BREVE STORIA DELLA BIOLOGIA RIASSUNTO

CAPITOLO 1:LA BIOLOGIA ANTICA

Verso il 600 a.C. nella Ionia iniziò un movimento filosofico che ignorava il soprannaturale e reputava chele vicende

dell’universo seguissero uno schema fisso. Postularono che la legge naturale era comprensibile attraverso

osservazioni. Di questi filosofi si conosce poco ma il razionalismo non morì mai. Capostipiti del movimento in Ionia

sono Alcmeone e Ippocrate. Quest’ultimo è visto come iniziatore della biologia attraverso un suo scritto del 400 a.C.

sul “morbo sacro”, cioè l’epilessia poiché fu il primo ad affermare la sua causa naturale.

La biologia greca culminò con Aristotele; egli identificò circa cinquecento specie di animali dividendoli in gruppi e

per questo motivo si può definire il fondatore della zoologia.

Dopo Alessandro Magno la cultura greca si diffuse nel Mediterraneo in particolare ad Alessandria dove lavorarono

Erofilo e Erasistrato. Erofilo fu il primo a interessarsi al cervello distinguendo nervi motori e nervi sensori e il suo

discepolo continuò questo studio evidenziando la differenza tra cerebrum e cerebellum.

In seguito alla caduta della Grecia sotto la dominazione Romana gli intellettuali iniziarono a dedicarsi alla retorica e

alla filosofia. L’unico vero biologo del modo romano fu Galeno: egli dissezionò molti cadaveri ed elaborò teorie sulla

funzione degli organi del corpo umano.

CAPITOLO 2: LA BIOLOGIA MEDIEVALE

Nel medioevo lo studio delle scienze scomparì in questo periodo furono gli Arabi a studiare le opere di Aristotele e

Galeno. Quando gli europei entrarono in contatto con questi cominciarono a studiare le opere. Tommaso d’Aquino,

affermando che la mente era stata creata da Dio e di conseguenza il ragionamento non sarebbe potuto essere contro la

dottrina cristiana, segnò la rinascita del razionalismo. Verso la fine del medioevo nacque la pratica della dissezione

usata nell’insegnamento della medicina; Mondino de Liuzzi nel 1316 scrisse il primo libro dedicato all’anatomia ma

alcune delle descrizioni si basarono sugli scritti, ricchi di errori, di Galeno. Si ebbe una svolta con Leonardo da Vinci,

che sezionò e disegnò lui stesso sia uomini sia animali. Nel 1500 l’Europa aveva raggiunto la biologia greca, che era

però antiquata; ad aiutare ad allentare la morsa di questa fu von Hohenheim che rifiutò la biologia tradizionale

utilizzando medicine che aveva conosciuto nei suoi viaggi.

CAPITOLO 3: LA NASCITA DELLA BIOLOGIA MODERNA

L’anno dell’inizio della “rivoluzione scientifica” è il 1543, anno in cui Copernico pubblicò un libro in cui era descritta

la moderna concezione del sistema solare. Nello stesso anno fu pubblicato il primo testo accurato di anatomia, il ‘De

Corporis Humani Fabrica’, scritto da Andrea Vesalio.

Si iniziò allora lo studio del cuore; Fabrizzi scoprì che nelle vene più grandi vi erano valvole che impedivano il flusso

del sangue in una direzione, essendo questo concezione in contrasto con una di Galeno affermò che lo rallentavano

soltanto, sarà Harvey a dirlo apertamente. Egli inoltre scrisse un libro nel quale descrisse il movimento della

circolazione del sangue come vene-cuore-arterie-vene… e questo creò molto scompiglio tra la concezione vitalistica e

quella meccanica.

Problema in questa teoria era il fatto che non era dimostrabile che vene ed arterie si congiungessero. A provare ciò fu

Malpighi, grazie all’uso del microscopio. La più grande scoperta del microscopio fu però fatta da van Leeuwenhoek:

egli osservò l’esistenza di minuscole creature, i protozoi, nell’acqua stagnante. Scoperta di simile importanza fu fatta

da Hooke che osservò nel sughero una rete di piccoli vani rettangolare che chiamò cellule.

Agli inizi del 1600 iniziarono i primi esperimenti chimici sugli organismi viventi. Il primo fu van Helmont che

sperimentò su una pianta e dedusse che non derivava la sua sostanza nutritiva dal suolo. A portare la concezione

chimica all’estremo fu Franz de la Boe che riteneva la digestione processo puramente chimico.

CAPITOLO 4: LA CLASSIFICAZIONE DELLA VITA

Nel diciassettesimo secolo era diffusa la concezione della generazione spontanea, cioè della vita dalla non-vita, e

questo pensiero fu rafforzato dalla scoperta di van Leeuwenhoek. Si intensificò così la polemica tra vitalisti e

meccanicisti. A esprimere la filosofia vitalista fu Stahl, ce affermò anche che lo studio della chimica e della fisica del

mondo inanimato non avrebbe permesso di apprendere molto sulla biologia. Di parere opposto era il medico

Boerhaave. Furono compiuti molti esperimenti che provavano l’erroneità della generazione spontanea ma i vitalisti

ignorarono i risultati.

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BREVE STORIA DELLA BIOLOGIA RIASSUNTO

CAPITOLO 1:LA BIOLOGIA ANTICA

Verso il 600 a.C. nella Ionia iniziò un movimento filosofico che ignorava il soprannaturale e reputava chele vicende dell’universo seguissero uno schema fisso. Postularono che la legge naturale era comprensibile attraverso osservazioni. Di questi filosofi si conosce poco ma il razionalismo non morì mai. Capostipiti del movimento in Ionia sono Alcmeone e Ippocrate. Quest’ultimo è visto come iniziatore della biologia attraverso un suo scritto del 400 a.C. sul “morbo sacro”, cioè l’epilessia poiché fu il primo ad affermare la sua causa naturale. La biologia greca culminò con Aristotele; egli identificò circa cinquecento specie di animali dividendoli in gruppi e per questo motivo si può definire il fondatore della zoologia. Dopo Alessandro Magno la cultura greca si diffuse nel Mediterraneo in particolare ad Alessandria dove lavorarono Erofilo e Erasistrato. Erofilo fu il primo a interessarsi al cervello distinguendo nervi motori e nervi sensori e il suo discepolo continuò questo studio evidenziando la differenza tra cerebrum e cerebellum. In seguito alla caduta della Grecia sotto la dominazione Romana gli intellettuali iniziarono a dedicarsi alla retorica e alla filosofia. L’unico vero biologo del modo romano fu Galeno: egli dissezionò molti cadaveri ed elaborò teorie sulla funzione degli organi del corpo umano.

CAPITOLO 2: LA BIOLOGIA MEDIEVALE Nel medioevo lo studio delle scienze scomparì in questo periodo furono gli Arabi a studiare le opere di Aristotele e Galeno. Quando gli europei entrarono in contatto con questi cominciarono a studiare le opere. Tommaso d’Aquino, affermando che la mente era stata creata da Dio e di conseguenza il ragionamento non sarebbe potuto essere contro la dottrina cristiana, segnò la rinascita del razionalismo. Verso la fine del medioevo nacque la pratica della dissezione usata nell’insegnamento della medicina; Mondino de Liuzzi nel 1316 scrisse il primo libro dedicato all’anatomia ma alcune delle descrizioni si basarono sugli scritti, ricchi di errori, di Galeno. Si ebbe una svolta con Leonardo da Vinci, che sezionò e disegnò lui stesso sia uomini sia animali. Nel 1500 l’Europa aveva raggiunto la biologia greca, che era però antiquata; ad aiutare ad allentare la morsa di questa fu von Hohenheim che rifiutò la biologia tradizionale utilizzando medicine che aveva conosciuto nei suoi viaggi.

CAPITOLO 3: LA NASCITA DELLA BIOLOGIA MODERNA L’anno dell’inizio della “rivoluzione scientifica” è il 1543, anno in cui Copernico pubblicò un libro in cui era descritta la moderna concezione del sistema solare. Nello stesso anno fu pubblicato il primo testo accurato di anatomia, il ‘De Corporis Humani Fabrica’, scritto da Andrea Vesalio. Si iniziò allora lo studio del cuore; Fabrizzi scoprì che nelle vene più grandi vi erano valvole che impedivano il flusso del sangue in una direzione, essendo questo concezione in contrasto con una di Galeno affermò che lo rallentavano soltanto, sarà Harvey a dirlo apertamente. Egli inoltre scrisse un libro nel quale descrisse il movimento della circolazione del sangue come vene-cuore-arterie-vene… e questo creò molto scompiglio tra la concezione vitalistica e quella meccanica. Problema in questa teoria era il fatto che non era dimostrabile che vene ed arterie si congiungessero. A provare ciò fu Malpighi, grazie all’uso del microscopio. La più grande scoperta del microscopio fu però fatta da van Leeuwenhoek: egli osservò l’esistenza di minuscole creature, i protozoi, nell’acqua stagnante. Scoperta di simile importanza fu fatta da Hooke che osservò nel sughero una rete di piccoli vani rettangolare che chiamò cellule. Agli inizi del 1600 iniziarono i primi esperimenti chimici sugli organismi viventi. Il primo fu van Helmont che sperimentò su una pianta e dedusse che non derivava la sua sostanza nutritiva dal suolo. A portare la concezione chimica all’estremo fu Franz de la Boe che riteneva la digestione processo puramente chimico.

CAPITOLO 4: LA CLASSIFICAZIONE DELLA VITA Nel diciassettesimo secolo era diffusa la concezione della generazione spontanea, cioè della vita dalla non-vita, e questo pensiero fu rafforzato dalla scoperta di van Leeuwenhoek. Si intensificò così la polemica tra vitalisti e meccanicisti. A esprimere la filosofia vitalista fu Stahl, ce affermò anche che lo studio della chimica e della fisica del mondo inanimato non avrebbe permesso di apprendere molto sulla biologia. Di parere opposto era il medico Boerhaave. Furono compiuti molti esperimenti che provavano l’erroneità della generazione spontanea ma i vitalisti ignorarono i risultati.

Nel 17-18esimo secolo ci furono molti sviluppi riguardanti l’organizzazione delle specie. Primo a compiere un passo importante fu John Ray, che divise gli animali in gruppi basandosi sui denti e sulle dita dei piedi. Questo sistema fu sostituito da quello di Linneo, base della suddivisione moderna. La classificazione “ad albero” di Linneo fece pensare a molti scienziati che ci potessero essere animali con un antenato in comune e che si erano poi evoluti. Primo ad esprimere questa teoria per iscritto fu Leclerc che evidenziò come maiali avessero due dita atrofizzate affianco agli arti utili e si chiese se fosse possibili che queste si fossero ritirate col tempo. Altro progresso importante fu fatto da Lamarck che ipotizzò che gli organi che venivano utlizzati molto aumentavano di dimensioni, mentre quelli non utilizzati diminuivano.

CAPITOLO 5: COMPOSTI E CELLULE Nello studio della chimica si inizia lo studio della digestione, in quanto processo fisico o chimico. Il medico Reaumur riuscì a dimostrare che era un processo chimico. Nel diciottesimo secolo si sviluppo lo studio dei gas; in questo periodo fu scoperto l’ossigeno e che le piante consumavano anidride carbonica e producevano ossigeno. Il più grande chimico fu Lavoisier che scoprì che la combustione è data dall’unione chimica tra ossigeno e materiale che brucia e che la respirazione fosse un specie di combustione. Inoltre nella prima parte del 19esimo secolo diversi scienziati proposero il principio di conservazione dell’energia, valido per i sistemi viventi e non-viventi. Nel 19esimo secolo inizia lo studio dei composti organici con Berzelius che, nel 1807, propose la divisioni in sostanze organiche, provenienti da organismi viventi, e inorganiche, da quelli no-viventi. Pochi decenni dopo non era più la provenienza a caratterizzare gli elementi ma la presenza o meno dei “CNOPS”. Questi composti si dividevano in carboidrati, lipidi e proteine, protagoniste di studi nel 1800. Nella biologia si diffuse la teoria della preformazione, contrastata da Wolff che mostrò come tutte le creature, per quanto diverse, si assomigliano all’origine; fu dimostrato che nemmeno gli organismi sviluppati erano tanto diversi poiché si potevano trovare gli stessi tessuti nelle diverse specie. Studiando i tessuti di piante e animali si arrivò alla conclusione che erano ricchi di cellule vive e queste rappresentavano l’unità elementare della vita. Un esempio è l’uovo nei follicoli di Graaf che si sviluppa in un essere umano; a concentrarsi sull’embriologia fu Kolliker che dimostro come l’unione fra uovo e spermatozoo dava ancora una cellula singola, che poi si divideva innumerevoli volte. Il biologo Baer riuscì a dimostrar come nelle fasi iniziali i vertebrati hanno una notocorda che viene poi sostituita dalla colonna vertebrale. Ancora una volta ci sono accenni all’inizio della teoria dell’evoluzione.

CAPITOLO 6:L’EVOLUZIONE Protagonista dell’evoluzione fu Darwin che nelle Galapagos fece interessanti osservazioni su quelli noti come fringuelli di Darwin. Notò che gli uccelli avevano becchi diversi ed si convinse che ciò derivasse dal fatto che alcuni dei fringuelli “originali” avevano cambiato abitudini alimentari; grazie ad un saggio sulla popolazione arrivò alla conclusione che a causa di una carestia si era compiuta una selezione naturale ed erano sopravvissuti solo gli animali che si seppero adattare. Su questo argomento Darwin pubblicò un libro noto come l’origine della specie, che fu rivoluzionario per la biologia. All’uscita del libro seguirono diverse ipotesi sviluppate da scienziati, tra queste il concetto sviluppato da Agassiz: fu il primo a ipotizzare e dimostrare che vi erano state ere glaciali nel passato. Negli anni seguenti vennero scoperte asce rudimentali che facevano pensare che l’uomo era comparso sulla terra molta prima di 6000 anni fa, quest’ipotesi fu sostenuta da più scienziati, tra cui Darwin. Nel 1856 nella valle di Neanderthal era stato ritrovato un teschio antico, più scimmiesco di uno normale. In seguito a diverse discussioni e ritrovamenti, fu finalmente confermato che era il cranio dell’anello mancante fra uomo e scimmia.

CAPITOLO 7: LE ORIGINI DELLA GENETICA

La teoria di Darwin aveva tuttavia una lacuna, egli supponeva che tra i piccoli delle specie vi fossero delle variazioni casuali e che queste li rendevano più adatti all’ambiente tuttavia non c’era alcun modo di assicurare che questo carattere si conservasse. Il problema fu risolto grazie a Mendel; egli, autoimpollinando piante di piselli, scoprì che da due piante ‘ibride’ nascevano altre due piante ibride, una pianta alta e una pianta nana; ripetendo l’esperimento unendo gli ‘estremi’ otteneva risultati sempre diversi perché ciascuno aveva una diversa identità. Mendel pubblicò la relazione ma non proseguì le ricerche. Le scoperte del 19esimo secolo avevano fatto pensare che la cronologia della Terra fosse in realtà corta e per questo fu proposto il concetto di evoluzione a sbalzi, cioè come descritta da Mendel. Nel 1900 furono pubblicate tre opere che citavano il lavoro del botanico e si proponevano come conferma. Grazie all’utilizzo di coloranti sintetici, nell’ultima parte del 19esimo secolo si fecero molte scoperte riguardanti la cellula. La più importante fu fatta da Flemming che scoprì i cromosomi e descrisse con precisione la riproduzione

progresso della sierologia fu la scoperta dei gruppi sanguigni; essa avvenne grazie al medico Landsteiner che notò che il sangue si differenziava per la capacità del siero di agglutinare i corpuscoli rossi, osservò che vi erano 4 modalità e chiamò queste modalità A, B, AB, 0(che venivano ereditati secondo le modalità mendeliane). Il più grande della sierologia fu nella battaglia a microorganismi sconosciuti a Pasteur, detti “virus filtrabili”(virus significa veleno), scoperti dal botanico Beijerinck; questi erano troppo piccoli per essere identificati e isolati. Il meccanismo di immunità del corpo non funziona sempre in maniera vantaggiosa: esso infatti produce anticorpi contro proteine innocue, così si formano le allergie. Meccanismo simile avviene con i trapianti, il corpo produce anticorpi che ostacolano la ripresa del paziente e ancora oggi non si riesce a impedire ciò completamente.

CAPITOLO 12: IL METABOLISMO La lotta contro le malattie batteriche continuò con Ehrlich: egli aveva fatto esperimenti con i coloranti che reagivano con i batteri danneggiandone il funzionamento e sperava di trovarne uno che non danneggiasse l’uomo. Questo accadde con il rosso-trypan che segnò l’iniziò della chemioterapia, cura delle malattie con sostanze chimiche. La più grande scoperta della chemioterapia fu fatta da Fleming, che notò una muffa che impediva la riproduzione batterica, la chiamò Penicillum notatum, ora nota come penicillina. La penicillina fu molto utile nella guerra, così come il DDT utilizzato per uccidere i pidocchi che causavano il tifo. Lo studio della catena complessa delle reazioni metaboliche fu agevolato dall’uso degli isotopi; i più utili furono gli isotipi radioattivi. Essi erano in grado liberare particelle ricche di energia quando si scindevano e permisero di studiare nei particolari le reazioni che intervengono nella fotosintesi.

CAPITOLO 13: LA BIOLOGIA MOLECOLARE: LE PROTEINE Per capire il metabolismo era necessario capire gli enzimi. A prima scoperta che li riguarda sono i coenzimi, trovati da Harden, che sono piccole molecole essenziali al funzionamento dell’enzima ma fu solo negli anni 30 che si scoprì che gli enzimi erano proteine. Nuovi mezzi chimici e fisici permisero di studiare meglio le molecole; uno di questi fu il tubo a U di Tiselius che, sfruttando la disposizione della carica elettrica delle proteine, permise di studiarne il moto, chiamato elettroforesi. Sempre utilizzati per studiare le proteine fu la diffrazione di raggi X, che condusse alla scoperta della struttura degli aminoacidi. Ciò non era abbastanza per le molecole veramente complesse ma da aiutare fu la cromatografia, utilizzata per la prima volta dal botanico Tsvet, che permise di individuare attraverso i colori le differenti parti della molecola. Un altro problema da risolvere era la disposizione degli aminoacidi ma questo sparì con Sanger. Egli prima scisse parzialmente una molecola poi studiò la disposizione degli aminoacidi con la cromatografia su carta, processo difficile ma non impossibile.

CAPITOLO 14: LA BIOLOGIA MOLECOLARE: GLI ACIDI NUCLEICI

Dopo le proteine ad attirare l’attenzione dei biologi furono i virus, di origine ancora sconosciuta. Si ipotizzò che il virus fosse un componente cellulare che si era “ribellato”. Si studiò allora l’ipotesi che il componente da coi derivava potesse essere un gene, millesima parte di un cromosoma e si dimostrò che i due erano simili, avevano le stesse dimensioni e stessa natura chimica. Negli anni 30 si scoprirono tutti i componenti degli acidi nucleici, oggi noti, ma non fu fino al 1944 che si scoprì che erano gli acidi nucleici la sostanza genetica e non la proteina a cui erano legati. Pochi anni dopo si notò come nel DNA il numero di gruppi di adenina era uguale a quello dei gruppi di timina, stesso per guanina e citosina; su questa base gli scienziati ipotizzarono l’odierna struttura a doppia elica del DNA. Argomento ancora non chiuso era l’origine della vita; l’ipotesi più rivoluzionaria fu offerta da Urey. Egli dedusse che l’atmosfera originaria era priva di azoto e così i raggi solari sarebbero arrivati all’acqua provacndo reazioni permettendo la formazione di molecole che si sarebbe accumulate fino a diventare acidi nucleici, poi cellule alcune delle quali avrebbero compiuto la fotosintesi, producendo ossigeno e agevolando la vita sul pianeta. Quest’ipotesi fu appoggiata da due esperimenti positivi che ricostruirono l’ecosistema proposto da Urey.

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CAPITOLO 1:LA BIOLOGIA ANTICA

CAPITOLO 7: LE ORIGINI DELLA GENETICA

CAPITOLO 14: LA BIOLOGIA MOLECOLARE: GLI ACIDI NUCLEICI