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Ho insegnato matematica e scienze alle medie a Genova, Addis Abeba e Barcellona. Mi piace scovare giochi didattici dedicati alla matematica. Io e Luvi abbiamo viaggiato in Europa, India, Tibet, Nepal, Cina, Australia, Indonesia, Birmania, Tailandia, Sri Lanka, Perù, Messico, Guatemala, Belize, Etiopia, Marocco, Egitto, Congo, Ruanda, Mali, Costa d'Avorio, Togo, Ghana e qualche altro posto. Mi trovi su Instagram

Esempio di selezione naturale

La Selezione Naturale: L’Esempio della Falena

In natura, all’interno di una stessa specie, esistono forme diverse tra gli individui. Un esempio sono le falene, farfalle notturne che possono avere un colore chiaro o scuro. Di giorno, queste falene si posano sui tronchi degli alberi di betulla, che sono generalmente chiari, e le falene dal colore chiaro si mimetizzano meglio, riuscendo così a sfuggire ai predatori come gli uccelli.

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Durante il XIX secolo, con l’industrializzazione, le città si riempirono di fabbriche che, con il fumo, scurirono i tronchi delle betulle. Su questi tronchi scuri, le falene chiare erano più visibili e quindi venivano cacciate e mangiate più facilmente, mentre le falene scure riuscivano a nascondersi meglio. Col passare delle generazioni, quindi, le falene scure divennero più numerose di quelle chiare perché avevano maggiori probabilità di sopravvivere e riprodursi.

Questo è un esempio di selezione naturale, un processo in cui l’ambiente “favorisce” gli individui meglio adattati. In questo caso, fu l’inquinamento causato dall’uomo a cambiare l’ambiente, portando un vantaggio alle falene scure.


Obiettivi di apprendimento

  • Capire come i cambiamenti nell’ambiente influenzano quali individui sopravvivono meglio.
  • Conoscere come le attività umane possono influire sulla biodiversità (cioè la varietà di forme di vita).
  • Introdurre il concetto di diversità genetica e selezione naturale.

Approfondimento

In una specie, come quella delle falene, tutti gli individui hanno lo stesso tipo di geni, che determinano caratteristiche come il colore. Tuttavia, possono esistere versioni diverse di questi geni (chiamate alleli), che danno origine a variazioni, ad esempio falene chiare o scure.

Questa diversità genetica è una parte importante della biodiversità, ma può essere modificata da alcuni meccanismi:

  • Deriva genetica: è un processo casuale in cui la frequenza degli alleli cambia col tempo. Questo fenomeno è più evidente nelle popolazioni piccole o isolate, dove alcuni alleli possono sparire del tutto, riducendo la biodiversità. Questo capita spesso su piccole isole, dove animali e piante si trovano isolati dalle altre popolazioni.
  • Selezione naturale: al contrario della deriva genetica, la selezione naturale non è casuale, ma premia gli alleli che offrono un vantaggio. Un esempio è il mimetismo delle falene scure sui tronchi scuri. Gli individui che hanno il colore più adatto all’ambiente riescono a sopravvivere meglio e quindi a riprodursi di più, trasmettendo il loro colore alla generazione successiva. Al contrario, gli alleli meno vantaggiosi diventano meno frequenti nella popolazione.

Darwin e la Selezione Naturale

L’idea della selezione naturale fu studiata dallo scienziato Charles Darwin durante il suo viaggio alle Isole Galápagos, nel 1835. Qui osservò come i fringuelli, un tipo di uccello, avessero becchi diversi a seconda dell’isola su cui vivevano e del tipo di cibo disponibile. La forma del becco si era adattata per sopravvivere meglio all’ambiente di ciascuna isola.

Come nascono nuove specie

La selezione naturale e la deriva genetica possono contribuire alla formazione di nuove specie. Se due gruppi di una stessa specie vivono separati per molto tempo, le differenze genetiche possono diventare così grandi da non permettere più loro di riprodursi tra loro. Quando questo succede, si considerano due specie diverse.


Questo è un esempio di come l’ambiente e l’evoluzione creano e trasformano la varietà di vita sulla Terra.

La geometria è dappertutto

Forme geometriche in natura: Perché alcune appaiono più spesso di altre?

La geometria è dappertutto! Se guardiamo con attenzione ciò che ci circonda, possiamo trovare figure geometriche ovunque: nei fiori, nei cristalli di neve, nelle onde del mare e perfino nei favi delle api. Ma come mai alcune forme geometriche sembrano comparire più spesso di altre? C’è una spiegazione, e ha molto a che fare con le leggi della natura e con la matematica!

Cerchi, spirali e simmetria: un’armonia naturale

natura

Il cerchio: la forma perfetta

Il cerchio è una delle forme più comuni in natura. Pensiamo ad esempio al sole, alla luna, alle gocce d’acqua e perfino agli occhi! Ma perché il cerchio? La ragione è semplice: il cerchio è la figura geometrica che, a parità di perimetro, racchiude la maggiore area possibile. Questo è vantaggioso, per esempio, quando l’acqua cade in piccole gocce, perché le molecole tendono a formare una sfera o un cerchio per minimizzare l’energia superficiale.

Il cerchio è anche simbolo di equilibrio e armonia: in un mondo naturale che cerca sempre l’ottimizzazione, il cerchio rappresenta una soluzione “perfetta” per molti problemi.

Le spirali: la forza della crescita

Avrai forse notato che molte piante, conchiglie, e perfino i cicloni formano delle spirali. La spirale è una forma che permette alla natura di “crescere” in modo efficiente. Una delle spirali più famose è la spirale di Fibonacci, che possiamo vedere in alcune conchiglie o nei semi del girasole. Questa spirale segue la sequenza di Fibonacci, una successione di numeri in cui ogni numero è la somma dei due precedenti: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, e così via.

Le piante, ad esempio, dispongono le foglie in modo da massimizzare la ricezione della luce solare, e una spirale permette una disposizione che minimizza lo spazio senza bloccare la luce alle foglie inferiori. Questo è il risultato della selezione naturale, che ha “scelto” la spirale come forma più efficiente per crescere.

La simmetria: bellezza e forza

In natura, la simmetria è spesso sinonimo di forza e bellezza. Gli animali, le piante e anche alcuni minerali presentano spesso simmetrie bilaterali (come il nostro corpo) o radiali (come le stelle marine). La simmetria radiale è perfetta per organismi che devono interagire con l’ambiente da ogni direzione, come le meduse. La simmetria bilaterale, invece, è comune negli animali che si muovono in una direzione: avere un corpo bilanciato aiuta a mantenere stabilità e agilità.

Esagoni: l’efficienza dei favi

Un altro esempio famoso di geometria in natura è il favo delle api, che presenta una struttura a celle esagonali perfettamente incastrate. Ma perché proprio l’esagono e non, ad esempio, il cerchio? Gli esagoni hanno una proprietà incredibile: possono coprire una superficie senza lasciare spazi vuoti, usando meno materiale. Per questo, la forma esagonale è perfetta per risparmiare cera e spazio. Ogni cella esagonale è quindi una soluzione “geometrica” per costruire un favo resistente ed economico.

Frattali: forme che si ripetono

La geometria naturale non si ferma a cerchi e spirali. In natura troviamo anche forme complesse che si ripetono a diverse scale. Questi sono i frattali. Un frattale è una struttura in cui ogni parte è simile all’intero, ma su scale diverse. Pensa a un albero: il tronco si divide in rami, i rami in rametti, e così via. Ogni parte ha una forma simile, e questo permette di creare strutture grandi e forti partendo da semplici schemi di crescita.

Gli alberi, le nuvole e anche le montagne presentano strutture frattali, una caratteristica che consente loro di crescere in modo efficiente e di adattarsi alle forze della natura, come il vento e la gravità.

frattali

Perché la natura “sceglie” certe forme?

La natura sembra scegliere forme che consentano la massima efficienza con il minimo sforzo. I cerchi minimizzano la superficie, le spirali consentono una crescita ottimale, gli esagoni permettono di risparmiare materiale, e i frattali creano strutture complesse con semplici ripetizioni. In tutto questo, c’è un senso di equilibrio e bellezza che rende il mondo naturale affascinante e perfetto nella sua geometria.

Quindi, la prossima volta che sei fuori nella natura, osserva con attenzione: magari noterai una spirale in una conchiglia, una simmetria in un fiore o un esagono in un alveare. La matematica e la geometria sono ovunque, e ogni forma ha la sua ragione di essere.