Biologia
Che cosa è la biologia?
Versione per bambini
La Biologia parola è composta da due parole più piccoli, "bio" e "logia". Bio significa vita. Logia si intende lo studio della scienza. Quando abbiamo messo insieme queste due parole, cosa otteniamo? Bio-logia, o biologia, la scienza della vita.
Ma aspetta un momento, cos'è la vita? Che genere di cose sono vive? Beh, per cominciare, tu ed io siamo vivi. Le vostre famiglie, amici e vicini di casa sono vivi, lo sono anche i vostri animali domestici, il prato, alberi, piante, il cibo che mangiate, e gli insetti che si guarda strisciare sul marciapiede. La vita è tutto intorno a noi. Dalle balene gigantesche che vivono negli oceani, di piccoli germi che brulicano sulla tastiera del computer.
La biologia è la scienza di conoscere ogni tipo di vita, non importa dove si trova, o quanto grande o piccolo che sia.
Un biologo è una persona che studia la vita.
Versione adulti
BIOLOGIA
La definizione tradizionale di Biologia è la seguente:
La biologia è la scienza della vita.
La biologia è una scienza perché si basa sull'osservazione della natura e la sperimentazione per spiegare i fenomeni legati alla vita
La biologia è lo studio di non-spontaneo trasferimento dell'energia contenuta nelle particelle e quasi-stabili sistemi di quell'esperienza.
In generale, i biologi sanno che la vita è un fenomeno legato agli eventi fisici e chimici generati dallo stato di energia dell 'universo. Molti scienziati lavorano con il fenomeno fisico della risonanza Elettrodinamica .
La vita è una fluttuazione di energia, e la vita è uno stato transitorio riguardante la posizione e il movimento di energia causato da una convergenza di onde e particelle.
Per essere considerati come esseri viventi sono richieste alcune caratteristiche di base :
CARATTERISTICHE degli esseri viventi:
Organizzazione strutturale e funzionale: gli esseri viventi hanno organizzazione strutturale e funzionale. Sia la struttura e la funzione sono strettamente correlati.
Più di un ordine superiore o di complessità eccezionale, ciò che distingue gli esseri viventi dalle cose non viventi è l'organizzazione delle strutture a catena e le loro funzioni.
Le molecole sono organizzate in cellule, le cellule a formare tessuti, organi tessuti, organi, sistemi di organi, e l'insieme di tutti i sistemi sono un individuo. Ci sono individui che sono formati da una singola cellula, come batteri, alcuni funghi e protisti.
È possibile trovare le cose non viventi ben organizzate, quindi dobbiamo includere altre caratteristiche contestuali alla vita. L'osservazione di tutto l'insieme di caratteristiche ci permette di distinguere tra le cose viventi e non viventi. Le altre caratteristiche che ci aiutano sono la riproduzione e l'evoluzione, anche se possiamo trovare cose ben organizzate non viventi che si riproducono e si evolvono.
RIPRODUZIONE: La riproduzione è la funzione vitale che permette all'individuo di fare copie di se stesso. Anche se alcune molecole organiche in grado di fare duplicati di se stessi, mancano le altre caratteristiche degli esseri viventi.
Assiomi di Biologia:
Apriamo una parentesi per ampliare le nostre conoscenze circa l'organizzazione e la riproduzione dei Biosistemi (un biosistema è un qualsiasi essere vivente).
In biologia, come per la fisica e la chimica, ci sono assiomi o principi che non possono essere violati. Questi principi sono dovuti principalmente alle Leggi della Termodinamica, e sono soggetti a tutti gli esseri viventi sulla Terra.
1. Assioma di Biogenesi: Allo stato attuale, la vita viene solo dalla vita, la vita non può nascere dalla materia non vivente. Questo è l'assioma biologico chiamato Biogenesi.
La continuità della vita dipende dalla trasmissione dei caratteri ereditari, che si trovano nelle molecole di acidi nucleici.
2. Assioma non trasferibilità della vita: La vita non può essere trasferita, conferita o indotta ad un sistema inerte, anche se è stato prima prima in vita, ma può essere sostenuto solo attraverso una sequenza di biosistema riproduttiva.
La vita possa essere confermata solo attraverso la generazione di nuovi individui da individui esistenti. Questo risultato è ottenuto attraverso la riproduzione, in cui la perpetuazione della struttura molecolare gioca un ruolo fondamentale.
3. Irreparabilità della vita: una volta disturbato lo stato termico di un biosistema particolare non è possibile ripristinare, sia da meccanismi naturali o attraverso dispositivi tecnologici conosciuti. Ciò è dovuto alla irreversibilità della freccia del tempo, che è legata ad alcun aumento dell'entropia complessiva dell'universo.
4.EVOLUZIONE: gli esseri viventi interagiscono con l'ambiente. Quando le condizioni ambientali cambiano, gli organismi devono adattarsi a questi cambiamenti. L'evoluzione si riferisce ai cambiamenti che devono avvenire nell'organismo per adattarsi all'ambiente che cambia. Questi cambiamenti nel corpo sono considerati nel contesto di adattamento evolutivo e devono avvenire nel DNA. Quindi, il cambiamento sarà ereditato alla progenie.
LA CHIMICA DELLA VITA
Gli organismi sono composti di materia.
È possibile trovare le cose non viventi ben organizzate, quindi dobbiamo includere altre caratteristiche contestuali alla vita. L'osservazione di tutto l'insieme di caratteristiche ci permette di distinguere tra le cose viventi e non viventi. Le altre caratteristiche che ci aiutano sono la riproduzione e l'evoluzione, anche se possiamo trovare cose ben organizzate non viventi che si riproducono e si evolvono.
RIPRODUZIONE: La riproduzione è la funzione vitale che permette all'individuo di fare copie di se stesso. Anche se alcune molecole organiche in grado di fare duplicati di se stessi, mancano le altre caratteristiche degli esseri viventi.
Apriamo una parentesi per ampliare le nostre conoscenze circa l'organizzazione e la riproduzione dei Biosistemi (un biosistema è un qualsiasi essere vivente).
In biologia, come per la fisica e la chimica, ci sono assiomi o principi che non possono essere violati. Questi principi sono dovuti principalmente alle Leggi della Termodinamica, e sono soggetti a tutti gli esseri viventi sulla Terra.
1. Assioma di Biogenesi: Allo stato attuale, la vita viene solo dalla vita, la vita non può nascere dalla materia non vivente. Questo è l'assioma biologico chiamato Biogenesi.
La continuità della vita dipende dalla trasmissione dei caratteri ereditari, che si trovano nelle molecole di acidi nucleici.
2. Assioma non trasferibilità della vita: La vita non può essere trasferita, conferita o indotta ad un sistema inerte, anche se è stato prima prima in vita, ma può essere sostenuto solo attraverso una sequenza di biosistema riproduttiva.
La vita possa essere confermata solo attraverso la generazione di nuovi individui da individui esistenti. Questo risultato è ottenuto attraverso la riproduzione, in cui la perpetuazione della struttura molecolare gioca un ruolo fondamentale.
3. Irreparabilità della vita: una volta disturbato lo stato termico di un biosistema particolare non è possibile ripristinare, sia da meccanismi naturali o attraverso dispositivi tecnologici conosciuti. Ciò è dovuto alla irreversibilità della freccia del tempo, che è legata ad alcun aumento dell'entropia complessiva dell'universo.
4.EVOLUZIONE: gli esseri viventi interagiscono con l'ambiente. Quando le condizioni ambientali cambiano, gli organismi devono adattarsi a questi cambiamenti. L'evoluzione si riferisce ai cambiamenti che devono avvenire nell'organismo per adattarsi all'ambiente che cambia. Questi cambiamenti nel corpo sono considerati nel contesto di adattamento evolutivo e devono avvenire nel DNA. Quindi, il cambiamento sarà ereditato alla progenie.
Gli organismi sono composti di materia.
In fisica classica, con materia genericamente si indica qualsiasi cosa che abbia massa e occupi spazio o alternativamente la sostanza di cui gli oggetti fisici sono composti, escludendo l'energia dovuta al contributo dei campi delle forze. Il vocabolo materia deriva dal latino mater (madre), il che indica come la materia veniva considerata il fondamento costituente, la madre, di tutti i corpi e di tutte le cose.
Il materiale è costituito da aggregati di minuscole particelle chiamate energia immagazzinata che si legano l'un l'altro per formare nuclei.
Gli atomi sono l'unità strutturale di tutte le forme della materia esistente nell'universo conosciuto.
L'atomo è composto principalmente da tre tipologie di particelle subatomiche (cioè di dimensioni minori dell'atomo): i protoni, i neutroni e gli elettroni.
In particolare:
i protoni (carichi positivamente) e i neutroni (privi di carica) formano il "nucleo" (carico positivamente); protoni e neutroni sono detti quindi "nucleoni";
gli elettroni (carichi negativamente) sono presenti nello stesso numero dei protoni e ruotano attorno al nucleo senza seguire un'orbita precisa (l'elettrone si dice quindi "delocalizzato"), rimanendo confinati all'interno dei cosiddetti "gusci elettronici" (o "livelli energetici").
In proporzione, se il nucleo atomico fosse grande quanto una mela, gli elettroni gli ruoterebbero attorno ad una distanza pari a circa un chilometro; un nucleone ha massa quasi 1800 volte superiore a quella di un elettrone.
La tabella seguente riassume alcune caratteristiche delle tre particelle subatomiche anzidette:[7]
ParticellaSimboloCaricaMassaNote
Elettrone e- -1,6 × 10−19 C 9,1093826 × 10−31 kg (0,51099 891 MeV/C²) Scoperto da Thomson in base alle esperienze sui raggi catodici di William Crookes. Con l'esperimento della goccia d'olio Millikan ne determinò la carica.
Protone p+ 1,6 × 10−19 C 1,6726231 × 10−27 kg (9,3828 × 102 MeV/C²) Scoperto da Ernest Rutherford con l'esperimento dei raggi alfa, la sua esistenza fu ipotizzata già da Eugene Goldstein, lavorando con i raggi catodici.
Neutrone n 0 C 1,674 927 29 × 10−27 kg (9,39565 × 102 MeV/C²) Scoperto da James Chadwick, la sua esistenza fu desunta a partire da contraddizioni studiate prima da Walther Bothe, poi da Irène Joliot-Curie e Frédéric Joliot.
Rappresentazione schematica di un atomo di elio.Attorno al nucleo, composto da due neutroni (in verde) e due protoni (in rosso), ruotano gli elettroni (in giallo).
Si definiscono due quantità per identificare ogni atomo:
Numero di massa (A): la somma del numero di neutroni e protoni nel nucleo
Numero atomico (Z): il numero dei protoni nel nucleo, che, allo stato neutro, corrisponde al numero di elettroni esterni ad esso.[8]
Per ricavare il numero dei neutroni si sottrae al numero di massa il numero atomico.
Esiste una grandezza che ne quantifica la massa, definita peso atomico (più correttamente "massa atomica"), espresso nel SI in unità di massa atomica (o uma), dove una unità di massa atomica equivale alla dodicesima parte della massa di un atomo di carbonio-12 (12C). Il numero degli elettroni che ruotano attorno al nucleo è uguale al numero dei protoni nel nucleo: essendo le predette cariche di valore assoluto uguale, un atomo è normalmente elettricamente neutro e pertanto la materia è normalmente elettricamente neutra. Tuttavia esistono atomi che perdono o acquistano elettroni, ad esempio in virtù di una reazione chimica: la specie che ne deriva si chiama ione; gli ioni possono essere quindi di carica positiva o negativa.
Gli atomi aventi lo stesso numero atomico hanno le stesse proprietà chimiche: si è dunque convenuto a definirli appartenenti allo stesso elemento.
Due atomi possono differire anche nell'avere numero atomico uguale ma diverso numero di massa: simili atomi sono detti isotopi ed hanno medesime proprietà chimiche. Ad esempio l'atomo di idrogeno ha più isotopi: in natura infatti esso è presente in grande maggioranza come 1H (formato da un protone ed un elettrone) e in minore quantità da 2H (o deuterio[9], che è formato da un protone, un neutrone ed un elettrone) e 3H (o trizio, estremamente raro, formato da un protone, due neutroni ed un elettrone). Dal punto di vista chimico, idrogeno, deuterio e trizio presentano identiche proprietà, anche se recenti ricerche stanno rivelando una maggiore instabilità del deuterio nei composti.
Un elemento è una sostanza la cui costituente atomi sono della stessa classe, per esempio, il carbonio, ferro, zinco, calcio, idrogeno, ecc.
Quando una sostanza è formata da due o più tipi di atomi sono detti composti.
Dei 92 elementi naturali conosciuti, solo 25 elementi fanno parte della materia vivente. Di questi 25 elementi, carbonio, ossigeno, idrogeno e azoto sono presenti nel 96% delle molecole della vita. I restanti elementi a far parte del 4% della materia vivente, il più importante Fosforo, Potassio, Calcio e Zolfo.
Molecole che contengono carbonio sono chiamate composti organici, come l'anidride carbonica , che consiste di un atomo di carbonio e due atomi di ossigeno (CO 2). La mancanza di molecole di carbonio nella sua struttura, genera la Chimica Inorganica, per esempio, una molecola d'acqua, che consiste in un atomo di ossigeno e due di idrogeno (H 2 O).
I composti organici principali sono:
a) Carboidrati
b) Lipidi
c) Proteine
d) acidi nucleici
PER APPROFONDIRE:
Guida alla Conoscenza della Biologia e dell'Ecologia del Suolo
Funzionalità, diversità biologica, indicatori.
Il suolo è una risorsa di grande valore per l’ambiente; è un sistema ecologico complesso che, tra l’altro, filtra gli inquinanti immessi dall’uomo e ne limita i danni, salvaguardando le acque di falda; è il supporto essenziale per la produzione dei nostri alimenti. Nonostante ciò, anche per reali difficoltà di osservazione e di analisi, gli studi sulla sua biologia e sulla sua ecologia sono arretrati rispetto a quelli, ad esempio, su acqua e aria.
Il volume "Guida alla conoscenza della biologia e dell'ecologia del suolo", pratico e di facile lettura, prende in esame i diversi aspetti della biologia del suolo, approfondisce il ruolo che i diversi organismi assumono nel mantenimento degli equilibri chimico-fisici e biologici, e, aspetto particolarmente innovativo, mette in rilievo l’importanza degli organismi viventi come “strumenti” di indicazione della salute del suolo, senza tralasciare le valutazioni tradizionali.
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