I neurotrasmettitori si possono suddividere principalmente in quattro gruppi (tabella 2). Il primo tipo comprende gli amminoacidi e ne fanno parte i neurotrasmettitori più diffusi nel cervello, come l’acido gamma-ammino-butirrico (GABA) e l’acido...

I sistemi nervosi degli invertebrati sono di varia complessità. Il più semplice modello organizzativo di sistema nervoso lo troviamo in Hydra (figura A); questo animale marino vive attaccato ai fondali e muove il proprio corpo grazie alle...

Il midollo spinale ha circa lo spessore di un pollice e misura 40 cm di lunghezza; si estende dalla nuca fino alla seconda vertebra lombare. Oltre questo punto i nervi, per arrivare alle porzioni posteriori, devono prima attraversare un tratto di...

Molti studi hanno dimostrato che nel campo della percezione i due emisferi non hanno differenze funzionali nette, ma hanno piuttosto diverse modalità di elaborare le stesse informazioni; il maggior contributo di un emisfero o dell’altro...

Osservando una persona, spesso siamo in grado di interpretare il suo stato d’animo in base al modo in cui piega le labbra, inarca le sopracciglia o muove gli occhi. La nostra capacità di capire gli altri o di creare con loro un ponte emotivo dipende...

Sono presenti dei recettori anche a livello di muscoli e tendini dei recettori. Nei muscoli ci sono particolari meccanocettori chiamati fusi neuromuscolari, sensibili allo stiramento delle fibre muscolari. Questi recettori portano l’informazione...

Esistono alcuni ormoni, chiamati feromoni, che vengono liberati all’esterno del corpo per comunicare informazioni a individui della stessa specie. Esempi di feromoni sono quelli usati come richiamo da parte delle femmine di diversi mammiferi nel...

La ghiandola pineale, o epifisi, è una piccola struttura situata al centro del cervello che secerne l’ormone melatonina (figura 8). In molti animali, tra cui gli esseri umani, la produzione di melatonina aumenta bruscamente di notte (nell’uomo la...

Se viene prodotta una quantità insufficiente dell’ormone della crescita durante l’infanzia, si ha una condizione definita nanismo ipofisario mentre, se ne viene prodotto troppo, si ha una forma di gigantismo; gran parte dei giocatori di basket,...

Il pene è un organo copulatore, ha cioè la funzione di introdurre i gameti nelle vie genitali femminili. Il pene è cilindrico e ha un volume variabile; la sua parte terminale si chiama glande ed è ricoperta da una piega di cute detta prepuzio (vedi...

Il ciclo mestruale ha una durata di circa 28 giorni e corrisponde alla complessa serie di eventi che ha luogo tra l’inizio di una mestruazione e quella successiva (figura 11). Tra gli ormoni che partecipano al complesso sistema a feedback che regola...

Nella donna le patologie più frequenti che producono sterilità sono associate alla funzione ormonale e riguardano generalmente disfunzioni legate all’ovulazione. Invece, le patologie dovute a cause anatomiche riguardano in genere difetti degli...

Dopo l’impianto iniziano a formarsi le membrane extraembrionali e la placenta diventa una struttura stabile. Durante la sua seconda settimana di vita l’embrione raggiunge una lunghezza di 1,5 millimetri (la lunghezza dell’embrione viene calcolata...

 

Le misure di volume sono molto frequenti nel laboratorio di chimica e nella vita quotidiana (perlopiù si tratta di misure di liquidi). Il volume è una grandezza derivata da una lunghezza (elevata al cubo) e la sua unità di misura nel SI è il metro...

L’energia chimica contenuta nei combustibili e nei cibi è energia potenziale; tale energia è trasformabile in calore, o in altra forma di energia, mediante reazioni chimiche. Analogamente, un corpo di massa m sollevato a un’altezza h dal suolo...

Immaginiamo ora di raffreddare un recipiente pieno di vapore acqueo; se riportiamo in grafico i valori della temperatura in funzione del tempo, otterremo una curva inversa a quella di riscaldamento (figura 14). Questa curva si chiamerà curva di...

La distillazione è il metodo privilegiato per la purificazione dei liquidi e si basa sulla diversa volatilità dei componenti delle miscele liquide. La volatilità rappresenta la tendenza a evaporare, ed è più alta per i liquidi che presentano un...

Consideriamo infine i semimetalli (per esempio, il germanio e il silicio): questi elementi, che sono solidi a temperatura ambiente, hanno proprietà intermedie, in parte di tipo metallico e in parte non metallico. Essi non sono né conduttori né...

Nel 1808, un insegnante di matematica e filosofia naturale, John Dalton (figura 5), analizzò diversi casi in cui due elementi possono reagire e portare alla formazione di due o più composti di struttura chimica diversa. Consideriamo, per esempio, la...

Un altro fenomeno che interessa i liquidi è la capillarità. Quando immergiamo un tubicino di vetro (capillare) in acqua, essa penetra nel tubicino e raggiunge una certa altezza: più stretto è il diametro del tubicino, più in alto si spinge la...

Durante l’ultima parte del diciottesimo secolo nacque un rinnovato interesse per i fossili (figura 14). Nei secoli precedenti i fossili si collezionavano come curiosità, ma erano considerati o come stranezze della natura (come certe pietre che...

Un altro esempio di cambiamenti evolutivi osservabili direttamente è lo sviluppo della resistenza agli insetticidi. Sostanze chimiche velenose per gli insetti (come il DDT, oggi proibito perché dannoso per l’ambiente) furono...

La suddivisione degli organismi in categorie si basa su determinate caratteristiche tra cui le somiglianze strutturali. Da Aristotele in poi, tuttavia, i biologi si sono accorti che un corretto criterio di classificazione non può tener conto solo...

Le alghe sono organismi eucarioti fotosintetici comparsi più di 2 miliardi di anni fa; come abbiamo visto, le alghe vengono classificate nel regno dei protisti anche se molte sono pluricellulari e, analogamente alle piante, possiedono clorofilla a...

Le piante vascolari con fiori sono le angiosperme; queste piante dominano le regioni tropicali e temperate del mondo, occupando più del 90% della superficie terrestre in cui sono presenti forme vegetali. Le angiosperme non comprendono soltanto le...

Dove il clima è troppo freddo e gli inverni troppo lunghi anche per le conifere, la taiga degrada nella tundra artica. Questo bioma occupa un quinto della superficie terrestre formando una cintura continua a nord delle foreste di conifere, intorno...

Il colesterolo appartiene a un importante gruppo di composti, quello degli steroidi. Sebbene gli steroidi non somiglino strutturalmente agli altri lipidi, essi vengono classificati tra queste molecole biologiche per la loro insolubilità in acqua....

Gli apparati di Golgi sono organuli costituiti da quattro o più sacchi appiattiti, chiamati cisterne, disposti in pile; le cisterne sono formate da membrane e sono circondate da tubuli e vescicole (figure 12A,B). Questi organuli prendono il nome dal...

Il prodotto finale della fotosintesi, ossia il glucosio, è la biomolecola più utilizzata dalle cellule per ottenere energia. Una volta in possesso di questo monosaccaride, tutte le cellule lo demoliscono per ricavare l’energia contenuta nei suoi...

La citodieresi è un processo di divisione del citoplasma che normalmente segue la mitosi; essa inizia in genere verso la fine della telofase mitotica e suddivide il citoplasma e gli organuli in parti uguali. La citodieresi delle cellule animali...

I gemelli identici, chiamati gemelli monozigoti, si originano da un unico zigote che inizia a dividersi per mitosi; si forma così un gruppo di cellule tutte geneticamente identiche tra loro che rappresentano il primo stadio dello sviluppo embrionale...

 

Le aree di acqua stagnante variano, per grandezza, dalle pozze più piccole fino ai laghi che si estendono per migliaia di kilometri quadrati. Questi invasi contengono tre zone distinte (dalle sponde verso il centro del lago): la zona litoranea, la...

Verso la fine del secolo scorso è stata perfezionata una nuova tecnologia basata sui microarray di DNA (o chip genici); trai molteplici utilizzi di questa tecnologia c’è quello destinato a migliorare le nostre conoscenze sull’espressione genica....

I batteri si riproducono in maniera asessuata per scissione, un tipo di riproduzione che dà origine a cellule figlie geneticamente identiche a quella di partenza. La coniugazione svolge dunque un ruolo particolarmente importante in quanto, insieme...

Anche alcuni virus degli eucarioti, così come i batteriofagi temperati, possono integrare i loro geni all’interno del DNA cromosomico della cellula ospite. Una volta avvenuta l’integrazione, questi virus si chiamano provirus; essi possono essere...

Un’altra tecnica per produrre copie multiple di un dato frammento di DNA è, come abbiamo visto nel Capitolo B1, quella della reazione a catena della polimerasi (PCR). A differenza della clonazione, questa serie di reazioni può avvenire solo se si...

I due esperimenti che abbiamo appena esaminato dimostrarono come sia possibile inserire con successo dei geni estranei nei nuclei delle cellule di mammifero e farli esprimere correttamente ottenendo risultati concreti, anche se i prodotti finali non...

Un risultato curioso ottenuto dallo studio sul genoma umano è stato quello di scoprire che i nostri geni sono meno di 25 000, un numero molto inferiore a quello (circa 100 000) fino a quel momento ipotizzato. Come abbiamo visto, però, conoscere la...

A mano a mano che gli studi di genetica procedevano, divenne chiaro che le caratteristiche dominanti e recessive non sono sempre così nette come quelle dei sette caratteri studiati da Mendel nella pianta di pisello. Talvolta, alcune caratteristiche...

Nelle popolazioni che si riproducono per via sessuata si sono evoluti molti meccanismi tendenti a favorire nuove combinazioni genetiche. Tra le piante, una varietà di meccanismi assicura che il polline contenente i gameti maschili prodotti dai fiori...

Un secondo tipo di selezione, la selezione divergente, aumenta la frequenza delle caratteristiche estreme di una popolazione a spese delle forme intermedie (figura 25A). Un caso di selezione divergente riguarda i salmoni argentati (Oncorhynchus...

Una specie ad ampia diffusione presenta spesso una serie di fenotipi distinti, gli ecotipi, a causa delle differenti condizioni ambientali nelle quali vivono talvolta le popolazioni che occupano aree geografiche limitrofe. Col passare del tempo, le...

Un quarto modello di evoluzione, riscontrabile soprattutto attraverso i reperti fossili, è la suddivisione di una linea evolutiva di organismi in due o più linee distinte; questo processo è chiamato cladogenesi (che significa ramificazione). Specie...

Come abbiamo visto, da qualche parte nel cespuglio tassonomico di Australopithecus comparve a un certo punto il primo esponente del genere Homo (figura 15). Nel 1962 il paleontologo britannico Louis Leakey (1903-1972, marito di Mary Leakey) annunciò...

Abbiamo visto come le cellule formano i tessuti e quindi gli organi. A loro volta gli organi si riuniscono in sistemi, che sono strettamente correlati tra loro a formare l’intero organismo umano. Grazie alla figura 6, possiamo esaminare le funzioni...

L’invecchiamento è un fenomeno naturale provocato dalle continue interazioni dell’ambiente esterno sul corpo. Il nostro organismo a sua volta ha una certa durata e col passare del tempo riesce con sempre maggiore difficoltà a riparare i danni e a...