Biologia per istituti tecnici/Esseri viventi e non viventi

La Biologia è la scienza che studia gli esseri viventi (bios=vita, logos=studio).
È importante quindi capire la differenza tra un essere vivente e un non vivente.

Composizione

Molecole d'acqua che si attraggono tra loro

Gli elementi più abbondanti nel corpo umano

Gli esseri viventi sono fatti principalmente di acqua e sostanze organiche (proteine, carboidrati, grassi, ecc.), in piccola quantità anche da sostanze inorganiche (es. sali). I principali elementi chimici nel corpo umano sono: O (65%) C (18.5%), H (9.5%), N (3.2%), Ca (1.5%), P (1.0%).

I non-viventi invece possono essere fatti di tutti i tipi di materiali esistenti sulla Terra.
L'acqua è il componente più abbondante, in genere, di un essere vivente. Nell'uomo essa rappresenta circa il 65% della sua massa.

Nascita, sviluppo, morte

Tutti gli esseri viventi hanno un ciclo vitale che dura un tempo limitato: la con la riproduzione si ha la nascita, la crescita/sviluppo, e alla fine la morte. Tutti questi processi sono molto sofisiticati e avvengono grazie alle informazioni contenute nel DNA.

La riproduzione può essere sessuata (se coinvolge due individui di sesso opposto, maschio e femmina) o asessuata (se l'individuo si riproduce in modo autonomo, clonandosi).

La metamorfosi è un esempio di un fenomeno spettacolare e complesso che accade durante lo sviluppo di alcuni animali (es. insetti e anfibi).

E i non-viventi? Anch'essi in un certo senso "nascono" (ad esempio un sasso nasce nel momento in cui si stacca un pezzo di roccia da una montagna, una matita nasce nel momento in cui la fabbrica la produce), hanno una certa esistenza e poi "muoiono" (per esempio un sasso termina la sua esistenza nel momento in cui verrà disgregato dagli agenti chimico-fisici). Però intuiamo che il ciclo vitale di un essere vivente è molto più complesso, "programmato", e non è paragonabile a quello di un sasso, che ha un ciclo di vita legato al caso.

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  Due mosche in accoppiamento
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  Sviluppo di un embrione umano
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  Parto di un gatto
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  Riproduzione asessuata di un afide ("pidocchio" delle piante)
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  L'idra si riproduce asessualmente per gemmazione
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  Una idra che sta producendo per gemmazione due piccole idre

Cellula

Paramecium, un esempio di organismo monocellulare

organismo pluricellulare (foglia)

Tutti gli esseri viventi sono formati da cellule. Una (esseri unicellulari) o più cellule (esseri pluricellulari).La cellula è quindi l'unità di base di ogni essere vivente. Non esistono organismi che non siano formati da cellule ma, come unica eccezione, si possono considerare i virus, un gruppo di "organismi" molto particolare che in questo libro non verrà trattato.

La cellula può essere di tipo procariote, piccola e semplice, oppure eucariote, più grande e complessa.

Evoluzione

Evolution of man and technology

Le popolazioni (insieme di individui della stessa specie che vivono nello stesso ambiente) si evolvono nel tempo, cioè, si adattano alle modificazioni ambientali. La selezione naturale favorisce (permettendo loro di riprodursi di più) gli individui con i caratteri che meglio si adattano all'ambiente. Gli individui che meno si adattano si riprodurranno di meno e nella peggiore delle situazioni moriranno prima di riprodursi. In questo modo la popolazione cambia nel tempo.

Anche i corpi non viventi, in qualche modo, si "evolvono"; ad esempio, una montagna nel tempo verrà erosa e diventerà una collina. Ma comprendiamo che l'evoluzione degli esseri viventi è un fenomeno molto più sofisticato che permette ad un gruppo di organismi di "adattarsi" all'ambiente che si modifica nel tempo.

Esigenza di materia ed energia (metabolismo)

Gli esseri viventi hanno bisogno, per vivere, di materia ed energia. Hanno un certo metabolismo.
Ad esempio gli esseri autotrofi, come le piante e le "alghe", sono in grado di trarre energia dal sole, e la materia dall'ambiente circostante. Quelli eterotrofi, come gli animali e i funghi, traggono sia energia che materia dal cibo (cioè dalla materia che assumono). Dal punto di vista ecologico la vita comporta un flusso di materia ed energia che inizia con i produttori (piante) in quanto grazie alla fotosintesi riescono a produrre la sostanza organica a partire da sostanze semplici e povere di energia; prosegue con i consumatori primari (erbivori, come la zebra), consumatori secondari (predatori, come il leone), consumatori terziari (si cibano un po' di tutto anche di altri carnivori), decompositori (funghi e batteri).

Reazione a stimoli ambientali

Gli organismi sono in grado di reagire agli stimoli ambientali in modo "intelligente" e non casuale, grazie a sensori che possiedono (sensori visivi, termici, tattili, sonori). Questo permette loro di svilupparsi meglio, di nutrirsi e riprodursi.

Organizzazione

Gli esseri viventi appaiono strutturati in modo molto ordinato, in livelli gerarchici.

Ad esempio le cellule sono raggruppate in tessuti (ad es. il tessuto muscolare), a loro volta raggruppati in organi (es. il cuore, formato da tessuto muscolare, nervoso e connettivo, ...), che insieme possono formare un apparato, o sistema (es. l'apparato digerente formato da bocca, esofago, stomaco, intestino). Un insieme di sistemi/apparati forma il singolo organismo.

cellula	tessuto	organo	apparato	organismo
La cellula (in questa foto se ne vedono cinque)	Il tessuto è un insieme di cellule simili	L'organo è un insieme di tessuti (muscolare, nervoso, connettivo, epiteliale)	L'apparato è un insieme di organi (bocca, esofago, stomaco, intestino)	L'organismo è un insieme di apparati (scheletrico, digerente, nervoso, ecc.)
popolazione	comunità	ecosistema	biosfera
un insieme di individui della stessa specie che vivono nello stesso ambiente	tutti gli organismi (varie specie) che vivono nello stesso ambiente (stagno)	tutti gli organismi e le interazioni con l'ambiente inorganico in cui si trovano	tutti i viventi del pianeta Terra

Gli organismi non vivono casualmente nell'ambiente in cui si trovano ma interagiscono con quelli della stessa specie, con organismi di specie diversa e con la parte inorganica dell'ambiente. Si possono individuare quindi: la popolazione (organismi della stessa specie che vivono nello stesso ambiente), la comunità (tutti gli organismi (varie specie) che vivono nello stesso ambiente), L'ecosistema (la comunità e la parte inorganica).

PROGRAMMA GENETICO

Il motivo di tutte queste caratteristiche che si ritrovano negli esseri viventi sta nelle informazioni contenute nel DNA. Tutti gli esseri viventi sono regolati da informazioni contenute nel DNA. Queste informazioni regolano strutture, metabolismo, ciclo vitale, evoluzione, gerarchizzazione.
Gli esseri NON viventi NON hanno informazioni e il loro "ciclo vitale" è dettato dalle leggi della fisica/chimica e dal caso (formazione di un sasso, erosione di una montagna, ecc..)

Struttura a doppia elica del DNA

Esercizi

Nella pagina Esercizi sugli esseri viventi e non viventi si possono eseguire degli esercizi riguardo all'argomento.