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Respirazione cellulare

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La relazione tra la respirazione umana e la respirazione cellulare

Quando respiriamo, il nostro corpo compie un’azione fondamentale per la vita: porta ossigeno a tutte le cellule. Ma ti sei mai chiesto perché le cellule hanno bisogno di ossigeno? È qui che entra in gioco la respirazione cellulare, un processo che permette loro di ottenere energia per svolgere tutte le loro attività. Scopriamo insieme come funzionano questi due tipi di respirazione e come sono collegati.

La respirazione umana

La respirazione umana è il processo con cui introduciamo ossigeno nei polmoni e liberiamo anidride carbonica. Quando inspiri, l’aria entra nei polmoni, e qui l’ossigeno passa nel sangue grazie agli alveoli, delle minuscole sacche d’aria circondate da capillari sanguigni. Il sangue ricco di ossigeno viene poi trasportato in tutto il corpo.

Ma perché il nostro corpo produce anidride carbonica? Questo gas è un prodotto di scarto della respirazione cellulare, che avviene dentro le cellule.

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La respirazione cellulare

La respirazione cellulare è come una piccola “fabbrica” che si svolge nei mitocondri, le centrali energetiche delle cellule. Le cellule usano l’ossigeno per “bruciare” il glucosio, uno zucchero che proviene dagli alimenti. Da questa reazione si ottiene energia sotto forma di ATP (adenosina trifosfato), che le cellule usano per svolgere le loro funzioni, come crescere, ripararsi o trasmettere impulsi nervosi.

Ecco la reazione semplificata della respirazione cellulare: Glucosio + Ossigeno → Energia (ATP) + Anidride carbonica + Acqua

Come sono collegate?

La respirazione umana fornisce ossigeno alle cellule e rimuove l’anidride carbonica che producono. È un perfetto gioco di squadra:

  • I polmoni catturano l’ossigeno e lo mandano nel sangue.
  • Il cuore trasporta il sangue ossigenato a tutte le cellule.
  • Le cellule usano l’ossigeno per produrre energia e rilasciano anidride carbonica.
  • I polmoni espellono l’anidride carbonica fuori dal corpo quando espiri.

In breve, la respirazione umana è come un sistema di rifornimento che fornisce alle cellule ciò di cui hanno bisogno per sopravvivere.

Domande per te

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Esempio di selezione naturale

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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.