La classificazione degli esseri viventi

La grande varietà di esseri viventi ha portato l'uomo, fin dall'antichità, alla necessità di classificare gli esseri viventi secondo criteri ben precisi e oggettivi, che fossero validi cioè per tutti.

Questa non è stata un'operazione facile, tanto che è nata un'apposita branca della biologia, la Sistematica, il cui compito è quello di dare la corretta classificazione di tutti gli esseri viventi secondo criteri significativi e oggettivi, detti caratteri-chiave.

La prima classificazione scientifica si deve al naturalista svedese Carlo Linneo (1707-1778) che nel 1758 nella sua opera, Systema naturae, dove dava una classificazione delle oltre 4000 specie animali e 10000 specie vegetali allora conosciute, introduce i criteri di classificazione ancora oggi adottati dalla comunità scientifica: il concetto di specie, la classificazione per categorie sistematiche e la nomenclatura binomia.

(Carlo Linneo)

Le categorie sistematiche

La moderna classificazione degli esseri viventi si rifà proprio a quella di Linneo e si basa su sette tipi di raggruppamenti, detti categorie sistematiche, che sono: specie, genere, famiglia, ordine, classe, phylum, regno. Queste sono le definizioni:

• Specie: gruppo di organismi che hanno in comune molti caratteri e che, accoppiandosi, danno vita a esseri simili e fecondi, cioè in grado di riprodursi.

• Genere: gruppo che comprende specie affini tra loro che, in caso di accoppiamento, possono avere prole ma non feconda.

• Famiglia: gruppo che comprende più generi diversi con delle caratteristiche comuni.

• Ordine: gruppo che comprende più famiglie con qualche caratteristica che le accomuna.

• Classe: gruppo che abbraccia più ordini che presentano una qualche caratteristica comune.

• Phylum (tipo in zoologia e divisione in botanica): gruppo che abbraccia più classi tra loro affini.

• Regno: il gruppo più vasto che comprende tipi molto diversi tra loro aventi in comune solo alcune caratteristiche molto generali.

 

Il concetto di specie

Queste categorie sistematiche partono dalla specie che è il concetto chiave su cui si basa tutta la classificazione.

La specie è la categoria che comprende tutti gli individui con caratteristiche simili che, riproducendosi, generano figli simili e fecondi, in grado cioè di riprodursi a loro volta.

Generare figli fecondi è la condizione che segna il confine tra una specie e l'altra.

Ad esempio cavalli e asini non appartengono alla stessa specie, in natura essi si accoppiano, ma dalla loro unione nasce il mulo o il bardotto, esseri ibridi (ne cavallo né asino) non in grado di riprodursi.

Cavalla e asino –> mulo

Cavallo e asina –> bardotto

Il mulo e il bardotto sono sterili, quindi non esiste la specie mulo (o bardotto).

 

La nomenclatura binomia

Arrivando alla specie siamo di fronte a organismi ai quali bisogna dare un nome ben preciso e universale (adottato cioè da tutti) che li contraddistingua tra loro come specie all'interno della categoria più ampia, il genere, a cui appartengono.

Fu Linneo a individuare nella nomenclatura binomia il nome convenzionale, detto nome scientifico, da attribuire a ciascun organismo e quindi a ciascuna specie. A ogni organismo, secondo tale nomenclatura, è associata una coppia di nomi in latino. Il primo di questi nomi, scritto con l'iniziale maiuscola, indica il genere, il secondo, scritto a lettere minuscole, indica la specie.

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Perché l’oro è prezioso?

Come mai l’oro è tanto prezioso? Ve lo siete mai chiesto? Le risposte possono essere più di una:

1) Perché è molto duttile e malleabile e permette di creare facilmente dei manufatti senza una lavorazione complicata.

2) Perché è raro.

3) Perché è un buon conduttore di elettricità.

4) Perché luccica…

5) Perché non si ossida (al contrario dell’argento).

In realtà le proprietà chimico-fisiche e la rarità non rendono conto del valore commerciale dell’oro, quindi bisognerebbe cercare alcune cause storiche e culturali che spiegano come mai l’oro è così prezioso.

Infatti l’oro era considerato prezioso anche nelle antiche civiltà ed era sinonimo di ricchezza e potere. In Egitto nelle tombe dei faraoni si trovano spesso bracciali, pendenti, collane, anelli, bracciali, orecchini, diademi, ornamenti testa, ornamenti pettorali e collari, tutti in oro. Per gli antichi egizi quindi l’oro era prezioso. Anche gli antichi greci usavano l’oro per produrre gioielli. L’oro è citato spesso anche nella Bibbia e secondo molti autori ha assunto un grande valore per cause religiose.

L’oro, dal punto di vista chimico, è un elemento pesante. Gli elementi pesanti come l’oro si possono sintetizzare solo con reazioni nucleari. Ma non con le reazioni nucleari dei nostri reattori, non raggiungono energie abbastanza alte. Solo con le reazioni nucleari che avvengono nelle esplosioni stellare (le supernovae) si raggiungono energie abbastanza elevate da sintetizzare piccole quantità di oro (e altri elementi pesanti). Le esplosioni spargono nello spazio interstellare questi elementi che vengono poi mescolati nel gas interstellare che produce la formazione di nuove stelle e nuovi pianeti (qui un mio post sulla formazione stellare). Per questo nel nostro pianeta c’è l’elemento chimico oro, perché è esistita una generazione precedente di stelle che è morta esplodendo e ha sparso i propri elementi nello spazio arricchendo (è proprio il caso di dirlo…) il gas interstellare preesistente di elementi pesanti.

L’oro, alla fin fine, è il residuo di una stella morta. Quando regalate un anello alla vostra fidanzata, pensateci un attimo

(La nebulosa M1 visibile nella costellazione del Toro. Questa nebulosa è un residuo di supernova. In queste gigantesche esplosioni cosmiche avviene la sintesi degli elementi pesanti come l’oro).

Ancora non abbiamo però risposto alla domanda principale: perché l’oro è tanto prezioso?

Io credo che si possa affermare senza commettere uno sbaglio che l’oro è tanto prezioso più perché ormai è diventato un “simbolo” di preziosità. Non ha nulla di realmente prezioso, ma per l’umanità intera ha ormai assunto quel “fascino” che non tramonta mai e che ha guidato le azioni di innumerevoli uomini a cercarlo e a desiderarlo.

A questo punto mi piacerebbe concludere con una breve citazione:

“Oro. Metallo giallo molto apprezzato per la sua utilità nei vari tipi di rapina che passano sotto il nome di commercio.”

Ambrose Bierce, Dizionario del diavolo, 1911

Al prossimo post

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Batteri visti al microscopio ingranditi 5500 volte

In questo breve video possiamo vedere alcuni batteri (Spirillum) posti sulla superficie di una cellula epiteliale della guancia. Sono visibili anche alcune microstrutture della superficie cellulare, come i microvilli. Il filmato è stato ottenuto grazie ad un microscopio ottico a 5500 ingrandimenti. Un “micro” spettacolo che non si può dimenticare.

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Metodo di studio efficace (video)

Molti pensano che per andare bene a scuola è necessario essere dei geni, oppure, se non si ha la fortuna di avere eccellenti capacità, bisogna stare sui libri molte ore al giorno. In realtà non c’è bisogno di un quoziente di intelligenza da paura e non c’è nemmeno bisogno di studiare 10 ore al giorno. Ciò che invece è necessario è un buon metodo di studio unito (e questo è fondamentale) ad un impegno costante. Il metodo di studio, anche se ottimo, non sarà mai in grado di compensare la mancanza di impegno, questo deve essere molto chiaro! Infatti studiare meno ore non significa affatto impegnarsi di meno!

A questo punto vediamo cosa significa avere un metodo di studio efficace. In questo filmato possiamo vedere se abbiamo bisogno di un metodo di studio migliore di quello che stiamo adottando. Questa necessità scaturisce dalle risposte a 3 domande che vengono poste durante il video.

Le domande sono le seguenti:

1) Riesci a ricordare gli argomenti studiati a distanza di 1 giorno dopo averli studiati?

2) Riesci a ricordare gli argomenti studiati a distanza di molto tempo?

3) Riesci a preparare un compito o una interrogazione senza bisogno di molte ore di studio?

Se la risposta a tutte queste domande è negativa probabilmente hai bisogno di cambiare metodo di studio. In questo video si danno dei semplici consigli per studiare di meno e studiare meglio.

Per fare ciò, come dicevo, c’è bisogno di grande impegno. La prima cosa da fare è eliminare i disturbi. Ad esempio cellulari e facebook sono assolutamente da abolire, perché sono tra le cose che fanno perdere più tempo in assoluto. Si può fare ricorso solo alla musica, ma solo se questa favorisce la concentrazione.

Se si prevede di studiare per diverse ore, ad esempio perché si devono preparare diverse materie, conviene intervallare le ore di studio con delle attività piacevoli che servono a “svuotare la mente” e riprendere lo studio con maggiore vigore.

Ma non voglio anticiparvi tutti i consigli del filmato…

Ok, a questo punto vi lascio alla visione di questo filmato che fornisce dei pratici consigli su come studiare meglio e anche di meno senza stancarsi.

Buona visione a tutti.

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Carica batterie con pannello solare fai da te riciclato (video)

Non è difficile fare un carica batterie solare utilizzando dei componenti riciclati. In questo filmato si parte utilizzando una vecchia lampada solare da giardino. Alla fine si ottiene un carica batterie solare adatto, ad esempio, per caricare lo smartphone. Si noti che il materiale è riciclato, quindi virtualmente a costo zero.

Dalla lampada solare da giardino viene smontato il piccolo pannello solare fotovoltaico e viene testato il suo funzionamento. Verificato che il pannello solare è funzionante, si realizza un collegamento elettrico tra i cavetti uscenti dal pannello e un connettore USB. In seguito il pannellino solare viene “inscatolato” per non lasciarlo esposto. La scatola utilizzata è una scatolina di plastica di quelle per conservare i chiodi o cose simili.

Gli attrezzi per fare tutto questo sono davvero “elementari”. Una forbice, un seghetto e qualche altra cosa. Quindi è un progetto davvero semplice alla portata di chiunque.

Buona visione del filmato.

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Colla a caldo: 4 cose incredibili che si possono fare.

Un gancio a muro molto robusto, una cover di cellulare (!), una ragnatela, una cordicella. Sono solo alcune delle cose che si possono fare con la colla a caldo. Può darsi che qualcuno dirà che è tutta colla sprecata (e io sono parzialmente d’accordo), ma queste realizzazioni non sono tutte da buttare. La regnatela soprattutto potrebbe essere un modo molto veloce per realizzare degli addobbi per una festa a tema Halloween o Streghe. La cover non è eccellente, ma ho pensato che non sarebbe male per fare qualche scherzo. La cordicella invece non mi sembra di alcuna utilità. Il gancio incollato a muro purtroppo non mi sembra un’idea brillante. E poi resisterà nel tempo?

Intanto però guardatelo questo filmato, tanto dura solo pochi minuti della vostra vita e voi ne avete tempo da sprecare, dato che siete capitati a leggere questo post .

Buona fortuna.

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Gadget USB fatti in casa

Un ventilatore USB alimentato da una batteria di un cellulare, un mini trapano, una serie di led. Questi tre piccoli “aggeggi” hanno in comune che sono facili da costruire anche in casa con pochissima spessa e con componenti molto facili da reperire. Una bottiglia di plastica, colla a caldo, un cavo USB, bastoncini di gelato, un motorino elettrico, alcuni led.

Sono gli ingredienti per costruire in breve tempo 3 gadget USB molto simpatici, probabilmente abbastanza inutili, o forse utili solo per poter dire che si è riusciti a realizzarli. Io ci proverei a costruirli, se non altro per vedere se ci riesco anche io. Un ottimo esercizio del fai da te, nell’attesa di trovare qualche idea per costruire qualcosa di importante.

Buona visione del filmato.

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Le potenze di 10 e la notazione scientifica

In molti casi è utile abbreviare numeri con molte cifre utilizzando le potenze di 10. Le potenze di 10 hanno delle proprietà che le rendono adatte per “compattare” numeri con molte cifre.

Vediamo perché.

Partiamo dalla potenza di 10 più semplice:

10⁰ = 1 (in realtà qualsiasi numero elevato a 0 fa 1, proprietà valida anche per le potenze con base 10)

10¹ = 10

10² = 100

10³ = 1000

A questo punto abbiamo capito che il numero dell’esponente è uguale al numero di zeri presenti nel numero.

Quindi quanto vale 10⁴?

Sarà uguale a 1 seguito da 4 zeri: 10000.

Adesso possiamo vedere numeri un po’ più grandi:

10⁶ = 1000000 (1 seguito da 6 zeri); un milione.

10⁹ = 1000000000 (1 seguito da 9 zeri); un miliardo.

10²³ = 100000000000000000000000 (1 seguito da 23 zeri).

Notiamo già che numeri interminabili si possono scrivere con poche cifre.

Esempio: 100000000000000000000000000000000000000000000000000000000

pari a 10⁵⁶ ! (basta contare i 56 zeri).

Bene, abbiamo capito come si possono “compattare” numeri molto grandi. Ma se noi abbiamo numero più piccoli di 1?

10^-1 = 1/10 = 0,1

10^-2 = 1/100 = 0,01 (un centesimo)

10^-3 = 1/1000 = 0,001 (un millesimo)

…

…

10^-6 = 1/1000000 = 0,000001 (un milionesimo)

10^-9 = 1/1000000000 = 0,000000001 (un miliardesimo)

Anche in questo caso il numero di zeri è uguale al numero dell’esponente della potenza, ma gli zeri sono “prima” del numero uno.

Provate a convertire questo numero in potenza di 10:

0,0000000000000000000000000001

contando che ci sono 28 zeri, abbiamo:

10^-28

E’ chiaro? Se ci sono domande o si desiderano chiarimenti, inseriteli nei commenti.

 

NOTAZIONE SCIENTIFICA

Ma i numeri che abbiamo visto finora cominciano o finiscono con la cifra 1. E se vogliamo trasformare in potenza di 10 un numero qualsiasi?

Facciamo subito un esempio:

prendiamo il numero:

2350000000000

consideriamo la prima cifra, che è un 2 e subito dopo scriviamo la virgola, poi scriviamo tutte le altre cifre diverse da zero, quindi 3 e 5

2,35

poi moltiplichiamo questo numero per la potenza di 10. Per sapere quale esponente mettere sul 10 contiamo tutte le cifre del numero, tranne la prima, quindi troviamo 12.

Alla fine avremo:

2350000000000 = 2,35 x 10¹².

E se abbiamo un numero molto piccolo come:

0,00000000561?

Anche in questo caso dobbiamo considerare la prima cifra diversa da zero, il 5 e scrivere subito la virgola, seguita dalle altre cifre diverse da zero, quindi avremo:

5,61

questo lo dobbiamo moltiplicare per la potenza di dieci. Stavolta però l’esponente sarà negativo, per sapere l’esponente basta contare tutti gli zeri (in questo caso sono 9). Alla fine avremo quindi:

0,00000000561 = 5,61 x 10^-9.

Anche per questo esempio, se qualcuno desidera chiarimenti, lo scriva nei commenti.

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Tre idee meravigliose (video)

Costruire una lampadina, una molatrice e un campanello è difficile. No, soprattutto se non si ha l’esigenza che funzionino davvero come lampadina, molatrice e campanello! E si badi soprattutto al loro valore “didattico”. In questo filmato possiamo vedere come costruire una “specie” di lampadina, una molatrice e un campanello utilizzando solo una batteria, legno, colla, chiodi, viti e altre semplici cose facili da trovare.

Buona visione del video “Tre idee meravigliose” (3 Awesome Ideas).

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Macchina di Topolino ad energia solare

In questo breve filmato possiamo vedere l’apertura di un bel giocattolo ad energia solare. Si tratta della macchina di Topolino dotata di piccoli pannelli solari che la fanno funzionare veramente! Il montaggio non è difficile e per i bambini è davvero bello avere un giocattolo che non si scarica mai e che non si ferma perché si sono scaricate le batterie (i più piccoli si seccano moltissimo quando succede…).

A parte le espressioni colorite di chi ha realizzato il filmato (fate tappare le orecchie se ci sono bambini che stanno guardando il filmato accanto a voi ), alla fine il modellino riesce a fare girare le ruote (ma non a camminare sul terreno, anche perché viene provato su l’asfalto che non è abbastanza liscio e regolare) quando il pannellino solare viene esposto al sole.

Che dire? Non vi resta altro che guardare il video dell’apertura e del montaggio.

Buona visione a tutti.

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La formazione delle stelle

Le stelle si formano per contrazione di nubi gassose. Si suppone che nella fase iniziale la nube sia notevolmente estesa, rarefatta, e dotata di densità e temperatura basse ed uniformi.
Tra le particelle che costituiscono la nube agisce un'attrazione (gravitazionale) che tende ad avvicinarle. Inizia cosi una lenta contrazione che porta ad un riscaldamento della nube stessa.

(NGC 281 è un tipici esempio di nebulosa in cui si formano nuove stelle)

In accordo con leggi meccaniche e termodinamiche che stabiliscono precise relazioni di conversione tra lavoro e calore, parte del lavoro compiuto dalle forze gravitazionali durante la fase di contrazione della stella viene convertita in energia termica che, a sua volta, determina un riscaldamento della stella stessa.
d'altra parte, poiché viene a crearsi uno squilibrio tra la temperatura dell'ambiente circostante e quello della stella stessa, questa, o meglio, la «protostella», incomincia ad irraggiare.

(La protostella all’interno della nebulosa “Girino”)

Irraggiando energia, la stella tende a raffreddarsi e, con il raffreddamento, le forze gravitazionali incontrano meno opposizione da parte della pressione interna della stella dovuta all'agitazione termica del gas: ciò provoca una progressione della contrazione gravitazionale.
La contrazione fa aumentare ulteriormente la temperatura perché l'energia proveniente dal lavoro gravitazionale compiuto viene nuovamente in parte convertita in energia termica ed in parte irraggiata.

Ci troviamo cosi di fronte ad una situazione per cui più la stella si contrae, più si riscalda. Inoltre, in un certo senso, la sua contrazione progressiva e permessa dall'irraggiamento.
Possiamo sintetizzare questo meccanismo nella paradossale affermazione secondo la quale «una stella irraggiando si riscalda».
Tale realtà, che è paradossale soltanto in apparenza, e valida per tutti sistemi aventi «calore specifico negativo».

Studi generali mostrano che il calore specifico negativo a tipico dei sistemi autogravitanti, cioè soggetti alla contrazione gravitazionale.
Sappiamo che proprietà analoghe possono essere stabilite perfino per sistemi tipicamente «gravitazionali» e molto particolari, come i buchi neri.
La lenta e progressiva contrazione della stella continua per milioni di anni, fino a che le sue regioni centrali non diventano sufficientemente calde perché possano incominciare ad innescarsi ed a svolgersi le reazioni termonucleari.

Tali reazioni sprigionano energia secondo lo stesso processo che ha luogo nell'esplosione di una bomba all'idrogeno. Nel momento in cui si innescano tali reazioni, la nube di gas si stabilizza, Infatti essa si assesta nella situazione in cui l'energia che viene irraggiata dalla sua superficie è compensata dall'energia che viene generata nel suo interno. La stella non ha perciò più bisogno di contrarsi per generare energia termica. Questo è l'istante in cui si può dire che la stella è nata.

Va sottolineato che negli studi sulla formazione stellare viene adottata la Teoria newtoniana della Gravitazione.
Infatti, il campo gravitazionale di una stella è sufficientemente debole perché gli effetti relativistici siano trascurabili e la Gravitazione newtoniana rappresenti un'ottima approssimazione per lo studio di un tale sistema. Nel caso di oggetti come le stelle di neutroni e i buchi neri, intorno ai quali il campo gravitazionale assume un'intensità molto elevata, la Relatività Generale sarà indispensabile per la descrizione della loro situazione fisica.

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