L argomento può essere affrontato in ogni momento del curriculum scolastico.

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2 L argomento può essere affrontato in ogni momento del curriculum scolastico. Nella scuola dell infanzia e nei primi tre anni della scuola primaria, le attività dovranno essere incentrate sul tipo di trofismo, una divisione molto semplice ed efficace, propedeutica alla spiegazione della differenza più evidente fra animali e vegetali. Non si parla di funzioni, ma di esperienze vissute. Storie o racconti che mostrino come si nutrono le piante si affiancheranno ad altri che parlano del nutrimento degli animali. Le catene alimentari in classe III serviranno a collegare fra loro gli animali e le piante osservati negli anni precedenti, dando l idea che ogni individuo è parte importante del mondo. Negli ultimi due anni della scuola primaria dovranno essere chiarite le funzioni specifiche alla base della produzione o introduzione di zuccheri, i flussi energetici che legano gli individui saranno spiegati attraverso la nutrizione, la digestione e la fotosintesi. Questo argomento collega tutti gli individui in un cerchio della vita che può essere chiaro solo comprendendo il contributo di ognuno in termini di processi.

3 Una prima distinzione degli organismi può essere fatta in base al fabbisogno nutritivo Gli organismi sono in grado di vivere in ambienti in cui sono presenti semplici composti inorganici; essi riescono a sintetizzare le molecole organiche di cui hanno bisogno utilizzando come fonte di carbonio il biossido di carbonio e come fonte di azoto l'ammoniaca o altri composti inorganici azotati. Gli organismi hanno invece bisogno, dal punto di vista nutrizionale, di composti organici. Inoltre essi da tali molecole ricavano, dopo la digestione e la successiva demolizione di tali composti, anche l'energia necessaria alla loro sopravvivenza. Si può quindi affermare che gli organismi eterotrofi dipendono dagli organismi.

4 Si definiscono organismi (dal greco "autos" = da se stesso e "trophos" = alimentazione) quelli capaci di nutrirsi utilizzando solamente semplici sostanze inorganiche. Le piante necessitano solo di: anidride carbonica ricavata dall'aria, acqua e sali minerali assorbiti dal terreno.

5 Le piante sono organismi che utilizzano il Sole come fonte di energia Per gli autotrofi, quindi, la presenza o meno di altri organismi, come pure di molecole organiche esogene, non è necessaria chemio In casi più rari, come accade per alcuni batteri, l'organismo ricava l'energia necessaria attraverso l'ossidazione di sostanze inorganiche.

6 Si definiscono organismi (dal greco «heteros" = altro, differente e "trophos" = alimentazione) quelli capaci di nutrirsi solamente utilizzando sostanze organiche prodotte dagli organismi.

7 Carnivori, erbivori o onnivori Gli Animali si alimentano direttamente (erbivori) o indirettamente (carnivori) di vegetali che hanno prodotto sostanza organica. Per gli autotrofi, la presenza o meno di altri organismi, come pure di molecole organiche esogene, è necessaria. Decompositori Batteri e funghi sono capaci di nutrirsi di detriti organici di animali e piante presenti nel terreno.

8 Una seconda distinzione degli organismi è possibile se si prende in considerazione la loro fonte di energia Gli organismi sono detti se utilizzano l'energia fornita dalla chemiotrofi se utilizzano l'energia chimica contenuta nei legami delle molecole.

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10 , utilizzano sostanze inorganiche come base per la sintesi di molecole organiche e la luce come fonte di energia (piante, alghe e alcuni batteri);, utilizzano sostanze inorganiche sia come base per la sintesi di molecole organiche sia come fonte di energia (nitrobatteri, ferrobatteri, nitrosobatteri);, utilizzano sostanze organiche e inorganiche sia come materiali di sintesi sia per ricavare energia (animali, protozoi, funghi e batteri):, utilizzano sostanze organiche come base per la sintesi di altre molecole organiche e la luce come fonte di energia (alcuni batteri).

11 Un ecosistema è un ambiente (bosco, mare, collina, ecc.) abitato da comunità vegetali e animali che hanno fra loro delle relazioni. L ecosistema è un ambiente dove tutto e tutti sono collegati come in una CATENA. Se si rompe un solo ANELLO, tutta la CATENA si spezza e un po' alla volta si distrugge il CICLO BIOLOGICO. Quando l ambiente e le comunità che lo abitano funzionano bene fra loro, si dice che l ecosistema è in equilibrio.

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13 I rapporti fra organismi di un ecosistema sono di tipo alimentare. Sulla Terra tutti gli esseri viventi sono legati tra loro attraverso ciò che mangiano. Ogni organismo ha bisogno di altri organismi per ottenere le sostanze nutritive che gli permettono di vivere in un ecosistema.

14 In un laghetto, ad esempio, ci sono molte catene alimentari in azione. Il plancton vegetale è il cibo preferito di piccoli animaletti, come i gamberetti. I gamberetti sono il nutrimento di alcuni pesci, che a loro volta vengono mangiati da pesci ancora più grandi, che vengono a loro volta mangiati dagli orsi che vivono nei boschi intorno al lago. Cosa accadrebbe se pescassimo tutti i gamberetti che vivono nel lago? I pesci che si nutrono di gamberetti morirebbero di fame e di conseguenza tutti i pesci del lago diminuirebbero. Anche gli orsi soffrirebbero la fame, perché non troverebbero più pesce da mangiare. E se per assurdo tutti gli orsi se ne andassero a lavorare al circo, la popolazione dei pesci più grandi, non avendo più nemici naturali, comincerebbe a crescere in modo incontrollabile. Mangiando molti più pesci piccoli, questi sparirebbero velocemente dal lago.

15 Una catena alimentare è l'insieme dei rapporti alimentari (trofici) tra gli organismi di un ecosistema. Ogni catena alimentare è composta da differenti livelli trofici ossia quattro componenti fondamentali: il sole i produttori i consumatori i decompositori

16 IL SOLE In tutti gli ecosistemi naturali la fonte di energia primaria è la radiazione solare che non è riciclabile, ed arriva costante e «gratuita» dal Sole. La maggior parte di questa energia viene persa sotto forma di calore, mentre una piccolissima parte viene utilizzata nella fotosintesi, il primo gradino della catena trofica.

17 CATENA ALIMENTARE E LIVELLI ENERGETICI I livello: piante (produttori)

18 1 livello I PRODUTTORI ( ) Alla base di ogni catena alimentare, ci sono i produttori. Questi sono organismi autotrofi capaci di sintetizzare materia organica partendo da sostanze inorganiche presenti nel terreno e nell aria. I produttori sono le piante: esse sono capaci di produrre il proprio alimento (il glucosio) attraverso la fotosintesi clorofilliana. Il glucosio rappresenta l alimento in quanto la produzione di energia di ogni organismo è effettuata tramite la respirazione cellulare Questo processo avviene nei mitocondri di ogni cellula e utilizza il glucosio (oltre che l ossigeno). I produttori sono alla base di ogni catena alimentare (rappresentano il primo livello). I produttori sono numericamente superiori agli altri livelli.

19 Il processo mediante il quale le piante producono il loro nutrimento è chiamato fotosintesi clorofilliana ed è attuabile tramite l'energia fornita dal Sole. Il prodotto finale è il GLUCOSIO, uno zucchero semplice che le piante possono immagazzinare sotto forma di amido così da conservarlo come riserva alimentare. 12H20 + 6C02 = C6H H20 acqua + anidride = glucosio carbonica + ossigeno + acqua ZUCCHERO

20 CATENA ALIMENTARE E LIVELLI ENERGETICI I livello: piante (produttori) II livello: erbivori (consumatori primari)

21 2 livello I CONSUMATORI ( ) PRIMARI Si nutrono dei produttori (cioè le piante) e si chiamano anche erbivori. Uno degli scopi principali della nutrizione è introdurre glucosio. I consumatori primari sono il secondo livello della catena alimentare. I consumatori primari sono numericamente inferiori ai produttori e superiori ai consumatori secondari. In base a ciò che mangiano e al modo in cui digeriscono il cibo, gli erbivori si distinguono in...

22 FRUGIVORI Si nutrono prevalentemente di frutti. Hanno il becco molto robusto e con la parte superiore di esso spaccano e tagliano i frutti. GRANIVORI Si nutrono prevalentemente di semi. Hanno il becco corto e conico per rompere i cereali. Sono granivori l'anatra e il canarino.

23 RODITORI Rosicchiano con i denti incisivi e la mascella che si sposta in avanti e indietro. Sono roditori il coniglio, lo scoiattolo e la marmotta. RUMINANTI Mandano l'erba nel rumine, sacco presente nello stomaco, senza masticarla poi in bocca e infine nello stomaco. Sono ruminanti le mucche, le pecore e le capre.

24 CATENA ALIMENTARE E LIVELLI ENERGETICI I livello: piante (produttori) II livello: erbivori (consumatori primari) III livello: carnivori predatori degli erbivori (consumatori secondari)

25 3 livello I CONSUMATORI ( ) SECONDARI Si nutrono dei consumatori primari, cioè altri animali e si chiamano carnivori. I consumatori secondari sono il terzo livello della catena alimentare. I consumatori secondari sono numericamente inferiori ai consumatori terziari e superiori ai consumatori primari. Alcuni organismi, tra cui l uomo, sono chiamati onnivori, perché mangiano sia piante che animali.

26 CATENA ALIMENTARE E LIVELLI ENERGETICI I livello: piante (produttori) II livello: erbivori (consumatori primari) III livello: carnivori predatori degli erbivori (consumatori secondari) IV livello: carnivori predatori di altri carnivori o erbivori (consumatori terziari)

27 4 livello I CONSUMATORI ( ) TERZIARI I consumatori terziari si nutrono di materia organica animale in avanzato stato di decomposizione. Animali, come gli avvoltoi, si nutrono delle carcasse di animali morti sono detti saprofagi. Altri tipi di consumatori terziari sono i PARASSITI, organismi molto piccoli che vivono nel corpo di altri organismi e usano l'energia delle loro vittime. I consumatori terziari sono numericamente inferiori ai consumatori secondari.

28 I DECOMPOSITORI I decompositori modificano resti vegetali e animali trasformandoli in sostanze in sostanze più semplici riutilizzabili dalle piante. Essi cedono al terreno elementi nutritivi come sali minerali e materia organica semplice sotto forma di humus. Questi organismi (batteri, protozoi e funghi) ottengono la loro energia sia demolendo tessuti organici morti, sia assorbendo materia organica disciolta. I decompositori sono numericamente superiori a tutti gli altri livelli trofici.

29 Negli ecosistemi, un ruolo fondamentale viene svolto dagli animali detritivori e dagli organismi decompositori. I detritivori sono animali che si nutrono di sostanza organica morta, rendendola più facilmente accessibile all azione dei decompositori. Essi, però, sono privi degli enzimi necessari per digerire le sostanze resistenti. Il detrito, per loro, ha scarso valore nutritivo e la maggiore fonte di energia deriva da funghi e batteri, ingeriti con il detrito stesso. Molluschi polmonati e bivalvi, vermi, artropodi ed alcuni pesci sono detritivori coprofagi (si nutrono delle deiezioni degli animali) o detritivori frantumatori di particelle organiche.

30 I decompositori sono funghi e batteri, che attaccano la materia organica morta o inerte ridotta in piccole parti e la degradano completamente, sfruttandone attraverso vari passaggi l energia residua. Funghi e batteri sono in maggior parte mineralizzatori. Nella decomposizione di un film di cellulosa, ad esempio, intervengono per primi i funghi, poi i batteri e quando il film è ridotto in pezzi piuttosto piccoli, subentrano i nematodi ed altri invertebrati che ingoiano i pezzi (detritivori). Questo processo è molto lento, soprattutto per quelle sostanze resistenti e difficili da digerire come lignina, cellulosa, scheletri di animali, ecc.

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32 Alla fine di ogni ciclo la sostanza organica viene sempre ridotta in molecole inorganiche semplici (acqua, anidride carbonica, sali minerali), cioè rimineralizzata.