Se l'accoppiamento tra due organismi con sessi separati caratterizza la maggior parte degli esseri viventi, sono molteplici i casi in cui la determinazione del sesso è frutto di particolari condizioni ambientali che agiscono durante le fasi precoci...

La classificazione degli organismi in base alle specie è il risultato della ricostruzione filogenetica della loro storia evolutiva; un’analisi che oggi viene condotta principalmente a livello molecolare e si basa sul confronto delle sequenze di DNA...

Dall’esofago all’intestino crasso il tubo digerente è rivestito da quattro strati di tessuto (▶figura 5) chiamati tonache. Iniziando dal lume del canale, cioè procedendo dall’interno verso l’esterno si incontrano i seguenti tessuti: mucosa,...

L’assorbimento è il passaggio di molecole nel sangue e nei vasi linfatici attraverso le cellule epiteliali della mucosa. Questo processo avviene per il 90% nell’intestino tenue per diffusione semplice, diffusione facilitata e trasporto attivo, e...

Senza mutazioni non ci sarebbe evoluzione. Come vedremo più avanti, le mutazioni non sono la forza trainante dell’evoluzione, però ne costituiscono il presupposto, perché forniscono la variabilità genetica su cui agiscono la selezione naturale e...

I biologi molecolari hanno scoperto una sequenza di DNA che è uguale in tutti i geni omeotici. Questa sequenza si trova inoltre in numerosi geni per la segmentazione e in altri geni che codificano fattori di trascrizione. La sequenza di DNA di 180...

Tutte le cellule contengono enzimi chiamati DNA ligasi che durante il processo di duplicazione del DNA uniscono i frammenti di Okazaki (vedi ▶capitolo B2). Quando i biologi riuscirono a isolare tali enzimi, si resero conto che potevano essere utili...

Gli esempi che abbiamo descritto dimostrano come i meccanismi dell’evoluzione abbiano prodotto organismi diversi, adattati ai vari ambienti del pianeta. Tuttavia, l’evoluzione ha i suoi limiti: per esempio, se in una popolazione manca l’allele...

La documentazione fossile relativa al periodo compreso fra 400000 e 130000 anni fa testimonia l’esistenza di numerose forme di transizione da H. erectus a H. sapiens rinvenute in Africa, in Cina, a Giava e in Europa. Anche se anatomicamente...

I connettivi specializzati comprendono la cartilagine (▶figura 7), il sangue e il tessuto osseo. La cartilagine è formata da cellule chiamate condrociti, che producono una matrice extracellulare consistente ma gommosa grazie alla presenza di...

La relazione tra la P O2 e la quantità di O2 legato all’emoglobina non è lineare, ma a forma di S. Questa curva sigmoide che descrive il legame tra ossigeno ed emoglobina (vedi ▶figura 6) riflette le interazioni tra le quattro subunità delle...

Nonostante le notevoli differenze di funzione e di strategia, il sistema endocrino e il sistema nervoso devono necessariamente interagire: non è possibile infatti garantire un equilibrio interno senza tener conto delle nostre relazioni con il mondo...

Sebbene il meccanismo dello sviluppo appaia così ben programmato, talvolta le cose non vanno come dovrebbero. Capita, per esempio, che alcune cellule della blastocisti vadano accidentalmente perdute; in questo caso, altre cellule possono cambiare la...

La velocità con cui si verifica la propagazione dell’impulso nervoso dipende essenzialmente da due fattori: il diametro dell’assone e la presenza della guaina mielinica. In generale, gli assoni mielinizzati e con diametro maggiore conducono il...

I terminali assonici dei neuroni motori sono generalmente molto ramificati e possono formare sinapsi con centinaia di fibre muscolari; tutte le fibre attivate da un singolo motoneurone costituiscono un’unità motoria e si contraggono simultaneamente...

I biologi raggruppano le specie attualmente viventi in tre gruppi chiamati domini: archei, batteri, eucarioti. Archei e batteri presentano processi metabolici differenti, ma condividono una caratteristica fondamentale: l’unità costitutiva di...

Nell’acqua pura la concentrazione di ioni H+ e quella di ioni OH− si equivalgono. Inoltre, nelle soluzioni acquose, il prodotto tra le due concentrazioni è sempre costante: per questo motivo, se la concentrazione di ioni H+ aumenta, come nel caso...

Per descrivere in modo completo la struttura terziaria di una proteina occorre precisare la posizione relativa di ciascun atomo della molecola rispetto a tutti gli altri atomi nelle tre dimensioni dello spazio. Una simile descrizione è disponibile per...

Il trasporto attivo richiede la partecipazione della molecola di ATP, ricca di energia. Nel trasporto attivo, l’energia liberata dall’idrolisi dell’ATP spinge particolari ioni in direzione opposta al gradiente di concentrazione. Per esempio, la...

In un processo complesso come la divisione cellulare capita che talvolta qualcosa vada storto. Può succedere che una coppia di cromosomi omologhi non si scinda alla meiosi I, oppure che i cromatidi fratelli non si separino durante la meiosi II o...

Esiste un numero incredibile di specie di organismi unicellulari e pluricellulari diversi per dimensioni, organizzazione cellulare, metabolismo e riproduzione. Nonostante la varietà, gli esseri viventi possono essere classificati, cioè suddivisi in...

Le angiosperme sono le piante più diffuse sulla Terra da più di 100 milioni di anni. Attualmente se ne conoscono circa 250 000 specie, suddivise in due grandi gruppi: le monocotiledoni e le dicotiledoni (▶figura 26). I nomi «monocotiledone» e...

Nelle specie con sessi separati, ovari e testicoli si originano, in termini embrionali, dalle cellule di una stessa gonade ancestrale non differenziata; quest’ultima, a seconda dell’indirizzo sessuale del futuro organismo, si diversifica in...

In passato, lo scorbuto è stato un problema serio; spesso risultava fatale per i marinai che compivano lunghi viaggi. Attorno alla metà del Settecento, il medico scozzese James Lind scoprì che la malattia poteva essere prevenuta se i marinai avevano...

Un aspetto sorprendente del controllo genetico dello sviluppo è il fatto che esso prevede anche la morte programmata di interi gruppi di cellule. Tale fenomeno, chiamato apoptosi, è necessario affinché gli organi assumano la loro forma corretta. Un...

L’ipotesi dell’origine africana (▶figura 12A) prevede che i primi uomini moderni si siano evoluti in Africa 200000 anni fa e che poi si siano diffusi in tutto il mondo, sostituendosi completamente a H. sapiens arcaico o al più progredito uomo di...

Il tessuto nervoso è formato da due soli tipi di cellule: i neuroni e le cellule gliali. I neuroni sono cellule eccitabili: ciò significa che essi possono generare e trasmettere segnali elettrochimici, chiamati impulsi nervosi. La trasmissione di...

Indipendentemente dall’intensità dello stimolo che li ha generati, i potenziali d’azione sono sempre uguali; essi, infatti, sono eventi del tipo «tutto o nulla». Se lo stimolo induce una depolarizzazione sufficiente a raggiungere il livello...

Agili, snelli, eleganti, i ghepardi sono perfette macchine da corsa. Nessun animale terrestre può superarli, quando sono lanciati alla massima velocità, che può arrivare a 115 km/h. Eppure, se paragonati ai nostri atleti più veloci, che hanno una...

La struttura tridimensionale di una proteina, essendo affidata a legami deboli, è molto sensibile alle condizioni ambientali. Condizioni insufficienti a spezzare i legami covalenti, come aumenti della temperatura e variazioni di pH, sono però capaci...

La ricostruzione degli alberi filogenetici è un lavoro complesso che si basa sull’analisi di molti dati; i più importanti sono: l’analisi della morfologia delle parti del corpo di un organismo, come lo scheletro o foglie; l’analisi dei...

Le foglie sono gli organi specializzati nella fotosintesi Le foglie sono costituite da una lamina fogliare che si inserisce sul fusto per mezzo di un peduncolo chiamato picciolo. La maggior parte delle foglie presenta due zone di tessuto...

Il nucleo non è il solo organulo della cellula eucariotica provvisto di materiale genetico; anche i mitocondri e i plastidi vegetali contengono infatti un piccolo numero di geni. Per esempio, la specie umana presenta circa 24 000 geni nel genoma...

Se oggi incontrassimo un neandertaliano per strada, ci sembrerebbe semplicemente un tipo un po’ «primitivo» o addirittura un membro di un’altra specie? La domanda appassiona anche gli scienziati: gli esseri umani moderni sono una specie del tutto...

A metà degli anni Quaranta del secolo scorso, Alan L. Hodgkin e Andrew F. Huxley dell’Università di Cambridge cominciarono a fare esperimenti sulle proprietà elettriche delle membrane assoniche. Con le tecniche disponibili a quel tempo, le misure...

Ci possono essere due tipi di contrazioni muscolari: isotoniche oppure isometriche. Nella contrazione isotonica la tensione (cioè la forza della contrazione) sviluppata dal muscolo rimane pressoché costante, mentre il muscolo cambia la sua lunghezza....

L'embriologia comparata e lo studio delle modalità di sviluppo dopo la nascita hanno consentito ai biologi di confrontare il modo in cui si raggiunge la forma adulta nella nostra specie e nelle specie a noi più vicine, soprattutto lo scimpanzé. Il...

I muscoli lisci forniscono la forza che permette la contrazione di molti organi interni. Anche le fibre del muscolo liscio contengono filamenti di actina e miosina, ma differiscono dalle cellule del muscolo striato per tre ragioni: in genere sono...

Il muscolo cardiaco si trova nell’organismo in un’unica sede, il cuore, di cui forma gran parte delle pareti. Assomiglia sia al muscolo scheletrico sia al muscolo liscio: è striato come il primo, ma è anche involontario e non soggetto a...