Concetti Chiave
- La biologia si basa su una scala gerarchica di organizzazione delle forme viventi, partendo dagli atomi fino alla biosfera.
- Le molecole biologiche, composte principalmente da atomi di carbonio e altri elementi, sono essenziali per la struttura degli organismi viventi.
- Le cellule rappresentano un livello fondamentale, dove emerge la proprietà della vita dall'interazione delle molecole.
- Le popolazioni di organismi simili formano comunità, che insieme costituiscono ecosistemi, evidenziando la complessità delle interazioni biologiche.
- Le proprietà emergenti a ogni livello di organizzazione sono diverse e non semplicemente somme delle caratteristiche dei singoli componenti.
Prima di intraprendere lo studio della biologia è opportuno avere un quadro generale di quali siano i livelli di organizzazione delle forme viventi, ossia di quella scala di complessità che ordina in maniera gerarchica il mondo degli organismi presenti sul nostro pianeta.
Livelli di organizzazione
Al livello più basso di questa organizzazione, dove troviamo le strutture più piccole, vi sono gli atomi, a loro volta costituiti da particelle subatomiche; gli atomi si aggregano a formare molecole, cioè piccole unità strutturali costituite da due o più atomi, uguali o diversi come, per esempio, l'acqua. Alcune molecole sono fatte da un'ossatura di atomi di carbonio a cui sono attaccati altri atomi (per lo più di idrogeno, di ossigeno, di azoto e di fosforo): tali molecole sono molto complesse e vengono definite biologiche per indicare che sono i composti di base con cui sono costituiti tutti gli organismi viventi. Tra queste ci sono, per esempio, le proteine come la miosina che è una delle sostanze che formano i muscoli.
Dalle cellule agli organismi
A un livello superiore di organizzazione le molecole possono interagire tra loro per dare origine a strutture complesse e straordinariamente organizzate, le cellule; è a questo livello che compare una nuova e fondamentale proprietà, la vita.
Quando singole cellule specializzate si organizzano a un livello superiore si forma un tessuto (il sangue ne è un esempio); più tessuti diversi che cooperano costituiscono un organo (come il cuore) di un organismo pluricellulare; più organi che interagiscono tra loro per svolgere una determinata funzione, come il trasporto del sangue in ogni parte del corpo, costituiscono un sistema. Un organismo è un insieme di sistemi che interagiscono tra loro per svolgere tutte le funzioni vitali e mantenere stabili le condizioni ambientali interne.
Popolazioni ed ecosistemi
Non è neppure l'organismo nel suo complesso a rappresentare l'ultimo livello dell'ordine biologico. Infatti organismi simili, cioè appartenenti alla stessa specie, che vivono contemporaneamente in una certa zona si possono unire in gruppo formando una popolazione (per esempio una popolazione di scimpanzé) che, a sua volta, fa parte di un sistema di organizzazione più vasto. Più popolazioni che vivono contemporaneamente in uno stesso ambiente danno luogo a una comunità (costituita, per esempio, dagli scimpanzé, dagli alberi della radura in cui vivono e dagli insetti di cui si nutrono); l'insieme delle comunità genera poi un ecosistema, che rappresenta l'insieme di tutti gli organismi che vivono in un certo ambiente e l'ambiente stesso. L'ultimo livello di organizzazione, la biosfera, è quella parte del pianeta (che comprende i fondali oceanici, la superficie terrestre e anche l'atmosfera) in cui sono presenti organismi viventi.
Proprietà emergenti
Come si intuisce, le caratteristiche di ogni livello non sono, dunque, una semplice combinazione di caratteristiche delle sue componenti, ma risultano, di fatto, completamente differenti da esse. A ogni nuovo livello di organizzazione emergono nuove e diverse proprietà.
Domande da interrogazione
- Qual è il livello più basso di organizzazione delle forme viventi?
- Come si formano i tessuti e quali sono i loro componenti?
- Cosa costituisce una comunità biologica?
- Qual è l'importanza delle proprietà emergenti nei vari livelli di organizzazione?
Il livello più basso è rappresentato dagli atomi, che si aggregano a formare molecole, le unità strutturali fondamentali degli organismi viventi, come le molecole biologiche.
I tessuti si formano quando singole cellule specializzate si organizzano a un livello superiore; un esempio di tessuto è il sangue, composto da diverse cellule che cooperano.
Una comunità è formata da più popolazioni di organismi simili che vivono contemporaneamente in un certo ambiente, come scimpanzé, alberi e insetti in una radura.
Le proprietà emergenti indicano che le caratteristiche di ogni livello non sono semplicemente la somma delle componenti, ma presentano qualità completamente diverse e nuove a ogni livello di organizzazione.
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