Gli esseri viventi

Capitolo 11 Gli esseri viventi
11.1 Viventi e non viventi
Sulla terra possiamo distinguere cose non viventi e organismi viventi. Gli
organismi viventi sono diversissimi fra loro perciò occorre definirne le
caratteristiche al fine di classificarli; la scienza che si occupa di questo di questo
è la biologia.
Fra le seguenti immagini saremo in grado di individuare esseri viventi? A volte
la questione è ovvia a volte invece è più problematica.
La figura1mostra un vulcano in attività è certamente una cosa non vivente e la
figura 2 mostra certamente esseri viventi, la figura 3 è un virus e qui la situazione
si fa più complessa la figura 4 è un cristallo e quindi un non vivente ma, come
vedremo, presenta proprietà che in qualche modo rimandano agli esseri viventi e
in particolare ai virus per cui, quando cercheremo di stabilire le caratteristiche
degli esseri viventi dovremo prendere in considerazione anche i minerali.
Come potete notare per la prima volta non ricorreremo ad una definizione precisa
semplicemente perché nessuno ne ha formulata una condivisa da tutti anzi, molti
scienziati ormai pensano che occorre rinunciare a qualsiasi definizione. Per
ovviare a questa situazione si prendono in considerazione le caratteristiche
comuni agli esseri viventi.
11.2 Le caratteristiche degli esseri viventi
Quando parliamo di caratteristiche degli esseri viventi dobbiamo fare riferimento
a due proprietà diverse che sono:
Proprietà organizzative (cioè come sono fatti)
1. Hanno una forma caratteristica
2. Hanno una composizione eterogenea
3. Hanno struttura interna complessa
Proprietà funzionali dei viventi (cioè che cosa fanno)
1. L'organismo utilizza materia ed energia per accrescersi e conservare la
propria struttura
2. Avvertono stimoli e reagiscono ad essi
3. Si riproducono e si sviluppano secondo un programma
4. Hanno la capacità di evolvere
5. Hanno un ciclo vitale
6. Interagiscono con altri organismi e con l’ambiente
11.3 Gli esseri viventi hanno una forma caratteristica
Noi classifichiamo gli organismi in specie in base alla loro forma (criterio
morfologico) e diremo che appartengono alla stessa specie organismi che
hanno la stessa forma. La situazione non è così semplice perché tale forma è
dipende dello stato dello sviluppo dell’individuo e spesso subisce drastici
mutamenti [metamorfosi] (fig. 5 e 6). Queste modificazioni non avvengono
casualmente ma si ripetono in modo costante all’interno della stessa specie a
seconda dello stadio di sviluppo dell’individui. A volte maschio e femmina sono
molto diversi fra loro (dimorfismo sessuale fig. 7). In questo caso per sapere se
appartengono alla stessa specie occorre fare riferimento al criterio etologico (se
due individui diversi appartengono alla sessa specie si riconoscono e hanno
comportamenti complessi che consentono loro di riprodursi).
I cristalli hanno forma caratteristica che permette di classificarli tuttavia non
presentano un ciclo di sviluppo. Un cristallo grande ha esattamente la stessa
forma di un cristallo piccolo.
11.4 Gli organismi viventi hanno una composizione eterogenea
Contengono:
1. acqua (H2O)
2. Sono molto abbondanti: idrogeno (H), carbonio (C), azoto (N), ossigeno
(O)
3. Questi sono seguiti da: zolfo (S) e fosforo (P), potassio (K), sodio (Na),
Fig. 1
Fig. 2
Fig. 3
Fig. 4
Fig. 5
magnesio (Mg), calcio (Ca) e ferro (Fe), cloro (Cl)
Questi elementi formano un numero impressionante molecole (zuccheri, grassi,
proteine, acidi nucleici ecc.). I minerali hanno una composizione semplice e
omogenea.
11.5 Gli organismi viventi hanno struttura interna complessa
Gli elementi che abbiamo visto in precedenza formano molecole semplici
(acqua) e molecole estremamente complesse (macromolecole fig.8) di migliaia di
atomi. I cristalli hanno un solo tipo di molecola, la fluorite è formata solo da due
tipi di atomi calcio (Ca) e fluoro (F) (fig.9).
Anche nel più semplice organismo possibile la diverse molecole si organizzano
per dare origine a strutture diverse. Nel batteriofago, uno degli organismi (?) più
semplici che esistono (è vivente?) distinguiamo (figura 10):
1proteina
2 genoma
3 asse tubulare
4 guaina
5 piastra o placca
6 spine o fibrille
Ciascuna parte è formata da una combinazione di macromolecole. Benché i virus
hanno moltissime caratteristiche degli esseri viventi pur tuttavia essi non sono
considerati dalla maggior parte degli scienziati degli esseri viventi (infatti non
esiste un regno dei virus). Vediamo a tale proposito ciò che riporta wikipedia
“I virus (o vira, virales, virii a seconda degli schemi tassonomici, ed ambiti di
indagine) sono entità biologiche con caratteristiche di parassita obbligato, la cui
natura di organismo vivente o di struttura subcellulare è discussa, così come la
trattazione tassonomica. Per tale ragione sono considerati l'anello di
congiunzione tra composti chimici macromolecolari e organismi viventi. La
singola particella virale viene denominata virione.”
Molti organismi, in particolare i pluricellulari, possiedono anche un
organizzazione a livello di individuo. Facciamo l’esempio di un pesce, esso
contiene parti anatomiche ben individuabili (fig. 11):
1. organi (es. il cuore, le branchie),
2. apparati (ad es., quello digerente, quello scheletrico)‫‏‬
3. sistemi (ad es., quello nervoso) che svolgono specifiche funzioni e
possiedono precise strutture.
Ciascuna di queste strutture anatomiche è a sua volta costituita da diversi tipi di
tessuto formato da un numero grandissimo di cellule. Ogni cellula è a sua volta
composta da organuli che svolgono funzioni diverse ed infine ogni organulo è
formato da una combinazione variabile di macromolecole.
Fig. 6
Fig. 7
Fig. 8
Fig. 9
Fig. 10
Fig. 11
11.6 Oltre gli organismi
I viventi sono raggruppabili in specie; due individui appartengono alla stessa
specie se sono interfecondi.
La specie è suddivisa in raggruppamenti più piccoli [colonie (fig.12),
popolazioni, superorganismi (fig. 13)]
Specie che vivono insieme in uno stesso habitat formano una comunità
biologica.
Fig. 12
Definiamo infine biosfera l’insieme di tutti i viventi
Fig. 13
11.7 Metabolismo
I viventi hanno bisogno di una fonte di nutrimento, dalla quale trarre le sostanze
necessarie a produrre i propri costituenti e l'energia necessaria alla loro
costruzione; ciò che non viene utilizzato viene espulso come prodotto di rifiuto.
L’insieme di questi processi prende il nome di metabolismo. Definiamo quindi
metabolismo tutto ciò che l’organismo fa per mantenersi in vita.
11.8 Reagiscono agli stimoli
Ogni evento esterno all’organismo viene percepito come stimolo e l’organismo
reagisce ad esso. Questo comportamento è riassunto come sensibilità ed
eccitabilità. Anche i batteri reagiscono agli stimoli prevalentemente chimici si
avvicinano a stimoli positivi (cibo) allontanano da quelli negativi (sostanze
tossiche) .‫‏‬I‫ ‏‬minerali subiscono passivamente le situazioni esterne (il sale
nell’acqua si scioglie).
11.9 Riproduzione e sviluppo secondo un programma
La riproduzione è una proprietà dei viventi che non conosce eccezione, con
questo termine intendiamo la capacità degli organismi di dare origine a copie
fedeli di se stessi tramite processi altamente specializzati di duplicazione o di
moltiplicazione. Tutto ciò avviene secondo un programma genetico presente nel
DNA
11.10 La mutabilità e la capacità di evolvere
Lo scopo della riproduzione è di produrre copie fedeli, tuttavia la variabilità
degli individui appartenenti alla stessa specie testimonia come questa
replicazione non sia fedele (questo si traduce nel fatto che non siamo tutti
uguali). Popolazioni diverse della stessa specie mostrano variazioni più marcate
fino a costituire vere e proprie sottospecie.
11.11 Adattamento all’ambiente
La capacità di evolvere ha fatto si che gli organismi viventi risultino adattati
all’ambiente in cui vivono attraverso il processo della selezione naturale che ha
eliminato,
gli individui che in determinate condizioni avevano minori
probabilità di riprodursi.
11.12 Ciclo vitale
La morte rappresenta una tappa importante dei viventi ed è fondamentale per
lasciare spazio a discendenti con caratteristiche diverse da quelle dei progenitori.
Generalmente, una volta esaurita la forza riproduttiva un individuo degenera Fig. 14
rapidamente a va incontro alla morte.
Molti cicli vitali sono semplici (es. il nostro nascita, sviluppo, maturità
riproduzione nascita ecc. la vecchiaia e morte segnano l’uscita degli esseri
viventi dalla fase riproduttiva e dal ciclo vitale) altri estremamente complessi
Vediamo quelli di polipo-medusa (fig. 14) e delle felce (sotto)
11.13 Relazioni
Una delle caratteristiche dei viventi è quella di interagire col mondo esterno [con
organismi della stessa specie, di altre specie e con l’ambiente esterno]. Tali
relazioni si manifestano ad ogni livello:
1. La biomolecola interagisce con altre biomolecole per dare origine ai
componenti cellulari
2. Le cellule non si comportano in modo dissimile dalle molecole perché si
organizzano in tessuti e organi
3. Gli individui di una specie si comportano nello stesso nodo perché
interagiscono con altri individui di quella e di altre specie per costituire
comunità biologiche
4. I viventi stabiliscono reti di relazioni (catene e reti alimentari)