Presentazione Acquosa

piero angela

13 miliardi di anni

capitoli 9-12

riassunto

gregorio guidi 3a

INDICE

• capitolo 9 LA CELLULA

• capitolo 10 NASCONO I PLURICELLULARI

• capitolo 11 I PRIMI ANIMALI COMPLESSI

• capitolo 12 LO SBARCO SULLA TERRA

9 . La Cellula

Nei mari primordiali avviene la nascita di una cellula molto diversa da quella batterica: è una svolta straordinaria.La cellula chimera Apparsa 2 miliardi di anni fa, dopo 1,5 miliardi di anni dalla nascita dei primi batteri. C’erano solo batteri e niente altro e solo nei mari. Le nuove cellule sono eucariote, molto più complesse delle procariote, quelle dei batteri. Sono molto più grandi, contengono all’interno una piccola comunità di organelli, vescicole e una struttura di sostegno, il citoscheletro che permette alle cellule di muoversi e anche una membrana che racchiude in un nucleo il DNA. Per il passaggio da batterio a cellula eucariote ci sono più ipotesi, una è che queste nuove cellule eucariote siano una “chimera“ ovvero derivino dall’unione di più batteri che hanno cominciato a vivere in simbiosi collaborando. Certo è che questo modello è valido per tutte le cellule degli esseri viventi, tutti discendono da quell’unica linea evolutiva.

https://www.chimica-online.it/biologia/differenza-tra-cellule-procariotiche-ed-eucariotiche.htm

La nascita della predazione Nei mari primordiali convivono batteri e nuovi organismi unicellulari, la cellula eucariote appunto. Nasce il fenomeno della predazione ovvero la capacità di una cellula di inglobarne un’altra ed emerge una conseguenza imprevedibile: alcuni cianobatteri, capaci di fare la fotosintesi, una volta inglobati rimangono all’interno della cellula e continuano a funzionare, così attraverso di loro la cellula è capace di realizzare la fotosintesi. Alcuni esempi: - i vegetali hanno all’interno delle loro cellule i cloroplasti che vivono in simbiosi con le cellule, integrati totalmente - i mitocondri, centrali energetiche delle cellule, sono antichi batteri “non digeriti“ che lavorano in simbiosi con le cellule cioè in condizioni di reciproco vantaggio. -Ciglia-tubuli-flagelli che permettono agli organismi unicellulari di muoversi, sono il risultato di simbiosi con batteri Lo strano zoo dei primordi L’ ameba è un esempio di un organismo che ne fagocita un altro, come precedentemente descritto dei batteri primordiali, non si sa quando questa sia comparsa ma esiste a tutt’oggi e le acque sono piene di questi terribili predatori. Molte prede hanno imparato a difendersi costruendosi una corazza, un guscio protettivo, dalla quale escono filamenti usati per nutrirsi, come ad esempio i Foraminiferi. I gusci di questi organismi sono presenti nei fondali marini in quantità smisurate, sono usati anche come materiali da costruzione, nei mattoni delle piramidi d’Egitto.

https://it.wikipedia.org/wiki/Fagocitosi

https://www.my-personaltrainer.it/2023/03/07/amebe-orig.jpe

https://www.naturamediterraneo.com/forum/topic.asp?TOPIC_ID=314772

Corazze ricamate I Radiolari sono minuscoli organismi con corazze o armature con forma fantasiosa visibile solo al microscopio, infatti sono stati visti solo dopo il 1600, con l’invenzione del microscopio. Nell’ottocento con la nascita della microbiologia si capì che erano esseri appartenenti alla fase più antica della storia della vita. Le meraviglie dell’Euglena Osservando oggi al microscopio si scoprono altri organismi sorprendenti come l’Euglena, un microrganismo metà vegetale e metà animale, di forma semplice, tondeggiante e allungata, si muove bene in acqua, può nutrirsi come un animale oppure come una pianta oppure come un fungo, può dunque catturare altri piccoli organismi, può produrre cibo da sé grazie alla fotosintesi e può utilizzare materiali organici in decomposizione come un fungo. Possiede anche altre caratteristiche: può entrare in una fase di vita latente disidratandosi e avviluppandosi in un involucro protettivo. Ha un sistema ottico di guida, una molecola oculare, che non è un occhio ma un sistema che le permette di orientarsi verso la luce. Stiamo ancora parlando di organismi unicellulari. Ad un certo punto questi hanno dato vita a dei raggruppamenti di piccoli organismi che vivono in colonie. Avviene una cosa nuova.

https://www.sciencesource.com/1409394-radiolarians-sem-stock-image-rights-managed.html

https://it.wikipedia.org/wiki/Euglena

La nascita della morte Fino ad ora i batteri si sdoppiavano all’infinito, come ancora oggi avviene, per cui sono eterni. Possono esserci errori nella duplicazione che danno origine a individui diversi. La morte si affaccia per la prima volta in un gruppo di alghe: esse formano colonie che osservate al microscopio appaiono come una struttura a palla, chiamata Volvox, molto più grandi di dimensione di un singolo protozoo e un singolo individuo. Sulla superficie di questo ammasso si vedono zone più scure, dove si trovano degli individui specializzati nella riproduzione. Queste piccole popolazioni ad un certo punto si staccano e si allontanano, diventano cellule sessuali, daranno poi origine a organismi e individui non più uguali, frutto di rimescolamento di diversi patrimoni genetici. La rivoluzione della sessualità Con l’arrivo della sessualità, con gameti maschili e femminili, la strategia cambia: da due si ottiene uno, mentre prima da uno si otteneva due. Ma è vincente perché aumenta la variabilità e quindi la probabilità di adattamento all’ambiente. Dalla riproduzione sessuale nasce l’unicità di ogni persona. Rimangono dentro di noi delle cellule immortali, quelle della riproduzione, il nostro genoma continua a vivere da una generazione all’altra sia pur trasformandosi. Tutte le nostre cellule non si originano al momento della nascita ma sono copie di altre vissute fin dall’origine della vita, via via ereditate dai genitori. La differenza con i batteri è che non si replica l’intero individuo, ma solo una parte, trasmettendo l’immortalità cellulare alla discendenza. Una qualunque cellula del nostro corpo ha grande somiglianza con le cellule primitive, i mattoncini di base sono simili, montati in maniera molto differente, costruendo quindi qualsiasi tipo di essere pluricellulare, struttura altamente organizzata.

https://www.micds.org/news/article/decoding-volvox-algae-might-hold-the-key-to-understanding-human-development/

https://www.micds.org/news/article/decoding-volvox-algae-might-hold-the-key-to-understanding-human-development/

10 . Nascono i Pluricellulari

La specializzazione: come funziona una spugna. Con l’arrivo degli organismi pluricellulari il sistema si complica: le strutture ottenibili sono molto più complesse nasce ora la specializzazione cellulare. Osserviamo la spugna: era già presente 600 milioni di anni fa, sono i più arcaici animali pluricellulari e posseggono già un’organizzazione cellulare complessa. Hanno una struttura verticale, a tubo, con la parte interna ricca di flagelli, cellule con protuberanze filiformi che si muovono nella stessa direzione, in modo da creare un risucchio d’acqua che trascina all’interno il cibo, costituito da particelle organiche e cellule vaganti. Si osservano quindi cellule “specializzate“: cellule che procurano cibo, cellule di sostegno dette spicole che formano una specie di scheletro della spugna, cellule che formano una sostanza gelatinosa simile a tessuto connettivo, molte cellule libere con compiti multipli. L’ aspetto è simile ad una Ameba: portano in giro il cibo già lavorato e poi espellono i rifiuti, sono in grado di trasformarsi in altri tipi di cellule, riproduttiva, di rivestimento, produttrici di gelatina connettiva, spicole.

https://www.focus.it/scienza/scienze/scoperto-l-animale-piu-antico-del-mondo-140212-32112

Un’autoricostruzione stupefacente La spugna è capace di ricostruirsi dopo essere stata distrutta e ridotta in poltiglia, nel giro di una settimana le singole cellule si riuniscono e si ricollegano alle altre e riformano la struttura. Noi siamo capaci di fare la stessa cosa solo con cellule di alcuni tessuti come le cellule della pelle o le cellule del fegato. Certi anfibi e rettili possono fare lo stesso con gambe e braccia, la lucertola ricrea la coda. Le Planarie se tagliate in due parti, le due metà si riformano, in una ricresce la coda nell’altro la testa. Nella spugna la riproduzione è ermafrodita cioè ha al suo interno gameti sia maschili che femminili: i gameti si incontrano e avviene la fecondazione che darà origine a nuove larve. Le spugne hanno anche un’altra possibilità di riprodursi in caso di difficoltà ambientale, per gemmazione, ovvero una cellula si stacca per dare origine, moltiplicandosi, ad una spugna gemella completa.

https://www.istockphoto.com/it/vettoriale/rigenerazione-a-planaria-gm1124747213-295391319

Le prime tracce di sistema nervoso Le spugne rimarranno senza evoluzione cellulare, con migliaia di specie, senza simmetria nella forma del corpo. Simmetria significa che il corpo non è solo un insieme di cellule, ma un sistema organizzato. Per prime sono state le meduse, 600 milioni d’anni fa ed esse daranno vita anche a un abbozzo di sistema nervoso. Le loro tipiche “contrazioni” sono un primitivo anello nervoso che circonda i bordi del suo cappello: sono presenti piccoli addensamenti sensibili alla luce che trasmettono segnali utili al movimento. La simmetria è anche nelle stelle marine, si muovono lente e sono raggiate. Quasi tutti gli animali hanno simmetria bilaterale. La scoperta risale a 530 milioni di anni anni fa nei mari del Cambriano.

https://it.thpanorama.com/blog/ciencia/equinodermos-caractersticas-y-ejemplos.html

https://www.focusjunior.it/scienza/natura/le-piu-belle-stelle-marine/

https://www.elbareport.it/scienza-ambiente/item/68870-sempre-pi%C3%B9-meduse-lungo-la-costa-toscana,-arpat-ecco-come-segnalarle

La nascita dell’altruismo Nasce a livello cellulare il comportamento dell’altruismo. Un organismo unicellulare ha comportamento egoistico ovvero pensa solo a se stesso e alla propria sopravvivenza in tutte le azioni che compie, sono così programmati i suoi geni, predazione, ricerca di cibo, competizione con tutti. Un organismo pluricellulare ha un comportamento completamente diverso: ogni singola cellula sopravvive solo se sopravvive l’intero organismo, l’ “altruismo biologico” che permette la salvezza dell’insieme, i loro geni le hanno così programmate. Reciprocità: la specializzazione sviluppa questo comportamento: • un organismo unicellulare sa sa fare tutto • una cellula di un organismo pluricellulare è specializzata in una sola funzione. Più l’organismo è complesso, più alta è la specializzazione delle cellule. Per passare dai protozoi agli esseri pluricellulari l’evoluzione richiede il passaggio “dall’individualismo alla socialità”.

https://it.freepik.com/vettori-premium/organismi-unicellulari-chlamydomonas-euglena-paramecium-batterio-amoeba-lievito_77187768.htm

https://www.slideshare.net/slideshow/pluricellularit/32027218

11 . I primi animali complessi

La Terra come una palla di neve Anche la Terra cambia ed evolve contemporaneamente al progredire degli organismi viventi. C’è correlazione stretta tra l’evoluzione della vita e le condizioni ambientali sulla Terra, fondamentali sono i cambiamenti climatici. I continenti che si sono formati iniziano a spostarsi lentamente spinti dalle correnti di magma attive sulla crosta terrestre. La geografia non è certa, 2 miliardi di anni fa esisteva un supercontinente creato dalla fusione di tutte le terre emerse: il Columbia. Cambiano le concentrazioni di gas atmosferici, ci sono anidride carbonica e ossigeno che i cianobatteri producono. Ci sono sbalzi climatici importanti e glaciazioni, la Terra è simile a una palla di neve. La Terra è uscita da questo gelo grazie alle concentrazioni di anidride carbonica e ai vulcani che rompono i ghiacci con forti eruzioni. La vita nei mari riesce a sopravvivere e la Terra ha un cambiamento straordinario: si crearono le condizioni per l’esplosione della vita. 540 milioni di anni fa, durante il Cambriano, ci sono forme di vita sempre più complesse e sorprendenti, documentate dai fossili ritrovati dai paleontologi.

https://it.wikipedia.org/wiki/Columbia_%28supercontinente%29

https://www.missionescienza.it/esplosione-del-cambriano/

Esplode la vita Ne sono trovate tracce negli strati di rocce che compongono la crosta terrestre: appaiono organismi dalle forme incomprensibili, poi via via altri dotati di occhi, muscoli, arti, bocca, esoscheletri e spine dorsali. Tracce di animali tutti marini, alcuni esempi sono: • Opabinia: uno dei più antichi antropoidi, gruppo di organismi che comprende anche gli insetti • Anomalocaris: simile a un gambero lungo 50 cm, grande predatore, terrore dei mari • Pikaia: tra i primi vertebrati.

Opabinia

https://it.m.wikipedia.org/wiki/File:Opabinia_BW.jpg

https://en.wikipedia.org/wiki/Opabinia

Anomalocaris

Pikaia

https://cetri-tires.org/anomalocaris-il-predatore-del-passato-dalle-forme-strane/

https://it.wikipedia.org/wiki/Anomalocaris

https://it.wikipedia.org/wiki/Pikaia_gracilens

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Pikaia_-_fossil.jpg

L’invenzione degli occhi Ci sono dunque i primi animali, predatori con corazze e aculei, ma un’invenzione fondamentale è la vista. Finora gli organismi erano stati ciechi, anche se taluni con cellule fotosensibili, mentre erano già presenti altri sensi: tatto, odorato, gusto e sensibilità alle vibrazioni. Occorre puntualizzare che fino a questo momento la luce non esiste, il Sole e le stelle non brillano, l’universo è buio ci sono solo onde elettromagnetiche che viaggiano nell’universo, che non emanano luce. Il Sole comincia ad illuminare solo quando compaiono occhi capaci di decodificare le onde elettromagnetiche, dando loro un significato luminoso. Dunque tutto si accende quando compaiono gli occhi e il cervello dell’uomo, che è in grado di interpretare quello che vede. Gli occhi sono “sensori” complessi. Tutto comincia con l’apparizione di cellule sensibili alla luce, come una primitiva retina, poi è avvenuta la localizzazione della concentrazione di queste cellule fotosensibili in un “alloggiamento” simile ad un pozzetto, dal quale potevano individuare luce e ombre, quindi percepire movimenti e direzione. Poi si sono aggiunte delle pseudo lenti, formate da materiale diversi. Tra i molteplici sistemi visibili il più antico e quello di un Antropode nel Cambriano o di alcuni molluschi marini, poi comparvero i sistemi a camera, come il nostro. Con la vista aumenta la capacità di movimento. Le proteine si organizzano in strutture muscolari e si agganciano ai primi scheletri e questo consente una mobilità crescente.

https://pikaia.eu/lorigine-dellocchio/

https://pikaia.eu/un-occhio-di-530-milioni-di-anni/

https://giusidemetrapanico.com/iridologia/gli-occhi-e-la-loro-straordinaria-complessita-le-origini/

La corsa agli armamenti Inizia la lotta per la sopravvivenza, caratterizzata da predazione, caccia e combattimenti. Nascono scaglie, placche, corazze, punte acuminate, denti e mandibole e occhi sempre più efficienti. Compare la “mineralizzazione“ iniziando dalle superfici esterne degli organismi fino ai denti e agli scheletri interni, le mandibole sono anche molto potenti. Gli squali sono comparsi molto prima dei dinosauri e taluni dotati di enormi e potentissime mascelle. Sicuramente il Cambriano è il periodo in cui avviene una forte accelerazione nell’evoluzione della vita, ancora concentrata nell’ambiente marino, anche se a breve qualcuno si avventurerà sulle terre emerse.

https://gaetaniumberto.wordpress.com/2019/05/09/le-fluttuazioni-dellossigeno-e-lesplosione-del-cambriano/

12 . Lo sbarco sulla Terra

Il primo sbarcoAvviene un processo graduale nelle zone di confine fra terra e acqua, dopo i batteri sono arrivati i funghi e i vegetali, probabilmente certe alghe fotosintetiche che vivevano già sulle rive dei fiumi o sui bordi di paludi e laghi, trascorrendo molto tempo fuori dall’acqua. Fu necessario creare all’interno di ogni organismo vegetale un sistema che consentisse la possibilità di mantenere l’acqua al proprio interno, per evitarne il rapido consumo a causa dell’ alta temperatura esterna e della veloce evaporazione, Le soluzioni furono rimanere nelle vicinanze dell’acqua, ma anche sviluppare reti di “tubature” interne per trasportare l’acqua e i nutrienti e poi produrre radici profonde. Le piante crescono in altezza, verso la luce, si forma lo stelo che diventerà il tronco degli alberi.

https://www.microbiologiaitalia.it/alghe/alghe-organismi-fotosintetici/

Nasce il legno Anche tra i vegetali c’è lotta per la sopravvivenza, vedi i rampicanti, le spine, le sostanze emesse che possono essere urticanti, fino ad arrivare alle piante killer che catturano insetti e li fagocitano. La riproduzione delle piante è stata sviluppata attraverso le spore e dei semi che contengono tutto l’occorrente per generare una nuova pianta, sono trasportati dal vento e necessitano solo di poca umidità e sono estremamente resistenti al tempo, possono germogliare anche dopo innumerevoli anni. 120 milioni di anni fa compiano i fiori, gli insetti trasportano il polline e inducono la nascita di nuovi fiori con l’incontro fortuito dei gameti sessuali. La grande quantità di piante sul nostro pianeta ha permesso la nascita della società industriale, fornendo grandi quantità di energia, il carbone. Le foreste del Carbonifero hanno generato i giacimenti che ancora oggi sfruttiamo. 300 milioni di anni fa il pianeta era verde (piante) e blu( mari) e le terre emerse si stavano riunendo nella Pangea, creata dalla grande quantità di materiale vegetale caduto al suolo, troppo per essere smaltito dagli organismi che degradano le sostanze organiche. Questa gigantesca mole di materiale si è fossilizzata e ha formato i giacimenti di carbone.

https://www.lalampadadellescienze.it/paleontologia/breve-storia-vita-terra-carbonifero/

Un’ armata Brancaleone Con le piante compaiono sulla Terra altri animali, ragni millepiedi e altri con esoscheletri e corazze che aiutano a proteggersi, fuori dall’acqua, dall’essiccazione. Sono tutti spinti dalla ricerca di cibo. Crescono in dimensioni anche enormi e alcuni insetti spiccano il volo. Dapprima piccoli insetti poi esseri giganti, le zampe si sono evolute in ali. Si giunge allo sbarco dei vertebrati. Cristoforo Colombo della preistoria Il primo ad arrivare sulla terraferma è stato un pesce a quattro zampe, tetrapode, già capace di respirare ossigeno. Siamo a 370 milioni di anni fa, in un ambiente di passaggio terra-acqua tipo la riva di un fiume, sono stati trovati fossili del Tiktaalik in Canada. Questi esseri erano dotati di pinne, branchie, squame, denti, testa mobile, gabbia toracica e polmoni primitivi, le pinne simili a veri arti.

https://www.nytimes.com/2022/04/29/science/tiktaalik-fish-fossil-meme.html

https://slideplayer.com/slide/5148821/#google_vignette

Gli anfibi tra acqua e terra Arrivano gli anfibi: hanno ancora bisogno della vicinanza con l’acqua anche se respirano e camminano sulla terraferma. Sono gli antenati di rane, tritoni, salamandre, bevono acqua attraverso la pelle ed essa si affianca ai polmoni nella respirazione, assorbendo ossigeno dall’aria, per riprodursi depongono uova gelatinose in acqua.

Arriva l’uovo Il passo successivo è l’uovo amniotico, con un guscio duro e resistente. L’ uovo contiene il nutriente (tuorlo) e l’acqua (albume) e attraverso i minuscoli pori del guscio attinge ossigeno. Si rende necessario allontanare le uova dall’acqua anche per il pericolo di essere mangiate dai predatori, deporle in luoghi nascosti favorisce la sopravvivenza sia delle uova che dei neonati. La colonizzazione della Terra da parte dei vertebrati diventa sempre più estesa, inizia l’era dei rettili, nuovi protagonisti della vita nelle terre emerse. La crescita successiva dell’uovo dentro al corpo dei mammiferi permetterà di spostarsi ovunque.

https://quizlet.com/it/499135150/i-vertebrati-i-rettili-diagram/

Una pelle a scaglie I rettili sono per un tempo lunghissimo dominatori della preistoria. 315 milioni di anni fa arriva l’Hylonomus, uno dei pionieri simile ad una lucertola. La pelle è squamosa e secca, a causa della presenza di cheratina, sostanza che secca le cellule e fa quindi indurire lo strato esterno della pelle, che diventa dura e impermeabile. L’evoluzione ora avviene in due mondi diversi, l’acqua e la terraferma. Alcuni vertebrati torneranno in acqua, assumendo sembianze di pesci, come pure successivamente alcuni mammiferi, balene, delfini. L’evoluzione “modella” gli animali adattandoli all’ambiente: il pianeta ora è ricco di rettili, anfibi e pesci, l’ambiente è lussureggiante con tanto cibo, animali anche molto grandi. Avviene però il più grande cataclisma di tutta la storia della vita: l’estinzione di massa del Permiano, spazzando via il 90% delle specie viventi.

https://x.com/MiningNS/status/1244588658591760384

Cronaca di una apocalisse 250 milioni di anni fa, una regione, l’attuale Siberia, diventa un’ immensa area vulcanica, con eruzioni di dimensioni continentali. Una corrente di magma proveniente dalle profondità della Terra emerge in superficie, fonde la crosta terrestre e diffonde gas e anidride carbonica in enormi quantità, acido cloridrico che si discioglie e ricade sottoforma di piogge acide che bruciano tutto. È una catastrofe planetaria. Dal mare profondo esce metano, gas serra, che fa aumentare la temperatura, l’ossigeno diminuisce pesantemente. Le eruzioni durano 500.000 anni, è l’estinzione quasi totale della vita. Dal poco rimasto si ricomincia, occorreranno 10 milioni di anni perché la Terra sia simile al pianeta che era in precedenza. Nuove forme viventi prenderanno il posto di quelle scomparse. Entriamo in una nuova epoca, appaiono i dinosauri.

https://www.focus.it/scienza/scienze/geologia-permiano-la-grande-estizione-in-un-battito-di-ciglia

https://www.huffingtonpost.it/life/2023/09/28/news/dinosauri_nuova_specie-13470880/