Testi: Anna Romano Illustrazioni: Tambe Progetto grafico: Studio Link www.editorialescienza.it www.giunti.it © 2021 Editoriale Scienza srl via Bolognese, 165 – 50139 Firenze – Italia via C. Beccaria, 6 – 34133 Trieste – Italia Prima edizione: ottobre 2021
Stampato presso Lito Terrazzi srl Stabilimento di Iolo
Adesso lo so!
CORPO UMANO
SOMMARIO Panor amica Un corpo meraviglioso............................................ 10 Che cos’è la vita........................................................ 12
APPAR ATO TEGUMENTARIO Un vestito di pelle...................................................50 Unghie e peli........................................................... 52
Un’origine comune................................................... 14 MAPPA: I domini dei viventi................................... 16 DNA, il libro d’istruzioni.......................................... 18 L’evoluzione della vita.............................................20 L’evoluzione umana................................................ 22 Energia ed equilibrio.............................................. 24
dalle cellule agli appar ati Due tipi di cellula.................................................... 26 La cellula eucariote................................................. 28
APPAR ATO cardio‑circol atorio Questioni di cuore................................................... 54 I vasi sanguigni....................................................... 56 MAPPA: Che cos’è il sangue?.................................. 58 TAVOLA 3: L’apparato circolatorio......................... 60
APPAR ATO RESPIR ATORIO Le vie aeree superiori.............................................. 62 Le vie aeree inferiori............................................... 64
Dalle cellule ai tessuti.............................................30 Dai tessuti agli organi............................................. 32 Sistemi e apparati................................................... 34
SISTEMa scheletrico
APPAR ATO DIGERENTE Dalla bocca all’intestino......................................... 66 Fegato e pancreas.................................................... 68 MAPPA: Che cosa c’è nel cibo?................................ 70
Lo scheletro............................................................. 36 TAVOLA 1: Il sistema scheletrico............................ 38 La vita segreta delle ossa........................................ 40
APPAR ATO URINARIO Un centro di depurazione....................................... 72
Le articolazioni....................................................... 42
Sistema nervoso SISTEMa MUSCOL ARE I muscoli.................................................................. 44 Viaggio al centro del muscolo................................. 46 TAVOLA 2: Il sistema muscolare............................. 48
Il sistema nervoso centrale..................................... 74 Il sistema nervoso periferico.................................. 76 TAVOLA 4: Il sistema nervoso................................. 78
Sistema endocrino
comportamenti
Ghiandole e ormoni............................................... 80
Dormire e sognare................................................. 114
MAPPA: Gli ormoni principali................................ 82
L’importanza di socializzare.................................. 116 Prurito e solletico................................................... 118
Sistemi immunitario E linfatico
Caccole, cerume e puzzette................................... 120
La protezione dell’organismo................................. 84
Ammalarsi e guarire............................................ 122
MAPPA: Che cos’è il sistema immunitario?........... 86
Definire l’intelligenza........................................... 124 Il corpo e le emozioni............................................ 126
Appar ato RIPRODUTTORE L’apparato riproduttore femminile......................... 88
CORPO E CULTUR A
L’apparato riproduttore maschile.......................... 90
Aspetto fisico e cultura......................................... 128 Il corpo umano nell’arte....................................... 130
Sviluppo
Questione di genere.............................................. 132
La fecondazione...................................................... 92 Nove mesi per nascere............................................ 94
Medicina
TAVOLA 5: Lo sviluppo del feto............................... 96
Vedere l’invisibile................................................. 134
Crescere, che fatica!................................................ 98
La storia dei vaccini.............................................. 136
Quando il corpo invecchia................................... 100
Pasteur e i batteri.................................................. 138 La medicina tra ieri e oggi....................................140
GENETICA
CRONOLOGIA: Medicina e tecnologia.................. 142
Cromosomi ed ereditarietà................................... 102 Geni e ambiente....................................................104
salute Lo stile di vita........................................................ 146
sensi
Inquinamento e salute.......................................... 148
Vedere il mondo....................................................106 L’orecchio e l’udito................................................108 Gusto e olfatto........................................................ 110 Il tatto e altri sensi generali................................... 112
GLOSSARIO........................................................... 150
Un corpo meraviglioso Alla nostra specie sono stati necessari milioni di anni di evoluzione per arrivare a essere ciò che è oggi. Una faccenda tutt’altro che semplice. Per un tempo lunghissimo il nostro corpo si è evoluto adattandosi all’ambiente circostante, ed è una conquista preziosa, che merita di essere conosciuta e protetta da ciò che può nuocerle. Spesso si paragona il corpo umano a una macchina per la sua efficienza. E, in effetti, il nostro organismo funziona proprio bene: ossa e muscoli, intestino e stomaco, cervello e polmoni e tanto altro ancora, organi e sistemi collegati l’un l’altro per permetterci di “funzionare” al meglio. Ma siamo molto più di una macchina, e non possiamo sostituirci con un modello nuovo se qualcosa non funziona. UN CORPO FORTE Il nostro corpo è davvero forte, è capace di proteggersi da molti possibili rischi e anche, almeno in parte, in grado di ripararsi se subisce dei danni. Le ferite possono rimarginarsi lasciando, al più, qualche cicatrice; le ossa rotte si possono saldare tra loro, e un livido sparisce dopo qualche tempo. Soprattutto, il nostro organismo è in grado di far fronte a un sacco di problemi a cui spesso neanche pensiamo, per esempio regolando la propria temperatura se fuori fa troppo caldo o troppo freddo, così che il corpo si mantenga sempre alla temperatura ottimale per funzionare. Ancora, ogni giorno, senza che ce ne accorgiamo, entriamo in contatto con una gran quantità di microrganismi che vengono eliminati al più presto; e se anche qualcuno che causa malattie sfugge, il nostro corpo organizza comunque delle ottime difese per eliminarlo!
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UN CORPO FRAGILE Eppure, il corpo umano è anche piuttosto fragile, perché è un insieme interconnesso, nel quale ogni parte è importante per un buon funzionamento… cioè per vivere bene!
Panoramica
Sensi insostituibili… o quasi Grazie alle conoscenze provenienti da ambiti scientifici diversi, come le biotecnologie, è stato possibile sviluppare arti artificiali dotati del senso del tatto, e strumenti in grado di ridare la vista o l’udito. A volte si tratta di strumenti costosi, oppure che non funzionano in tutti i casi, ma sono
UN CORPO UNICO Il nostro corpo è qualcosa di unico. Negli anni, gli studi scientifici e anche gli strumenti tecnologici ci hanno permesso di scoprirlo sempre meglio. Hanno permesso alla medicina di sviluppare nuovi farmaci ma anche, per esempio, arti artificiali per chi li ha perduti, o impianti che permettessero di riacquisire il senso dell’udito.
importanti passi avanti per ridare alcuni sensi a chi non li ha o li ha perduti.
Per esempio, il cuore manda il nutrimento e l’ossigeno necessari per vivere a tutto il resto dell’organismo. Se, quindi, dovesse funzionare un po’ meno bene del solito, sarà tutto il corpo a risentirne. Un altro esempio è quello della digestione: se mangiamo in modo poco sano o abbiamo qualche malattia, rischiamo di non avere abbastanza nutrienti per tenerci in forze, oppure possono venire a mancare altre sostanze, come le vitamine, che ci permettono di mantenerci sani. Ma la salute riguarda anche aspetti meno meccanici: lo stress o una tristezza profonda, per esempio, disturbano il nostro “equilibrio perfetto” e possono creare alcuni guai!
Tuttavia, una sostituzione non rimpiazza del tutto ciò che si è perso e prevenire è sempre meglio che curare. Ecco perché bisogna ricordare che il nostro corpo è da proteggere, imparando a conoscere ciò che può danneggiarlo e ciò che invece lo rafforza, aiutandolo a superare alcune difficoltà. E anche a conoscere il corpo stesso, così da capirne le necessità, i limiti, le potenzialità.
Adesso lo so! Il nostro corpo non è una macchina che, una volta rotta, può essere sostituita. Ciascuno di noi è unico, e ognuno dei nostri organi è importante per stare bene. È vero che il corpo umano è bravo ad affrontare i problemi, ma è altrettanto vero che dobbiamo cercare di proteggerlo, e per farlo bisogna innanzitutto conoscerlo!
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Che cos’è la vita Quando vediamo un uccello volare nel cielo, sappiamo che è un essere vivente, a differenza delle nuvole tra cui sfreccia; nello stesso modo, sappiamo che è vivo l’albero spoglio in inverno che si copre di fiori in primavera e non i sassi tra le sue radici… Ma perché? In altre parole, da che cosa distinguiamo un essere vivente, e come possiamo quindi definire la vita? I biologi, cioè gli scienziati che studiano la vita, hanno identificato alcune caratteristiche che accomunano tutti i viventi. Per cominciare, sono organizzati e composti da cellule, con una membrana a separarle dall’ambiente esterno, una struttura interna e sostanze chimiche in grado di svolgere diverse funzioni. UNA O MOLTE CELLULE Alcuni organismi sono formati da una singola cellula e sono quindi detti unicellulari: è il caso per esempio dei lieviti, alcuni dei quali impiegati fin dai tempi antichi per fare il pane e le bevande alcoliche. Gli organismi pluricellulari sono ORGANISMI UNICELLULARI
ORGANISMI PLURICELLULARI
invece formati da tante cellule, organizzate in un insieme più o meno complesso. In questo caso, le cellule si specializzano, cioè imparano a fare qualcosa di particolare che altre cellule dello stesso organismo non sanno fare. Per esempio, le cellule del cuore sono in grado di contrarsi per farlo battere, mentre quelle del sistema nervoso sono bravissime a inviare messaggi. USARE L’ENERGIA E… MANTENERSI STABILI Dal più grande al più piccolo, ogni essere vivente deve poi essere in grado di trovare e usare l’energia per crescere, reagire a ciò che gli succede intorno e, in poche parole, svolgere tutte le sue funzioni vitali. Il “carburante” preferito può essere diverso da un organismo all’altro: ci sono perfino dei batteri, che sono organismi unicellulari, in grado di ricavare energia dalla plastica! Un’altra caratteristica degli esseri viventi è la capacità di mantenere un equilibrio interno, detto omeostasi. Prendiamo il nostro corpo, che suda quando fa molto caldo e trema quando è freddo: sono entrambi meccanismi che ci consentono di mantenere una temperatura interna stabile, intorno a 37 °C. RIPRODURSI ED EVOLVERE Tutti gli esseri viventi crescono e si riproducono. Alcuni usano la riproduzione asessuata, che genera individui identici o quasi al genitore,
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Panoramica altri mescolano le caratteristiche di due genitori, per cui nei figli si avranno combinazioni sempre nuove. Si parla, in questo caso, di riproduzione sessuata. Infine, tutti gli organismi viventi si evolvono, cioè sono in grado di cambiare nel corso delle generazioni. Questa capacità ha consentito agli esseri viventi di popolare ambienti diversi e che si modificano nel tempo. Il cambiamento a cui vanno incontro, infatti, permette loro di trovare caratteristiche e capacità nuove, grazie alle quali, per esempio, i fiori hanno acquisito forme e colori capaci di attirare gli insetti impollinatori e gli uccelli hanno sviluppato ossa leggerissime per poter volare.
I virus sono organismi viventi? Per molti ricercatori, i virus non possono essere considerati esseri viventi ma solo “entità biologiche”. Infatti non sono costituiti da cellule vere e proprie, né hanno un loro metabolismo. Per crescere e riprodursi devono sfruttare altri organismi, cui “rubano” l’attrezzatura necessaria per creare nuovi virus. Con questo furto, alcuni virus (non tutti, anzi solo una minoranza) ci fanno ammalare.
Adesso lo so! Gli organismi viventi che popolano il nostro pianeta sono molto diversi tra loro. Piccolissimi oppure giganteschi, popolano acqua, terra e cielo, e sono tutti accomunati da alcune caratteristiche: sono formati da cellule, sono in grado di usare l’energia e mantenere un proprio equilibrio interno, crescono, si riproducono e si evolvono nel tempo.
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Un’origine comune Il lievito microscopico che ci ha permesso di avere il pane, la pecora che pascola nell’erba, l’abete di Natale e il batterio che ci ha fatto ammalare: da dove vengono tutte queste forme di vita? E come possiamo classificare tutta l’incredibile variabilità di organismi viventi che abitano la Terra? Per molti aspetti, l’origine della vita rimane ancora ammantata di mistero: è come una storia di cui non conosciamo l’inizio e che possiamo ricostruire solo raccogliendo, come investigatori, gli indizi sparsi nelle vicende successive. Gli indizi vengono in gran parte dalle forme di vita come le conosciamo oggi. Studiandole, gli scienziati hanno potuto cercare di ricostruire la catena di eventi che le ha portate alle forme attuali. UN BRODO INTERESSANTE Quando il nostro pianeta si è formato non era altro che una palla infuocata, dove nessun essere vivente avrebbe potuto abitare. Pian piano si è raffreddato, ma ci è voluto moltissimo tempo prima che vi fossero le condizioni giuste per permettere la comparsa degli organismi viventi, e si trattava di condizioni molto diverse da quelle di oggi. Comunque, le sostanze presenti nel nostro pianeta potrebbero aver creato quello che i ricercatori chiamano “brodo primordiale”,
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La biosfera Gli scienziati chiamano biosfera quelle aree della Terra in cui le condizioni possono supportare la vita: comprende le acque, salate e dolci, il suolo e parte del sottosuolo e anche i primi strati dell’atmosfera. A noi umani, che possiamo vivere solo in alcune condizioni, può sembrare strano che la biosfera includa anche le zone prive di ossigeno del sottosuolo, o luoghi incredibilmente freddi o caldi. Ma non dobbiamo dimenticare che esiste davvero una grande varietà di forme di vita, e alcuni organismi sono abilissimi a vivere in condizioni per noi impensabili. In sostanza, tutto il nostro pianeta, dai poli all’equatore, dalle profondità oceaniche alle più alte montagne, ospita forme di vita.
Panoramica
Luce del sole Ossigeno
Anidride carbonica LA FOTOSINTESI CLOROFILLIANA
Glucosio
una miscela di elementi in cui si sarebbero formate le prime molecole organiche, gli ingredienti necessari per le prime cellule, che risalgono a più di 3,5 miliardi di anni fa ed erano molto, molto più semplici di quelle attuali. In seguito queste semplici cellule si sono evolute e alcune hanno imparato a fare la fotosintesi, un processo grazie al quale da energia solare, anidride carbonica e acqua si producono zuccheri e ossigeno. L’ossigeno andò ad arricchire l’atmosfera terrestre, permettendo nel tempo la comparsa di nuove forme di vita, sempre più complesse. DA UNO, TRE La tassonomia, la scienza che si occupa di classificare gli organismi aiutandoci a mettere ordine nel complesso mondo dei viventi, ha
Acqua
diviso queste forme di vita in tre grandi gruppi detti “domini”: sono gli archei, i batteri e gli eucarioti. Di quest’ultimo dominio fanno parte le piante, i funghi e gli animali, compresi gli esseri umani. Gli organismi viventi appartenenti a ciascuno di questi tre domini (che a loro volta possono essere suddivisi in gruppi via via più piccoli) sono diversissimi l’uno dall’altro, eppure non solo hanno un’origine comune ma sono anche strettamente interconnessi tra loro. In molti casi, non potremmo esistere se non esistessero gli altri. Per esempio, alcuni batteri abitano nel nostro corpo e non potrebbero vivere altrove, né noi senza di loro; non ci fanno ammalare, ma anzi ci aiutano a digerire alcuni alimenti e producono vitamine fondamentali per il nostro benessere.
Adesso lo so! La vita sul nostro pianeta ha avuto bisogno di moltissimo tempo per comparire e poi svilupparsi e diversificarsi, fino a produrre la meravigliosa varietà di forme che conosciamo oggi, profondamente legate all’ambiente in cui abitano e tra di loro.
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