Introduzione alla biologia

1. LA BIOLOGIA E
GLI ESSERI VIVENTI
La biologia studia la vita (bios + logos)
Le caratteristiche dei viventi
 organizzazione;
 omeostasi o autoregolazione;
 crescita e sviluppo;
dipendenza da fonti esterne (alimentazione);
risposta agli stimoli;
riproduzione;
evoluzione.

2. LA BIOLOGIA E’ LA SCIENZA
CHE STUDIA LA VITA
Il termine biologia, dal greco bios (vita) e logos
(studio), è la scienza che si occupa di studiare gli
esseri viventi. Tale scienza ha origini antichissime
e deriva dalla necessità dell’uomo di conoscere i
viventi attorno a sé: gli animali di cui nutrirsi, le piante
da coltivare, i funghi ed i vegetali da evitare perché
velenosi o da sfruttare per le proprie cure. La biologia
è stata inizialmente considerata una emanazione
della medicina da un lato e delle scienze naturali
dall’altro; solo dopo il 1600 circa, con l’introduzione
del metodo scientifico sperimentale, la biologia ha
iniziato a configurarsi come scienza autonoma. Visto
l’enorme sviluppo delle conoscenze, oggi molte
discipline diverse fanno parte della biologia: botanica,
zoologia, ecologia, etologia, microbiologia, citologia…
SCIENZE
NATURALI
MEDICINA
BIOLOGIA
ZOOLOGIA, BOTANICA,
MICROBIOLOGIA,
ECOLOGIA,
ETOLOGIA, GENETICA,
CITOLOGIA,
GENETICA….

3. COSA SONO GLI ESSERI “VIVENTI”
Gli esseri viventi sono dotati di proprietà che li differenziano
dalla materia inanimata. Di seguito sono elencate le
proprietà che tutti gli organismi devono possedere per
essere considerati “VIVENTI”:
1. organizzazione;
2. autoregolazione;
3. crescita e sviluppo;
4.dipendenza da fonti esterne;
5.risposta agli stimoli;
6.riproduzione;
7.evoluzione.

4. 1 ORGANIZZAZIONE
La vita è organizzata
in livelli gerarchici
Nei viventi si osserva una organizzazione
gerarchica, cioè per livelli successivi via via più
complessi, e definita , ovvero mai casuale ma
sempre predeterminata e definita geneticamente. Un
esempio di tale organizzazione è l’anatomia che, pur
nella variabilità individuale, rappresenta un elemento
comune e definito per ciascuna specie.

5. Gli atomi si associano per formare molecole, le molecole, ed
in particolare le biomolecole che contengono carbonio, sono
organizzate in modo definito per formare le cellule. Tipi
cellulari diversi formano i tessuti ed i vari tessuti costituiscono
gli organi. Gli organi non sono indipendenti tra loro, ma
funzionano perché associati in apparati; molti apparati
costituiscono l’organismo vivente. Anche l’intero individuo non
vive da solo ma interagisce con la comunità dei viventi e con
l’ambiente.
ORGANIZZAZIONE

6. 2 OMEOSTASI (AUTOREGOLAZIONE)
Per un organismo vivente è importante
mantenere costanti le proprie condizioni interne
Il processo di regolazione che permette a un
organismo di controllare e mantenere stabili le
condizioni interne chimico-fisiche prende il
nome di omeostasi (o AUTOREGOLAZIONE)

7. Ogni organismo vivente mette in atto una serie di
meccanismi automatici che gli consentono di mantenere
pressoché costanti le proprie condizioni vitali (es.
temperatura corporea, livello ematico di glucosio o altri
metaboliti, livello di ossigenazione degli organi…) anche al
cambiare delle condizioni esterne.
In un ambiente caldo, per esempio,
il corpo autonomamente produce
sudore affinché sia mantenuta
la temperatura corporea ottimale
OMEOSTASI

8. 3 CRESCITA E SVILUPPO
La capacità di accrescere le proprie dimensioni, dalla nascita
all’età matura, è una caratteristica tipica di ogni organismo
vivente: un bimbo alla nascita è lungo circa 50 cm, in pochi anni
raggiunge 1 m per poi arrivare a 1,8 m o oltre.
Lo sviluppo rappresenta il cambiamento e la maturazione
fisiologica dell’organismo: con il tempo non cambiano solo le
dimensioni, ma sia ha una reale mutazione nel funzionamento
del corpo, per tale motivo un bambino non è un adulto in
miniatura (per esempio non ha maturato la capacità di
riprodursi). Le diverse fasi di sviluppo sono particolarmente
evidenti nel caso degli insetti.
Sviluppo del Bombyx mori: UOVA BRUCO BOZZOLO FARFALLA
(baco da seta)

9. 4 DIPENDENZA DA FONTI
ESTERNE di materia ed energia
(ALIMENTAZIONE)
Ogni organismo vivente ha necessità di
MATERIA sia poter accrescere le proprie
dimensioni sia per poter supportare il
normale ricambio cellulare, anche al termine
della fase di crescita.
E’ necessario inoltre un apporto continuo di ENERGIA per
poter svolgere ogni normale attività dell’individuo.
La fonte di energia e di materia per ciascun organismo è
rappresentata dal CIBO. L’assimilazione è la capacità di
fabbricare i componenti chimici del proprio corpo manipolando
sostanze di composizione diversa assunte con l’alimentazione.
L’energia è fornita in particolare dal GLUCOSIO.

10. 5 GLI ESSERI VIVENTI
RISPONDONO AGLI STIMOLI
Una delle capacità degli esseri viventi è
quella di rispondere agli stimoli, ossia ai
messaggi di varia natura che
provengono sia dall’interno del corpo sia
dall’ambiente esterno.
Gli organismi viventi sono capaci di mutare i propri processi
metabolici, fisiologici e comportamentali, consentendo loro
di adattarsi alle condizioni (sempre mutevoli) dell'ambiente
nel quale vivono. L’illuminazione solare e la temperatura
media, per esempio, influenzano l’attività riproduttiva di
molte specie animali.

11. 6 La RIPRODUZIONE
La riproduzione asessuata, tipica degli
organismi più semplici come i batteri, è un
processo generalmente veloce che può
avvenire per:
• scissione binaria con la formazione di
due individui identici alla cellula madre
tramite una divisione simmetrica del genitore;
• gemmazione cioè dal distacco asimmetrico di alcune
parti del genitore.
La riproduzione è quel processo che
consente la formazione di nuovi organismi
allo scopo di propagare la specie
Gli organismi che si ottengono sono tutti identici tra loro, oltre
che al genitore, e rappresentano un CLONE

12. La riproduzione sessuata è tipica delle specie più evolute,
nelle quali si distinguono organismi di genere diverso. Per la
riproduzione gli individui di sesso diverso producano di cellule
chiamate gameti.
Il gamete proveniente dalla madre
(cellula uovo) e dal padre
(spermatozoo) si fondono dando
origine a un nuovo individuo.
In alcune specie la fecondazione
è interna e si hanno specifici organi
per l’accoppiamento; in altri casi i
gameti vengono rilasciati nell’ambiente
e la fecondazione è esterna. I nuovi individui
non sono identici ai propri genitori, ma simili
ad entrambi
La RIPRODUZIONE

13. 7. EVOLUZIONE
Per evoluzione, si intende il mutamento di una intera specie
vivente nel corso delle generazioni; consiste nel progressivo
accumularsi di piccole modificazioni che, in un arco di tempo
ampio, determinano nella specie vivente significativi
cambiamenti morfologici, strutturali e funzionali. In alcune
condizioni e nel corso di molto tempo, una popolazione può
anche dare origine a una nuova specie.
Secondo le moderne teorie evolutive, la variabilità tra gli
individui di una specie è l’elemento fondamentale su cui
agisce la selezione naturale:
essa favorisce la procreazione
degli individui più adatti, e
quindi la trasmissione dei loro
specifici caratteri ereditari.