La tassonomia

BIOLOGIA

La TASSONOMIA è la scienza della classificazione degli organismi e classificare significa suddividere in gruppi.

La classificazione di basa sulla parentele che esiste fra gli organismi.

Aristotele fu uno dei primi tassonimisti: egli sistemò gli esseri viventi nella seguente scala, partendo dal basso verso l'alto:

piante: erbe, arbusti ed alberi

animali: 3 gruppi a seconda che vivessero sulla terra, in acqua e nell'aria. Divise gli animali in ovipari, vivipari (mammiferi) e invertebrati.

Uomo

Questa scala non teneva conto del grado di parentela fra gli organismi.

Plinio il vecchio scrisse un'enciclopedia di 27 volumi.

Alberto Magno e Ulisse Aldrovandi si interessarono alla classificazione degli esseri viventi.

Carlo Linneo classificò gli esseri viventi in modo scientifico.

John Ray diede la definizione di concetto di specie che era basata solo sul criterio morfologico e cioè sulle somiglianze fisiche sia per gli animali che per i vegetali.

Successivamente per definire la specie ci si basò sul criterio riproduttivo.

La specie è una categoria naturale degli esseri viventi; per categoria naturale si intende un insieme di organismi simili, originati da un progenitore comune i quali sono in grado di incrociarsi.

La BIODIVERSITA' è l'insieme degli organismi e degli ambienti di cui essi fanno parte.

La BIODIVERSITA' comprende:

diversità genetica

diversità di specie

diversità di ecosistema

la diversità genetica è l'insieme delle informazioni contenute nei geni degli individui animali e vegetali.

La diversità di specie è l'insieme di tutte le specie viventi sulla terra.

La diversità di ecosistemi è l'insieme di tutti gli ecosistemi presenti sulla Terra (laghi, foreste, stagni etc. etc.)

John Ray assegnò ad ogni specie un doppio nome latino: un nome per il GENERE ed uno per la SPECIE.

Comunque fu Linneo ad inventare l'uso del doppio nome ed il primo nome veniva scritto con la lettera maiuscola mentre il secondo con la minuscola.

Linneo suddivise le piante in base agli organi riproduttori e cioè gli stami che sono la parte maschile ed i pistilli che sono la parte femminile.

A volte è necessario dividere i gruppi in SOTTOSPECIE o VARIETA' ed in questo caso si utilizzano 3 nomi.

Oltre al genere e alla specie gli organismi vengono suddivisi in:

la famiglia: comprende più generi simili fra loro

l'ordine: comprende più famiglie imparentate tra loro

la classe: comprende più ordini

il phylum: comprende più classi imparentate tra loro per gli animali

la divisione: comprende più classi imparentate tra loro per le piante

Per classificare gli organismi la sistematica moderna tiene conto dei gradi si somiglianza, dei rapporti di parentela e dell'evoluzione delle specie.

Per la classificazione vengono osservati:

organi analoghi: come ad esempio gli arti delle cavallette o delle rane che hanno la stessa funzione ma appartengono a due animali diversi.

Organi omologhi: che svolgono funzioni diverse ma che hanno la stessa struttura.

Per classificare un vivente ci si basa anche sulla paleontologia e cioè sullo studio dei resti fossili ed osserva anche le sequenze degli amminoacidi e così si è potuto ricavare uno schema filogenetico di evoluzione da cui è emerso un albero ramificato.

Wittaker suddivise gli organismi in 5 Regni:

REGNO DELLE MONERE: formato da batteri e cianobatteri che sono i progenitori di tutte le forme di vita. La loro cellula è diversa da quella degli altri esseri viventi.

REGNO DEI PROTISTI: formato da organismi eucarioti e unicellulari. La loro cellula possiede la membrana nucleare.

REGNO DEI FUNGHI: formato da organismi eucarioti eterotrofi; sono parassiti se assorbono le sostanze nutritive da altri viventi o saprofiti se assorbono le sostanze nutritive da organismi morti.

REGNO DELLE PIANTE: è formato da individui eucarioti pluricellulari autotrofi in grado di compire la fotosintesi clorofilliana.

REGNO DEGLI ANIMALI: è formato da individui eucarioti pluricellulari eterotrofi e comprende sia i vertebrati che gli invertebrati.

Il regno delle monere è:

il gruppo più antico apparso sulla Terra

è formato da batteri e ciano batteri autotrofi e cioè in grado di compiere la fotosintesi

comprende 2 phyla

hanno un cromosoma formato da una singola molecola circolare di DNA

si riproducono per scissione binaria e cioè da una cellula madre si ottengono 2 cellule figlie

hanno una parete cellulare formata da un polisaccaride contenente azoto che viene chiamato MUREINA

I batteri:

- sono più di 1600 specie

- sono organismi microscopici

- sono procarioti e cioè le loro cellule non hanno il nucleo

- vivono in qualsiasi ambiente

- presentano diverse forme: a bastoncino (bacilli); a spirale (spirilli), a sfera (cocchi)

- possono essere classificati per colore: in Gram positivi e Gram negativi.

- la cellula batterica è rivestita di una capsula gelatinosa e sotto si trova la parete cellulare e poi la membrana. Nel citoplasma vi sono solo i ribosomi.

- il DNA è formato da un doppio filamento molto aggrovigliato

- i batteri si riproducono rapidamente per scissione

- molti batteri possiedono i flagelli che permettono loro di ancorarsi ad uno strato

- i batteri possono muoversi con un movimento a spirale o rimanere immobili

- alcuni vivono isolati ed altri in colonie

- le spore resistono per anni a condizioni difficili

- i batteri si procurano l'energia in 3 modi: 1) con la fermentazione 2) con la fotosintesi 3) con la respirazione

1) la fermentazione viene sfruttata anche dall'uomo per la produzione del pane, dell'aceto e dei formaggi

2) la fotosintesi: è molto primitiva e sfrutta gli elettroni dell'acido solfidrico (H₂S)

3) la respirazione: esistono specie di batteri AEROBIE: che per vivere hanno bisogno di utilizzare l'ossigeno e specie ANAEROBIE: che per vivere non hanno bisogno di ossigeno

BATTERI E AMBIENTE:

i batteri sono ovunque e sono molto piccoli, non si vedono a occhio nudo, tranne i cianobatteri che sono contenuti nelle acque stagnanti e così modificano il colore dell'acqua.

I batteri svolgono un ruolo importante per la demolizione dei rifiuti.  

I batteri si trovano anche nell'aria e per questo si usano varie tecniche per conservare i cibi.

BATTERI UTILI

I batteri sono saprofiti e cioè ricavano il nutrimento dal saprobio che sono le sostanze di rifiuto in decomposizione.

Alcuni batteri formano l'humus che è un terreno fertile.

Alcuni batteri formano la flora intestinale.

Alcuni batteri nei ruminanti sono importanti per digerire la cellulosa.

Alcuni batteri sono azofissatori e cioè trasformano l'azoto dell'atmosfera in nitrati che possono essere assorbiti dalle piante.

Alcuni batteri provocano la fermentazione e vengono utilizzati per preparare vino, birra, vitamine e farmaci.

Alcuni batteri servono per la lavorazione di fibre vegetali.

BATTERI DANNOSI

I batteri dannosi sono i batteri patogeni che recano danno all'organismo che li ospita.

Questi batteri per provocare una malattia devono essere in quantità notevole.

I BATTERI E LA CONSERVAZIONE DEI CIBI

Molti batteri causano l'alterazione dei cibi come ad esempio la muffa che compare sul pane e sulla frutta.

Se desideriamo evitare ciò bisogna conservare i cibi a temperatura molto basse.

Se vogliamo sterilizzare i cibi come il latte bisogna ricorrere all'ebollizione.

I CIANOBATTERI

I cianobatteri o alghe azzurre sono in grado di compiere la fotosintesi.

Questi organismi possiedono nel citoplasma un pigmento chiamato ficocianina.

Le alghe azzurre sono di colore rosso, giallo, blu e viola

I cianobatteri sono importanti per la produzione di ossigeno e sono in grado di fissare l'azoto atmosferico.

Molti cianobatteri fanno parte del plancton che è l'alimento dei pesci.

IL REGNO DEI PROTISTI

Al regno dei protisti appartengono oltre 200.000 specie, fra questi ci sono protozoi, alghe e muffe.

I protozoi sono di tipo animale e le alghe sono di tipo vegetale.

I PROTOZOI

I protozoi sono protisti, unicellulari ed eterotrofi.

Alcuni si nutrono di microrganismi, altri di residui vegetali e animali (saprofiti) ed altri vivono nel corpo di altri organismi (parassiti).

LE PROTOFITE

Le protofite sono protisti con caratteristiche vegetali; contengono clorofilla e sono provviste di

parete cellulare. Sono i maggiori produttori di ossigeno sulla terra.

LE ALGHE

Le alghe sono organismi autotrofi e cioè in grado di compiere la fotosintesi.

Le alghe vivono sia in acque dolci che in quelle salate.

Le alghe EUGLENE sono considerate le più primitive da cui hanno avuto origine gli AUTOTROFI e gli ETEROTROFI.

Le alghe DIATOMEE sono costituite da filamenti gelatinosi e da due valve di silice che sono come una scatola.

Quando le diatomee muoiono le valve si depositano sul fondo dei mari e danno origine ad una roccia bianca chiamata FARINA FOSSILE.

Le alghe liberano l'ossigeno in acqua.

IL REGNO DEI FUNGHI

I funghi sono organismi eterotrofi, unicellulari o pluricellulari.

La micologia è lo studio dei funghi.

Alcuni funghi vivono come parassiti di vegetali e animali ed altri invece sono saprofiti cioè vivono utilizzando sostanze di decomposizione.

Alcuni funghi producono le MICOTOSSINE che sono sostanze nocive.

La maggior parte dei funghi si riproducono per spore ed il corpo fruttifero è la struttura addetta alla riproduzione.

I funghi sono formati dal 40 al 80% di acqua e poi contengono glucidi, sali minerali e grassi.

I funghi a cappello sono detti BASIDIOMICETI.

MUFFE E LIEVITI

I lieviti e le muffe sono funghi.

Le MUFFE sono parassite ed alcune servono per la produzione di formaggi come ad esempio il gorgonzola altre sono dannose come ad esempio la peronospora della vite e la segale cornuta.

I LIEVITI demoliscono le sostanze organiche e producono la fermentazione che serve per la produzione del vino ad esempio.

Questa reazione avviene nel seguente modo:

ZUCCHERO + LIEVITO = ALCOL + CO2 + ENERGIA 

I LICHENI

I licheni sono una simbiosi tra un'alga ed un fungo.

Il fungo provvede al rifornimento di acqua mentre l'alga attraverso la fotosintesi produce gli zuccheri per il nutrimento.

I licheni vivono in qualsiasi ambiente, si introducono fra le fessure delle rocce provocando le spaccature, servono per la produzione di farmaci.

I licheni servono per rilevare l'inquinamento perché non crescono in ambienti inquinati.

LE MICORRIZIE

Le micorrizie sono simbiosi tra funghi e arbusti o erbe.

Il fungo favorisce alla pianta l'assorbimento di sostanze nutrienti dal terreno e la pianta fornisce al fungo gli zuccheri.

Le micorrizie favoriscono l'adattamento delle piante all'ambiente terrestre.

IL REGNO DELLE PIANTE   

Il regno delle piante comprende organismi eucarioti, autotrofi e pluricellulari.

Le piante producono il loro nutrimento mediante la fotosintesi che avviene grazie alla clorofilla.

Le piante vengono distinte in:

TALLOFITE: che hanno un corpo indifferenziato

CORMOFITE: che hanno il corpo chiamato cormo diviso in radice, fusto e foglie.

Le piante sono importanti perché sono i produttori di ossigeno.

LA RADICE

La radice serve per assorbire l'acqua e le sostanze dal terreno ed è una riserva delle sostanze nutritive.

A seconda delle forme può suddividersi in:

- radice a fittone: che è una radice principale dalla quale partono delle ramificazioni

- radice fascicolata: che tipica delle piante monocotiledoni come il frumento e la palma.

L'estremità della radice si chiama CUFFIA ed ha il compito di assorbire le sostanze dal terreno.

La parte tra la radice ed il fusto si chiama COLLETTO.

IL FUSTO

Il fusto ha il compito di sostenere i rami e le foglie e di trasportare le sostanze nutritive.

Il fusto si chiama in diversi modi:

TRONCO: quando è legnoso

STELO: quando è erbaceo

CULMO: quando è cavo come ad esempio nel frumento

IL FUSTO E' FORMATO DA:

corteccia: che serve a proteggere la pianta

sotto la corteccia ci sono i canali che trasportano la linfa elaborata che sono chiamati vasi del libro

sotto i vasi del libro si trova la zona cambio che è formata da cellule che producono nuovi vasi

sotto ci sono i vasi del legno che trasportano la linfa grezza

al centro del fusto si trova il midollo

Ogni anno il cambio produce uno strato di vasi del libro all'esterno ed uno strato di vasi del legno all'interno così è possibile contare l'età dell'albero.

IL CORPO UMANO

apparato tegumentario: serve di protezione

apparato scheletrico: serve per il sostegno

apparato muscolare: serve per il movimento

questi 3 apparati sono formati da 3 tipi di tessuto:

epiteliale: con funzione di rivestimento

connettivo: con funzione di riempimento (tessuto osseo e cartilagineo)

muscolare: che trasformano l'energia chimica in energia meccanica

APPARATO TEGUMENTARIO: è delimitato dalla pelle che comprende anche peli e unghie.

La pelle difende l'organismo dagli urti, elimina le sostanze di rifiuto attraverso il sudore, con il tessuto adiposo difende il corpo dal freddo e raccoglie gli stimoli esterni come ad esempio il caldo, il freddo, il dolore etc.

Gli strati della pelle sono l'epidermide, il derma e l'ipoderma.

L'epidermide è la parte più superficiale dove si trovano le cellule che producono melanina che fa cambiare colore alla pelle.

Il derma è composto da molti vasi sanguigni.

L'ipoderma è formato da cellule adipose che mantengono costante la temperatura del corpo.

APPARATO SCHELETRICO: è formato da 206 ossa che sono unite tra loro dalle articolazioni.

Le ossa sono formate da tessuto osseo che contiene l'osseina.

L'ossificazione è la formazione di tessuto osseo, si formano gli osteoblasti che sono delle cellule che hanno il compito di ispessire l'osso e di farlo crescere.

Invece gli osteoclasti hanno il compito di demolire le ossa e così il tessuto osseo viene sempre sostituito con tessuto osseo nuovo.

Le ossa vengono divise in:

ossa lunghe: come il femore

ossa corte: come le vertebre

ossa piatte: come la scapola

all'interno delle ossa si trova il midollo osseo:

midollo rosso: dove si formano i globuli rossi

midollo giallo: con funzione di riserva

le articolazioni si dividono in:

articolazioni immobili: come quelle che uniscono le ossa del cranio

articolazioni semimobili: come quelle che si trovano tra le vertebre e la colonna vertebrale

articolazioni mobili: come quelle del ginocchio

in alcune articolazioni viene prodotto un liquido che si chiama liquido sinoviale che ha la funzione di lubrificare le articolazioni.

Lo scheletro dell'uomo è composto da:

le ossa della testa che contengono l'encefalo

la colonna vertebrale: formata da 33 vertebre

la gabbia toracica che è attaccata alle clavicole davanti e dietro ci sono le scapole

le braccia sono formate dall'omero, il radio e l'ulna

la mano è formata dal carpo e metacarpo

le gambe sono formate dal femore, tibia e perone

i muscoli permettono il movimento e possono essere:

- volontari: che siamo noi a muoverli

- involontari: come quelli dello stomaco che si muovono senza il nostro comando

La respirazione si divide in 3 fasi:

respirazione esterna: con assunzione di ossigeno dall'esterno

respirazione interna: con il passaggio dell'ossigeno alle cellule

respirazione cellulare: con la reazione chimica che avviene all'interno delle cellule

l'apparato respiratorio è formato da 2 polmoni, dalla trachea, dai bronchi e poi il naso, la faringe e la laringe.

Con l'inspirazione viene introdotta l'aria nei polmoni attraverso il naso, la faringe, la laringe, la trachea che si divide in due rami che si chiamano bronchi.

I bronchi si dividono in bronchioli che terminano con gli alveoli.

L'insieme degli alveoli formano i polmoni che sono due organi spugnosi.

La parte interna dei polmoni è formata da capillari sanguigni mentre la parte esterna si chiama pleura ed è una doppia membrana.

Il processo di inspirazione e di espirazione si chiama atto respiratorio, di solito entrano ed escono dai polmoni 500cc d'aria ma i polmoni possono contenere 5000cc d'aria.

L'omeostasi è il ritmo di respirazione.

La ventilazione dei polmoni dipende dagli ioni H+ del sangue, quindi il centro nervoso viene informato sulla concentrazione degli ioni H+ : se la concentrazione aumenta, aumenta anche il ritmo di ventilazione e perciò entra più ossigeno ed esce più anidride carbonica.

L'ossigeno entra nel sangue e si lega con l'emoglobina e forma l'ossiemoglobina che colora il sangue di rosso e l'emoglobina trasporta l'ossigeno alle cellule.

Contemporaneamente il biossido di carbonio passa nel sangue e viene trasportato ai polmoni e poi immesso all'esterno.

Nelle cellule lo scambio tra ossigeno e biossido di carbonio avviene nei mitocondri.

Con l'ossigeno viene prodotta energia che viene raccolta nelle molecole di ATP.

La respirazione con presenza di ossigeno avviene nella maggior parte degli esseri viventi ma esiste anche la respirazione in assenza di ossigeno che è tipica dei funghi, batteri e lieviti)

L'apparato circolatorio è formato da vasi sanguigni che comprendono: arterie, capillari, vene e cuore.

L'apparato circolatorio svolge le seguenti funzioni:

collega le cellule fra loro

trasporta l'ossigeno e le sostanze nutritive alle cellule

preleva i prodotti di rifiuto