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BIOMOLECOLE:
Gli organismi sono costituiti in gran parte da ACQUA. Nel corpo umano adulto, dove l’acqua costituisce il 65% della sua massa, le biomolecole rappresentano circa il 30%, mentre il restante 5% è composto dai sali minerali e da tracce di vitamine. Le biomolecole svolgono un ruolo essenziale dal punto di vista strutturale, energetico e funzionale. I polimeri naturali si ottengono tramite la reazione di CONDENSAZIONE , che vede lo stabilirsi di un legame covalente (legame chimico forte) tra due molecole organiche, contemporaneamente alla liberazione di una molecole d’acqua (questo tipo di reazione avviene per esempio nelle molecole dello zucchero glucosio per generare il polimero amido). Viceversa le reazioni di IDROLISI , che comportano la rottura, attraverso l’aggiunta di una molecole d’acqua, del legame covalente che tiene uniti due monomeri tra di loto. Classificazione: Le biomolecole sono riconducibili a QUATTRO classi fondamentali: CARBOIDRATI che assolvono prevalentemente funzioni energetiche e strutturali; LIPIDI rappresentano una riserva energetica, ma svolgono anche funzioni strutturali e regolatorie; PROTEINE hanno molteplici indispensabili ruoli biologici, come quello strutturale, catalitico (acceleratore di reazione), di regolazione, di difesa e trasporto; ACIDI NUCLEICI , sono responsabili della conservazione, della trasmissione e dell’espressione dell’informazione ereditaria Fanno da complemento a questi gruppi principali le vitamine e gli ormoni. Le biomolecole si suddividono in: polimeriche (carboidrati complessi, proteine, acidi nucleici) / non-polimeriche (lipidi). Carboidrati: Essi devono il nome alla loro composizione chimica, infatti queste molecole sono generalmente costituite solo da atomi di carbonio, legato ad atomi di idrogeno e di ossigeno. I carboidrati, detti anche GLUCIDI, più genericamente zuccheri, sono la principale fonte energetica per la maggior parte dei viventi, ma costituiscono anche molte molecole strutturali (ad esempio la cellulosa, contenuta nella parete delle cellule vegetali). Esistono 3 gruppi principali di carboidrati, classificati in base al numero di molecole che compongono: MONOSACCARIDI Carboidrati più semplici. Solitamente il numero di atomi di carbonio è compreso tra 3 e 6, e questi zuccheri sono detti rispettivamente triosi, tetrosi, pentosi ed esosi. Il glucosio rappresenta la forma di zucchero che praticamente tutti gli animali sfruttano per ricavare energia a livello cellulare. Nell’uomo la concentrazione di glucosio nel sangue, detta glicemia , deve essere mantenuta (a digiuno) circa entro i limiti 60-100 mg/dL. Per garantire l’omeostasi glicemica è opportuno un processo di regolazione basato sull’’azione di due ormoni ad attività antagonista:
- L’INSULINA è un ormone peptidico prodotto nel pancreas, favorisce l’assorbimento del glucosio da parte delle cellule: quando vi è un eccesso di glicemia, l’insulina permette all’organismo di immagazzinare il glucosio nel fegato e nei muscoli, sotto forma del suo polimero, glicogeno;
- GLUCAGONE è un ormone di natura polipeptidica sintetizzato nel pancreas, ma al contrario dell’insulina, esso favorisce la liberazione di glucosio nel flusso ematico idrolizzando il glicogeno. L’andamento di glicemia di una persona sana è strettamente correlato all’alimentazione, e mostri picchi in corrispondenza dei pasti. I soggetti diabetici però presentano problemi di produzione o funzionalità dell’insulina, quindi accumulano glucosio nel sangue, in quantità eccessive, e dunque necessitano di cure costanti per ridurre tale valore. Gli esami del sangue prevedono spesso il controllo della glicemia: se la concentrazione di glucosio nel sangue è elevata si parla di IPERGLICEMIA, se è scarsa si parla di IPOGLICEMIA. L’organo specializzato nella funzione di controllo della glicemia pancreas
DISACCARIDI Un disaccaride comune è il saccarosio che si forma tramite una reazione di condensazione tra glucosio e fruttosio. Altro importante disaccaride è il lattosio, formato da glucosio + galattosio. Per la specie umana il lattosio rappresenta una fonte alimentare importante, anche se molte persone ne sono intolleranti. L’Incapacità di digerire il lattosio deriva dalla mancanza di un enzima, LATTASI INTESTINALE, che dovrebbe scindere il legame glicosidico. Sia che si tratti di un problema neonatale, sia che esso si presenti successivamente, la causa dell’intolleranza al lattosio risiede nella carenza o nella completa assenza dell’enzima che idrolizza il disaccaride a livello del duodeno. POLISACCARIDI Si distinguono in polisaccaridi di STRUTTURA ( quando contribuiscono alla struttura dell’organismo) e polisaccaridi di RISERVA (se svolgono funzione di accumulo energetico). Il principale polisaccaride di riserva delle piante è l’amido, mentre negli animali e nei funghi è il glicogeno. Lipidi Sono un gruppo di sostanze organiche molto diverse tra loro, ma che presentano due importanti caratteristiche comuni: sono INSOLUBILI nei solventi polari come l’acqua, sulla quale tendono a galleggiare grazie alla loro minore densità / sono molecole organiche che a parità di massa contengono la maggior quantità di energia. La principale dei lipidi è proprio quella di RISERVA ENERGETICA. Il loro apporto energetico è superiore a quello che ci viene dato dai carboidrati, è pari a 9 kcal per grammo (più del doppio di carboidrati e proteine). Hanno anche funzione strutturale (ad esempio i fosfolipidi); sono messaggeri chimici ad esempio gli ormoni steroidei; le cere hanno funzione di impermeabilizzazione; e hanno funzione di isolamento termico, chi è un po’ più in carne soffre meno il freddo; Un tipo di lipidi molto comuni sono i TRIGLICERIDI, che non contengono gruppi polari e quindi sono estremamente idrofobi. SATURI (pieni di idrogeni, i legami sono singoli). Sono solidi a temperatura ambiente. Hanno quasi tutti origine animale, ad eccezione dell’olio di palma e di cocco. Aumentano il colesterolo, per cui sono dannosi per la nostra salute se assunti in grandi quantità, perché hanno un effetto ipocolesterolemizzante: INSATURI (presentano almeno un doppio legame) sono liquidi a temperatura ambiente (olio di oliva, semi..). Hanno quasi tutti origine vegetale, ad eccezione del pesce. Sono del tutto benefici, abbassano il colesterolo. Il colesterolo appartiene a un importante gruppo di composti detti STEROIDI. Sebbene gli steroidi non somiglino strutturalmente agli altri lipidi, essi vengono classificati tra questa classe di biomolecole per la loro insolubilità in acqua, e per la loro solubilità in solventi apolari (come benzone o acetone). Il colesterolo è uno steroide che si trova nelle membrane delle cellule animali e viene sintetizzato nel fegato a partire dagli acidi grassi saturi. Nonostante questa molecola sia fondamentale per regolare la fluidità della membrana plasmatica, una dieta eccessivamente ricca di grassi saturi può essere pericolosa per la salute. L’eccesso di colesterolo infatti favorisce l’insorgere dell’aterosclerosi, malattia in cui le sostanze lipidiche si accumulano sulle pareti interne delle arterie stimolando la crescita anomala di tessuto fibroso che va progressivamente a ostruire i vasi sanguigni. Conseguenze dell’aterosclerosi: ischemia/trombo/embolo. Vitamine Sono un insieme piuttosto eterogeneo di sostanze che vengono costantemente introdotte nel corpo attraverso il cibo. Queste biomolecole sono indispensabili al l’organismo perché anche in quantità minime svincolo funzioni regolatrici, tra cui quella di prevenire molte malattie. Le vitamine si dividono in: IDROSOLUBILI (C-B-PP) e LIPOSOLUBILI (A-D-E). Proteine Sono tra le molecole organiche più importanti perché compongono più del 50% in peso secco della maggior parte dei viventi.
producono ATP e NADH. Dopo la tappa 5 tutti i prodotti devono essere contati due volte per ogni molecola di glucosio che viene demolita, quindi il guadagno energetico netto della glicolisi nel suo complesso è di 2 molecole di ATP e 2 di NADH per ogni molecola di glucosio demolita. In presenza di ossigeno, l’acido piruvico prodotto al termine della glicolisi viene ossidato completamente. Nelle cellule eucariote queste reazioni avvengono all’interno dei mitocondri, organuli cellulari rivestiti da una doppia membrana. Nella porzione più interna del mitocondrio è presente una soluzione densa, detta matrice, che contiene enzimi, coenzima, acqua, gruppi fosfato e altre molecole coinvolte nella respirazione. La membrana esterna dei mitocondri è permeabile alla maggior parte delle molecole di piccole dimensioni, mentre la membrana interna permette il passaggio solo di determinate molecole, quali l’acido piruvico, l’ADP e l’ATP, ma impedisce il passaggio di altre molecole e di ioni, come gli H+. Questa permeabilità selettiva della membrana mitocondriale interna è di fondamentale importanza in merito alla capacità dei mitocondri di riuscire a sintetizzare le molecole di ATP. All’interno dei mitocondri, la respirazione cellulare si svolge in tre fasi distinte: CICLO DI KREBS nella matrice TRASPORTO DI ELETTRONI FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA a livello delle creste. Dal citosol, l’acido piruvico passa nella matrice del mitocondrio attraverso le sue membrane esterna e interna. A questo punto, prima di entrare nel ciclo di Krebs, la molecola di acido piruvico si ossida. Il suo carbonio in posizione 1 viene eliminato sottoforma di diossido di carbonio, generando una molecola a due atomi di carbonio che prende il nome di gruppo acetile. Il CICLO DI KREBS è costituito da una serie di reazioni, ciascuna catalizzata da un enzima specifico, che portano alla completa ossidazione del gruppo acetile; il coenzima A invece fa la spola tra l'ossidazione del piruvato e il ciclo di Krebs, mettendo in collegamento queste due fasi della respirazione cellulare. Il ciclo di Krebs è un processo metabolico che si ripete in modo ciclico: durante il procedere del ciclo, due dei sei atomi di carbonio dell'acido citrico sono ossidati a diossido di carbonio (che abbandona il percorso), mentre i restanti quattro atomi di carbonio rigenerano l'acido ossalacetico che permette il ripetersi costante e ciclico del processo. Nel corso di queste reazioni, parte dell'energia liberata dall'ossidazione degli atomi di carbonio è utilizzata per trasformare ADP in ATP (una molecola per ciclo), parte per produrre NADH e H+ a partire dal NAD+ (tre molecole per ciclo) e parte serve per produrre FADH, a partire dal FAD (una molecola per ciclo). Poiché al termine della glicolisi si ottengono due molecole di piruvato, sono necessari due giri completi del ciclo di Krebs per l'ossidazione di un'intera molecola di glucosio; il guadagno energetico complessivo del ciclo è perciò di: Due molecole di ATP; Sei di NADH; Due di FADH2; Durante il ciclo di Krebs NON è necessaria la presenza di ossigeno, poiché gli elettroni e i protoni liberati dall'ossidazione del carbonio sono accettati dal NAD+ e dal FAD. L'ossigeno è necessario invece per la successiva e ultima tappa della respirazione, che inizia quando il NADH e il FADH2 restituiscono gli elettroni e i protoni che trasportano, riformando le forme ossidate NAD+ e FAD.Se non ci fosse disponibilità di ossigeno, non ci sarebbero nemmeno più NAD+ e FAD ossidati a disposizione e il ciclo di Krebs si interromperebbe comportando l'arresto della produzione di energia, quindi la morte cellulare. Alla fine del ciclo di Krebs la molecola di glucosio risulta completamente ossidata. La fosforilazione ossidativa serve per produrre altre molecole di ATP. E’ un processo che sfrutta l’energia potenziale associata al gradiente protonico. All'interno dello spazio intermembrana dei mitocondri, l'energia potenziale si trova sotto forma di un gradiente elettrico e chimico allo stesso tempo, detto gradiente ELETTRO-CHIMICO, che è disponibile per azionare qualsiasi processo che offra un canale per far tornare i protoni all'interno della matrice. Tale canale risiede in un grande e fondamentale complesso proteico, detto ATP sintetasi. Questa struttura enzimatica è costituita da due unità principali: l’unità
Fo,dove "o" sta per oligomicina, il nome della molecola capace di inibire il suo funzionamento), che si trova nella membrana interna del mitocondrio / l’unità F1, che sporge nella matrice. Sulla struttura F1, che è formata da nove distinte subunità proteiche, sono localizzati i siti di legame sia per l'ATP sia per l'ADP. Questo complesso possiede un canale interno attraverso cui possono passare i PROTONI che, quando entrano generano un meccanismo di rotazione e liberano energia, che aziona la sintesi di ATP a partire da ADP e gruppi fosfato. Bilancio: Nella glicolisi si può arrivare a un massimo di 8 molecole di ATP. Nella decarbossilazione ossidativa invece a un guadagno massimo di 6 ATP. Il ciclo di krebs, che su svolge nella matrice produce: 2 ATP, 2 NADH, 6 FADH2. Il passaggio lungo la catena di trasporto consente un massimo di 22 molecole di ATP, cui si aggiungono le 2 precedenti, per un max. di 24 ATP. Quindi 8 + 6 + 24 = 38 , compongono il rendimento complessivo di una singola molecola di glucosio. Fermentazione Il ciclo di Krebs e il trasporto finale di elettroni costituiscono la principale via metabolica per la maggior parte delle cellule. In assenza di ossigeno, però, molte cellule possono fare la FERMENTAZIONE, che può essere lattica o alcolica. L'acido piruvico formatosi nella glicolisi viene trasformato in alcol etilico oppure in un acido organico. Quale sia il prodotto finale della reazione di fermentazione dipende dal tipo di cellula in cui essa avviene. La fermentazione alcolica avviene mediante due reazioni successive: la prima è una decarbossilazione che libera diossido di carbonio e forma acetaldeide, mentre la seconda ossida il NADH trasformando l'acetaldeide in etanolo. In molti microrganismi invece quando l'ossigeno è scarso o assente ha luogo la fermentazione lattica, che forma acido lattico a partire dall'acido piruvico. L'acido lattico si produce anche nelle cellule muscolari durante un intenso esercizio fisico. È proprio l'acido lattico che si accumula nelle cellule a generare la sensazione di fatica muscolare. In seguito, quando lo sforzo cessa, l'ossigeno torna a essere più abbondante e la domanda di ATP cala, l'acido lattico viene trasportato al fegato dove, attraverso il ciclo di Cori, è ritrasformato in acido piruvico che potrà servire per sintetizzare nuovo glucosio oppure glicogeno. DNA E RNA: L'acido desossiribonucleico e quello ribonucleico, ovvero DNA e RNA, sono le biomolecole depositarie dell'informazione genetica e della trasmissione dei caratteri ereditari che controllano tutte le attività cellulari. Entrambe le forme di acidi nucleici sono polimeri aventi come subunità fondamentale i nucleotidi, formati a loro volta da uno zucchero a cinque atomi di carbonio, una base azotata e un gruppo fosfato. La differenza tra DNA e RNA è che il primo presenta un doppio filamento, lo zucchero è il desossiribosio, e come basi azotate presenta la TIMINA. L’RNA invece ha un singolo filamento, lo zucchero è il ribosio, e al posto della timina abbiamo l’uracile. Le basi azotate si distinguono in due tipi: pirimidiniche (C-T) e puriniche (A-G). 1953 all'Università di Cambridge, gli scienziati James Watson e Francis Crick ipotizzarono che il DNA avesse una struttura a doppia elica, formata da due filamenti polinucleotidici appaiati. Secondo il modello di Watson e Crick, le basi azotate si attaccano ai montanti mediante legami covalenti, in corrispondenza delle molecole di zucchero, mentre uniscono i due filamenti grazie a legami a idrogeno. Il DNA va incontro ad alcuni processi: REPLICAZIONE processo biologico di produzione di due repliche identiche di DNA da una molecola di DNA originale. Processo rapido e accurato, abbiamo un errore ogni 10 alla sesta nucelotidi (rif. Mutazioni) TRASCRIZIONE Il DNA trasferisce le proprie informazioni all’mRNA TRADUZIONE parte dall’Mrna e si ottengono gli amminoacidi, abbiamo un cambio di linguaggio effettuato grazie al codice genetico che è universale ed identico in tutti i viventi. Gene = tratto di DNA che codifica per una proteina, mentre il genoma è l’intera sequenza del DNA di un essere vivente, che comprende i geni e le sequenze non geniche.
I batteri si riproducono molto rapidamente, alcuni anche in soli 20 minuti. La loro riproduzione avviene per via asessuata mediante un meccanismo detto scissione binaria in cui ogni cellula si divide in due cellule figlie mediante una strozzatura generando due cellule geneticamente identiche alla cellula madre ossia due cloni. Esistono tuttavia tre meccanismi con i quali i batteri possono modificare il proprio patrimonio genetico ossia meccanismi di trasferimento genico: 1.) CONIUGAZIONE Processo con cui due batteri entrano in contatto grazie alla produzione da parte di quello che presenta il plasmide F (cellula F+) di una estroflessione, chiamata pilo sessuale. In questo modo alcuni geni di uno dei due batteri, donatore, passano all’altro batterio, detto ricevente. Tra i geni possibili che vengono scambiati in questo modo ci sono quelli presenti sul plasmide R che portano allo sviluppo delle resistenze agli antibiotici. 2.) TRASFORMAZIONE BATTERICA si verifica quando un batterio acquisisce, cattura una molecola di DNA presente nell’ambiente. 3) TRASDUZIONE si verifica quando un virus penetra in un batterio portando con sé parte del genoma del batterio che ha infettato precedentemente. Antibiotici Sostanze prodotte da alcuni microrganismi, funghi o batteri, in grado di fermare la crescita o uccidere batteri. Gli antibiotici possono avere sui microrganismi patogeni due differenti azioni: azione BATTERICIDA Determinano la morte del batterio , azione BATTERIOSTATICA Fermano la crescita del batterio; si tratta quindi di un’azione reversibile in quanto i microrganismi possono riattivarsi e crescere di nuovo se il sistema immunitario dell’ospite non riesce a reagire. Fino ai primi del ‘900 era molto frequente morire per malattie infettive; fu solo nel 1928 quando il biologo scozzese ALEXANDER FLEMING scoprì il primo antibiotico: la penicillina. Stava analizzando lo sviluppo di batteri in laboratorio, quando si accorse che in una piastra di coltura contaminata da una muffa la crescita batterica era inibita. Egli scoprì che erano state proprio le muffe a produrre una sostanza «antibiotica» in grado cioè di uccidere i batteri, a cui fu dato il nome di penicillina. Un importante aspetto da considerare quando si ricorre agli antibiotici è il fenomeno della resistenza da parte di alcuni ceppi di batteri patogeni. La RESISTENZA è un meccanismo di difesa messo in atto da batteri che riescono a sopravvivere nonostante la somministrazione di antibiotici, come se diventassero all’improvviso insensibili al farmaco. Questo fenomeno dipende da due meccanismi: da una parte mutazioni spontanee che si verificano nei batteri e che sono dovute alla selezione naturale e in secondo luogo dal fatto che popolazioni di batteri possono scambiarsi le informazioni genetiche relative alla resistenza a un determinato antibiotico attraverso il meccanismo della coniugazione. Un fattore che favorisce lo sviluppo di resistenze è l’utilizzo di antibiotici senza controllo medico. Molte persone li usano per curare il raffreddore e l’influenza, anche se questi non sono di origine batterica. Inoltre, perché l’azione dell’antibiotico sia efficace è fondamentale che la terapia non venga interrotta prima del termine, altrimenti la malattia non viene debellata completamente. Virus Entità viventi NON costituiti da cellule, vengono infatti definiti OGGETTI BIOLOGICI. Oggi sono note circa 5000 differenti specie virali, classificabili in base alla forma dell’involucro esterno del virus. I virus sono costituiti da - MOLECOLA di acido nucleico racchiusa in un involucro proteico (capside) – Rivestimento lipoproteico detto envelope, e una gran parte dei virus presentano sulle superficie numerose GLICOPROTEINE, capaci di riconoscere le cellule bersaglio. Per riprodursi devono infettare le cellule ospiti. Alcuni infettano solo cellule animali, altri solo cellule vegetali mentre altri definiti batteriofagi/fagi solo le cellule batteriche. I virus vanno incontro a due CICLI: 1.) LITICO il DNA si replica, vengono sintetizzati RNA e proteine virali; queste ultime si uniscono fra loro (si assemblano) per formare nuovi virus, nella cui testa si inserisce il genoma virale neoformato. Ogni batterio infettato da virus si trasforma così in una fabbrica di nuove unità virali.
2.) LISOGENO Il virus compie un ciclo lisogeno , cioè posticipa la riproduzione inserendo il proprio acido nucleico nel genoma della cellula ospite. In questo caso il batterio infettato non va incontro a lisi e ospita, invece, l'acido nucleico virale nel proprio genoma. I virus possono essere distinti, oltre che per il tipo di cellule che infettano, in base al tipo di acido nucleico che contengono. VIRUS A DNA (herpes-papilloma) VIRUS A DNA (poliovirus-rinovirus). Un’eccezione è data dai retrovirus, che sono virus a SSRNA con intermedio DNA. Sono agenti patogeni, capaci di provocare tumori come leucemie. In questi virus le molecole di RNA non sono utilizzate direttamente per la sintesi proteica, ma devono essere retro trascritte per mezzo di specifiche DNA polimerasi retrotrascrittasi. PROVIRUS Possono portare alla trasformazione di una cellula sana in cellula tumorale. Fra gli esempi noti di provirus troviamo i profagi e i retrovirus. COVID 19 Il nome scelto per la malattia Covid-19 è CO = corona, VI = virus e D che indica il termine disease, ossia malattia. 19 invece sta per identificare la data di scoperta del virus. Il nome scelto per il virus è SARS-COV-2, in quanto questo virus è imparentato con il coronavirus comparso nel 2003, che allora era chiamato SARS-CoV, che provocò la cosiddetta SARA (Severe Acute Respiratory Syndrome). Il nome del virus evita riferimenti geografici e culturali per non etichettare nessun paese o popolazione, e per evitare l’errore commesso con la Spagnola del 1918-20. Il Sars Cov-2 è un virus a RNA a singolo filamento positivo, dotato di envelope ha un diametro di 200 nanometri. Presenta 4 proteine strutturali: E (da envelope), M da membrana) S (proteina spike, glicoproteina che tappezza la superficie esterna del virus, creando protuberanza che donano al corona virus l’aspetto di una corona). Il virus entra all’interno della cellula ospite, inizialmente agganciandosi tramite, la proteina Spike che si attacca a una proteina della cellula bersaglio, recettore ACE2. Una volta all’interno della cellula il virus rilascia il suo contenuto e in particolare il materiale genetico: una singola molecola di RNA. Una volta che il coronavirus ha infettato una cellula, il suo scopo è far sì che si costituiscano nuove copie del virus stesso,
PANDEMIA La parola pandemia deriva dal greco pandḗmios, che significa "di tutta la popolazione": pán
significa "tutti", dḗmios (da dḗmos, "popolo") significa "pertinente alla popolazione". Essa è quindi il rapido diffondersi di una malattia su scala globale, e di conseguenza coinvolge gran parte della popolazione mondiale. Tale situazione presuppone la mancanza di immunizzazione dell'uomo nei confronti di un patogeno. Secondo l'Organizzazione mondiale della sanità, le condizioni affinché si possa verificare una vera e propria pandemia sono: La comparsa di un agente patogeno nuovo, verso il quale non sono conosciute cure efficaci; La capacità di tale agente di colpire gli esseri umani; La capacità di tale agente di diffondersi rapidamente per contagio
VACCINI preparazione farmaceutica rivolta a indurre la produzione di anticorpi protettivi da parte
dell’organismo nei confronti di un determinato agente patogeno. La scoperta della vaccinazione risale al 1796 ad opera di un medico inglese: EDWARD JENNER 1749-1823) che mise a punto il primo vaccino della storia, quello contro il vaiolo. esistono varie tipologie di vaccini, ecco le principali: Vaccini INATTIVATI: prodotti utilizzando virus o batteri uccisi con mezzi chimici o fisici (calore e raggi UV) Vaccini ATTENTUATI: con microrganismi vivi ma resi non patogeni Vaccini AD ANATOSSINE prodotti utilizzando tossine provenienti dall’agente infettivo rese innocue ( es vaccino contro il tetano) Vaccini DI NUOVA GENERAZIONE: a base di acidi nucleici quindi DNA o RNA oppure di vettori virali
e il GOLDEN RICE, varietà di riso in cui sono stati introdotti dei geni per sintetizzare il precursore della vitamina A. Scopo: garantire un apporto sufficiente di tale sostanza alle persone che non ne introducono a sufficienza con la dieta.
TETTONICA A PLACCHE
Alfred Wegner, arrivò a immaginare che i continenti non fossero immobili, ma si muovessero costantemente, compiendo spostamenti orizzontali, modificando di continuo l’aspetto geologico della terra. Partì dalla semplice osservazione delle coste atlantiche dell’Africa e dell’America del Sud, così come di quelle dell’Europa e dell’America del Nord, coincidenti come tessere di un puzzle. La teoria della deriva dei continenti fu presentata ufficialmente per la prima volta il 6 gennaio 1919, con un intervento di Wegner presso la società geologica di Francoforte sul Meno intitolato La formazione dei continenti e degli oceani in base alla geofisica. In realtà questa teoria aveva iniziato a prendere forma già nel 1910, durante il primo dei tre viaggi di esplorazioni che intraprese in Groenlandia, mentre stava osservando il processo di formazione e di migrazione degli iceberg, convinto che anticamente i continenti fossero uniti tra loro. Wegner cominciò così a ricercare prove che potessero avallare la sua ipotesi. La grandezza di Wagner fu quella di raccogliere dati in diversi ambiti disciplinari. La teoria delle derive dei continenti poteva infatti contare, oltre che sulle prove geografiche, anche su una serie di prove di natura geologica, paleoclimatica e paleontologica.
- PROVE GEOLOGICHE somiglianza del tipo e della morfologia delle rocce del Canada e del Nord
America con quelle Europee
- PROVE PALEOCLIMATICHE ritrovamento di rocce inconciliabili con il clima caratteristico delle
aree di ritrovamento, come il ritrovamento di evaporiti (rocce tipiche di climi caldi) in luoghi con climi freddi, ma anche il ritrovamento di strie glaciali causate dall’abrasione glaciale su rocce dell’Africa con clima completamente diverso
- PROVE PALEONTOLOGICHE scoperta sia sulle coste africane sia sudamericane di fossili
appartenenti a un genere di rettile, Mesosaurus, e di piante del genere Glossopteris vissuti tra il Paleozoico e il Mesozoico, ritrovamenti spiegati con la possibile presenza in un lontano passato di ponti di terra che attraversavano l’oceano atlantico. Nel 1915 Wegner pubblicò il libro La formazione dei continenti e degli oceani , nel quale troviamo la principale conclusione del suo pensiero riguardante l’antica esistenza di un unico grande continente che racchiudeva sia quello africano sia quello americano. In seguito i continenti, si sarebbero allontanati l’uno dall’altro comportandosi come zattere in grado di muoversi sul materiale sottostante, più denso e fluido. Questo supercontinente venne definito Pangea e il grande oceano che lo circondava fu detto Pantalassa. Una volta certo della migrazione dei continenti, Wegner doveva ancora indagare quale potesse essere la forza alla base di questi enormi movimenti e arrivò a supporre che lo spostamento continentale fosse una conseguenza della forza centrifuga generata dalla rotazione della terra come una sorta di effetto marea. L’assenza di una valida spiegazione del motore capace di generare il movimento dei continenti è stato il principale punto debole della teoria di Wegner, che l’ha fatta screditare per 50 anni. La struttura della terra partendo dall’esterno e scendendo verso il centro del pianeta può essere descritta così: CROSTA, che costituisce lo strato più superficiale e meno denso della terra, suddivisa in crosta continentale e crosta oceanica (più densa e pesante) discontinuità di Mohorovicic MANTELLO, più denso rispetto alla crosta terrestre ed è suddiviso in litosfera, strato costituito da crosta + lo strato più superficiale del mantello, e presenta una struttura rigida, dalla cui rottura si originano le placche, e in astenosfera che possiede una struttura più fluida rispetto alla litosfera in quanto formata da rocce parzialmente fuse discontinuità di Gutenberg il nucleo esterno fluido, si presuppone l’origine del campo magnetico terrestre dal movimento delle cariche elettriche dei minerali ferrosi presenti nel nucleo esterno discontinuità di Lehmann NUCLEO interno solido. Dal nucleo terrestre si sprigiona energia sotto forma di calore.
Il magnetismo terrestre Si presume che nel nucleo esterno risieda la sorgente principale del campo magnetico terrestre: l’origine, e soprattutto il mantenimento del campo magnetico terrestre potrebbe essere dovuta alla dinamica del ferro fluido presente nel nucleo esterno del pianeta. La struttura del campo magnetico terrestre mostra che questo può considerarsi generato da un dipolo magnetico situato nel centro della terra. I punti in cui l’asse del dipolo incontra la superficie terrestre sono detti poli geomagnetici. La propagazione del calore è la spiegazione del movimento delle placche. All’interno dell’astenosfera si generano movimenti circolari di materiale fuso alimentati dal calore che si trasmette per convezione. Si formano così delle celle convettive, responsabili della fratturazione della litosfera sovrastante in numerose placche, ciascuna dotata di movimento proprio. Le placche litosferiche Alcune placche litosferiche comprendono porzioni di litosfera oceanica e continentale, come quella Africana; altre sono interamente costituite di litosfera oceanica, come quella del Pacifico. I movimenti che si manifestano lungo i punti di contatto tra le placche sono responsabili della maggior parte dei fenomeni endogeni (ossia eruzioni vulcaniche e terremoti) del pianeta. La teoria della tettonica delle placche Nel 1967, Wilson, Morgan, Mc Kenzie e Parker elaborarono la teoria della tettonica delle placche (o tettonica globale), in grado di spiegare tutti i fenomeni endogeni della Terra. Secondo questa teoria è la litosfera solida a costituire le placche, che si muovono sopra l’astenosfera più fluida (non sono i continenti a muoversi ma le placche su cui sono posti, errore della teoria della deriva dei continenti). In base alla direzione del movimento delle placche litosferiche, i margini delle placche adiacenti si distinguono in: ● margini divergenti (o costruttivi), se le placche si allontanano l’una dall’altra; ● margini convergenti (o distruttivi), se le placche sono dirette l’una verso l’altra; ● margini trasformi (o conservativi), se il movimento delle placche è parallelo, ma nei due versi opposti. I margini divergenti: 1.) Se i margini divergenti sono sulla litosfera continentale, si forma una fossa tettonica o rift valley, una sorta di oceano primordiale con al centro la propria dorsale. 2.) Se i margini divergenti sono sulla litosfera oceanica, si forma una dorsale oceanica. Quando un tratto di dorsale oceanica emerge dal mare può originare delle isole, come nel caso dell’Islanda che sorge lungo la dorsale medioatlantica. I margini convergenti: 1.) Quando una placca oceanica si avvicina a un’ altra placca oceanica, una delle due, la più densa, si inabissa sotto l’altra lungo un piano di subduzione dando origine a una fossa oceanica. L’attrito fra le placche provoca intensi fenomeni sismici e la fusione del materiale roccioso, che risalendo verso l’alto incontra crosta oceanica generando: archi vulcanici insulari, come nel caso del Giappone; 2.) Quando una placca oceanica si avvicina a una placca continentale, si inabissa sotto quella continentale lungo un piano di subduzione dando origine a una fossa oceanica. L’attrito fra le placche provoca intensi fenomeni sismici e la fusione del materiale roccioso, che risalendo verso l’alto trova crosta continentale generando una cordigliera vulcanica continentale, come nel caso delle Ande in Sud America. 3.) Quando ad avvicinarsi sono due placche continentali, nessuna delle due subduce al di sotto dell’altra, e la collisione provoca deformazioni della crosta terrestre con nascita di nuove catene montuose. Generalmente questi processi di orogenesi sono accompagnati da una intensa attività sismica.
