UNITÀ 2 - PROCESSI METABOLICI E RIPRODUTTIVI
Lezione 1 – La respirazione cellulare
Approfondimento - La respirazione negli animali e nei vegetali
La respirazione negli animali
Negli organismi unicellulari l’organo addetto alla respirazione è la membrana cellulare, attraverso
la quale l’ossigeno entra direttamente nel minuscolo ambiente interno formato da una sola cellula.
Anche in molti organismi acquatici pluricellulari, come le spugne, le meduse e in certi vermi,
l’ossigeno (che l’acqua contiene in grande quantità) penetra all’interno attraverso la sottile
superficie del rivestimento protettivo esterno.
Infine, anche alcuni animali terrestri respirano attraverso la pelle, purché essa sia rivestita di
sostanze ricche d’acqua, nella quale l’ossigeno può sciogliersi; ciò si osserva nelle rane, nei
lombrichi e nelle chiocciole.
Ma, per lo più, via via che la complessità degli organismi aumenta, gli organi della respirazione si
differenziano nettamente, acquistando forme e funzioni specifiche ben precise.
Gli organismi acquatici pluricellulari respirano per mezzo delle branchie. Esse sono
essenzialmente dei ciuffi di sottili filamenti, posti esternamente al corpo dell’animale, che si
stendono nell’acqua in modo da costituire un’ampia superficie di contatto tra l’ambiente esterno e
quello interno; in tal modo l’ossigeno può penetrare nell’organismo con facilità e in abbondanza.
Respirano per branchie i pesci, i crostacei, molti molluschi e anellidi acquatici.
Il modo di respirare degli animali terrestri è, invece, molto
diverso; essi presentano l’apparato respiratorio situato
all’interno dell’organismo ove, attraverso le vie respiratorie,
l’aria, ricca di ossigeno, giunge ben umidificata.
Una respirazione di questo genere si dice polmonare; i
polmoni si possono pensare come grandi tasche interne, le cui
vaste superfici ripiegate permettono all’ossigeno di passare
dall’atmosfera all’ambiente interno dell’organismo [fig. 1].
Un caso del tutto particolare è poi quello degli insetti che
respirano per trachee [fig. 2], sottili canalicoli situati nelle
varie zone del corpo, dalle pareti rinforzate, che si aprono verso
l’esterno con gli stigmi, e si diramano nell’organismo
trasportando l’aria fino alle cellule più interne.
Fig. 2. Gli insetti per mezzo delle trachee
fanno giungere l’aria direttamente ai
vari
organi.
Fig. 1. Gli animali terrestri, come
sappiamo, con la respirazione
assorbono ossigeno ed emettono
biossido di carbonio. Gli animali
acquatici,
come
i
pesci,
introducono l’acqua dalla bocca e
con le branchie, ricoperte da
opercoli, trattengono l’ossigeno
“disciolto” nell’acqua ed emettono
biossido di carbonio.
In molti anfibi, che
durante la vita larvale
possiedono le branchie,
il polmone è una semplice cavità non molto dissimile da un
sacco. Ma l’attività respiratoria degli anfibi viene svolta
soprattutto attraverso la pelle sottile, nuda e rivestita di
muco. Gli anfibi perciò sono ancora legati all’acqua e
all’ambiente umido. I rettili, gli uccelli e i mammiferi, che
sono del tutto indipendenti dall’acqua, hanno una pelle
impermeabile, per cui possono respirare solamente per
mezzo dei polmoni.
Negli uccelli, durante il volo, il torace si espande e si contrae, rendendo possibile la combinazione
dei movimenti del volo e della respirazione. I polmoni di questi animali sono collegati a delle
“tasche”, dette sacche aeree, che hanno la funzione di regolare la respirazione riducendo l’aria
residua nei polmoni e di diminuire il peso specifico del corpo, favorendo così il galleggiamento
nell’aria.
La respirazione nei vegetali
Anche i vegetali respirano, con la differenza che - rispetto ad altri organismi - non possiedono
(come per la digestione) particolari apparati per la presa e il trasporto dei gas.
L’ossigeno atmosferico penetra attraverso gli stomi delle foglie e le lenticelle della corteccia e,
tramite queste stesse aperture, viene eliminato il diossido di carbonio, prodotto di scarto del
metabolismo cellulare.
Questo scambio gassoso avviene ininterrottamente durante l’intero arco della giornata poiché le
piante respirano sia durante il giorno sia di notte. Tuttavia durante il giorno la fotosintesi
clorofilliana maschera il fenomeno respiratorio: la fotosintesi, infatti, non solo richiede uno scambio
gassoso inverso - assorbe biossido di carbonio ed elimina ossigeno - ma è anche 20-40 volte più
intensa della respirazione. Quindi i vegetali, al pari degli animali, respirano sempre, ma la loro
respirazione si rende più evidente di notte, in assenza della fotosintesi.
UNITÀ 2 - PROCESSI METABOLICI E RIPRODUTTIVI
Lezione 3 – La cellula si riproduce: mitosi e meiosi
Approfondimento - La riproduzione vegetativa nelle piante
Le piante hanno due modalità di riproduzione: quella sessuata o gamica e quella asessuata o
agamica o vegetativa.
Quella sessuata richiede la produzione e l’incontro di gameti, mentre quella asessuata o vegetativa
non richiede la produzione e l’incontro di cellule specializzate. La riproduzione vegetativa è molto
diffusa nelle piante e consiste nel taglio di una porzione della pianta che viene messa poi a
radicare. Il prodotto di questa riproduzione manterrà le stesse informazioni genetiche della pianta
madre e costituisce un clone.
Questa riproduzione avviene in natura in modo spontaneo e può avvenire per stoloni, come nelle
fragole, rami lunghi e sottili che strisciano sul terreno formando nuove radici che si ancorano al
suolo, o per rizomi, fusti sotterranei sui quali si producono gemme in grado di produrre nuove
piante, come la patata, o per polloni, gemme alla base del fusto che danno origine a nuove piante,
come nel castagno, nei platani, nei tigli e nei salici dove addirittura le nuove piante si formano dalla
caduta di pezzi di rami, che radificano spontaneamente sul terreno.
In agricoltura si utilizzano forme di riproduzione artificiale quali la propaggine, la margotta e la
talea [fig. 1].
La riproduzione per propaggine consiste nell’interrare un ramo, che funge da stolone; il ramo viene
tagliato solo quando ha prodotto le radici ed è quindi in grado di originare una nuova piantina.
La riproduzione per margotta consiste nel formare un panetto di terriccio umido e metterlo attorno a
un ramo dove prima è stata praticata un’incisione. Il terriccio va coperto in modo tale che rimanga
umido. Quando il ramo ha
emesso le radici, dopo
qualche settimana, viene
tagliato e interrato e da esso
si svilupperà una nuova
pianta. La riproduzione per
talea, invece, è una tecnica
che consiste nel prelevare un
rametto della pianta e
metterlo in acqua fino a
quando non sono spuntate le
radici, oppure si possono
prendere anche le foglie o
parti della pianta e metterle
sul terreno umido.
Da questi “frammenti” si Fig. 1. A. e B. Varie forme di riproduzione naturale nelle piante. C. D. E.
svilupperanno le radici e Tipi di riproduzione artificiale.
poi l’intera pianta, uguale alla pianta madre.
