IDEE PER UNA SCIENZA UMANA E NATURALE
PERCORSO TERRA
Dal nulla tutto iniziò
La nascita e l'espansione dell'universo risalgono a circa 15 miliardi di anni fa, quando ci fu il Big Bang, la grande esplosione che avrebbe generato la smisurata energia da cui ebbe poi origine tutto.
Con il passare del tempo l'universo iniziò a raffreddarsi: comparvero allora i primi gas, soprattutto idrogeno ed elio. I gas si addensarono in nubi costituendo i primi nuclei delle galassie, le quali, ruotando su se stesse, attirarono sempre di più i gas, aumentando le loro dimensioni e originando le stelle.
Le stelle, quindi, non sono altro che enormi ammassi di gas incandescente, in cui l'energia è così elevata da innescare reazioni di fusione atomica: trasformando l'idrogeno in elio, l'elio in altre sostanze come il carbonio e il ferro.
Il Sole, fondamentale per la nascita della vita sul nostro pianeta, si formò 8 miliardi dopo il Big Bang, alla periferia della nostra galassia, la Via Lattea.
L'alba della Terra
La formazione della Terra cominciò 4,6 miliardi di anni fa. All'inizio la Terra era una sfera di detriti cosmici, fusi poi insieme.
Lentamente gli elementi più densi come ferro e nichel si concentrarono nel nucleo del pianeta e quelli più leggeri si disposero verso l'esterno; a mano a mano che il magma infuocato si raffreddava la crosta esterna si consolidò.
Circa 4,4 miliardi di anni fa l'intensa attività vulcanica favorì la formazione di un'atmosfera ricca di metano, ammoniaca, ossido di carbonio e vapore acqueo. Infatti queste sostanze vennero espulse dai vulcani e, trattenute dalla gravità terrestre, avvolsero il pianeta.
La presenza dell'atmosfera permise il manifestarsi di continui ed incessanti temporali che riversarono sulla superficie enormi quantità di acqua dando origine così agli oceani.
La presenza di acqua allo stato liquido fu un fattore fondamentale per la nascita della vita sulla Terra.
Un "brodo" miracoloso
Dall'atmosfera primitiva ricadeva acqua sulla superficie terrestre, mentre molecole diverse fuoriuscivano dalle profondità oceaniche. Tutti questi composti chimici rimescolati assieme con l'innesco dì energia proveniente dalle scariche elettriche dei fulmini, hanno probabilmente dato origine alle prime molecole organiche complesse, basi fondamentali per la formazione delle prime cellule. 1 primi passi della vita sono ancora un grande mistero: su come effettivamente sono andate le cose mancano ancora molte risposte. La ricerca continua...
Oceani affollati
Per milioni di anni la vita si sviluppò sotto la superficie dell'acqua; gli organismi animali comparvero intorno a 650 milioni di anni fa: prima gli invertebrati, cioè gli organismi che non possiedono una struttura scheletrica interna, come per esempio spugne, meduse, polipi, molluschi, e poi in seguito i vertebrati, che al contrario hanno uno scheletro di sostegno interno.
I primi vertebrati furono i pesci: i più primitivi erano molto diversi dalle forme attuali, avevano ad esempio una corazza ed una bocca senza mascelle.
Da un particolare gruppo di pesci: i Crossopterigi, di cui oggi rimane solo la Latirneria, si staccò un ramo che, con lo sviluppo di particolari caratteristiche ed adattamenti all'ambiente aereo, portò in seguito all'evoluzione degli anfibi ed alla colonizzazione delle terre emerse da parte di vertebrati.
Ma i primi animali a camminare sulla terraferma furono gli artropodi come scorpioni, millepiedi, ragni.
Dal semplice al complesso
I primi organismi viventi furono batteri unicellulari e alghe azzurre: la loro cellula molto semplice e senza nucleo è chiamata procariota.
Le alghe azzurre, sfruttando l'energia solare, scissero l'ossido di carbonio liberando ossigeno e creando così le condizioni per un nuovo tipo di respirazione.
Due miliardi di anni fa fecero la loro comparsa i primi organismi unicellulari eucarioti, che, a differenza dei batteri, avevano una cellula con un nucleo ben organizzato.
750 milioni di anni fa cominciarono a svilupparsi gli organismi eucarioti pluricellulari: i primi ad apparire furono i vegetali, in forma di alghe pluricellulari, mentre per gli animali occorrerà aspettare ancora 100 milioni di anni. A partire dalle prime cellule, l'evoluzione ha selezionato forme viventi anche molto diverse fra loro.
I primi passi sulla terra
Gli organismi vegetali furono i primi viventi a colonizzare la terraferma: all'inizio con forme più semplici come alghe, muschi e licheni e poi via via in forme più complesse, fino a giungere alle piante superiori, quelle, per intenderci, che presentano fusto, radici e foglie.
Nei primi momenti dell'invasione delle terre emerse da parte delle piante, risultarono fondamentali alcuni eventi: lo sviluppo di spore, strutture riproduttive in grado di tollerare la mancanza d'acqua; la comparsa della cutina, una sostanza grassa che protegge il corpo della pianta da un'eccessiva evaporazione; la formazione degli stomi, microscopiche aperture che permettono gli scambi gassosi con l'esterno; la capacità di produrre lignina, una sostanza che fa parte delle strutture di sostegno e di conduzione dei nutrienti all'interno della pianta e l'evoluzione di organi come le radici e le foglie.
I gruppi di piante più primitivi, giunti fino ai nostri giorni, come felci ed equiseti o come le conifere e le cicadaceae, non avevano ancora fiori e sono denominate gimnosperme. Nel percorso dell'evoluzione le piante formarono nuove importanti strutture, fra le quali il fiore che ha giocato un ruolo determinante. Le angiosperme, piante con fiori, da 100 milioni di anni dominano la Terra.
Grandi scorpioni contro rettili giganti
I primi animali terrestri, che circa 400 milioni di anni fa colonizzarono la terraferma, appartenevano al phylum degli artropodi, come millepiedi, scorpioni e insetti.
Esistevano scorpioni lunghi alcuni metri e libellule con aperture alari grandi come quelle di un uccello. Comparvero poi gli Anfibi, che potevano vivere sia nell'acqua che sulla terraferma.
Tutti questi gruppi derivano dall'evoluzione di organismi marini, sviluppati e diversificati attraverso mutazioni e adattamenti all'ambiente. I Rettili furono i primi vertebrati adattati completamente alla vita terrestre. Essi ebbero un'enorme diffusione e, con le forme più varie, occuparono quasi tutte le nicchie ecologiche disponibili, in acqua, in terra e in aria, dominando a lungo il nostro pianeta. Diramazioni evolutive dei Rettili portarono alla comparsa degli Uccelli e dei Mammiferi.
Piumato come un uccello o come un dinosauro?
Si dice sempre che i Dinosauri scomparvero alla fine del Cretaceo. Ma alcuni si erano evoluti in forme completamente diverse: gli Uccelli.
I primi ad essere ricoperti di piume furono quindi un gruppo di Rettili (i Dinosauri piumati). Le penne, come le scaglie, i peli o le unghie, sono degli organi della pelle che si formano per aumento controllato delle cellule dell'epidermide che producono una particolare proteina: la cheratina.
Una penna è formata da un'asta principale, chiamata rachide, da cui partono delle ramificazioni, dette barbe. A loro volta anche le barbe sono ramificate, presentano infatti una serie di filamenti detti barbule. Il calamo è la base con l'interno vuoto della penna che permette l'inserimento nel follicolo della pelle.
Secondo nuove teorie, l'evoluzione delle penne attraversò diversi stadi: comparvero per la prima volta nei dinosauri, diversificandosi in una varietà di strutture con funzioni diverse da quelle del volo. Probabilmente le funzioni originarie erano la termoregolazione, la permeabilità all'acqua ed il mimetismo.
Fra i dinosauri pennuti, gli uccelli rappresentarono una linea evolutiva in cui si sviluppò appieno la capacità di sfruttare le penne degli arti anteriori e della coda per volare.
Rapaci predatori
Gli Uccelli si sono adattati a vivere in quasi tutti gli ambienti e a resistere alle più svariate condizioni climatiche. Ciascuna delle oltre 9000 specie conosciute presenta anatomia e comportamenti strettamente legati al proprio habitat.
I rapaci sono un gruppo di uccelli predatori che include falchi, gufi, civette, aquile, poiane, astori ed albanelle. Alcuni sono animali diurni, altri cacciano di notte. I rapaci possiedono occhi grandi ed una vista acuta. La loro visione è binoculare e stereoscopica, cioè a tre dimensioni per valutare anche la profondità nel momento dell'attacco. Il loro udito è finissimo, hanno artigli lunghi ed affilati per una presa potente. Non avendo denti per masticare il cibo, gli uccelli, in particolare i rapaci, hanno sviluppato un becco affilato e uncinato per lacerare e strappare con efficienza la propria preda e formare bocconi da ingoiare.
La tecnica di volo e la velocità variano a seconda della specie ed è determinata in modo particolare dalla struttura delle ali; comunque la maggioranza dei rapaci sfrutta le correnti d'aria ascensionali per prendere quota e risparmiare energia.