Incontro 5 - Simmetrie dei viventi

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Scienza e futuro - In tutti i casi simmetrico
Incontro 5 - Simmetrie dei viventi

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Incontro 5 - Simmetrie dei viventi

  1. 1. LE SIMMETRIE NEI VIVENTI
  2. 2. LE SIMMETRIE NEI VIVENTI
  3. 3. LE SIMMETRIE NEI VIVENTI OSSERVIAMO LA FORMA di alcuni animali
  4. 4. In alcuni, è possibile individuare UNA RETTA CHE DIVIDE IL CORPOIN DUE PARTI SPECULARMENTE UGUALI.Nelle scienze della vita si parla di SIMMETRIA BILATERALE.
  5. 5. In altri organismi, LE RETTE CHE INDIVIDUANO DUE PARTISPECULARMENE UGUALI SONO PIÙ DI UNA• il corpo sembra suddivisibile in “spicchi” uguali mediante retteincidenti;• disegnato dalla ripetizione di un modulo che ruota intorno ad unpunto centrale, il centro di simmetria. Nelle scienze della vita si parla di SIMMETRIA RAGGIATA.
  6. 6. In altri casi esistono MOLTI PIANI NELLO SPAZIO CHE HANNO UNPUNTO IN COMUNE, il centro di simmetria nello spazio, CHEDIVIDONO IL CORPO IN DUE PARTI SPECULARI. Si parla, in questo caso, di SIMMETRIA SFERICA
  7. 7. L’osservazione di questi piani ha permesso di individuare, nei diversi tipi di organismi, un’organizzazione di base comune: IL PIANO DI ORGANIZZAZIONE CORPOREO• PIANO FRONTALE: divide il corpo in una metà dorsale ed una ventrale• PIANO SAGITTALE: perpendicolare rispetto a quello frontale, divide il corpo in due metà, destra e sinistra.• PIANO TRASVERSALE: è perpendicolare, nello spazio, sia al piano frontale che a quello sagittale e ha come risultato una porzione anteriore ed una posteriore.
  8. 8. Lo studio dell’organizzazione corporea degli animali ha indottoqualche studioso a proporre una classificazione degli organismi in base alla simmetria:
  9. 9. BILATERIA: ANIMALI A SIMMETRIA BILATERALE Quali sono le caratteristiche che li accomunano? PARETE DEL CORPOCAVITA’ DEL CORPO, ripienodi liquido, posto fra la parete e il trattodigerente.
  10. 10. ALTRE OSSERVAZIONI La simmetria bilaterale è un elemento comune a tutti gli animali in grado di muoversi attivamente nel loro ambiente in una direzione preferenziale. Il corpo presenta una Si è sviluppato un sistema estremità anteriore, che per nervoso dotato di organi recettori prima prende contatto con (occhi, orecchie, ecc.), per l’esterno, ed una posteriore. coordinare le informazioni che La superficie ventrale, a provengono dall’ambiente e contatto con il substrato, è rispondere in modo adeguato. diversa da quella dorsale.Gli organi di senso più significativi e la parte più importante del sistemanervoso si riuniscono ad una estremità del corpo, quella cefalica,sviluppando il capo. Si parla allora di CEFALIZZAZIONE.
  11. 11. QUESTA MODALITÀ DI CLASSIFICAZIONE È STATA RITENUTA, PERÒ, POCO CONDIVISIBILE. Perché? OSSERVIAMO CON MAGGIORE ATTENZIONE … A VOLTE LA SIMMETRIA NON È PERFETTA Viso formato Viso formatoViso reale dalle due metà sinistre dalle due metà destre
  12. 12. ANATOMIA DEL CORPO UMANO: ASIMMETRIA Osserviamo gli organi interni:Pari e simmetrici(es. reni)Pari ma asimmetrici(es. polmoni)Dispari ma simmetrici(es. trachea)In numero dispari edeccentrici rispetto alpiano sagittale (es. cuore,stomaco, milza, fegato)
  13. 13. ESISTONO ANIMALI DI FORMA NON SIMMETRICA CHIOCCIOLAGRANCHIO CHE VIVE NUDIBRANCOSULLE COSTE DEL PACIFICO
  14. 14. ESISTONO ANIMALI CHE PRESENTANO DIVERSA SIMMETRIA NELLE VARIE FORME E NEI DIFFERENTI STADI DI VITA: ES. I CNIDARILARVA: SIMMETRIABILATERALE POLIPO IN MEDUSA IN SEZIONE SEZIONE FRONTALE : FRONTALE: POLIPI IN SEZIONE SIMMETRIA SIMMETRIA TRASVERSALE: SIMMETRIA BILATERALE BILATERALE RAGGIATA
  15. 15. ESISTONO ANIMALI APPARTENENTI ALLO STESSO PHYLUM, CHE PRESENTANO DIVERSA SIMMETRIA: ES. GLI ECHINODERMI STELLA DI MARE A SIMMETRIA RAGGIATA RICCI DI MARE SIMMETRICI E ASIMMETRICILARVE PRIVE DI SIMMETRIA O SCHEMA INTERNO NON SIMMETRICOA SIMMETRIA BILATERALE
  16. 16. ESISTONO ANIMALI CHE VIVONO NELLO STESSO HABITAT CHE PRESENTANO DIVERSE SIMMETRIE SOGLIOLA: PRIVA DI SIMMETRIA RANA PESCATRICE: SIMMETRIA BILATERALELa rana pescatrice e la sogliola sono entrambi predatori di fondo, ma con diverse strategie predatorie e di sopravvivenza.
  17. 17. E LE PIANTE ? OSSERVIAMO alcuni organismi vegetali o parti di essi.
  18. 18. E’ possibile trovare UNO O PIÙ ASSI DI SIMMETRIA, OPPURE NESSUNASIMMETRIA.
  19. 19. Analizziamo subito una pianta intera e controlliamo se si osservano simmetrie. In alcuni alberi la forma della CHIOMA vista di fronte può suggerire una SIMMETRIA BILATERALE con il tronco come asse. Inoltre, lo stesso albero, quando PERDE LE FOGLIE, evidenzia la MANCANZA DI SIMMETRIA nella disposizione dei rami.
  20. 20. Inoltre, controlliamo le differenze di crescita tra animali e piante.Negli ANIMALI ilsingolo organismo è acrescita LIMITATA,aumenta la superficie e ilvolumeMANTENENDO LASTESSA FORMA.L’accrescimento dellePIANTE èpotenzialmenteILLIMITATO e siverifica per aggiunta dimoduli cheMODIFICANO LAFORMA (radici, fusti,foglie, fiori).
  21. 21. NEGLI ANIMALI LA BILATERALITÀ PUÒ ESSERELEGATA AL MOVIMENTO.I MOVIMENTI DELLE PIANTE SUPERIORI SONO LIMITATI,L’INTERO ORGANISMO È SOSTANZIALMENTEIMMOBILE.QUINDI NON APPARE VANTAGGIOSA LA SIMMETRIABILATERALE.LA CRESCITA PER AGGIUNTA DI MODULI RENDE POCOEFFICIENTE MANTENERE QUALSIASI TIPO DISIMMETRIA PER L’INTERO ORGANISMO.INOLTRE NELLE PIANTE LA NECESSITÀ DI AUMENTARELA SUPERFICIE FOTOSINTETICA E AVVICINARE ALLALUCE LE FOGLIE FACILITA L’ACCRESCIMENTO NONSIMMETRICO DI TUTTE LE STRUTTURE.L’EFFETTO È EVIDENTE NEI FUSTI RAMPICANTI, PRIVIDI UN’ARCHITETTURA PREDETERMINATA.
  22. 22. ANALIZZIAMO ORA LE SINGOLE PARTI DI UNA PIANTA LE FOGLIEDa sinistra: le foglie palmate del ricino (Ricinus), sezioni di foglioline di muschio (Mnium), una fronda di felce (Pteridium). E’ PIÙ FACILE TROVARE SIMMETRIE: la maggior parte delle foglie sono esempi di simmetria bilaterale, dove l’asse coincide con la nervatura principale. Anche le singole foglioline dei muschi, nella loro semplicità, sono strutturate secondo la simmetria bilaterale. Tuttavia nelle felci le singole fronde mostrano spesso delle SIMMETRIE APPARENTI, che osservando più attentamente si rivelano asimmetrie.
  23. 23. RADICI E FUSTISono spesso organi assili, la cui sezione mostra una SIMMETRIARADIALE, perpendicolare alla direzione di accrescimento. Sezione di fusto di equiseto Sezione di radice Tronco d’albero sezionato
  24. 24. I FIORI I FIORI ATTUALI hanno SIMMETRIE RADIALI (corolla rotata) o BILATERALI (corolla bilabiata).corolla rotata a 5 petali (Rosa) fiore a gruppi di 3 pezzi (Narcissus) corolla bilabiata a Quasi tutti i fiori petali saldati hanno i vari pezzi (Digitalis) inseriti su livelli molto ravvicinati, quasi su uno stesso piano (fiori ciclici).
  25. 25. La struttura dei FIORI PIÙ ANTICHI Infine, in due gruppi di PIANTEpresenta una SIMMETRIA RADIALE MOLTO RECENTI (es. Strelitzia) iSOLO APPARENTE; infatti le parti fiori PERDONO TOTALMENTEsono inserite a spirale all’apice LA SIMMETRIA.allungato di un fusto (fiori spiralati).Oggi è presente solo nelle magnolie(Magnolia grandiflora) e in poche altrepiante.
  26. 26. I FRUTTI In alcuni la SIMMETRIABILATERALE èpiuttosto evidente, perché derivati dafoglie bifacciali (es. il baccello del fagiolo). Analogamente la SIMMETRIA RAGGIATA di alcuni fiori vienemantenuta nei frutti Albero di GiudaGleditsia triacanthos
  27. 27. MA ATTENZIONE:Il classico esempio della mela tagliata a metà per evidenziare una presuntasimmetria bilaterale,si scontra con l’osservazione che, senza il taglio, tale simmetria scompare. Se invece guardiamo la mela dall’alto, ne deduciamo una simmetria raggiata, di cui il taglio suddetto è soltanto uno degli infiniti piani passanti per il centro.
  28. 28.  L’architettura dei vegetali offre altri esempi di collegamento con la matematica. La disposizione delle foglie lungo i rami (fillotassi) segue in molti casi ritmi regolari per evitare la sovrapposizione di foglie e quindi l’ombreggiamento reciproco. Le serie di intervalli fogliari nella spirale di accrescimento di un ramo sono state studiate dal matematico Fibonacci (XIII sec.) che ha trovato regolarità esprimibili con frazioni, ad esempio una disposizione pari a 3/8, con angoli di 135°. Non sempre, quindi, la mancanza di simmetrie “classiche” si abbina ad una semplificazione della struttura. E’ EVIDENTE CHE LA SIMMETRIA NON È SUFFICIENTE NEMMENO PER CLASSIFICARE LE PIANTE
  29. 29. CONCLUSIONE ESISTE UNA CORRELAZIONE FRA FORMA, TIPO DI SIMMETRIA, MOVIMENTO E MODALITA’ DI VITA MA LA SIMMETRIA NON COSTITUISCE UN PARAMETROSUFFICIENTE PER LA CLASSIFICAZIONE DEGLI ORGANISMI PERCHÈPur derivando da antichi progenitori comuni, le condizioni ambientali e lavariabilità genetica costituiscono i fattori limitanti della sopravvivenza,che, nel tempo, hanno prodotto la differenziazione degli organismi.La simmetria è risultata fattore vantaggioso per la vita in alcunecondizioni e in alcuni ambienti.Nelle stesse condizioni e negli stessi ambienti, tuttavia, altri gruppi diorganismi viventi hanno trovato vantaggiosi altri tipi di simmetria, o piùspesso, vistose asimmetrie.
  30. 30. LO STUDIO DELLE DIVERSE SIMMETRIE NEGLI ESSERI VIVENTI SI È RIVELATO, TUTTAVIA, MOLTO UTILE perchè ha permesso di:cogliere analogie e differenze utili per la formazione di categorie in cui raggruppare tutti gli organismiconoscere la distribuzione della massa corporea e la disposizione dei diversi organi, rispetto all’intero organismo, importanti per comprendere la sua architettura generale e le parti che lo compongono.fornire interessanti spunti per confrontare i piani strutturali dei diversi animali e per interpretare i loro vari stili di vita.

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