martedì 1 giugno 2010

Le prime cellule

Vi sono tre caratteristiche che distinguono la cellula cellula da un semplice aggregato di molecole complesse:

  • la capacità di riprodurre se stessa, generazione dopo generazione
  • la presenza di enzimi, proteine complesse essenziali per le razioni chimiche dalle quali dipende la vita
  • una membrana che separa la cellula dall’ambiente circostante permettendole di mantenere un’identità chimica propria.

Quali di queste caratteristiche sia comparsa per prima e abbia reso possibile l’attuazione delle altre è ancora una questione irrisolta.

Oggi sappiamo che l’acido nucleico RNA è indispensabile alle cellule per sintetizzare le proprie proteine ma l’assemblaggio dei filamenti di RNA avviene grazie agli enzimi che sono molecole proteiche.

Studi condotti in questi ultimi decenni fanno ritenere che la comparsa dell’RNA sia avvenuta prima di quella delle proteine ; certe funzioni catalizzatrici dell’RNA, infatti, suggeriscono che una tappa fondamentale dell’evoluzione delle prime cellule potrebbe essere stata l’auto-assemblaggio di molecole di RNA a partire da nucleotidi prodotti dall’evoluzione chimica.

In altri esperimenti che simulavano le condizioni ambientali dei primi miliardi di anni sulla terra Sidney W. Fox produsse strutture proteiche circondate da membrane, dette microsfere proteinoidi destra), che possono svolgere alcune reazioni chimiche analoghe a quelle delle cellule anche se queste strutture non sono cellule viventi perché manca in esse una proprietà fondamentale delle cellule, ossia quella di contenere e trasmettere il patrimonio genetico.

Non si sa quando le prime cellule comparvero sulla Terra, ma possiamo stabilire una specie di scala temporale. I fossili più antichi trovati finora ), sono stati datati a 3,5 miliardi di anni fa, circa 1,1miliardidi anni dopo la formazione della Terra stessa. Queste cellule fossili sono sufficientemente complesse da dimostrare che alcuni piccoli aggregati chimici hanno attraversato, milioni di anni prima, il tenue confine che divide i viventi dai non viventi.

lunedì 31 maggio 2010

I tessuti

In biologia si definisce tessuto un insieme di cellule simili per struttura e funzione. Costituisce un livello superiore di organizzazione cellulare, deputato a svolgere un ruolo determinante all'interno di un organismo, e presente solo negli Animali e nelle Piante (in forma solo abbozzata nei Poriferi e nelle Briofite). Negli animali superiori, spesso più tessuti diversi si associano tra di loro a formare strutture ulteriormente organizzate, gli organi. Un tessuto, nell'accezione corrente è un solido, ma può essere ugualmente un fluido. Il sangue e la linfa sono anch'essi, dal punto di vista anatomico, tessuti.La cellula (dal latino, piccola camera) è l'unità fondamentale di tutti gli organismi viventi[1], la più piccola struttura ad essere classificabile come vivente.
Alcuni organismi, come ad esempio i batteri acidoplastici o i protozoi, possono consistere di una singola cellula ed essere definiti unicellulari. Gli altri organismi, come l'uomo (formato da circa 100 mila miliardi (1014) di cellule), sono invece pluricellulari. I principali organismi pluricellulari appartengono tipicamente ai regni animale, vegetale e dei funghi. Le cellule degli organismi unicellulari presentano caratteri morfologici solitamente uniformi. Con l'aumentare del numero di cellule di un organismo, invece, le cellule che lo compongono si differenziano in forma, grandezza, rapporti e funzioni specializzate, fino alla costituzione di tessuti ed organi
le dimensioni della cellula variano da pochi micrometri ad alcune decine. Per tale motivo, una cellula non può essere identificata ad occhio nudo (a parte alcuni casi particolari, come le uova). Per motivi fisiologici la cellula non può superare una certa dimensione: un aumento di diametro di n volte comporterebbe un aumento della superficie cellulare di circa n2 volte, con conseguente maggiore possibilità di scambi con l'esterno (sia in termini di nutrimento che di eliminazione dei rifiuti) ma anche un aumento del volume di n3 volte. Non essendo l'aumento della superficie cellulare proporzionale a quello del volume, quindi, una cellula troppo grande rischierebbe di morire per denutrizione o per uno smaltimento inefficiente dei prodotti di scarto. Le membrane di molte cellule sono ampiamente ripiegate per permettere un aumento della superficie di scambio senza un elevato incremento del volume interno (e quindi delle necessità). Le dimensioni di una cellula umana sono di 50 µm.

sabato 29 maggio 2010

mitosi e meiosi

La meiosi è un processo di divisione mediante il quale una cellula eucariotica con corredo cromosomico diploide dà origine a quattro cellule con corredo cromosomico aploide. Ovvero da una cellula madre si formano quattro cellule figlie, tutte diverse fra loro. Potrebbe sembrare molto simile alla mitosi ma, al contrario di questa, si ha la riduzione da corredo in doppia copia a corredo a semplice copia, e tramite il cosiddetto crossing-over (incrocio esterno), si ha lo scambio e la ricombinazione genetica.
La meiosi è fondamentale nella riproduzione sessuale, la ricombinazione dell'informazione genetica proveniente dalle cellule di due organismi differenti (padre e madre), produce risultati ogni volta diversi, e naturalmente diversi anche dai due genitori.
Ogni genitore fornisce un corredo cromosomico "semplice" aploide (detto anche "dimezzato"), cellula uovo nella femmina e spermatozoo nel maschio; la fusione (fecondazione), dei due corredi dimezzati (materno e paterno) e "rimescolati" ricostituisce il corredo intero, e dà origine ad una singola nuova cellula, detta zigote che diverrà il nuovo individuo Ad una duplicazione del materiale genetico, che avviene nella fase pre-meiotica S, corrispondono due divisioni nucleari:
1 Prima divisione meiotica o meiosi I (fase Riduzionale)
2 Seconda divisione meiotica o meiosi II (fase Equazionale) Profase I [modifica]
La meiosi I si apre con la profase, un processo più lungo e complicato della profase mitotica. Si suddivide in 5 stadi:
leptotene, in cui il materiale genetico si condensa a formare strutture bastoncellari in forma di filamenti sottili, allungati, non scissi longitudinalmente;
zigotene, durante il quale avviene la sinapsi dei cromosomi omologhi;
pachitene: precoce, in cui si completa l'appaiamento degli omologhi, avanzato, in cui i cromosomi si accorciano, si inspessiscono e avviene il crossing-over, che però ancora non si nota;
diplotene: in questo stadio i cromosomi omologhi di ciascun bivalente cominciano a separarsi (desinapsi), soprattutto a livello del centromero. Tuttavia i due cromosomi di ciascuna coppia di omologhi restano in contatto grazie a connessioni chiamate chiasmi. Inizia a vedersi il crossing-over;
diacinesi, nel corso del quale i cromosomi completano la loro condensazione e sono chiaramente visibili. Ormai è ben formata la tetrade o bivalente e avviene la dissoluzione della membrana nucleare e del nucleolo.
Durante la profase I, inoltre, si sviluppa il fuso, costituito da due coppie di centrioli, situate ai poli opposti della cellula, da cui fuoriescono fibre di microtubuli. Tali fibre agganciano i cromosomi mediante il cinetocore, una piastra proteica situata a livello del centromero. La profase I può durare per giorni o anche più a lungo e occupa il 90% del tempo richiesto per quasi tutta la divisione meiotica.
Meiosi umana
Nell'essere umano, come negli altri organismi aventi una riproduzione sessuata, i gameti prima di giungere a maturazione completa, e quindi pronti per la fecondazione, subiscono le due divisioni meiotiche al fine di dimezzare il corredo diploide e renderlo aploide.
Nell'uomo avviene la spermatogenesi, al termine della quale giunge a piena maturazione lo spermatozoo
Nella donna avviene l' ovogenesi, al termine della quale giunge a piena maturazione l'ovulo
Mitosi
Le fasi della duplicazione cellulare.
La mitòsi è la riproduzione per divisione equazionale della cellula eucariote. Il termine viene spesso utilizzato anche per la riproduzione delle cellule procariote, un processo molto più semplice e più correttamente chiamato scissione binaria o amitosi. Il termine mitosi deriva dal greco mìtos, "filo"; nome dovuto all'aspetto filiforme dei cromosomi durante la metafase.
La mitosi, nell'uomo, riguarda le cellule somatiche dell'organismo (ossia tutte le cellule fuorché quelle che hanno funzione riproduttiva: i gametociti primari, i quali vanno incontro alla meiosi) e le cellule germinali ancora indifferenziate.
La mitosi nel ciclo cellulare

Il ciclo cellulare si suddivide in due fasi: l'interfase, in cui la cellula si prepara alla divisione; la mitosi, periodo di gran lunga più breve in cui la cellula si divide.
Il processo inizia con la condensazione della cromatina, che avviene grazie alla presenza di proteine istoniche che fungono da centri primari di organizzazione del riavvolgimento del DNA - primo ordine di spiralizzazione - e della topoisomerasi II, che, oltre alla sua funzione catalitica, agisce come centro di organizzazione del secondo ordine di spiralizzazione. Segue un terzo ordine di cui non si conoscono le proteine implicate; forse è conseguenza della tensione accumulata dalle precedenti spiralizzazioni. Questo grosso superfilamento viene prima impaccato formando delle anse che poi si riuniscono formando il cromosoma visibile. La durata media di questo meccanismo di riproduzione cellulare varia in media, negli organismi superiori, tra le 15 e le 30 ore.

venerdì 28 maggio 2010

L' apparato respiratorio e la respirazione




L’apparato respiratorio è un insieme di organi che hanno il compito di rifornire di ossigeno le

cellule e di eliminare l’anidride carbonica prodotta dall’ossidazione delle sostanze organiche.

Nell'uomo esso è costituito dalle vie aeree e dai polmoni.

Le vie aeree sono formate dal naso, dalla faringe, dalla laringe, dalla trachea e dai bronchi.

II polmoni sono la sede degli scambi gassosi.

L'aria entra nel naso dalle narici e percorre le cavità nasali, due canali tappezzati internamente dal

muco.

Il muco ha la funzione di inumidire l’aria e di trattenere microbi e polvere.

Le pareti delle cavità nasali sono fittamente intrise da capillari sanguigni e rivestite di piccoli peli.

L’aria viene riscaldata a contatto con i capillari e filtrata dai peli.

E’ possibile inspirare con la bocca, azione che si compie normalmente quando si è molto

raffreddati.

L’aria entra poi nella faringe, un organo che nella parte inferiore comunica, posteriormente con

l’esofago e anteriormente con la laringe.

La faringe è anche un organo dell’apparato digerente e in essa l’aria e il cibo possono essere

presenti contemporaneamente.

La laringe è un organo a forma di imbuto rovesciato formato da cinque pezzi di cartilagine, di cui

uno forma l’epiglottide e un altro il cosiddetto “pomo d' Adamo” ed è sede delle corde vocali.

Attraversata la laringe, l’aria passa nella trachea un tubo flessibile lungo circa dodici centimetri,

formato da anelli cartilaginei a forma di “c”; essa è situata davanti all’esofago e la sua parete interna

è cosparsa di ciglia che muovendosi dal basso verso l’alto contribuiscono ad espellere eventuali

impurità e corpi estranei.

Inferiormente, la trachea si divide in due rami detti bronchi.

Ogni bronchiolo termina con una microscopica cavità ricca di vasi sanguigni.

L’alveolo polmonare è invece la sede degli scambi gassosi fra aria e sangue.

L’insieme dei 300 milioni di alveoli polmonari costituisce i polmoni, organini spugnosi ed elastici.

Il polmone destro, più voluminoso, è suddiviso in tre lobi, mentre il sinistro è suddiviso solo in due

lobi per far spazio alla punta del cuore.





Ogni polmone è avvolto da una membrana, la pleura formata da due strati tra i quali si trova il

liquido pleurico, un lubrificante che impedisce il loro sfregamento durante i movimenti respiratori.

Continui sono gli scambi fra l’aria esterna che penetra nei polmoni e l'aria interna che viene

eliminata nell’ambiente, che prendono il nome di respirazione polmonare o esterna.


L’inspirazione, l’espirazione e la breve pausa che si verifica fra i due movimenti costituiscono un

atto respiratorio.

Ogni atto respiratorio comporta una serie di cambiamenti nella gabbia toracica dove sono alloggiati

i polmoni e nella posizione del diaframma, un muscolo piatto che separa il torace e l’addome.




Durante la respirazione cellulare o interna avviene invece lo cambio di gas fra il sangue e le cellule.

Le sostanze organiche derivate dagli alimenti e l’ossigeno, presenti in alte concentrazioni nel

sangue attraverso le pareti dei capillari penetrano nella cellula attraverso la membrana cellulare.

Si dirigono poi ai mitocondri, vere e proprie centrali energetiche della cellula, dove avviene la

reazione chimica della respirazione: il glucosio combinandosi con l’ossigeno, si ossida e produce

l’energia necessaria per la vita delle cellule.

L’ anidride carbonica e l’acqua, prodotti di rifiuto, passano dalle cellule al sangue che le porterà agli

alveoli per essere poi eliminate con l’aria espirata.



I problemi delle vie aeree: Virus e Allergie



Il RAFFREDDORE è un infezione prodotta da un virus che fa aumentare la produzione del muco

impedendo la normale respirazione.

La BRONCHITE è un infiammazione dei bronchi, che causa tosse e febbre, è provocata da sostanze

irritanti che vengono inspirate, dovute al fumo e all’inquinamento.

La TONSILLITE è un’infiammazione delle tonsille, barriera difensiva dalle malattie. A volte è

necessario asportarle con un semplice intervento chirurgico, perché possono ingrandirsi troppo ed

ostacolare la deglutizione, la respirazione o essere causa di infezione.

La POLMONITE è un’infiammazione degli alveoli polmonari che si manifesta con tosse, febbre

alta, dolori al torace e grande produzione di muco.

L’INFLUENZA provoca febbre, mal di testa, dolori diffusi in tutto il corpo e tosse. Contro di essa,

non esistono farmaci particolari, ma esiste un vaccino per prevenirla; un vaccino che occorre

ripetere ogni anno nella stagione autunnale, tenendo conto che diventa efficace circa 15 giorni dopo

la somministrazione. Il vaccino è consigliato alle persone anziane, alle persone che stanno poco bene di salute, ai bambini e a chi lavora a contatto con il pubblico.


Le allergie

La RINITE è conosciuta come raffreddore da fieno, è molto comune ed in genere viene provocata da pollini e polveri.

L’ASMA avviene con crisi di soffocamento, respiro sibilante e respirazione affannosa; è causata da un'alta sensibilità alle particelle di polvere presenti nell’aria, alle piume, al pelo di animali e al

polline.




martedì 25 maggio 2010

la cellula e l origine della vita

l'origine della vita viene ricondotta alla teoria dell'abiogenesi che studia come la vita sia comparsa e si sia sviluppata sulla Terra e, ipoteticamente, in altri luoghi dell'universo conosciuto, a partire dal big bang fino ai giorni nostri.
L'origine della vita sulla Terra è databile entro un periodo compreso tra i 4,4 miliardi di anni fa, quando l'acqua allo stato liquido comparve sulla superficie terrestre, e i 2,7 miliardi di anni fa quando la prima incontrovertibile evidenza della vita è verificata da isotopi stabili e biomarcatori molecolari che mostrano l'attività di fotosintesi.
Il concetto di origine della vita è stato trattato fin dall'antichità nell'ambito di diverse religioni e nella filosofia.Dal punto di vista scientifico, la spiegazione dell'origine della vita parte dal presupposto fondamentale che le prime forme viventi si originarono da materiale non vivente, attraverso reazioni che, attualmente, non sono più in atto sul nostro pianeta.L'interrogativo su come si originò la vita sulla Terra si pose soprattutto in seguito allo sviluppo della teoria dell'evoluzione per selezione naturale, elaborata da A.R. Wallace e Darwin nel 1858, la quale suggeriva che tutte le forme di vita sono legate da relazioni di discendenza comune, attraverso ramificati alberi filogenetici che riconducono ad un unico progenitore, estremamente "semplice" dal punto di vista biologico.Il problema era capire come si originò questa semplice forma primordiale, presumibilmente una cellula molto simile agli attuali procarioti, contenente l'informazione genetica, conservata negli acidi nucleici, oltre a proteine e altre biomolecole indispensabili alla propria sopravvivenza e riproduzione.
Il processo evolutivo che ha portato alla formazione di un sistema complesso e organizzato (ovvero il primo essere vivente) a partire dal mondo prebiotico è durato centinaia di milioni d'anni, ed è avvenuto attraverso tappe successive di eventi che, dopo un numero elevato di tentativi e grazie all'intervento della selezione naturale, hanno portato a sistemi progressivamente più complessi.La prima tappa fondamentale è stata la produzione di semplici molecole organiche, come amminoacidi e nucleotidi, che costituiscono "i mattoni della vita". Gli esperimenti di S. Miller ed altri hanno dimostrato che quest'evento era realizzabile nelle condizioni chimico-fisiche della Terra primordiale, caratterizzata da un'atmosfera riducente. Inoltre, il ritrovamento di molecole organiche nello spazio, all'interno di nebulose e meteoriti, ha dimostrato che queste reazioni sono avvenute anche in altri luoghi dell'universo, tanto che alcuni scienziati ritengono che le prime biomolecole siano state trasportate sulla Terra per mezzo di meteoriti.La questione più difficile è spiegare come, da questi semplici composti organici, concentrati nei mari in un brodo primordiale, poterono formarsi delle cellule dotate dei requisiti minimi essenziali per poter essere considerate viventi, cioè la capacità di utilizzare materiali presenti nell'ambiente per mantenere la propria struttura, organizzazione e potersi riprodurre.

Abiogenesi:
Per generazione spontanea (o abiogenesi) si intende la credenza, molto diffusa dall'antichità fino al XVII secolo, secondo cui la vita possa nascere in modo "spontaneo" dalla materia inerte o inanimata, tramite l'effetto di "flussi vitali".
Si riteneva infatti che Dio avesse creato direttamente solo gli esseri viventi "superiori" (come l'uomo e i grandi animali), mentre quelli "inferiori" (come i vermi e gli insetti) potessero nascere spontaneamente dal fango o da carcasse in putrefazione.






La Cellula:



L’unità fondamentale nella vita dell’organismo umano è la cellula e ciascun organo è di fatto un aggregato di cellule differenti, unite insieme da strutture intracellulari di sostegno. Ogni cellula richiede una certa quantità di nutrimento per il mantenimento della propria vita e tutte utilizzano in modo pressochè identico le stesse sostanze nutritizie.



Circa il 56% del corpo umano è costituito da liquido: parte di questo liquido è interno alle cellule (liquido intracellulare), mentre la parte restante cioè quello degli spazi esterni è definito liquido extracellulare.Tra i costituenti dei liquidi cellulari, in soluzione, vi sono ioni e sostanze nutritizie necessarie per il mantenimento della vita. Il liquido extracellulare è in continuo movimento attraverso il corpo e viene rapidamente rimescolato dalla circolazione del sangue, nonchè dai processi di diffusione che hanno luogo tra il sangue ed i liquidi tissutali.
Quindi, tutte le cellule vivono praticamente nel medesimo ambiente ed è per questo che il liquido extracellulare è spesso definito come mezzo interno dell’organismo. In altri termini, questo liquido, costituente l' “ambiente interno” del corpo agisce come mezzo per lo scambio di nutrienti e prodotti di rifiuto e fornisce l’ambiente fisico-chimico stabile necessario per il funzionamento della membrana e per quello della cellula.

lunedì 24 maggio 2010

Molluschi

I molluschi (Mollusca, Cuvier 1797) costituiscono il secondo phylum, in ordine di grandezza, del regno animale. Le oltre 110.000 specie note sono primariamente marine, anche se Gasteropodi e Bivalvi hanno raggiunto le acque dolci e, i primi, anche la terraferma.
L'etimologia del termine si deve al latino mollis ("molle"), attributo che ben si addice al corpo muscoloso e privo di scheletro interno tipico di questi animali.

Anatomia
È difficile descrivere unitariamente i molluschi date le numerose modificazioni che sono intervenute nel corso del tempo all'interno del phylum a cambiare la morfologia generale. Originariamente i precursori del phylum non dovevano essere tanto diversi dai Monoplacofori, dai quali si sono irradiate le altre classi.
In generale i molluschi sono animali triblastici (con tre foglietti embrionali), bilatèri, protostomi, schizocelomati, con capo, piede e conchiglia variamente sviluppati. La conchiglia, fondamentale elemento del phylum, in alcuni casi si è persa, come in molti Cefalopodi, in una fascia ridotta di Gasteropodi e nell'intera classe degli Aplacofori.
La maggior parte degli organi è situata in un sacco dei visceri, o massa viscerale, in posizione dorsale rispetto al piede muscoloso, il quale contiene gli apparati escretore, digerente, circolatorio e genitale, tutti ben sviluppati, più un organo addetto alla formazione della conchiglia: il pallio (o mantello), piega cutanea dorsale che poggia sui derivati mesodermici ed è a diretto contatto con la conchiglia.
Questa è composta da più strati costituiti da conchiolina impregnata di carbonato di calcio (prismi di calcite e aragonite lamellare spesso madreperlacea), più un ulteriore strato esterno (spesso non presente) detto periostraco, costituito da materiale corneo fragile e facilmente deperibile dopo la morte dell'organismo. Lo spazio compreso fra il pallio e la conchiglia, intorno alla zona in cui sono a diretto contatto, prende il nome di cavità palleale, area nella quale trovano alloggio gli organi per la respirazione, nella maggioranza dei casi rappresentati da branchie (chiamate per la loro forma ctenidi).
Nei molluschi la respirazione branchiale diviene una necessità inderogabile poiché, proprio per via della conchiglia, poca superficie cutanea è a contatto dell'atmosfera e non è sufficiente per una respirazione affidata in via esclusiva a scambi gassosi attraverso il derma.
L'apparato per l'escrezione comprende metanefridi e nefrostomi corrispondenti a quelli degli anellidi. Nella cavità buccale di molti molluschi (Aplacofori, Poliplacofori, Gasteropodi, Monoplacofori, Scafopodi) è presente la radula, un insieme di dentelli cornei ruotati come un cingolo da una lingua muscolosa, grazie ai quali i molluschi cui ne sono dotati riescono a raschiare dal substrato le particelle alimentari.
I molluschi sono in grado di produrre feci solide; in altri phyla marini, i rifiuti potevano essere eliminati nell'acqua e, anche se liquidi, non producono disturbo all'animale. Nei molluschi, però, lo sbocco anale è situato nella maggioranza dei casi entro la cavità palleale, ove sono ubicati anche gli organi per la respirazione. Se le feci fossero poco compatte, finirebbero col venir risucchiate dal circolo d'acqua diretto alle branchie, il che ostacolerebbe la respirazione.

Sistema nervoso
L'innervazione è un carattere tassonomico molto importante in questo phylum. Al pari di tutti i Protostomi, i Molluschi hanno un sistema nervoso di chiara impostazione gastroneurale, molto diversificato nell'ambito del phylum. Troviamo per la precisione due tipi estremi di organizzazione, non separabili tuttavia con diagnosticità: un sistema nervoso cordonale, con i soli gangli cerebrali, e un sistema nervoso gangliare, con molti gangli specializzati nell'innervazione di specifici distretti del corpo.
Il sistema nervoso cordonale, il più semplice, qualifica le classi di molluschi meno complesse come Anfineuri, raggruppamento non monofiletico comprendente Monoplacofori, Poliplacofori, Solenogastri e Caudofoveati, accomunati dal fatto di avere un sistema nervoso costituito essenzialmente da quattro cordoni nervosi longitudinali, privi di gangli, regolati da un'unica massa nervosa costituente il ganglio sopraenterico, situato al disopra della porzione anteriore dell'intestino e costituito da due gangli sopraesofagei (Aplacofori).
Anteriormente alla massa nervosa, possono uscire alcune paia di sottili nervi cerebrali mentre da ciascun lato del ganglio si dipartono tre paia di connettivi: cerebrolaterali, cerebroboccali (mediani), cerebropedali (ventrali), due dei quali si prolungano posteriormente nei quattro cordoni longitudinali.
Nei Poliplacofori il ganglio sopraenterico è sostituito da un cingolo periesofageo, provvisto anche di gangli boccali accessori, dal quale si dipartono i quattro cordoni citati, che prendono il nome in questo caso di ventrali e viscero-palleali.
Nei Monoplacofori il sistema nervoso presenta andamento scalariforme (accenno di metameria) con 10 paia di nervi che raggiungono il piede. All'anello circumenterico che circonda il tubo digerente seguono due cordoni nervosi che si uniscono posteriormente formando una sorta di anello; i due cordoni circolari orizzontali (cordone laterale superiore e cordone pedale inferiore) sono uniti da varie commissure lateropedali.
Il sistema nervoso gangliare lo ritroviamo nelle principali classi del phylum (Gasteropodi, Bivalvi, Scafopodi, Cefalopodi); esso consta nella sua organizzazione tipica (ancestrale) di otto gangli principali simmetrici ed uniti da commessure trasversali.
Lo schema di base è pressoché simile in tutte le specie:
• coppia di gangli cerebrali sopraesofagei, che innervano gli organi di senso del capo;
• connettivi longitudinali diretti ai gangli pedali, pleurali e parietali (cerebrospinali, pleuroparietali o cerebroparietali, cerebropedali);
• gangli pedali sottoesofagei, che innervano il piede attraverso due cordoni pedali scalariformi agangliari (i gangli pedali e cerebrali costituiscono, con le loro commessure e connettivi, il cingolo periesofageo);
• coppia di gangli pleurali sopraesofagei, che innervano il mantello e gli organi di senso ad esso correlati;
• coppia di gangli parietali, che innervano parte del sacco dei visceri e gli organi ad esso correlati;
• coppia di gangli viscerali, che innervano parte del sacco dei visceri.
Questo schema di base può naturalmente variare da gruppo a gruppo.
Nei Cefalopodi, ad esempio, il sistema nervoso appare centralizzato nel capo ed è in relazione con gangli stellati localizzati internamente al mantello e ai nervi viscerali, uniti da una commessura e diretti ai visceri e ai gangli gastrico-branchiali. Inoltre, nervi stomatogastrici collegano i gangli boccali al ganglio gastrico. In alcuni Decapodi (calamari e affini in particolar modo) assoni dorsali giganti permettono rapide contrazioni del mantello e scatti sorprendenti. Più semplice è la condizione dei Bivalvi, nei quali si assiste quasi sempre (protobranchi a parte) alla fusione di due coppie di gangli che danno luogo ai gangli cerebropleurali, che innervano i palpi labiali, l'adduttore anteriore e parte del mantello, mentre i pedali si trovano alla base del piede e sono uniti ad essi tramite connettivi. I parietali ed i viscerali (spesso fusi) restano uniti dalle solite commessure e provvedono all'innervazione dei visceri, delle branchie, dell'adduttore posteriore, dell'altra parte del mantello, dei sifoni e degli organi di senso palleali. Peraltro, anche nei soli gasteropodi, osserviamo vari livelli di complessità del sistema nervoso. Famiglie molto primitive (Haliotidae, Patellidae) presentano un'organizzazione assai poco complessa, mentre in molti altri prosobranchi il sistema nervoso assume l'aspetto a gangli plurimi già visto. Si è accennato alla torsione del sacco dei visceri, fenomeno che causa il ripiegamento dell'anello nervoso cerebro-viscerale, originariamente simmetrico, che si rigira attorno al canale alimentare assumendo una forma ad 8. Il risultato di questa tendenza evolutiva caratterizza i gasteropodi Streptoneuri (Prosobranchi), contrapposti agli altri gasteropodi Eutineuri (Opistobranchi e Polmonati), i quali non manifestano streptoneuria in seguito alla ulteriore detorsione del sacco viscerale.
La formazione di un sistema nervoso chiastoneurale (o streptoneurale) in seguito alla torsione dei visceri nella linea evolutiva dei Prosobranchi vede inizialmente il passaggio del ganglio parietale sinistro al di sotto del tubo digerente in seguito all'incrocio dei connettivi pleuroparietali, assumendo posizione destra e sottointestinale. Evolutivamente più tardi, dalla medesima torsione si assiste inoltre allo scambio di posizione dei gangli viscerali, mentre le coppie dei cerebrali e dei pleurali non vengono interessati dal fenomeno. Tra i Polmonati e gli Opistobranchi, la tendenza alla torsione non è più visibile attraverso la sovrapposizione dei cordoni nervosi perché l'anello viscerale risulta estremamente accorciato ed i gangli ad esso correlati vengono ad essere più o meno incorporati in un cingolo periesofageo costituito da 9 grossi gangli, corrispondenti a quelli tipici, con i due viscerali fusi. Tale tendenza verso la cefalizzazione dei centri nervosi la si osserva anche in altri gruppi di molluschi piuttosto evoluti, come i Cefalopodi, ove la massa gangliare viene addirittura racchiusa in una capsula protettiva cartilaginea.
Per quanto concerne gli organi di senso, i molluschi presentano sempre cellule sensitive e gustative, oltre che statocisti (Bivalvi, Cefalopodi) ed organi chemiorecettori particolari, come gli osfradi (una coppia di organi innervati dai gangli parietali, allogati nella cavità palleale, vicino alle branchie, aventi funzione sia chemiorecettrice che meccanorecettrice, deputati a saggiare la corrente d'acqua che andrà ad irrorare le branchie e a rilevare la presenza di sostanze alimentari disciolte). Riguardo alle statocisti, innervate dai gangli cerebrali, probabilmente il modello più complesso è quello fornitoci dai Cefalopodi, in prossimità del cervello dei quali è perfino presente un organo dell'equilibrio paragonabile ai canali semicircolari del nostro orecchio interno. Esse constano di un corpo calcareo in relazione a nervi e forniscono informazioni sulla posizione nello spazio dell'animale; risultano assenti nelle classi di molluschi Anfineuri. Nei Bivalvi e nei Cefalopodi sono presenti efficienti organi tattili, consistenti in cellule sensoriali sparse sulla superficie del corpo, particolarmente abbondanti lungo il margine del mantello e all'estremità dei sifoni e, per i Gasteropodi, sui tentacoli del capo. Riguardo alla vista, nei Molluschi troviamo tutti gli stadi di complessità a partire da ammassi poco evoluti di cellule fotosensibili (addirittura assenti in gruppi del tutto ciechi, come gli Scafopodi ed i Monoplacofori) ad occhi veri e propri, paragonabili quanto a complessità solo a quelli dei Vertebrati. La vista può avere sia la funzione di localizzare la preda, o i nemici, o i conspecifici, (e questo vale per specie che dispongono di apparati visivi assai efficienti), ma soprattutto per orientarsi in relazione alla luce, discorso valido in special modo per le specie scavatrici (Olividae, Naticidae) in cui gli occhi tendono addirittura a regredire. Nelle Patellidae gli occhi sono molto semplici ed appaiono come fossette pigmentate aperte, prive di lente e cornea ed innervate dai gangli cerebrali; in Prosobranchi più evoluti (Trochus, Haliotis, Turbo) la vescicola ottica è munita di apertura stretta, piena di un umore vitreo. Nei Gasteropodi ancor più evoluti, l'occhio viene ad essere chiuso da una cornea formata da un epitelio bistratificato. Negli Eteropodi, pelagici, troviamo occhi tubolari telescopici, provvisti di una grossa lente e superficie retinica pieghettata; in questo gruppo la vista assume una funzione importante nella cattura della preda a discapito dell'osfradio, che regredisce, (eccezione fra i Gasteropodi) e ciò spiega la raffinatezza degli organi per la vista in questi animali. Ma è fra i Cefalopodi che troviamo la massima espressione riguardo a questo aspetto, poiché in essi si viene a formare una struttura globulare fornita di lente, contenuta all'interno di un'orbita entro la quale può parzialmente ruotare; trattasi nella fattispecie di occhi eversi, nei quali (contrariamente a quanto accade nei vertebrati) i raggi luminosi colpiscono direttamente le cellule fotosensibili e non vengono riflessi da una superficie, essendo l'estremità sensitiva delle cellule recettrici orientate verso il foro della pupilla. L'accomodamento visivo è attuato allontanando o avvicinando il cristallino dalla retina e permette una notevole raffinatezza visiva, tanto che questi molluschi sono in grado di discriminare chiaramente forme e colori diversi, basando sulla vista gran parte delle loro attività. A conferma di ciò vi è la tendenza alla regressione di altri sistemi sensoriali. Nautilus a parte, infatti, l'osfradio viene perso ed al suo posto rimane una fossetta olfattoria al di sotto dell'occhio. Seppur meno evoluti degli organi visivi dei Cefalopodi, le serie di occhi di alcuni Bivalvi (es. Pectinidae) rappresentano un efficiente sistema visivo costituito da una lunga sequenza di occhi che fuoriescono dalla fessura delle valve. Tipici dei Poliplacofori sono gli esteti, organi di senso costituiti da pori situati nelle piastre calcaree e colmati da cellule di natura sensoriale dotati alla loro estremità distale strutture a forma di lente. Tali esteti danno informazioni circa i movimenti d'acqua e sull'intensità luminosa e sono in comunicazione fra loro attraverso una rete di fibrille nervose decorrenti in canalicoli. Gli esteti si presentano in due tipi diversi: il macroesteta ed il microesteta, differenti dal punto di vista delle dimensioni; a seconda della specie, inoltre, il numero e la distribuzione dei microesteti attorno ai macroesteti può variare.

Origine
Grazie alla loro conchiglia calcarea che li protegge in vita, la maggioranza dei molluschi ha lasciato testimonianze fossili piuttosto evidenti e numerose; ciononostante, non si conosce il vero aspetto dei primi molluschi, poiché i progenitori del phylum non si fossilizzarono essendo privi di conchiglia. Embriologicamente, i molluschi sono affini agli anellidi, come questi sono schizoceli protostomi e si sviluppano tipicamente per segmentazione spirale dell'uovo fecondato (a parte i Cefalopodi, che dispongono di uova più ricche di vitello), inoltre, molte gastrule dei molluschi si sviluppano in trocofore simili a quelle degli Anellidi, il che lascerebbe presupporre una certa affinità. Spesso la trocofora è seguita da un'ulteriore fase larvale planctonica filtrante chiamata veliger, dotata di un piede, un mantello, una conchiglia abbozzata ed un organo natatorio bilobato detto velo. I "fossili viventi" appartenenti alla classe dei Monoplacofori, i quali presentano tracce di metameria, hanno indotto gli studiosi ad ipotizzare una notevole vicinanza filogenetica fra Anellidi e Molluschi, anche se le ripetizioni dei monoplacofori non sono omologhe alla segmentazione degli Anellidi. Probabilmente i due gruppi iniziarono a divergere circa 600 milioni di anni fa, specializzandosi nello scavo dei substrati gli Anellidi e nello strisciare sul fondo i Molluschi. Così facendo, mentre gli Anellidi svilupparono un corpo metamerico allungato, dotato di compartimenti celomatici spaziosi, pieni di liquido, costituendo un'efficiente macchina scavatrice con movimento serpeggiante e peristaltico, i primi molluschi persero via via la maggior parte del celoma, limitato alla sola cavità pericardica e agli spazi delle gonadi e dei nefridi comunicanti con questa, e svilupparono un corpo molle e compatto, utile per strisciare sul fondo del mare.

Sistematica
A prima vista, una chiocciola, una seppia e una vongola sembrano notevolmente diverse: solo uno studio più accurato può rivelare che le loro strutture sono variazioni di uno stesso piano fondamentale. La classificazione sistematica maggiormente plausibile, nonostante le divergenti opinioni degli studiosi, è schematizzata di seguito:
• Subphylum Aculiferi (Aculifera):
o Classe Solenogastri (Solenogastres)
o Classe Caudofoveati (Caudofoveata)
o Classe Poliplacofori (Polyplacophora)
• Subphylum Conchiferi (Conchifera):
o Classe Monoplacofori (Monoplacophora)
o Classe Gasteropodi (Gastropoda)
o Classe Bivalvi (Bivalvia)
o Classe Scafopodi (Scaphopoda)
o Classe Cefalopodi (Cephalopoda)
o Classe Rostroconchi (Rostroconchia)
o Classe Helcionelloida
o Classe Tentaculita

martedì 18 maggio 2010

C'è la presenza di acqua in altri pianeti?

L'acqua è una componente essenziale per la vita ed un composto relativamente comune e facile da ritrovare nell'universo, dato che coinvolge gli atomi dell'elemento più comune dell'universo stesso (l'idrogeno) ed un altro elemento, l'ossigeno, che viene liberato da molte stelle, come "prodotto di scarto" dell'evoluzione stellare. Troviamo quindi acqua, prevalentemente allo stato di ghiaccio o come vapore, in nubi stellari, nell'atmosfera di alcune stelle particolarmente fredde, nei pianeti che si vanno via via trovando attorno alle stelle ecc.
Nel nostro sistema solare l'acqua è stata ritrovata, oltre che sulla Terra, in corpi celesti quali comete, satelliti di Giove, ed in tracce più o meno significative su Marte o sulla Luna, anche se solo sulla Terra l'acqua risulta sottoposta ad un ciclo (con passaggi continui dallo stato solido-liquido-gassoso) che la rende utile per forme di vita come noi attualmente la conosciamo.
Gran parte dell'acqua presente nell'universo potrebbe essere un prodotto secondario della fase di formazione stellare. Le stelle, al termine della loro formazione, emettono un vento stellare particolarmente intenso, accompagnato dall'emissione di un grande flusso di gas e polveri; quando questo flusso impatta contro il gas residuo della nube molecolare, si generano delle onde d'urto che comprimono e riscaldano i gas.
L'acqua riscontrata all'interno delle nebulose in cui è presente un'attività di formazione stellare si è originata rapidamente a partire dal gas compresso riscaldato. Un "sottoprodotto" della fase di formazione stellare è la formazione di sistemi planetari, anche simili al sistema solare. In simili sistemi sarebbe possibile rintracciare acqua su corpi celesti non molto caldi, quali comete, pianeti e satelliti.
Nel nostro sistema solare, acqua allo stato liquido è stata rinvenuta (oltre che sulla Terra) sulla Luna. Concreta è la possibilità che acqua liquida sia presente anche al di sotto della superficie della luna di Saturno Encelado e della luna di Giove Europa. Sotto forma di ghiaccio, è stata trovata su: Marte (per lo più al polo nord) e nei satelliti di alcuni pianeti, tra cui Titano, Europa, Encelado e Tritone. È probabile che tracce di ghiaccio d'acqua si trovino sulla superficie lunare (ghiaccio lunare), sul pianeta nano Cerere e sul satellite di Saturno Teti. Ghiaccio sarebbe contenuto anche nell'interno di Urano e Nettuno e sul plutoide Plutone, oltre che nelle comete. Allo stato gassoso (vapore acqueo) è stata trovata su: Mercurio (3,4% nell'atmosfera e in alte percentuali nell'esosfera), Venere (0,002% nell'atmosfera), Marte (0,03% nell'atmosfera), Giove (0,0004% nell'atmosfera), Encelado (91% nell'atmosfera) e sugli esopianeti HD 189733 b ed HD 209458 b.
La presenza dell'acqua nell'universo viene considerata dall'esobiologia come un fattore chiave per lo sviluppo della vita in pianeti differenti dal nostro. Alla presenza dell'acqua si richiamano infatti molte teorie sull'origine della vita.

lunedì 17 maggio 2010

Gli incidenti stradali e le principali cause che li determinano

Lo stato fisico del conducente
Le statistiche purtroppo ci confermano che quasi tutti gli incidenti stradali sono provcati da manovre errate, ovvero dal comportamento non corretto del conducente e dal suo stato fisico. Ci sono tanti fattori che possono compromettere le buone condizioni psicofisiche: vediamone alcuni:

L'effetto alcool
È il nemico dichiarato di chi si mette alla guida di un veicolo a motore. Il tasso alcolemico consentito per guidare è dello 0,5 (chiarire cosa significa).
L’alcol ha un effetto sedativo e riduce la vigilanza. Crea euforia, rende più temeraria la guida, esagera la fiducia nelle proprie abilità, falsa la percezione delle distanze e della velocità.
       
Effetto velocità, suono e buio
Gli occhi vedono bene gli oggetti che si trovano dentro al campo visivo. Al di fuori del campo visivo, gli oggetti non sono immediatamente percepiti ed è necessario spostare lo sguardo per farli rientrare. L'ampiezza del campo visivo si riduce progressivamente con l'aumento della velocità. Se poi si passa da un locale illuminato al buio della notte per almeno 20 minuti si vede poco e male.

L'effetto sonno
Uno sbadiglio... e in soli 2 secondi di sonnolenza a 130 km/h si percorrono 72 metri senza alcun controllo!
Le statistiche sugli incidenti stradali indicano che fra le 4 e le 6 del mattino la possibilità che un conducente si appisoli è 10 volte superiore rispetto al resto del giorno.
E se poco caffè migliora le prestazioni, troppa caffeina fa perdere i controllo: il battito cardiaco si fa irregolare, le mani sono meno salde.

L'effetto droga
Le droghe, ma anche gli psicofarmaci, modificano il comportamento del cervello e dell'intero organismo e finiscono per causare l'effetto opposto a quello per il quale sono state assunte.

 * Oppiacei
Con questo termine sono indicati l'oppio e i suoi derivati, principalmente morfina ed eroina.
Effetti: diminuzione dei riflessi e deficit sensoriale. Fino a 6 ore dopo l'assunzione.

Le onde elettromagnetiche

La loro scoperta

La loro scoperta avvenne alla fine del diciannovesimo secolo, dopo che si era ipotizzato che la luce fosse costituita da onde elastiche ed è dovuta a James Clerk Maxwell (1831-1879) che ipotizzò la loro esistenza e al fisico tedesco Heinrich Hertz (1857-1894) che, per mezzo di alcuni esperimenti, verificò sperimentalmente al di là di ogni dubbio l'esistenza delle onde elettromagnetiche.

Cosa è un’onda elettromagnetica e dove si può trovare

L'onda elettromagnetica è una perturbazione naturale simultaneamente elettrica e magnetica che si propaga nello spazio e che può trasportare energia da un punto all'altro. Tale perturbazione è costituita dalla vibrazione simultanea di due enti immateriali detti campo elettrico e magnetico attorno alla loro posizione di equilibrio (che corrisponde all'assenza di perturbazione). Questa definizione nasconde, dietro la sua apparente astrusità, un ente fisico, in realtà, estremamente familiare della cui presenza facciamo continua esperienza nella vita di tutti i giorni. Sono onde elettromagnetiche:
· la luce emessa dal sole, da una lampada o da qualunque sorgente in grado di illuminare gli oggetti. E' ciò che chiamiamo la luce visibile;
· le radiazioni infrarosse emesse dal termosifone o dai nostri corpi per il solo fatto di essere ad una certa temperatura. Avrai sentito parlare (almeno nei film di spionaggio) di macchine fotografiche in grado di "vedere" la radiazione infrarossa;
· le microonde emesse dagli omonimi forni che utilizziamo per scaldare rapidamente le vivande;
· le onde radio per mezzo delle quali sono possibili tutte le moderne telecomunicazioni (radio, televisione, cellulari...);
· i famosi raggi ultravioletti ai quali dobbiamo molta della "tintarella" estiva;
· i famigerati raggi X utilizzati in medicina per la radiografia delle ossa;
· i raggi γ (esistono davvero!) che anziché essere sparati da improbabili armi di altrettanto improbabili alieni, sono radiazioni emesse nelle disintegrazioni nucleari ed estremamente dannose per i tessuti biologici.

Gli effetti delle onde elettromagnetiche sul nostro organismo

Sono ormai anni che si parla delle possibili interazioni delle onde elettromagnetiche sulle nostre cellule. Eppure l'uso dei telefoni cellulari, del WI_FI e di altri dispositivi simili è in costante crescita. Così come sono in costante crescita gli studi effettuati sulla pericolosità di tali onde, che secondo Henry Lai dell'Università di Washington-Seattle, sono almeno due o tre mila. Cerchiamo, allora, di fare un pò di chiarezza in merito. Iniziamo subito con uno studio del dott. Dirk Adang presentato il 23 Giugno 2008 presso la "Catholic University of Louvain" (Belgio). Lo studio ha riguardato 124 ratti (teniamo presente che i ratti hanno un materiale genetico per il 90% uguale a quello dell'uomo) sottoposti ad onde elettromagnetiche emesse da cellulari GSM, WI-FI, antenne telefoniche ecc. I risultati di tale studio sono stati preoccupanti: il tasso di mortalità (60%) dei 3 gruppi di ratti esposti alle radiazioni è risultato essere pari al doppio di quello (29%) del "reference group", cioè dei ratti non esposti ad alcun tipo di onda elettromagnetica. Passiamo ad una notizia tratta dal New Scientis e dal BMC Genomics - 2008. Alcuni scienziati hanno esposto 10 donne volontarie a radiazioni a 900 megahertz emesse da telefoni GSM per simulare una telefonata di un’ora. Successivamente hanno monitorizzato 580 differenti proteine nelle cellule della loro pelle e hanno trovato che i "numeri" di 2 proteine erano alterati in tutte le volontarie: in particolare una proteina era aumentata dell’89%, mentre l’altra era diminuita del 32%. Tale studio mostra in modo inequivocabile che le onde elettromagnetiche provocano dei cambiamenti all’interno delle cellule esposte a tali onde. Ovviamente, ad oggi , nessuno sa ancora con certezza quali effetti sulla salute provochino questi cambiamenti nelle proteine, cioè qual sia il significato fisiologico di questi cambiamenti.
Altro campanello d’allarme arriva da uno studio effettuato dai ricercatori dell’Università di Bari dal titolo “Effects on function ho human lymphocytes exposed to electromagnetic fields with a frequency from 1500 to 2000 MHg”. In tal caso i ricercatori hanno irradiato linfociti umani per la durata di variabile di 5 e 10 minuti con frequenze da 1500 a 2000 MHz trovando che alla frequenza di 1800 si assiste ad una significativa riduzione dell’azione antibatterica delle cellule T. Ciò significa che l'esercito a difesa del nostro organismo, cioè i nostri globuli bianchi ci difendono meno, in quanto funzionano meno a causa dell'esposizione a microonde.
Esperimenti come questi, fatti x scoprire i rischi che si corrono nell’utilizzare frequentemente i cellulari e gli apparecchi che generano onde elettromagnetiche, sono tanti. Gli studiosi e gli scienziati di tutto il mondo si interrogano ancora su questo argomento, e ogni giorno fanno diversi esperimenti per scoprire gli effetti riportati dal nostro organismo nello stare a stretto contatto con questo tipo d onde.