetta «estinzione permiana», cheha provocato la scomparsa dell’85-90% del-le specie allora viventi, soprattutto di quel-le marine.

16

Il Mesozoico viene chiamatoanche «era dei dinosauri»

L’era mesozoica, che va da 245 a 65 milio-ni di anni fa, viene suddivisa in tre periodi:Triassico, Giurassico e Cretaceo. Si ritiene che ilclima nel corso di questa era geologica fossepiuttosto caldo e secco; le terre emerse eranopopolate soprattutto da conifere e da rettili;in particolare, a partire dal Giurassico, dalvasto gruppo dei dinosauri che popolavanotutti gli ambienti terrestri e marini con unagrande varietà di specie, di cui conosciamosolo una minima parte grazie ai fossili (figu-ra 21). Tuttavia cominciarono a diffondersianche piccoli mammiferi e i primi uccelli.

Anche il Mesozoico termina con una ca-tastrofe planetaria, forse meno sconvolgen-te di quella che pose fine al Paleozoico, mapiù conosciuta: questa catastrofe infatti pro-vocò l’estinzione di tutti i dinosauri a causadi una significativa modificazione climati-ca che portò a un forte abbassamento dellatemperatura globale.

Il Cenozoico è suddivisoin periodi ed epoche

L’era cenozoica è l’era geologica che com-prende gli ultimi 65 milioni di anni e che,per la grande quantità di reperti fossili e in-formazioni di tipo geologico che la riguar-dano, viene suddivisa non solo in periodi

(Paleogene e Neogene), ma anche in epoche.Il Paleogene, infatti, comprende le epochechiamate Paleocene, Eocene e Oligocene, men-tre fanno parte del Neogene le epoche Mio-

cene, Pliocene, Pleistocene e Olocene.Il clima nel Cenozoico è mediamente più

freddo rispetto all’era precedente e si creanonuovi ambienti naturali; in questi ambien-ti si assiste a un’enorme diffusione delle an-giosperme, ossia delle piante provviste difiori, che diventeranno ben presto le piantedominanti. Tra gli animali compaiono nu-merose forme nuove di pesci, uccelli e inset-ti e si ha una notevole diversificazione dellaclasse dei mammiferi.

Le attuali forme viventi di piante e ani-

mali sono solo una piccola parte delle specieche si sono originate durante il Cenozoico;molti mammiferi per esempio, soprattuttoquelli di dimensioni maggiori, si sono infat-ti estinti nel corso di questa era geologica,probabilmente a causa delle varie glaciazio-ni che si sono succedute soprattutto duranteil Pleistocene (figura 22).

Rispondi

Completa la seguente tabella mettendo

in relazione le ere geologiche (lettere)

con gli eventi indicati (numeri).

1. Le ere geologiche

A paleozoico 1 compaiono i primi uccelli

B mesozoico 2 gli anfibi colonizzano leterre emerse

C cenozoico 3 compaiono le pianteprovviste di fiori

A B C

Barra il simbolo V se ritieni l’affermazione vera,

il simbolo F se la ritieni falsa.

2. Ere, periodi ed epoche

a. Il periodo Carboniferofa parte dell’era Mesozoica. V F

b. L’era Cenozoica è l’unica suddivisain periodi ed epoche. V F

c. L’era Mesozoica è iniziatapiù di 200 milioni di anni fa. V F

d. L’era Paleozoica comprendei periodi Permiano e Cretaceo. V F

e. Nel Pleistocene eranogià comparsi i primi ominidi. V F

Completa le definizioni indicando i viventi com-

parsi o scomparsi nelle diverse ere geologiche.

3. La storia della vita sulla Terra

a. Nel . . . . . . . . . . . . . . . compaiono i primimammiferi.

b. Nel . . . . . . . . . . . . . . . le piante colonizzanole terre emerse.

c. Nel . . . . . . . . . . . . . . . si estinguono i dinosauri.

21 I dinosauri ebbero una grande diffusione durante il periodo Giurassico, ma si estinsero altermine dell’era mesozoica per una catastrofe planetaria che modificò drasticamente il clima.

22

Il mammut è uno deisimboli dell’estinzionedel Pleistocene edera diffuso in Europa,Asia e Americasettentrionale. Questoesemplare è espostonell’AnthropologicalInstitute dell’Universitàdi Zurigo.


La sagadei titanosauri

Un altro spettacolare ritrovamento fossile nel Sud dellaPatagonia, in Argentina, allarga la famiglia dei dinosaurisauropodi giganti noti come titanosauri. La nuova specie,

descritta in un articolo pubblicato su Nature Scientific Reports

è stata chiamata Dreadnoughtus schrani per via delle enormidimensioni. In inglese antico infatti dreadnoughtus significa «chenon teme nulla», un nome attribuito anche a celebri navi militariinglesi operanti durante la prima guerra mondiale. Il nome dellaspecie, schrani, è invece un omaggio all’imprenditore americanoAdam Schran, che ha finanziato gli scavi.

Lo scheletro ritrovato è completo al 70% e include un femoree un omero che hanno permesso di calcolare con precisione ilpeso dell’animale, pari a quasi 60 tonnellate, e una lunghezza di26 metri. Superava quindi abbondantemente Elaltitan lilloi, unaltro titanosauro argentino di 47 tonnellate che finora detenevail record del maggior peso corporeo calcolabile con precisione.Degli altri giganti, come Argentinosaurus e Futalognkosaurus sonostati trovati infatti solo pochi frammenti ossei, anche se talmentegrandi da far ipotizzare pesi tra le 80 e le 100 tonnellate. «D.

schrani era davvero enorme,» ha affermato lo scopritore KennethLacovara, professore associato presso l’università di Drexel.«Pesava quanto una dozzina di elefanti africani o più di setteT. rex. Incredibilmente, lo scheletro mostra che quando questoesemplare morì, non aveva ancora finito di crescere.»

I titanosauri, i più grandi animali terrestri finora scoperti,popolavano i continenti meridionali durante gli ultimi 30 milionidi anni dell’era mesozoica. Troppo grandi per qualsiasi predatore(tranne forse pochi carnivori giganti capaci di cacciare ingruppo), non avevano una vita molto movimentata. Per sostentarei loro corpi grandi come case, trascorrevano l’intera giornata adecespugliare felci arboree e altre piante, che raggiungevanocomodamente piegando a destra e a sinistra i loro lunghissimicolli, e spostandosi probabilmente solo di pochi passi in un’ora.

Adattamento da: “La saga dei titanosauri” di Eugenio Melotti,pubblicato su aulascienze.scuola.zanichelli.it (22 settembre 2014).

Lezione 1L’Universo si è originato circa 13,8 miliardi di anni espandendosida un punto, secondo la teoria del Big Bang; quando l’Universoraggiunse i 2500 °C, i diversi elementi chimici diedero vita allegalassie, come la Via Lattea di cui fa parte il Sistema Solare. LaTerra ha un’età di circa 4,5 miliardi di anni e, dopo un periododi lento raffreddamento, ha formato una crosta solida su cui ècomparsa la vita.

Lezione 2Nel livello più basso relativo al grado di complessità della materiaci sono gli atomi, poi le molecole, alcune delle quali compongonole strutture di base della vita, ossia le cellule.Secondo Oparin la comparsa della vita fu preceduta da un lungoperiodo in cui si formarono molecole organiche complesse, unprocesso chiamato evoluzione prebiologica. Gli esperimenti diMiller hanno dimostrato che sulla Terra primitiva possono esser-si formate le molecole organiche che sono alla base dei sistemiviventi.

Lezione 3Alcune teorie cercano di spiegare il passaggio dalle cellule proca-riote, che non hanno membrana nucleare, a quelle eucariote, piùgrandi e complesse, e dotate di membrana nucleare; tra questidue tipi di cellule, secondo la teoria endosimbiontica, può essercistata una simbiosi che ha portato l’inglobamento di piccole cellu-le procariote in altre cellule più grandi.Per il modo con cui ottengono energia, le cellule si differenzianoin eterotrofe (dipendono da fonti esterne di molecole organiche)e autotrofe (che sintetizzano molecole organiche energetiche).I primi autotrofi potrebbero essere stati chemiosintetici (cheutilizzano l’energia liberata da reazioni inorganiche specifiche)o fotosintetici (che usano l’energia solare per svolgere le lororeazioni di sintesi).

Lezione 4Per visualizzare le cellule e le strutture subcellulari è necessariousare i microscopi, i tre tipi principali sono: il microscopio ottico,il microscopio elettronico a trasmissione e il microscopio elet-tronico a scansione.

Lezione 5Gli organismi pluricellulari si sono evolute a partire da quelli uni-cellulari; una forma intermedia è rappresentata da singole celluleriunite in colonie.Grazie alle testimonianze fossili possiamo far risalire la compar-sa delle prime cellule eucariote al Precambriano, ma per la storiadella vita più recente facciamo riferimento alle ere geologiche:nel Paleozoico si ebbe l’esplosione cambriana, con un’enormesviluppo delle forme di vita nostre antenate e la conquista delleterre emerse da parte di vegetali e anfibi; nel Mesozoico com-parvero dinosauri e uccelli; nel Cenozoico compaiono le primepiante con fiori e i mammiferi.

Attivitàdi finecapitolo

Aula discienze

Riassunto1

Puoi leggere l’articolo originale citato in questa scheda su:nature.com/srep/2014/140904/srep06196/full/srep06196.html

18

Completa la seguente tabella mettendo

in relazione le modalità di elaborazione

dell’energia (lettere) con i rispettivi tipi

di organismi (numeri).

6. Gli organismi e la trasformazione

dell’energia

A autotrofi 1 dipendono da fontiesterne di molecole bio-logiche

B eterotrofi 2 per ottenere energiadipendono da altre reazionichimiche

C fotosintetici 3 la loro fonte di energiaper le reazioni di sintesi èil Sole

D chemiosintetici 4 sintetizzano molecolebiologiche a partire da altrepiù semplici

A B C D

Barra i due completamenti che ritieni esatti.

7. Durante l’era mesozoica

A si ha un enorme diffusionedelle angiosperme.

B i primi anfibi colonizzanole terre emerse.

C la vita è ancora limitataall’ambiente acquatico.

D incominciano a diffondersii primi mammiferi.

E la vegetazione sulla terrafermaè costituita soprattutto da conifere.

Rispondi alle seguenti domande.

8. Pensa e ricerca

a. Elenca le principali caratteristiche strutturalidi un’alga unicellulare come Chlamydomonas

mettendole a confronto con quelle di unorganismo procariote e di una qualsiasipianta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. In che modo gli organismi autotrofi edeterotrofi si procurano l’energia necessariaai loro processi vitali? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Descrivi gli eventi che, a partire dal Big Bang,hanno portato alla formazione della materia.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Completa le seguenti frasi.

1. Le caratteristiche della vita

a. Il cromosoma procariote si trova inuna particolare zona della cellula detta. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Gli organismi costituiti da cellule checonservano un alto grado di autonomiafunzionale sono chiamati . . . . . . . . . . . . . . . .

c. La distanza minima che deve sussistere tradue oggetti perché questi possano esserepercepiti come effettivamente separati èdetta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Gli organismi che possono esserefotosintetici o chemiosintetici sonodetti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


2. Secondo l’ipotesi di Oparin

A le prime cellule instaurarono un rapporto disimbiosi coi mitocondri e i cloroplasti.

B la comparsa della vita venne preceduta daun lungo processo denominato evoluzionechimica.

C la sintesi delle prime molecole complessefu favorita dall’impatto di meteoriti sullasuperficie terrestre.

D le prime cellule fecero la loro comparsasulla Terra grazie anche alla totale assenzadi fenomeni atmosferici quali le piogge e itemporali.

CONOSCENZE

3. Stanley Miller dimostrò nel suo

esperimento che era possibile, partendo da

semplici molecole non biologiche, ottenere

composti chimici che

A avevano una struttura amminoacidica.

B erano molecole organiche come,per esempio, il metano.

C potevano essere paragonati a celluleprimitive.

D potevano essere definiti viventi.

Completa il seguente brano scegliendo

tra i termini elencati in fondo.

4. L’origine degli eucarioti

Secondo la teoria di . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . leprime cellule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . si sarebberoformate in seguito all’ingresso di cellule prive di. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . all’interno di altre cellule didimensioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Il vantaggio chequeste ultime cellule trassero da tale ingresso fu,in base a questa teoria, soprattutto di carattere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

energetico, materiale genetico, procariote, Margulis,

minori, morfologico, nucleo, chemiosintetiche,

Arrhenius, membrana, riproduttivo, analoghe, Fox,

eucariote, maggiori

Di fianco a ogni affermazione scrivi la lettera Ase si riferisce all’era paleozoica, la lettera B se

si riferisce all’era cenozoica, la lettera C se si

riferisce a entrambe oppure la lettera D se non si

riferisce a nessuna delle due ere geologiche.

5. L’evoluzione sulla Terra

a. Sulla terraferma sono presentianfibi e rettili. (. . . . . . )

b. Ha avuto termine conun’estinzione di massa. (. . . . . . )

c. È avvenuta un’enorme diffusionedelle piante angiosperme. (. . . . . . )

d. Viene comunemente suddivisain periodi ed epoche. (. . . . . . )

e. C’è stata la comparsadei primi uccelli. (. . . . . . )


Choose the correct answer.

18. A bacterium that synthesized its own

complex compounds using energy released from

chemical reactions would be categorized as a

A heterotrophic prokaryote.

B chemosynthetic prokaryote.

C photosynthetic eukaryote.

D chemosynthetic eukaryote.

19. Which of these statements does not

describe the formation of the planets?

A They were formed by thermonuclearreaction.

B They were formed from gas and dustremaining after the sun was formed.

C They grew from initial random collectionsof particles.

D They were formed 4.6 billions years ago.

ABILITÀ

Barra le due risposte che ritieni esatte.

9. Quali di queste caratteristiche

contraddistinguono gli organismi procarioti?

A Il fatto di non essere veri organismi viventi.

B La relativa semplicità delle strutturepresenti al loro interno.

C Il fatto di svolgere la fotosintesi clorofillianae non la respirazione cellulare.

D Il fatto di non possedere acidi nucleici.

E L’assenza di un nucleo ben definitoe distinguibile.

Di fianco a ogni affermazione scrivi la lettera

A se essa si riferisce a una cellula animale, la

lettera B se si riferisce a una cellula vegetale, la

lettera C se si riferisce a una cellula procariote

oppure la lettera D se non si riferisce a nessuno

di questi tipi di cellule.

10. Differenze tra cellule

a. Può essere autotrofa, anchese incapace di svolgere alcunprocesso fotosintetico. (. . . . . . )

b. Contiene speciali molecoleche consentono loro di sintetizzaremolecole organiche. (. . . . . . )

c. È eterotrofa e il suo materialegenetico è circondatoda una membrana nucleare. (. . . . . . )

Nel seguente brano barra i termini

che ritieni errati.

11. La teoria dell’endosimbiosi

Secondo la teoria proposta dallagenetista Margulis, ossia la teoriacellulare / endosimbiontica, le celluleprocariote / eucariote si sono originate inseguito al rapporto di simbiosi avvenuto tracellule più grandi / piccole e primitiveforme di vita dotate / prive di nucleosimili ai batteri. Alcune di queste forme divita capaci di produrre energia / ossigeno sitrasformarono all’interno delle altre cellule incloroplasti / mitocondri in grado di utilizzarel’energia solare.


12. Grazie ai suoi esperimenti, S.W. Fox

dimostrò che sulla Terra primitiva

A vi era una atmosfera ossidanteche favoriva la sintesi delle biomolecole.

B potrebbero essersi formateautonomamente strutture proteichein grado di crescere e riprodursi.

C le prime cellule contenevano un acidonucleico in grado di regolare un grannumero di reazioni chimiche.

D il carbonio presente nell’atmosfera potevaessere incorporato in molecole organichequali gli amminoacidi.

13. Una caratteristica che non appartiene agli

organismi chemiosintetici è il fatto di essere

A costituiti da una sola cellula.

B autotrofi.

C dipendenti dall’assunzionedi sostanze organiche esterne.

D in grado di produrre sostanze complesse.

Completa il seguente brano scegliendo

fra i termini elencati in fondo.

14. La fotosintesi in una cellula eucariote

La struttura di una cellula eucariote fotosinteticaè piuttosto semplice: all’esterno è circondatada una . . . . . . . . . . . . . . . rigida, internamentealla quale si trova una . . . . . . . . . . . . . . . simile aquella delle cellule vegetali. La cellula sintetizzai propri composti organici grazie alla presenzadi . . . . . . . . . . . . . . . e di altri . . . . . . . . . . . . . . .

fotosintetici contenuti nel . . . . . . . . . . . . . . . .

clorofilla, nucleo, pigmenti, membrana, DNA,

ossigeno, citoplasma, cloroplasti, mitocondri,

dimensione, parete, ribosomi

Rispondi alle seguenti domande.

15. Pensa e ricerca

a. Quale attività è in grado di svolgere unorganismo chemiosintetico? Che cosaha in comune con un organismofotosintetico e per quale aspetto sidifferenzia? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Metti in evidenza le differenze tra unmicroscopio ottico e uno elettronicoprecisando quale dei due tipi di microscopioutilizzeresti per osservare: un batterio, unvacuolo, un lisosoma, una molecola d’acqua.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Che cosa hanno in comune una cellulaautotrofa e una cellula eterotrofa e che cosa,invece, le distingue? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Per impadronirti del lessico biologico di questo

capitolo, scrivi sul quaderno le definizioni dei

seguenti termini.

16. Le parole della Biologia

Big Bang – evoluzione chimica – teoria di Oparin –esperimento di Miller – evoluzione prebiologica –coacervati – cellule procariote – cellule eucariote– teoria endosimbiontica – respirazione cellulare– fotosintesi clorofilliana – organismo autotrofo –organismo eterotrofo – organismo chemiosinteti-co – colonia – era geologica – glaciazione

Costruisci una mappa concettuale ponendo al

centro un box con il termine cellula eucariotee quindi collega tra loro i seguenti termini

(scrivendo sulle frecce di unione il motivo della

relazione).

17. La tua mappacellule procariote – membrana nucleare –organuli – autotrofe – eterotrofe – microscopio

Nelle risorse digitali:

• Mappa interattiva

• Esercizi interattivi

glaciazione L’Universo Origine · di Marte • L’ultima glaciazione. capitolo 1Origine ed...

Documents

Transcript of glaciazione L’Universo Origine · di Marte • L’ultima glaciazione. capitolo 1Origine ed...