Summary

This document provides a summary of biology concepts, including environmental issues like climate change, flora, vegetation, and the significance of environmental education. The text covers different topics related to the ecology and taxonomy of plants.

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**Introduzione** *L'insegnamento delle scienze (e della biologia in particolare) può aiutare ad affrontare gli attuali (e futuri) problemi ambientali, contribuendo a trovare una soluzione a questi problemi?* **Crisi ambientale, climatica ed energetica** Il riscaldamento globale: - Distruzione...

**Introduzione** *L'insegnamento delle scienze (e della biologia in particolare) può aiutare ad affrontare gli attuali (e futuri) problemi ambientali, contribuendo a trovare una soluzione a questi problemi?* **Crisi ambientale, climatica ed energetica** Il riscaldamento globale: - Distruzione delle barriere coralline - Desertificazione - Immissione e aumento di gas serra in atmosfera: - Inquinamento (industrie e traffico) - Consumo e spreco di energia e materie prime: - Riscaldamento domestico - **Danni diretti alla flora e alla vegetazione** - Calpestio sulla duna - Calpestio fuori dai sentieri - Motocross in natura - Raccolta di specie rare e protette **[Alcuni concetti fondamentali]** **Taxon**: entità generica che può indicare un livello tassonomico qualsiasi *(classe, ordine, famiglia, genere, specie, subspecie, varietà, ecc.).* **Vegetazione**: comunità costituita da diversi **taxa vegetali** che **convivono** in quanto hanno **esigenze** **ecologiche** **simili** e che **interagiscono** tra di loro, disposti spazialmente in maniera naturale. **Flora**: insieme delle specie vegetali che **crescono** in un **determinato** **territorio** o in un **determinato** **contesto** **ecologico**. La conoscenza della flora rappresenta la prima tappa di qualsiasi indagine sulla vegetazione. **Censimento floristico** Si rileva il **nome di tutte le specie vegetali presenti** in un determinato territorio. Lo studio avviene attraverso la **raccolta** di piante, che vengono identificate, essiccate e conservate in un **erbario**. Oltre ai nomi delle singole specie, vengono riportate informazioni di carattere geografico (località di raccolta) e di carattere ecologicostazionale (habitat, altitudine, substrato, ecc.). **Fisionomia della vegetazione** - Vegetazione dunale - Bosco di abete o di peccio - Prateria e prateria d'alta quota **Sensibilizzazione dei più piccoli per le piante** **[Plant Blindness]** Si tratta della [cecità] umana [nel vedere le piante e nel riconoscerne il valore] e come reazione nascono le **sfide plant based**, cioè sfide del mondo vegetale (crisi ambientali, climatici ed energetici) Questa cecità è causata da [due ragioni]: 1. **Human nature: *mancanza di* *visual attention*** - - 2. **Culture: *i bambini sono più attratti dagli animali*** - **Conseguenze della plant blindness:** - [non riconoscere] le piante - [mancata] abilità di [considerare] [l'importanza] delle piante - [non] riuscire ad [apprezzare] l'estetica e l'unicità del Regno Vegetale - [pregiudizio] che le piante siano [inferiori] agli animali - **Come prevenire la plant blindness:** - - - - - *È importante ripartire quindi **dall'educazione**. Un modo per avvicinare i bambini al mondo vegetale è realizzare con loro un piccolo erbario.* **Obiettivi della Formazione naturalistica (per uno sviluppo sostenibile)** Questi obbiettivi si possono suddividere in due [concetti generici:] 1. [Contenuti] legati agli [elementi biotici] - - - - - - - - 2. [Competenze] per il [pensiero] scientifico e [l'agire scientifico]: - - - - - - - **[Formazione per uno sviluppo sostenibile]** **Obiettivo formativo** **prioritario**: - Fornire e[sperienza sensoriale] con elementi biotici della natura; **Conseguenza**: - [Percezione] dell'ambiente come [insostituibile] e [vulnerabile]; **Traccia da seguire**: *Formulare ipotesi Descrivere le osservazioni Giungere a una risposta* **Obiettivi formativi e attività formative (Argomento: Piante)** +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | ***Situazione | ***Dall'esperienza di | ***...alle conoscenze | | quotidiana*** | base...*** | naturalistiche di | | | | base*** | +=======================+=======================+=======================+ | Muoversi all'aria | - fare esperienza | - Imparare a | | aperta | con tutti i sensi | rispettare le | | | (osservarle, | piante, | | | annusarle, | comprenderne il | | | toccarle) | valore | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Scoprire frutti e | - esplorare con | - Descrivere, | | semi | tutti i sensi gli | imparare a | | | elementi della | conoscere, | | | natura | identificare | | | | specie diverse di | | | | piante | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ | Coltivare le piante | - seminare le | - Comprendere di | | in classe | piante, | cosa hanno | | | concimarle, | bisogno le piante | | | prendersene cura | per vivere | +-----------------------+-----------------------+-----------------------+ **Distruzione/degradazione/frammentazione degli habitat** La distruzione/degradazione/frammentazione degli habitat delle specie da parte dell'uomo rappresenta la **prima causa di perdita di biodiversità** a livello mondiale. Le acque dolci sono ambienti fragili e molto influenzati dall\'attività umana: - per fare spazio alle coltivazioni - attraverso l'inquinamento - attraverso l'eutrofizzazione *(Überdüngung)* **[Degradazione degli habitat: l'eutrofizzazione]** Il termine **eutrofizzazione** indica un **arricchimento delle acque in sali nutritivi** ad effetto fertilizzante, con conseguente abnorme **proliferazione di alghe**. Le principali **cause** di eutrofizzazione delle acque dolci sono: - - - L'eutrofizzazione determina un **notevole accrescimento delle (micro)alghe** causando processi di **degradazione**. La **degradazione** delle abbondanti alghe morte all'interno delle acque conduce a un **notevole consumo di ossigeno**. L'insufficienza di ossigeno comporta la **morte di molte specie** con **conseguente** **riduzione** della **biodiversità** e **danno all'ecosistema**. **Specie autoctone vs. alloctone** **Specie autoctona**: specie che è [presente naturalmente]. La sua presenza, quindi, [non è dovuta all'uomo]. **Specie alloctona**: specie presente in un luogo in quanto [introdotta] [dall'uomo]. Le specie alloctone sono la [seconda causa di perdita di biodiversità a livello mondiale], dopo la distruzione/degradazione/frammentazione degli habitat. **Specie vegetali alloctone** Classificazione basata sul grado di spontaneizzazione nel territorio in cui la specie è stata introdotta: - **Coltivate -** *non causano problemi diretti alla biodiversità, ma possono ridurre lo spazio o distruggere l'habitat per fare posto alle coltivazioni.* - **Spontaneizzate -** *possono danneggiare la biodiversità. Si suddividono in:* a. b. c. [Ulteriore classificazione]: **Archeofite**: piante introdotte in un nuovo territorio dall'uomo prima dell'anno 1492 (scoperta dell'America). **Neofite**: piante introdotte in un nuovo territorio dall'uomo dopo l'anno 1492. **La Conservazione/Gestione della natura** L\'attività umana causa la **perdita** **di biodiversità**, rendendo urgente **contrastare** o limitare questo fenomeno. È nata così la *Conservation Biology* (**Biologia della Conservazione**), una disciplina dedicata a **proteggere** specie, habitat ed ecosistemi. Nel tempo, si è passati dall\'idea di **conservare** la natura a quella di **gestirla** insieme alle sue risorse. **[Nature Conservation / Conservation Biology - IUCN]** Nel 1948: IUPN (International Union for the Protection of Nature). Nel 1956: IUCN (International Union for Conservation of Nature and Natural Resources). Dal 1990: IUCN-The World Conservation Union. **Libri e Liste rosse** È un [elenco di specie a rischio di estinzione], con il [relativo livello di rischio]. Quando una specie di Lista Rossa non è più minacciata di estinzione viene iscritta in un elenco chiamato Lista Blu. **Categorie IUCN** **Criteri IUCN** La categoria IUCN viene attribuita a un taxon sulla base dei criteri IUCN. Esistono 5 criteri IUCN: **Aree protette in Italia** Come previsto dalla Legge n. 394 del 1991 (Legge sulle Aree protette), in Italia sono presenti le seguenti tipologie di aree protette: - - - - - In Italia esistono ca. 870 aree protette, ca. il 10% del territorio nazionale. In Italia sono attualmente presenti 24 Parchi Nazionali **Aree protette in Alto Adige/Südtirol** - Parco Nazionale: Stelvio - 7 Parchi Naturali - Numerosi biotopi - Numerosi monumenti naturali Un **biotopo** è un [ecosistema naturale] con comunità viventi, [influenzato] da [clima], [suolo] e [utilizzo]. In [Alto Adige], il termine [indica] un [ambiente naturale] o [seminaturale] che ospita [specie rare o minacciate], protetto per legge. I **monumenti naturali** sono elementi come [alberi], [sorgenti], [cascate], [laghi alpini], [formazioni rocciose] o [glaciali], [caverne], [giacimenti minerari], [fossili] e [affioramenti geologici]. Per la loro [rarità] o [importanza] [ecologica], [idrologica] o [geologica], contribuiscono al paesaggio e meritano di essere tutelati. **Aree protette a livello UE: Rete Natura 2000** 1. [Direttiva \"Uccelli\" (1979)]: ha istituito aree protette per tutelare l\'avifauna (uccelli). - ***ZPS** (Zone di Protezione Speciale):* Aree protette basate su questa direttiva. 2. [Direttiva \"Habitat\" (1992)]: ha creato la *Rete Natura 2000*, una rete europea di aree protette per specie e habitat di interesse comunitario. - ***SIC** (Siti di Interesse Comunitario):* Aree in cui si applicano misure di conservazione. - ***ZSC** (Zone Speciali di Conservazione):* I SIC diventano ZSC dopo l\'attuazione delle misure di conservazione. L'insieme di SIC/ZSC e ZPS costituisce la **Rete Natura 2000**. In [Italia] sono stati istituiti [più di] [2.600] siti Natura 2000, che ricoprono più del [19% del territorio nazionale]. **Rete Natura 2000 in Sudtirolo** Fino ad oggi in Alto Adige sono stati designati: - 4 Siti di Interesse Comunitario (SIC) - 40 Zone Speciali di Conservazione (ZSC) - 17 Zone di Protezione Speciale (ZPS). **[Due strumenti utili per avvicinare i bambini al mondo vegetale]** 1. Un orto botanico è una [collezione di piante vive], accompagnate da cartellini con [informazioni] come il nome della specie e l'areale naturale. Nato come \"Orto dei Semplici\" (per piante medicinali), oggi [coltiva specie autoctone] e [alloctone] in spazi aperti o serre, seguendo diversi [criteri] [di organizzazione]. **Scopi principali:** - Didattici: insegnamento e scoperta delle piante. - Scientifici: studio e arricchimento delle collezioni attraverso lo scambio di semi. - Conservazione della biodiversità: protezione di specie rare o estinte nei luoghi d'origine. - Educazione ambientale: visite guidate e percorsi didattici. 2. Un erbario è una [collezione di piante essiccate], ideale per far conoscere ai bambini la diversità vegetale e i concetti di specie e famiglia. **Procedura:** - Essiccare le piante tra fogli di carta assorbente. - Montare le piante essiccate su fogli bianchi con nastro adesivo o colla. - Aggiungere un cartellino con informazioni come luogo e data di raccolta, habitat e nome della specie. - Legare i fogli a mo' di libro o lasciarli singoli. L'erbario permette di [osservare], [toccare] e [conservare] le piante, rendendole [disponibili] in [ogni] [periodo] dell'anno. **Ecosistemi e Bionimi** **[Ecosistema]** Ecosistema è **l'insieme** degli **organismi** **viventi** e della **materia non vivente**, con la quale gli organismi viventi stabiliscono uno **scambio di materia e di energia**, interagendo in un'area delimitata e costituendo un sistema per lo più autosufficiente e in equilibrio dinamico. Gli ecosistemi sono quasi sempre sistemi aperti, con **scambi** di materia ed energia, **più** **o** **meno** **intensi**, **con altri ecosistemi**. In un ecosistema si distinguono varie componenti: 1. 2. a. b. c. **[Bioma]** Un Bioma è un tipo di ambiente **caratterizzato** da una **particolare** **vegetazione** e da un **particolare** **clima** oppure un tipo di **ambiente** **marino** **caratterizzato** da una **particolare** **fauna**. La presenza di un bioma in una zona geografica dipende principalmente dal tipo di clima. I parametri climatici che influenzano maggiormente la distribuzione dei biomi sono la **temperatura** e le **precipitazioni**. ![](media/image2.jpeg)**I biomi terrestri I biomi terrestri in Europa** **Quali sono i principali e più estesi biomi terrestri?** a. Deserto b. Steppa c. Savana d. Tundra e. Foresta boreale (Taiga) f. Foresta temperata (Decidua) g. Foresta mediterranea h. Foresta pluviale a. **[Il Deserto]** ![](media/image4.jpeg)Un deserto è un\'area nella quale le **precipitazioni** solo raramente superano i **50 mm l\'anno** e il **terreno** è prevalentemente **arido**, con **vegetazione scarsa** o completamente **assente**. La superficie può essere **rocciosa**, **ghiaiosa** o **sabbiosa**. Esistono **deserti** **caldi** (*spesso sabbiosi*) e **deserti** **freddi** (*spesso rocciosi, notevolissime escursioni termiche annue*). b. **[La Steppa]** ![](media/image6.png)La steppa è caratteristica delle regioni a clima continentale (**forte escursione termica annuale**) e con **precipitazioni poco abbondanti**. La **vegetazione** è costituita da una prateria, composta da **erbacee** e **alcuni arbusti**. La **fauna** è costituita prevalentemente da **ungulati**, **roditori**, **rettili** e **insetti**. Tra la steppa e il deserto si sviluppa spesso la cosiddetta **steppa predesertica**. c. **[La Savana ]** La savana è un bioma terrestre subtropicale e tropicale e caratterizzato da una **stagione secca** e da una **stagione umida**. La **vegetazione** è a prevalenza di **piante erbacee** e **bassi arbusti**, con **alcuni** [ ] **alberi distanziati** tra loro (generalmente alberi con chioma ombrelliforme). Nella savana vivono alcune delle specie animali terrestri più grandi e famose al mondo: *leoni, leopardi, ghepardi, gnu,...* d. **[La Tundra]** ![](media/image8.jpeg)La tundra è un bioma proprio delle **regioni subpolari** e occupa zone dell\'**emisfero** **boreale**, dove la **temperatura** **media** annuale è **inferiore** **a 0^o^**. Il limite nord della tundra sono i ghiacci polari perenni, mentre a sud si trasforma nella taiga. La tundra è caratterizzata dalla **mancanza** di **alberi**, per via delle basse temperature e dalla breve stagione estiva. Nelle regioni artiche il terreno rimane infatti ghiacciato (**permafrost**). L\'unica vegetazione presente sono **erbe** **basse** e **muschi**. La fauna è caratterizzata da **renne**, **alci**, **lupi**, **orsi** **grizzly**, **lemming**... e. **[La Taiga (foresta boreale)]** La taiga è uno dei **principali** **biomi** terrestri. Si tratta di **foreste** di **alberi** **sempreverdi** **a** **foglia stretta** (*pini, abeti, larici*). La taiga confina a nord con la tundra artica e a sud con la foresta temperata di latifoglie o la steppa alberata. Il clima è **continentale**, **secco** e **rigido**, con **inverni** **lunghi** e **freddi** ed **estati** **brevi** ma **soleggiate**. La **fauna** della taiga include **cervi**, **orsi** **bruni**, **alci**, **lupi**, **volpi**, linci, procioni ed ermellini. f. **[La foresta temperata]** ![](media/image10.jpeg)La foresta temperata è un bioma delle regioni con **clima temperato**, moderatamente umido e senza grandi variazioni stagionali. In Europa è quasi scomparsa a causa del disboscamento, ma sopravvive in parte nel nord degli Stati Uniti e nel sud del Canada, dove si mescola con la foresta boreale. Il clima è caratterizzato da precipitazioni moderate (ca. 1.000 mm all\'anno), senza forti variazioni stagionali. Gli inverni sono miti, con temperature che possono scendere sotto lo zero. La foresta temperata è composta principalmente da **alberi decidui (=specie caducifoglie)**, come **querce**, **faggi**, **betulle** e **aceri**. La **fauna** include animali come il **lupo**, la **volpe**, la lince, il **cervo**, il **capriolo**, il cinghiale e lo scoiattolo. g. **[La foresta mediterranea]** Questo bioma si trova in **5 regioni del mondo** con clima mediterraneo. La **foresta** mediterranea è costituita da **alberi sempreverdi** e alcune specie di querce. La **macchia** mediterranea è una **formazione vegetale** costituita da **arbusti** **sempreverdi** **sclerofilli** (adattamento al clima arido). Il **clima** mediterraneo è un clima **temperato** con le **estati** **secche** e **calde** e **inverni** **miti**. La **fauna** è caratterizzata da **cinghiale**, **capriolo**, volpe, **tasso**, **istrice**, riccio, roditori, testuggini, lucertole, serpenti. h. ![](media/image12.jpeg)**[La foresta pluviale]** La foresta pluviale è un bioma che si distingue per un **clima caldo e umido**, con **piogge abbondanti** e temperature costanti ed elevate. Le **escursioni** **termiche** annuali sono **scarse**, creando un **ambiente ideale** per una **vegetazione rigogliosa** con **foreste fitte**. Questo bioma è ricchissimo di biodiversità, ospitando circa la **metà delle specie animali e vegetali della Terra**. Gli alberi sono **principalmente sempreverdi a foglia larga**, con la **giungla** che si forma quando predominano **alberi caducifoglie**. La **fauna** include animali come **pappagalli**, **colibrì**, **pipistrelli**, rane, iguane, **camaleonti**, serpenti, **scimmie**, giaguari e tigri. **\ ** **Tabella riepilogativa** +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Bioma** | **Clima** | **Vegetazio | **Fauna** | **Locazione | | | | ne** | | ** | +=============+=============+=============+=============+=============+ | **Deserto** | - - - | - | - | | | | - | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Steppa** | - - | - - | - - - | | | | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Savana** | - - | - - - | - | ![](media/i | | | | | | mage15.jpeg | | | | | | ) | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Tundra** | - - - | - - | - - - | | | | | | - - | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Taiga** | - - - | - - | - - - | ![](media/i | | | | | - - | mage17.png) | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Foresta** | - - - | - - | - - - | | | | | | - - | | | **temperata | | | | | | ** | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Foresta** | - - - | - - | - - - | ![](media/i | | | | | - | mage19.png) | | **mediterra | | | | | | nea** | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ | **Foresta** | - | - | - | ![](media/i | | | | | | mage20.png) | | **pluviale* | | | | | | * | | | | | +-------------+-------------+-------------+-------------+-------------+ **\ ** **Servizi ecosistemici** I servizi ecosistemici sono servizi essenziali che gli ecosistemi **naturali** forniscono gratuitamente all\'uomo, essenziali per la nostra **sopravvivenza**: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Spetta dunque anche alla coscienza del singolo operare in modo da arrecare il **minor danno** possibile all'ambiente. Ma per sviluppare questa **coscienza civile** è necessaria la **conoscenza** (da qui deriva **l'importanza dell'educazione ambientale**). **[Impatto ambientale]** Prima di effettuare qualsiasi **intervento** sull'ambiente è necessario effettuare uno **studio preliminare** **sui possibili effetti** che esso può avere sull'ambiente stesso. Anche interventi apparentemente non collegati all'ambiente possono avere effetti anche molto marcati sull'ambiente (*introduzione involontaria di specie alloctone*). Per questo motivo le grandi opere devono per legge essere sottoposte preventivamente a uno **studio di impatto ambientale** (SIA) e a una **valutazione di impatto ambientale** (VIA). **[Ciclo dell'acqua]** La Terra ha a disposizione una [certa quantità limitata] di acqua, che si **ricicla continuamente** in quello che viene chiamato "ciclo dell'acqua". Il ciclo dell'acqua è composta da 4 fasi principali: - Fase di **evaporazione** - Fase di **condensazione** - Fase di **precipitazione** - Fase di **raccolta** **[I cicli (biogeochimici) degli elementi]** **Tutti gli elementi chimici entrano in caratteristici cicli**, partecipando a una precisa serie di **reazioni**, passando alternativamente dalla **materia vivente** alla **materia inorganica** (e viceversa). Di tutti gli elementi chimici, circa 40 sono essenziali per gli organismi viventi. **4 elementi chimici** (**carbonio** C, **azoto** N, **idrogeno** H, **ossigeno** O) sono richiesti in grande quantità dagli esseri viventi. I cicli biogeochimici descrivono come gli elementi si spostano e interagiscono tra **atmosfera**, **idrosfera** *(acqua)*, **geosfera** *(terra)* e **biosfera** *(organismi)*. Ogni ciclo ha **serbatoi** (dove gli elementi sono immagazzinati) e **pool di scambio** (dove avvengono scambi di elementi). Tuttavia, le attività umane stanno **alterando** questi cicli. Un esempio è la **fissazione industriale** **dell\'azoto**, che oggi è cinque volte maggiore rispetto a quanto avveniva in natura prima dell\'agricoltura moderna. Questo squilibrio ha effetti negativi, in particolare negli ecosistemi acquatici. Qui, l\'eccesso di azoto porta alla fioritura di alghe, che consuma ossigeno e provoca la morte di pesci e altri organismi che dipendono dall\'ossigeno. ![](media/image22.jpeg)**Il ciclo del carbonio (ciclo biogeochimico più importante)** Il ciclo del carbonio è **fondamentale** per la vita. Il carbonio, presente nell\'atmosfera come CO2, viene fissato dalle piante tramite la **fotosintesi** **clorofilliana**, trasformandolo in molecole organiche come zuccheri, grassi e proteine. Gli animali mangiano le piante e assorbono il carbonio. Quando esseri viventi respirano, il carbonio ritorna nell\'atmosfera o nelle acque sotto forma di CO2. Anche gli animali carnivori, mangiando erbivori, trasferiscono il carbonio. Quando gli organismi muoiono, i **decompositori** rompono le loro molecole, **rilasciando** il carbonio nell\'ambiente, che può essere **riutilizzato** dalle piante per la fotosintesi. Tuttavia, una grande parte di carbonio è stata **immagazzinata** nella **geosfera**, ad esempio nei **combustibili fossili**. Quando questi vengono bruciati dall\'uomo, rilasciano enormi quantità di carbonio nell\'atmosfera, contribuendo al cambiamento climatico. **Domanda**: *che effetto ha la deforestazione su larga scala sul ciclo del carbonio? Quali sono le conseguenze per l'ambiente?* **La catena alimentare** La catena alimentare descrive come **l\'energia** e le **sostanze nutritive passano da un organismo all\'altro** in un ecosistema. Tutti gli esseri viventi dipendono dall\'ambiente per ottenere energia e sostanze nutritive. La **principale fonte** di energia è la **luce solare**, che viene **trasformata** in **energia chimica** dalle piante, alghe e batteri attraverso la fotosintesi. Le **piante** sono **autotrofe**, cioè **producono il proprio cibo**, mentre gli **animali** sono **eterotrofi**, **nutrendosi di altri organismi**. Gli erbivori (**consumatori primari**) mangiano le piante, mentre i carnivori mangiano altri animali. Alcuni carnivori si nutrono di erbivori (**consumatori secondari**), altri mangiano carnivori (**consumatori terziari**). La **relazione alimentare** si crea quindi tra le seguenti componenti: - Organismi **produttori**; - ![](media/image24.jpeg)Organismi **consumatori**; - Organismi **decompositori** (batteri e funghi). I decompositori svolgono un **ruolo essenziale** nel ciclo della materia perché si occupano della **decomposizione dei resti organici**. Questi organismi hanno la capacità di scomporre la materia organica, restituendo sostanze nutritive permettendo al ciclo di ricominciare. **Evoluzione (e adattamento) delle specie** L\'evoluzione è il **risultato** del **mutamento dei caratteri trasmessi** **ereditariamente** alle generazioni successive. A tale mutamento concorrono diversi fattori, quali le **mutazioni genetiche**, sulle quali agisce la **selezione naturale**. **L'effetto** combinato di mutazioni e selezione naturale determina l\'evoluzione dei caratteri fino alla **comparsa** di **nuove specie**. Secondo Charles Darwin, l\'evoluzione è il **risultato** di un **processo** di **caso e necessità**. Le specie subiscono mutazioni casuali, e l\'ambiente seleziona quelle più vantaggiose per la sopravvivenza, eliminando quelle meno adatte (lotta). **[Il DNA]** I nucleotidi sono i mattoni fondamentali del DNA e dell\'RNA, composti da tre parti: 3. 4. 5. **Nel DNA**, le basi azotate sono adenina (A), timina (T), citosina (C), e guanina (G). **Nel RNA**, l\'uracile (U) sostituisce la timina (T). Le basi si accoppiano specificamente: A con T (o U nell\'RNA) e C con G. Il DNA è formato da una lunga **catena di nucleotidi** che si avvolgono a formare una **doppia elica**. In esso, i **geni** contengono le informazioni per produrre proteine, composte da sequenze di **amminoacidi**. **[Mutazioni genetiche e evoluzione]** Le **mutazioni genetiche** sono **cambiamenti stabili nella sequenza nucleotidica** del DNA (o RNA) e **eventi casuali**. Quindi l'evoluzione **non** ha un **percorso predefinito**, non tende verso specie sempre più complesse, né verso specie sempre più grandi, sempre più intelligenti. Le mutazioni sono alla base della **variabilità genetica** tra individui della stessa specie, e su di essa agisce la **selezione naturale**, che favorisce le mutazioni che aumentano la **capacità riproduttiva**, mentre elimina quelle sfavorevoli. (Es.: cambio di colore del pelo o pelle) **Esempio di mutazione puntiforme** Immagina una sequenza di DNA che codifica per un certo numero di amminoacidi. Una **mutazione puntiforme** può alterare una singola base azotata, cambiando la proteina prodotta: - Sequenza originale del DNA: C-T-A-G-T-C-A-C-A-G-C-T - Trascrizione in mRNA: G-A-U C-A-G U-G-U C-G-A - Amminoacidi codificati: *Asp, Gln, Cys, Arg* - Sequenza mutata del DNA: C-T-T-G-T-C-A-C-A-G-C-T - Trascrizione in mRNA: G-A-A C-A-G U-G-U C-G-A - Amminoacidi codificati: ***Glu**, Gln, Cys, Arg* La mutazione **cambia la proteina!** **Tappe della vita sulla Terra** **[L'emersione dall'acqua e lo sviluppo delle piante terrestri]** Le piante terrestri compaiono circa **600 milioni di anni fa**, quando le condizioni sulla terraferma diventano idonee alla vita grazie alla **formazione dello strato di ozono** (O₃) in atmosfera, che protegge dalle radiazioni ultraviolette. Lo strato di ozono si è formato grazie all\'attività fotosintetica di cianobatteri e alghe, che hanno rilasciato ossigeno (O₂) negli oceani e nell\'atmosfera, dove i raggi solari lo hanno trasformato in ozono. **Vantaggi della vita sulla terraferma** - - - **Svantaggi della vita sulla terraferma** - - - **[Evoluzione delle piante: adattamenti alla vita sulla terraferma (in ambiente subaereo)]** Le piante terrestri hanno sviluppato una serie di **adattamenti** per vivere in un ambiente subaereo: - - - - - - **[Le 5 grandi estinzioni di massa]** Nel corso degli ultimi 500 milioni di anni il nostro pianeta è stato testimone di **cinque grandi estinzioni** di massa. La più catastrofica fu 250 milioni di anni fa, al termine dell'era Paleozoica, con l'estinzione del **96% di tutte le specie allora viventi**. Circa 65 milioni di anni fa ci fu l'estinzione al termine dell'era Mesozoica, che portò **all'estinzione** di quasi tutti i **dinosauri**. **Popolazione umana** Negli ultimi 100 anni la popolazione umana è cresciuta in maniera esponenziale, passando dai 2 miliardi di abitanti del 1927 agli 8 miliardi del 2022. Ora è previsto un rallentamento di questa curva di crescita esponenziale. **[Estinzione delle specie]** L\'estinzione delle specie è un **fenomeno naturale** che avviene quando un **habitat** **cambia** e le specie non riescono a adattarsi. I cambiamenti possono essere causati da fattori come il **clima**, **eventi geologici** o **disastri** **naturali**. Normalmente, si estinguono 1-10 specie all\'anno, ma negli ultimi decenni il tasso di estinzione è aumentato, con circa 1.000 specie che scompaiono ogni anno, principalmente a causa delle attività umane. Per questo motivo alcuni scienziati parlano di una **sesta estinzione di massa**. ![](media/image26.jpeg)**[Alcuni famosi taxa estinti]** - Dinosauri - Mammut - Smilodon - ![](media/image28.jpeg)Moa - Dodo - Quagga **[Ginkgo biloba]** Ginkgo biloba è una pianta **gimnosperma** unica. Le sue origini risalgono a 260 milioni di anni fa, nel Permiano, ben prima dei dinosauri. Sebbene ritenuta estinta per secoli, sono state recentemente scoperte due stazioni relitte in Cina, poiché è stato coltivato dai monaci cinesi per millenni. È stato introdotto in Europa nel 1730. **Evoluzione dell'uomo** **CIRCA** [55 milioni] di anni fa: **primi Primati** [6 milioni] di anni fa: antenati degli scimpanzè e quelli dell'essere umano **divergono** [4 milioni] di anni fa: **Australopiteci** [3,2 milioni] di anni fa: epoca di Lucy [2,1 milioni] di anni fa: comparsa del genere **Homo** **habilis** [2 milioni] di anni fa: prime evidenze di Homo ergaster [1,5 milioni] di anni fa: **Homo erectus** si trova in Asia (primo ad emigrare fuori dall'Africa) [0,6 milioni] di anni fa: Homo heidelbergensis [0,4 milioni] di anni fa: caccia con le lance [0,35 milioni] di anni fa: **Homo neanderthalensis** prevalentemente in Europa [0,2 milioni] di anni fa: **Homo sapiens** in Africa [0,1 milioni] di anni fa: **Homo sapiens** esce dall'Africa [15.000] anni fa: **Homo sapiens** in Amerika **[La domesticazione del fuoco]** La domesticazione del fuoco fu un **punto di svolta nell\'evoluzione** (culturale) dell'uomo, consentendo all'uomo il possesso di una **fonte di luce e di calore**. Tale scoperta permise la [cottura dei cibi], [l\'espansione in climi freddi], la [protezione] dai predatori e la [costruzione] di migliori. Le **prime** **evidenze** di domesticazione del fuoco da parte del genere Homo variano tra **1,4 e 2,3 milioni di anni fa**, ma le prove di un controllo diffuso del fuoco da parte dell\'uomo moderno risalgono a 125.000 anni fa. **[Homo neanderthalensis (uomo di Neandertal)]** L'uomo di Neandertal è stato un ominide strettamente affine all\'Homo sapiens che visse **tra** **i** **350.000 e i 30.000 anni fa**, nel Paleolitico. Prende il nome dalla **valle** di **Neander**, presso Düsseldorf, dove vennero ritrovati i primi restif fossili. Visse principalmente in Europa, ma anche in Asia occidentale. Nell\'ultimo periodo della sua esistenza **convisse con la nostra specie** (Homo sapiens). **Indagini** genetiche eseguite nel **2008 su DNA fossile** indicano che Homo neanderthalensis e Homo sapiens sono due specie diverse, **non** due **sottospecie**. **[Homo sapiens -- attualmente vivente]** Il genere Homo appartiene alla **famiglia Hominidae** (ominidi) e **all'ordine Primates** (primati). All'ordine **Primates** appartengono tutte le **scimmie**. Alla famiglia **Hominidae**: essere **umano**, **scimpanzè**, **gorilla**, **orango**. **Il corpo uomano** ![](media/image30.jpeg)Nel corpo umano adulto ci sono circa **30.000 miliardi di cellule** di cui **400 tipi diversi**. Queste cellule sono organizzate in ca. **60 tessuti** differenti, i quali a loro volta compongono **70-80 organi**. Gli organi lavorano insieme per formare circa **13 apparati** o **sistemi**. **[Il sistema scheletrico]** Lo scheletro umano è una struttura di **protezione** e **sostegno** posta **all\'interno del corpo**, formata da un **insieme di ossa e tessuto cartilagineo**. La **cartilagine** è un tessuto di colore bianco, **elastico e resistente**. La funzione principale della cartilagine è quella **prevenire l'attrito tra le ossa**. In questo modo, la cartilagine fornisce un movimento scorrevole regolare, proteggendo le ossa. Inoltre, modella e supporta altre parti del corpo, come **naso**, **orecchie**, trachea e bronchi. *Alla nascita lo scheletro umano presenta circa 270 ossa, ma in un adulto le ossa si riducono a 206, in quanto, durante lo sviluppo, alcune ossa si uniscono tra di loro.* Le **206 ossa** sono legate tra loro da **68 articolazioni**. **Classificazione delle ossa (in base alla forma):** Lo scheletro può essere suddiviso in ossa del **capo**, ossa del **tronco** e ossa degli **arti**. - - - - **Le funzioni principali dello scheletro sono:** - **Sostegno** del corpo - **Protezione** di parti molli e delicate - Equilibrio - Movimento - **Produzione** di **globuli** **rossi**, globuli **bianchi** e **piastrine** - - **Deposito** di sali minerali. **[Il sistema nervoso]** Il sistema nervoso **raccoglie gli stimoli** esterni, integra e analizza le informazioni ed **elabora una risposta** attivando gli organi effettori, cioè muscoli e ghiandole. Negli animali più complessi si osserva un fenomeno detto **cefalizzazione**, cioè lo sviluppo a livello del capo di un centro di controllo nervoso (cervello). ![](media/image32.jpeg)Il sistema nervoso si divide in: - - *\*Il SNC comunica con le cellule di tutto il corpo attraverso il SNP.* Gli impulsi nervosi vengono trasmessi da cellule eccitabili che generano segnali elettrici, dette **neuroni**. ![](media/image34.jpeg)Ogni neurone è **costituito** da: - - - La **connessione** tra due cellule nervose viene detta **sinapsi**. Ma con il termine sinapsi si indica anche la connessione fra una cellula nervosa e l\'organo che deve riceverne il segnale (ad es., tra nervo e muscolo). **[L'apparato digerente]** L'apparato digerente ha il compito di: 6. 7. 8. È formato da: a. **Tubo digerente** Il tubo digerente è un condotto dove passa il cibo. Esso è formato da: - - - - - - b. **Le ghiandole** Le ghiandole annesse all'apparato digerente (*ghiandole salivari, fegato, cistifellea, pancreas*) **secernono succhi digestivi** che scindono il cibo mentre questo procede dall'alto verso il basso. L\'apparato digerente del corpo umano comprende più di **12 organi**: - la bocca (con i denti e la lingua) - i vari tipi di ghiandole salivari - lo stomaco - i vari tipi di intestino - il fegato - ecc. **[L'apparato respiratorio]** L\'apparato respiratorio è l\'insieme degli organi e delle strutture che **consentono gli scambi gassosi tra l\'ambiente** (carico di ossigeno) **e l\'organismo** umano (il cui sangue è carico di Co^2^), attraverso l'inspirazione e l'espirazione. L\'apparato respiratorio è formato da: a. **Il naso** Il naso è composto da **ossa** e **cartilagine**. Ha la funzione di **filtrare** **l'aria**, **riscaldarla**, **inumidirla**, **bloccando** **polveri** e **batteri**. b. **I bronchi** I bronchi sono condotti di forma cilindrica compresi tra la trachea e i bronchioli. Il loro compito è quello di assicurare il **passaggio** dell\'aria dalla trachea fino agli alveoli polmonari. c. **I bronchioli** I bronchioli rappresentano le **piccole diramazioni terminali dei bronchi all\'interno dei polmoni**. Questi si diramano ulteriormente fino a presentare, alla fine, gli **alveoli polmonari**, attraverso le cui pareti avvengono gli **scambi gassosi con il sangue**. d. **I polmoni** I polmoni sono i **due** organi preposti **alla fornitura di ossigeno all\'organismo e all\'eliminazione dell\'anidride carbonica dal sangue**. **[L'apparato cardiocircolatorio]** L\'apparato cardiocircolatorio è un sistema chiuso di **vasi sanguigni** in cui il sangue circola sotto la spinta del cuore. Questi si distinguono in **arterie**, **vene** e **capillari**. Le principali **funzioni** dell'apparato cardiocircolatorio sono: - **distribuire l'ossigeno e i nutrienti** a tutti gli organi, i tessuti e le cellule dell'organismo e **eliminare l'anidride carbonica e le sostanze di scarto**. - **Il cuore** Il cuore è l\'organo **muscolare cavo** da cui dipendono tutte le **funzioni dell\'apparato cardiovascolare**. È un **muscolo involontario**, cioè, funziona in modo autonomo. Il cuore è costituito da **4 cavità**. **I vasi sanguigni** a. Le arterie pulsano. Se si taglia un'arteria, questa resta aperta e il sangue continua a uscire. b. Le vene trasportano il sangue dalla periferia al cuore. Hanno pareti sottili e non pulsano. Se si taglia una vena, la ferita si rimargina grazie alle piastrine. c. I capillari collegano arterie e vene, permettendo lo scambio di sostanze tra sangue e tessuti. Grazie alla loro parete sottile, facilitano il passaggio di ossigeno e anidride carbonica.

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