Gli amminoacidi sono i monomeri delle proteine. Già dal nome ricaviamo che la loro molecola contiene un gruppo amminico ―NH2 e un gruppo carbossilico ―COOH. Al carbonio è legato anche un gruppo R― , diverso per ciascun amminoacido. A...

Secondo le moderne teorie, il nostro Universo (figura 1) ha avuto inizio da un’enorme esplosione, il Big Bang. Si ritiene che, prima di questo evento, tutta l’energia e tutta la materia dell’attuale Universo fossero compresse in un punto...

Con l’aiuto dei microscopi oggi è noto che si sono evoluti sulla Terra due diversi tipi di cellule, le cellule procariote e quelle eucariote (eu-karion in greco significa «vero nucleo»); esse presentano notevoli differenze strutturali e...

A circa 543 milioni di anni fa viene fatto risalire un evento fondamentale nella storia della Terra, chiamato «esplosione cambriana»; con il termine esplosione si vuole indicare la comparsa relativamente rapida di tutte quelle specie di organismi che...

L’idea che gli organismi potessero evolversi nel tempo, ossia che ogni organismo derivi da uno diverso precedentemente esistente, è precedente ad Aristotele (vedi scheda). Una scuola di filosofia greca, fondata da Anassimandro (610-546 a.C.) e...

Nel mese di dicembre del 1831, Charles Darwin salpò dal porto inglese di Plymouth. Quando il brigantino Beagle, durante il suo viaggio lungo le coste del Sud America (figura 18), gettava le ancore per fare rifornimento d’acqua e di provviste...

Quasi sempre l’evoluzione è un processo talmente lento da non poter essere osservato in modo diretto. In alcuni casi, tuttavia, è stato possibile osservare i cambiamenti evolutivi durante il loro svolgimento. Talvolta, infatti, gli effetti...

Un gruppo di specie strettamente affini, presumibilmente derivate da un antenato comune, costituisce un genere. Il sistema di nomenclatura binomia, tuttora in uso, fu inventato dal medico e naturalista svedese Carl von Linné, noto in Italia come Carlo...

Migliaia sono le specie animali minacciate già oggi di estinzione; tra queste, più di mille sono di mammiferi e altrettante di uccelli. Orsi polari, tigri, rinoceronti, gorilla, lupi e volpi sono solo alcuni esempi di specie che hanno subito negli...

Gran parte degli archeobatteri (o archei) vive in condizioni ambientali estreme: gli alofili, per esempio, si trovano in ambienti molto salati, come i mari chiusi o le saline, mentre i termoacidofili vivono in zone estremamente calde (anche vicino ai...

Osservando con un semplice microscopio ottico alcune gocce di acqua stagnante, si possono vedere diverse specie di protozoi che si muovono nell’acqua o vivono ancorati ai detriti (figura 13). I protozoi costituiscono un insieme molto vario di...

La classificazione dei funghi ha subito diversi cambiamenti in questi ultimi anni; dal punto di vista della filogenesi si ritiene che, dopo una prima separazione dalle muffe d’acqua, la linea evolutiva dei funghi abbia subito due principali...

Quando i primi organismi vegetali si insediarono sulla terraferma, iniziarono ad adattarsi al nuovo tipo di vita. Queste caratteristiche adattative devono essersi sviluppate all’inizio della storia evolutiva delle piante; infatti, quasi tutti gli...

Le felci sono presenti a tutte le latitudini, dalle foreste pluviali tropicali alle fredde praterie nordiche, e sono le piante senza semi più abbondanti con 12 000 specie attualmente viventi (figura 5); alcune sono di piccole dimensioni (pochi...

Le radici svolgono due funzioni principali: ancorare la pianta al terreno e assorbire dal suolo l’acqua e i minerali essenziali. La radice embrionale è la prima struttura che emerge dal tegumento del seme durante il processo di germinazione (figura...

Gli animali attuali sono classificati in circa 30 phyla (singolare phylum). Per classificare un animale, e per cercare di determinare le relazioni evolutive tra i differenti phyla, si possono utilizzare criteri diversi; tra i più importanti vi sono...

I poriferi sono quasi tutti marini (figura 2), hanno dimensioni che variano da un centimetro fino a due metri e sono sessili, vivono cioè ancorati a diversi tipi di fondali: la maggior parte dei poriferi si trova in acque poco profonde lungo le coste,...

La vita sulla Terra dipende dall’energia del Sole, che è anche responsabile del clima, dei venti e del tempo atmosferico. A causa della presenza dell’atmosfera, solo una parte dell’energia del Sole raggiunge la superficie della Terra e diventa...

Il passaggio di energia da un organismo a un altro avviene lungo una catena alimentare, cioè una sequenza di organismi in relazione tra loro come prede e predatori: il primo è mangiato dal secondo, il secondo dal terzo e così via in una serie di...

Il fosforo è necessario a tutti i viventi in quanto è una componente di biomolecole essenziali (per esempio, il DNA). Come altri elementi minerali, il fosforo viene liberato dai tessuti degli organismi morti grazie all’attività dei decompositori,...

Un’eccessiva immissione nei laghi di acque ricche di sostanze contenenti fosforo e azoto, provenienti spesso dal dilavamento di suoli in cui si è fatto uso di fertilizzanti e dallo scarico di detersivi e acque urbane, provoca un fenomeno, chiamato...

La superficie terrestre può essere suddivisa in un certo numero di aree geografiche, dette biomi, caratterizzate da specifici tipi di vegetazione dominante (figura 11). In ecologia, con la parola bioma si intende una classe o categoria di comunità...

Per le loro molteplici attività, le cellule hanno spesso la necessità di sintetizzare nuovi polimeri oppure di demolirli. Durante la sintesi di un polimero a partire da due o più monomeri, per ogni coppia di monomeri che si unisce viene eliminata...

Quando una regione dotata di carica di una molecola d’acqua si avvicina a una regione con carica opposta di un’altra molecola d’acqua, la forza di attrazione che si viene a creare tra queste due molecole determina la formazione di un legame a...

I monosaccaridi sono dei composti organici formati da carbonio, idrogeno e ossigeno; le proporzioni sono di un atomo di carbonio ogni due di idrogeno e uno di ossigeno, come indicato dalla seguente formula grezza generica: Cn(H2O)n. I rapporti numerici...

A differenza di molte piante, come le patate che accumulano amido nei loro fusti sotterranei, gli animali hanno una limitata capacità di immagazzinare carboidrati. Pertanto, nei vertebrati gli zuccheri in eccesso (rispetto a quanto può essere...

Nelle cellule le proteine formano lunghe catene in cui gli amminoacidi si susseguono uno dopo l’altro come i vagoni di un treno. Questa sequenza lineare di amminoacidi, che viene dettata dalle informazioni ereditarie presenti nel nucleo della...

Negli organismi viventi ci sono due diversi acidi nucleici; l’acido ribonucleico (RNA), i cui nucleotidi hanno come zucchero il ribosio, e l’acido desossiribonucleico (DNA), in cui si trova il desossiribosio, uno zucchero che contiene un atomo di...

Le cellule sono sistemi viventi che devono svolgere in ogni momento un gran numero di reazioni chimiche. Il metabolismo cellulare, cioè l’insieme di tutte le attività che avvengono in ogni cellula (tra cui la sintesi e la demolizione delle...

Gli organismi procarioti sono in grado di vivere in qualsiasi ambiente (vedi Capitolo A2), per esempio in vari tipi di terreni o come parassiti all’interno delle cellule animali e vegetali; vi sono batteri che vivono anche in luoghi inospitali ed...

La presenza di una parete cellulare costituita da cellulosa è tipica delle cellule vegetali e distingue questo tipo di cellule da tutte le altre; la parete si trova esternamente alla membrana ed è assemblata dalla cellula stessa (figura 8). Le pareti...

Nelle cellule eucariote circa metà del citoplasma è costituito da strutture chiamate organuli, gran parte delle quali è circondata da una membrana; così come nel corpo degli animali le diverse funzioni sono svolte dagli organi, quali il fegato e il...

Le sostanze possono entrare o uscire dalle cellule, o muoversi al loro interno, in diversi modi; in alcuni casi non è previsto un apporto di energia da parte della cellula e, per questo motivo, il trasporto delle sostanze viene detto passivo, mentre...

Per metabolismo si intende una serie di reazioni chimiche che comprende sia la sintesi di biomolecole complesse mediante condensazione di molecole più semplici, sia la demolizione dei composti organici in molecole più semplici con liberazione di...

Alcuni batteri hanno tempi di divisione compresi tra i 15 e i 30 minuti, come per esempio Escherichia coli, un comune batterio che vive nel nostro intestino favorendo i processi digestivi (figura 3), oppure Staphylococcus aureus, un’altra specie...

Alcuni organismi unicellulari, ma anche molte cellule di organismi pluricellulari sia animali sia vegetali, passano in continuazione attraverso successivi cicli cellulari. Un esempio è dato da particolari cellule presenti nel midollo osseo umano, le...

All’inizio della mitosi i cromosomi si addensano tanto da diventare ben visibili al microscopio ottico. Poiché, durante la fase S del ciclo cellulare, il DNA si è duplicato producendo una copia di se stesso, ogni cromosoma è costituito ora da due...

Per comprendere in che modo si svolge la meiosi dobbiamo prendere di nuovo in considerazione i cromosomi, prestando ora molta attenzione al loro numero. Ogni organismo ha un numero di cromosomi caratteristico della specie a cui appartiene; in una...

Un cariotipo è una rappresentazione ordinata del corredo cromosomico completo di un dato organismo. Il primo cariotipo umano fu ottenuto dai genetisti nel 1956. L’interesse verso questa tecnica crebbe notevolmente tre anni più tardi, quando si...

L’importanza di Mendel è legata anche all’introduzione, nel realizzare i suoi esperimenti, di un nuovo metodo scientifico. Infatti, per effettuare le fecondazioni artificiali mediante l’incrocio di piante con i caratteri prescelti, egli...

Mendel osservò con attenzione le caratteristiche delle piante nate dai vari incroci e trovò che nella generazione F1, ossia la «prima generazione filiale», tutti i discendenti mostravano solamente uno dei due caratteri presenti nei genitori;...

Mendel intuì che la scomparsa e la ricomparsa dei caratteri recessivi e le loro proporzioni costanti nella generazione F2 potevano essere spiegate ipotizzando che ogni «unità ereditaria» fosse costituita da due componenti; ogni componente di una...

Uno degli incroci fra le coppie di caratteri analizzati da Mendel era, per esempio, un genitore con semi lisci e gialli e l’altro con semi rugosi e verdi. I caratteri «liscio» e «giallo» sono dominanti, mentre «rugoso» e «verde» sono...

Tutte le malattie recessive portate dagli autosomi (ossia, tutti i cromosomi tranne quelli sessuali) si manifestano solo se sono presenti nel genotipo in forma omozigote; gli individui eterozigoti per il relativo gene sono di solito privi di sintomi....

I platelminti, ovvero vermi piatti, sono i più semplici animali a simmetria bilaterale. Un organismo con questo tipo di simmetria può muoversi più efficientemente di un animale a simmetria radiale (che, in genere, è meglio adattato a movimenti...

I molluschi presentano un’enorme varietà di forme e di comportamenti. Le principali classi di molluschi sono: i bivalvi (come le ostriche e le cozze; figure A e B), che hanno due conchiglie tenute insieme da un legamento che fa da cerniera; i...

Tutti gli artropodi sono animali segmentati, una caratteristica che suggerisce una discendenza comune con gli anellidi (come abbiamo già visto). Nel corso dell’evoluzione, tuttavia, il corpo degli artropodi si è accorciato e il numero dei segmenti,...

Tutti gli animali appartenenti a questo phylum sono caratterizzati da uno scheletro interno, o endoscheletro, munito di spine protettive. Nella maggior parte delle specie di echinodermi l’endoscheletro è costituito da minuscole piastre separate...

I vertebrati comprendono sette grandi gruppi di animali. Tutti questi organismi sono caratterizzati da una colonna vertebrale, o spina dorsale, cioè da un supporto osseo formato da unità, dette vertebre, che circondano il cordone nervoso. In modo...

Il termine anfibio deriva dal greco amphi e bios, e significa «due vite»: gli anfibi hanno infatti una doppia vita, una larvale acquatica e una adulta terrestre. Le uova, prive di guscio, sono deposte nell’acqua e fecondate esternamente: dalle uova...