DAGLI ORGANISMI ALLE CELLULE. L origine della vita sulla terra

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1 DAGLI ORGANISMI ALLE CELLULE L origine della vita sulla terra

2 BIG BANG Prima del Big Bang la materia e l energia erano concentrate sotto forma di un punto infinitesimale. Dopo tale avvenimento si ebbe un rilascio di energia e le particelle di materia si staccarono l una dall altra. La temperatura era di circa 100 miliardi di gradi Celsius e la materia era sotto forma di particella con carica positiva (protoni) e con carica assente (neutroni). In seguito ad un aumento di temperatura i protoni all interno del nucleo attirarono verso di loro particelle di carica negativa (elettroni).

3 SISTEMA SOLARE Il sole si è originato 5 miliardi di anni fa da gas e polveri la nube si condensò gradualmente, attirando verso il proprio nucleo, per la forza di gravità gli atomi di idrogeno e ossigeno. Questa attrazzione, con l aumento della temperatura, portò gli atomi di idrogeno a scontrarsi così fortemente da far aggregare i nuclei formando altri atomi di elio e idrogeno, così creando le reazioni termonucleari. I pianeti si originarono da polveri e gas in movimento attorno alla stella. All inizio le particelle si muovono a caso casualmente, ma poi vengono attratte da masse più grosse.

4 L EVOLUZIONE DELLA TERRA L atmosfera primitiva era composta da idrogeno ed elio, che si sparsero nello spazio per la poca forza di gravità. La fuoriuscita di acqua dai geyser in forma gassosa provocò la creazione di nubi che condensandosi con le piogge crearono i primi oceani. Fu proprio in questo ambiente che ebbero origine le prime molecole e le prime cellule. Alcune delle cellule possono essere simili per tutti gli organismi viventi. Le cellule possiedono una membrana che le dividono dall ambiente circostante e le danno un identità chimica. Possiedono molecole dette enzimi indispensabili per le reazioni chimiche della vita. Possono evolversi nel corso della vita e duplicarsi.

5 CELLULE PROCARIOTE ED ECAURIOTE Pur essendo due tipi di cellule diverse hanno in comune due caratteristiche: quella di avere una membrana cellulare e quella di avere un materiale genetico. I procarioti più comuni sono i batteri. Le dimensioni cellulari sono diverse, infatti gli eucarioti sono più grandi e di conseguenza presentano gli organuli: strutture che indirizzano la cellula in specifiche funzioni. Quelle più importanti solo i cloroplasti e i mitocondri che forniscono energia alla cellula. Secondo la teoria endosimbiontica le cellule eucariote si sono formate da essi, antenati dei procarioti, che si immisero in cellule più grandi, dando origine a una simbiosi dove questi davano energia alle cellule più grandi e quest ultima abbia molecole e minerali. La respirazione delle cellule è una serie di reazioni che avvengono in tutte le molecole che vivono in ambienti dove è presente l ossigeno e ha come composto il glucosio.

6 FOTOSINTESI CLOROFILIANA È il processo che cattura l energia solare e sintetizza le proprie biomolecole. I composti iniziali sono acqua e diossido di carbonio che si trasformano in zucchero e ossigeno. Gli organismi che traggono energia da molecole biologiche esterne sono dette eterotrofe, mentre quelle che sintetizzano le proprie molecole ricche di energia sono dette autotrofe. Le autotofre sono dette organismi unicellulari fotosintetici; cioè che la loro energia per le reazioni di sintesi è il sole. Mente i chemiosintetici prendono energia dalle reazioni chimiche.

7 ORIGINI DELLE ATTUALI FORME DI VITA PRECAMBIANO-ESPLOSIONE CAMBRIANA La comparsa delle prime cellule eucariote avvenne nel precambiano,che comprende tre unità geocronologiche dette eoni. L adeano L archeano Proterozoico Circa 543 milioni di anni fa avvenne l esplosione precambriana, ovvero la comparsa di tutte le specie di organsmi, diretti antenati delle forme di vita odierne.

8 PALEOZOICO LE TRE ERE GEOLOGICHE Le ere geologiche sono state suddivise in periodi,e i periodi in epoche. Nel primo periodo del paleozoico erano già presenti due diversi modelli di animali. Infatti sono stati rinvenuti reperti di animale sia a corpo molle sia dotato di conchiglia. Gli altri cinque periodi di quest era si distinguono per i diversi accaduti. L era paleozoica termina catastroficamente, dando origine alla cosiddetta estinzione permiana. MESOZOICO L era mesozoide viene suddivisa in tre periodi: Triassico, Giurassico e Cretaceo. Il clima era caldo e secco,le terre emerse erano popolate da conifere e rettili. A partire dal Giurassico cominciarono a diffondersi anche piccoli mammiferi e i primi uccelli. Anche il Mesozoico termina con una catastrofe che causò l estinzione dei dinosauri e il calo della temperatura. CENOZOICO Il clima era mediterraneo, più freddi rispetto all era precedente. Vi erano nuovi ambienti naturali dove un enorme diffusione delle angiosperme. Comparvero numerose forme nuove di animali, soprattutto mammiferi. Ma quelli di dimensioni più grandi si estinsero nel corso di questa era, probabilmente a causa delle varie glaciazioni.

9 CHARLES DARWIN Charles Darwin, un naturalista inglese, fu il primo a studiare l origine dell uomo. Nel 1831 partecipò a una spedizione intorno al mondo a bordo del brigantino Beagle. Il viaggio fu determinante per la sua attività di ricercatore. La sua teoria sconvolse il mondo della scienza: essa riteneva che tutte le specie viventi sono tra loro imparentate e discendono da antenati comuni vissuti in altre epoche. Darwin riteneva che sopravvivono, riproducendosi trasmettono ai loro discendenti le caratteristiche vantaggiose.

10 LAMARK E IL SUO PENSIERO EVOLUTIVO Il primo scienziato Europeo che elaborò una teoria sistematica dell evoluzione fu il francese Jean Baptiste de Lamarck. Questo naturalista ipotizzò che tutte le specie discendessero da altre. I suoi studi sugli organismi unicellulari lo portarono a considerare tutti gli organismi viventi in termini di complessità via via crescente e a pensare che ciascuna specie derivasse da un altra. Il principio dell ereditarietà dei caratteri acquisiti di Lamarck era già largamente condiviso sia dagli scienziati che dalla gente comune ai suoi tempi. Un esempio famoso per illustrare tale principio è quello dell evoluzione della giraffa.

11 OSSERVAZIONE DIRETTA FOSSILI TEORIA EVOLUZIONISTICA BIOGEOGRAFIA STRUTTURE OMOLOGHE

12 OSSERVAZIONE DIRETTA Nonostante sia difficile osservare una evoluzione in modo diretto, in alcuni casi questo è stato possibile. Tali eventi sono noti come microevoluzioni. Si possono osservare microevoluzioni mediante la selezione artificiale delle specie così come fece Darwin con i piccioni.

13 La mutazione della farfalla punteggiata della betulla nel 19 secolo è un altro esempio di microevoluzione. Durante il periodo dell industrializzazione la proporzione delle falene scure (da sempre presenti come mutazione naturale) aumentò vorticosamente nelle vicinanze delle aree industriali a causa del fumo che, posandosi sui tronchi degli alberi, uccideva i licheni sui tronchi delle betulle, facendo sparire il caratteristico colore chiaro. Dopo aver attuato una politica di controllo delle emissioni di fumo, le falene chiare tornarono a ripopolarsi.

14 Con l abuso di insetticidi come il DDT si svilupparono ceppi di insetti straordinariamente resistenti. Anche l abuso di antibiotici ha portato ad una pericolosa resistenza ai farmaci.

15 BIOGEOGRAFIA La biogeografia (studio della distribuzione delle piante e degli animali nelle diverse regioni del mondo) fornisce una ulteriore serie di prove a supporto della teoria dell evoluzione. Darwin riteneva che gli esseri viventi sono quelli che sono e si trovano dove si trovano a causa di eventi che si sono verificati nel corso della loro storia

16 FOSSILI I fossili permettono la ricostruzione della storia. Indicano che gli organismi più semplici erano i più antichi, i più complessi sono più recenti. Studiando i fossili Darwin da nessuna parte trovò le prove di un graduale passaggio da una specie all altra, classificò quindi i fossili come non significativi per la sua teoria. Gli studiosi moderni sostengono invece che i reperti fossili hanno fornito la prova dell effettiva evoluzione.

17 STRUTTURE OMOLOGHE Le strutture omologhe mostrano una certa somiglianze tra loro perché derivano da un antenato comune. Ne sono un esempio gli arti anteriori di molti mammiferi che sono tutti costituiti da ossa ordinate secondo uno stesso modello. Il fatto che mammiferi molto diversi abbiano la stessa struttura anatomica di base diventa comprensibile solo ipotizzando l esistenza di un antenato comune.