Mondo 2030 - Classe 4a e 5a - Atlante di Matematica e Scienze

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SCIENZE 4/5 2 La parola agli scienziati e alle scienziate 3

Gli atomi

4

La temperatura

5

Misurare la temperatura

6

Il percorso dell’acqua

8

I venti del Mediterraneo

9

Perturbazioni distruttive

10 La parola agli scienziati e alle scienziate

24 La metamorfosi degli insetti 26

Animali da record

28 Animali da salvare 30 Animali sotto terra 32 Animali d’acqua dolce 34 Nell’acqua salata 36 Il sistema scheletrico 38 Traumi delle ossa 40 Il sistema muscolare

11

I viventi

42 La digestione

12

I cinque regni dei viventi

44 Gli alimenti in sette gruppi

13 La classificazione delle piante

46 L’apparato respiratorio

14

Le foglie

48 Malattie dell’apparato respiratorio

15

Le radici

50 L’apparato circolatorio

Piante utili

52

16

18 La classificazione degli animali 19

Dalla specie al regno

20 I becchi degli uccelli 21

Le zampe degli uccelli

22 Comportamenti animali di sopravvivenza

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Gruppo A

Gruppo B marcatore B

L a parola agli scienziati e alle scienziate marcatore A

54 La carta d’identità del sangue globulo rosso

Gruppo AB

Gruppo 0

marcatore A

56 Il sistema nervoso 57

Il cervello e i sensi marcatore B

58 Gli organi di senso 60 Le illusioni ottiche

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LA PAROLA AGLI SCIENZIATI E ALLE SCIENZIATE

DEMOCRITO E MARIE CURIE DEMOCRITO Mi chiamo Democrito e sono nato tantissimi anni fa, nel 460 a.C., ad Abdera, una polis dell’Antica Grecia.

Nella mia lunga vita, durata circa novant’anni, tra i tanti argomenti ai quali mi sono dedicato, mi sono appassionato alla materia.

Secondo la mia teoria, che tale rimase perché non avevo a disposizione gli strumenti tecnologici per poterla verificare, la materia era costituita da atomi. Ho ipotizzato che l’atomo fosse l’elemento originario e fondamentale dell’Universo e che gli atomi siano eterni, compatti e così piccoli da non poter essere divisi (la parola “atomo” è una mia invenzione e significa indivisibile!).

Mi fa molto piacere sapere che la mia teoria sia stata ripresa dopo tanti anni da parecchi studiosi e studiose che hanno dimostrato che era sostanzialmente esatta.

MARIE SKŁODOWSKA C

URIE

Mi chiamo Marie Skłodowska, ma sono conosciuta come Marie Curie. Sono nata in Polonia e fin da piccola ho dimostrato una grande propensione allo studio. In Polonia però per le donne non era così facile studiare; per questo mi sono trasferita in Francia e ho frequentato la prestigiosa università Sorbona. Ho conseguito due lauree: una in Fisica e una in Matematica.

Nella mia tesi per la libera docenza, ho parlato della radioattività e, insieme a mio marito, ho scoperto due nuovi elementi chimici: il polonio e il radio.

Per le mie scoperte, nel 1903 ho vinto il Nobel per la Fisica e nel 1911 quello per la Chimica.

2

GLI ATOMI Come aveva ipotizzato Democrito, ogni cosa è fatta di atomi.

Gli alberi, le case, il corpo, gli animali, l’aria, l’acqua... sono tutti fatti di atomi.

Gli atomi tendono a unirsi con forza tra loro.

Premono gli uni contro gli altri e si fondono in molecole.

Gli atomi sono piccolissimi.

Per fare una goccia d’acqua ne servono circa 300 miliardi.

Gli atomi sono indistruttibili.

Secondo gli scienziati possono durare 100 milioni di miliardi di miliardi di miliardi di anni.

Gli atomi non sono le particelle più piccole: dividere il nucleo è però molto difficile e può scatenare un’esplosione nucleare.

3

SCOPRIAMO LA MATERIA

LA TEMPERATURA Le molecole di ogni solido, liquido o gas, non stanno mai ferme, anche se non le vediamo. La temperatura misura la velocità degli atomi in movimento.

Superficie del Sole Il ferro bolle Il ferro fonde La carta prende fuoco L’acqua bolle Temperatura più alta sulla Terra L’acqua congela Il mercurio congela

L’aria diventa liquida

Temperatura più bassa sulla Terra

L’aria congela Temperatura nello spazio Zero assoluto

4

MISURARE LA TEMPERATURA In Europa, l’unità di misura della temperatura è il grado Celsuis e il suo simbolo è °C. In altri Paesi, invece, come gli Stati Uniti d’America, si utilizza la scala Fahrenheit e il suo simbolo è °F. Lo strumento per misurare la temperatura è il termometro.

Un modello di termometro molto diffuso è quello a colonnina.

Sostegno Simbolo del grado Celsius Simbolo del grado Fahrenheit

Scala graduata: serve a leggere la misura numerica della temperatura raggiunta indicata dal liquido (alcol).

Cannello: sottile tubo di vetro nel quale il liquido (alcol colorato) sale o scende in base al variare della temperatura.

Bulbo: parte sensibile del termometro che contiene il liquido (alcol colorato).

Esistono diversi tipi di termometro: termometro digitale

termometro a infrarossi

termometro a scanner

termometro meteorologico

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SCOPRIAMO L’ACQUA

IL PERCORSO DELL’ACQUA Dal cielo alle falde acquifere

1. L’acqua che arriva sulla Terra in parte si raccoglie nei fiumi e nei laghi e in parte penetra nel suolo. Passa attraverso la fenditura delle rocce e scende in profondità, fino a raggiungere strati rocciosi impermeabili.

Sorgente Falda

Argilla impermeabile Centro abitato

Fiume 1 Argilla impermeabile

Falda 2

2. Sotto la superficie terrestre in questo modo si forma una riserva di acqua nelle falde acquifere. In determinate zone, l’acqua delle falde acquifere riaffiora in superficie formando le sorgenti.

Dalle falde acquifere alle centrali 3. L’acqua prelevata dalle sorgenti, dalle falde, dai fiumi o dai laghi, viene mandata in speciali vasche.

3

4. In queste vasche essa viene filtrata per rimuovere anche le particelle più piccole di impurità.

5. L’acqua passa quindi in vasche dove viene sterilizzata con l’utilizzo di sostanze che uccidono i microrganismi pericolosi per la salute dell’uomo.

6. Attraverso condotte sotterranee l’acqua, ormai potabile, viene trasportata nelle centrali degli acquedotti.

6

4

5

6

Dalle centrali ai rubinetti delle case 7. Arrivata alla centrale, attraverso grandi tubature, l’acqua da terra viene spinta mediante pompe fino in cima a una torre e viene raccolta nei serbatoi.

Serbatoio

Centrale

9

Torre

7

Tubatura

8. 9. Dai serbatoi, l’acqua viene immessa nella rete di distribuzione formata da tubature più grandi da cui si diramano tubature più piccole che raggiungono i rubinetti di tutte le case.

Pompa 8 Tubatura

Dalle case nel mare o nei fiumi 10. La rete fognaria raccoglie le acque sporche provenienti da case e fabbriche e le porta nell’impianto di depurazione.

11. Nell’impianto di depurazione l’acqua: a) viene passata attraverso un setaccio di metallo che trattiene le impurità più grosse; b) il liquido viene quindi fatto fluire in una cisterna di sedimentazione dove le particelle si depositano sul fondo delle vasche; c) vengono poi aggiunti “batteri” che divorano l’inquinamento residuo, producendo dei fanghi che poi saranno eliminati.

a)

b)

c)

11 10 12

12. A questo punto l’acqua è sufficientemente pulita e può essere immessa in un corso d’acqua o nel mare.

7

SCOPRIAMO L’ARIA

I VENTI DEL MEDITERRANEO Ogni zona del Mediterraneo ha un suo vento prevalente e più importante, che ha una sua provenienza e soffia in una precisa direzione.

Tramontana N Maestrale NO

La rosa dei venti rappresenta schematicamente la provenienza dei venti in base ai quattro punti cardinali (Nord, Sud, Est, Ovest) che caratterizzano una determinata regione. Il diagramma riporta anche il nome di ciascun vento.

Grecale NE

Ponente O

Levante E

Libeccio SO

Scirocco SE Ostro S

L’Italia, poiché si estende nel Mediterraneo, è interessata principalmente da questi venti.

TRAMONTANA e GRECALE Venti freddi e che provocano raffiche.

Sono presenti soprattutto durante l’inverno e accompagnano le ondate di freddo.

LEVANTE Vento fresco e umido che soffia da est e porta con sé molte precipitazioni.

SCIROCCO Vento caldo proveniente da sud-est, portatore di piogge.

LIBECCIO Si accompagna a un tempo instabile e perturbato. Soffia soprattutto fra autunno e primavera e può causare burrasche.

PONENTE Detto anche Zefiro, proviene sempre dal mare, quindi anche in inverno porta temperature miti.

MAESTRALE Vento freddo e umido spesso associato a diminuzione delle temperature.

OSTRO Chiamato anche Mezzogiorno, è un vento caldo e umido, anch’esso portatore di pioggia.

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PERTURBAZIONI DISTRUTTIVE Le trombe marine compaiono sottoforma di nube dall’aspetto gonfio, che si sviluppa verticalmente e che può raggiungere i 6000 metri d’altezza.

Queste nubi si formano quando la superficie dell’acqua possiede una temperatura superiore ai 25°C, originando correnti d’aria molto calda che sale verso l’alto. Se contemporaneamente sono in atto correnti d’aria discendenti più fredde, lo scontro tra di esse può originare movimenti a vortice che fanno ruotare l’aria su se stessa, dando vita alla tromba marina.

La tromba marina, a forma di imbuto, può raggiungere la superficie dell’acqua e la risucchia: l’acqua inizia a ruotare a velocità che arriva fino a 100 km all’ora.

TROMBA MARINA TROMBA D’ARIA O TOR

NADO La tromba d’aria o tornado è un vortice simile alla tromba marina, ma si forma sulla terraferma, quando la temperatura del suolo è molto elevata.

La formazione di una tromba d’aria è legata all’incontro tra venti ascendenti caldi e umidi e venti discendenti freddi e secchi, che “abbracciandosi” danno vita a un cumulonembo.

I tornado più potenti sono caratterizzati da venti che superano i 500 chilometri orari di velocità, in grado di radere al suolo praticamente ogni cosa che incontrano.

Tra le perturbazioni atmosferiche, la più devastane è il ciclone, che si forma in corrispondenza degli oceani, in una zona già perturbata dove la temperatura dell’acqua deve essere superiore ai 26°C. Il ciclone è caratterizzato da un aspetto inconfondibile: attorno alla parte centrale, detta “occhio del ciclone”, si espande il fronte temporalesco dove nubi in rotazione scatenano piogge torrenziali e venti che possono superare i 250 chilometri orari.

CICLONE

9

LA PAROLA AGLI SCIENZIATI E ALLE SCIENZIATE

LINNEO, DARWIN E MARIA SIBYLLA MERIAN CARLO LINNEO Il mio nome è Carl Nilsson Linnaeus, ma in Italia sono conosciuto come Carlo Linneo. Sono un medico e naturalista svedese vissuto nel 1700. Da mio padre, giardiniere, ho ereditato la passione per la natura, in modo particolare per le piante. Sono stato il primo a cominciare a classificare molti esseri viventi in base alle caratteristiche comuni. Ho raccolto le mie prime osservazioni in un libricino dal titolo latino Systema Naturae che poi, con il passare degli anni, ho arricchito trasformandolo in un’opera in più volumi.

Ero convinto che ogni vivente fosse rimasto immutato nel corso della storia della Terra, ma poi sono stato smentito.

CHARLES DARWIN Sono io che ho smentito la teoria di Linneo. Mi chiamo Charles Darwin, sono un naturalista vissuto nel 1800 e ho elaborato una nuova teoria: l’evoluzione della specie.

Durante un viaggio intorno al mondo su un veliero, ho potuto osservare i cambiamenti della specie di certi viventi in diverse parti della Terra. Con i dati raccolti, ho capito che qualsiasi specie vegetale e animale, compreso l’uomo, ha subito un processo di evoluzione nella storia della Terra. I miei studi, che ho anche pubblicato in un libro dal titolo L’origine della specie, sono stati fondamentali e sono ancora attuali.

MARIA SIBYLLA MERIAN Mi chiamo Maria Sibylla Merian: sono una naturalista e pittrice.

In gioventù trascorrevo il tempo a ricercare insetti: cominciai con i bachi da seta nella mia città natale, Francoforte. Osservandoli, mi resi conto che, come anche altri bruchi, si trasformavano in farfalle notturne e diurne. Questo mi spinse a raccogliere quanti più bruchi possibile, per osservarne la trasformazione.

Ho scritto Metamorfosi degli insetti del Suriname, un libro magnificamente illustrato che ha cambiato la storia dell’entomologia.

10

I VIVENTI I pinguini hanno le zampe palmate come le anatre e come loro depongono le uova. Hanno le ali come le anatre, ma non volano.

Hanno il becco come le anatre, ma sono carnivori. Nuotano anche sott’acqua, ma non sono pesci.

Sono uccelli, proprio come l’anatra.

Che strana specie animale!

I coralli sono piante marine?

Per molto tempo sono stati considerati vegetali, proprio per la loro somiglianza con le piante, per poi scoprire che si tratta di animali marini molto semplici.

Anche in questo caso, una strana specie animale!

Le balene nuotano come i pesci e, come loro, traggono il nutrimento dai mari e dagli oceani in cui vivono.

A differenza dei pesci, però, non si riproducono tramite uova, ma partoriscono i loro piccoli. Ma allora, sono pesci o mammiferi? Siccome non respirano tramite le branchie come i pesci, allora sono mammiferi.

I funghi hanno alcune caratteristiche in comune con gli animali e altre con le piante: non sono né vegetali né animali!

È evidente che la sequoia sia un vegetale: è una pianta che può raggiungere dimensioni enormi (ci sono sequoie che superano i 120 metri di altezza!).

Nel caso della giraffa, dubbi non ce ne sono: si tratta di un animale.

La sua particolarità sta nel fatto che è l’animale che raggiunge la maggior altezza.

I batteri sono creature così piccole da essere osservabili solo attraverso il microscopio.

Tutte le creature delle fotografie qui sopra, pur molto diverse tra loro, hanno in comune un aspetto fondamentale: sono esseri viventi perché nascono, respirano, si nutrono, crescono, si muovono, reagiscono agli stimoli, si riproducono e infine muoiono.

11

GLI ESSERI VIVENTI

I CINQUE REGNI DEI VIVENTI PIANTE

ANIMALI

PROTISTI

FUNGHI

CINQUE REGNI

MONERE

12

LA CLASSIFICAZIONE DELLE PIANTE PIANTE SEMPLICI ALGHE

Sono le principali produttrici di ossigeno.

MUSCHI

Si riproducono mediante spore.

FELCI

Sotto le loro foglie si formano gli sporangi da cui escono le spore, che daranno vita a nuove piante.

PIANTE COMPLESSE GIMNOSPERME

Piante senza fiori con “semi nudi” a diretto contatto con l’aria; possono raggiungere dimensioni eccezionali.

ANGIOSPERME

Piante a semi racchiusi nell’ovario; sono il gruppo più numeroso e vario.

13

GLI ESSERI VIVENTI

LE FOGLIE SIMMETRIA

TIPOLOGIA

semplice

composta

asimmetrica

MARGINE

NERVATURE

seghettato

lobato

simmetrica

più nervature principali

liscio

nervatura principale

crenato

parallelinervia

FORMA DELLA LAMINA (FOGLIE SEMPLICI) ovale

cuoriforme

deltoide

lanceolata lobata rotonda

palmata

aghiforme

squamiforme

FORMA (FOGLIE COMPOSTE)

paripennata

14

imparipennata

bipennata

palmato-composta

LE RADICI A FITTONE

Da una radice principale si diramano radici laterali molto più sottili (fagiolo, pisello, ciliegio…).

FASCICOLATE

AEREE

L’apparato radicale principale si atrofizza poco dopo la germinazione e comincia a sviluppare altre radici laterali o secondarie tutte di uguale lunghezza (graminacee, frumento, mais…).

Sono distribuite lungo tutto il fusto e assorbono l’acqua direttamente dall’aria. Sono tipiche delle piante che vivono nei climi tropicali, dove l’aria è ricca di vapore acqueo (orchidee, mangrovie, vaniglia…).

AVVENTIZIE

Sono in parte aeree e hanno anche la funzione di sostegno (edera…).

RADICI A FORMA DI TUBERO

carota

tuberosa

barbabietola da foraggio

patata americana

Alcune piante accumulano nelle loro radici grandi quantità di materiale nutritivo, soprattutto sostanze zuccherine, perciò le loro radici si ingrossano.

Poiché sono ricche di nutrimento, alcune di queste radici vengono utilizzate nell’alimentazione.

15

GLI ESSERI VIVENTI

PIANTE UTILI PIANTE COME CIBO

Frumento

Riso

Mais/Granoturco

Patate Sono tuberi ricchi di amido.

Ortaggi Cavoli, pomodori, cipolle, insalata... sono ricchi di vitamine.

Legumi Fagioli, fave, piselli... forniscono proteine alimentari.

Ulivo Dalla spremitura dei frutti dell’ulivo si estrae l’olio che viene usato per condire i cibi.

Barbabietola e canna da zucchero Da queste piante si ricava lo zucchero comune, detto saccarosio.

Frumento, riso, mais e le piante simili costituiscono la base per l’alimentazione di quasi tutti i popoli della Terra.

Alberi da frutto I frutti di molti alberi, come pere, mele, arance, banane... forniscono zuccheri e vitamine.

Vite Il frutto della vite è usato per produrre vino.

PIANTE COMBUSTIBILI

Legna da ardere Carbone I resti delle piante di epoche passate intrappolate nei terreni paludosi, si sono trasformate in carbone e torba.

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PIANTE PER L’INDUSTRIA

Legno Dai fusti di alcuni alberi (pini, abeti, querce...) l’uomo ricava legno per mobili, costruzioni…

Resine Alcune sostanze organiche prodotte da molte piante vengono usate per fabbricare vernici speciali, per estrarre oli essenziali...

Canapa

Lino

Cotone

Le fibre di queste tre piante sono usate per fare filati.

Pioppo Dai fusti e dai rami di questa pianta, coltivata soprattutto in pianura, si estraggono le fibre di cellulosa per fabbricare la carta.

Caucciù Da un albero del Brasile viene estratta una sostanza che costituisce l’elemento essenziale della gomma elastica.

PIANTE MEDICINALI

Camomilla Calmante, antidolorifica.

Malva Usata per infiammazioni, tossi, bronchiti.

Belladonna Usata in alcune malattie del cuore, dell’apparato digerente e respiratorio.

Tiglio Calmante dello stomaco e dei disturbi nervosi.

Liquirizia Emolliente, calmante della tosse.

Digitale Usata per le malattie del cuore.

Genziana Usata come tonico e come difesa dalle malattie infettive.

Mirtillo Disinfettante, curativo della vista.

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GLI ESSERI VIVENTI

LA CLASSIFICAZIONE DEGLI ANIMALI ANIMALI VERTEBRATI PESCI

UCCELLI

RETTILI

ANFIBI

MAMMIFERI

ANIMALI INVERTEBRATI PORIFERI

CELENTERATI

MOLLUSCHI

CROSTACEI

18

ANELLIDI

ARACNIDI

ECHINODERMI

INSETTI

ARTROPODI

DALLA SPECIE AL REGNO Gli organismi viventi vengono classificati in sette raggruppamenti o categorie. La categoria fondamentale è la specie, cioè il raggruppamento di individui con caratteristiche simili.

Tale classificazione si può rappresentare con un diagramma, come in questo esempio per la classificazione della tigre.

SPECIE 1 È la categoria fondamentale: raggruppa

organismi con caratteristiche simili tra loro (tutte le tigri).

GENERE 2 È la categoria che comprende le specie

che si assomigliano per alcuni caratteri (tigre, leone, pantera...).

FAMIGLIA 3 È la categoria di generi simili

con un progenitore comune (tigre, leone, pantera, gatto… = felini).

ORDINE 4 È la categoria di famiglie simili tra loro

per certe caratteristiche (tigre, leone, pantera, gatto, cane, orso… = carnivori).

1 2 3 4 5 6 7

CLASSE 5 È la categoria di più ordini simili tra loro,

anche di animali diversi tra loro ma con alcune caratteristiche comuni (tigre, leone, pantera, gatto, cane, orso, rana, balena, canguro… = mammiferi).

TIPO O PHYLUM 6 È la categoria di più classi simili tra loro

per alcune caratteristiche (tigre, leone, pantera, gatto, cane, orso, rana, balena, canguro, rana, lucertola, specie umana… = cordati, organismi con scheletro interno).

REGNO 7 È la categoria più ampia che comprende

più tipi simili tra loro (tigre, leone, pantera, gatto, cane, orso, rana, balena, canguro, rana, lucertola, specie umana, farfalla, aquila, chiocciola, granchio… = animali).

19

GLI ESSERI VIVENTI

I BECCHI DEGLI UCCELLI La forma dei becchi varia soprattutto secondo il tipo di cibo di cui l’animale si nutre.

Cicogna

La cicogna è carnivora. Il lungo becco le serve per catturare rane, pesci, serpenti, topi…

Gallo

Il becco del gallo è duro e leggermente ricurvo, adatto a ricercare grani, vermi e larve.

Albatro

L’albatro, uccello predatore marino, ha il becco a uncino per catturare i pesci.

Germano reale

Sul becco del germano sono presenti delle lamelle che filtrano l’acqua e il fango.

Aquila

L’aquila, come altri rapaci, ha il becco forte con la punta a uncino e il bordo dentellato adatto a dilaniare la preda.

Colibrì

Il becco sottile e appuntito del colibrì si infila profondamente nei fiori per raggiungere il nettare.

Alcuni uccelli hanno becchi dai colori vivaci, come quelli degli uccelli tropicali, per riconoscere i compagni della propria specie.

Pappagallo

Il pappagallo si nutre soprattutto di frutta con il guscio e quindi ha bisogno di un becco forte.

Tucano

Il becco del tucano è grosso e un po’ ricurvo, adatto a prendere i frutti di cui si nutre.

20

Passero

I passeri si nutrono di semi e hanno bisogno di un becco forte e corto per poterli rompere.

Picchio

Il picchio usa il becco lungo e aguzzo per forare la corteccia degli alberi e per frugare nei nidi degli insetti.

Avocetta

L’avocetta è un uccello insettivoro; il suo becco lungo e sottile gli serve per cercare gli insetti nel fango delle paludi in cui vive.

Mestolone

Il mestolone (un tipo di anatra) usa il becco piatto e largo come una spatola per raccogliere il cibo a fior d’acqua.

LE ZAMPE DEGLI UCCELLI Le zampe non sono tutte uguali, ma si sono adattate ai diversi ambienti in cui gli uccelli vivono e al modo in cui si muovono.

Zampa di gallo

Gli uccelli come il gallo, che si spostano prevalentemente camminando, hanno zampe robuste dotate di sperone.

Zampa di struzzo

Le zampe dello struzzo sono forti e robuste con unghie corte, hanno due sole dita che gli consentono di correre.

Zampa di anatra

Le zampe dell’anatra sono palmate e funzionano come remi.

Zampa di picchio

Uccelli specializzati nell’arrampicata, come i picchi, hanno due dita rivolte in avanti e due all’indietro e unghie robuste e appuntite.

Le zampe variano a seconda delle abitudini di vita degli animali e a seconda di quello che mangiano. Ad esempio, i rapaci hanno zampe robuste per catturare le prede.

Zampa di jacana

Lo jacana ha le dita lunghe e sottili che gli permettono di ripartire il peso del corpo su una superficie ampia e quindi di camminare sulla vegetazione acquatica.

Zampa di passero I passeri presentano quattro dita corte, tre rivolte avanti e una indietro, adatte ad appendersi ai rami degli alberi.

Zampa di aquila

Le aquile, come tutti i rapaci, usano zampe e dita per catturare le prede: hanno dita forti e lunghe con artigli affilatissimi.

Zampa di cicogna Le zampe della cicogna sono molto lunghe.

Durante il volo vengono piegate indietro e sporgono dalla coda.

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GLI ESSERI VIVENTI

COMPORTAMENTI ANIMALI DI SOPRAVVIVENZA Alcuni animali, per evitare il pericolo di diventare essi stessi preda di altri animali, adottano particolari comportamenti per sfuggire ai predatori (comportamenti antipredatori).

Il camaleonte è un rettile la cui pelle cambia colore in base al tipo di vegetazione in cui si trova in un dato momento.

In questo modo, il camaleonte si “confonde” con la vegetazione stessa (mimetismo) e sfugge alla vista dei suoi predatori.

L’insetto stecco, con ali molto ridotte e colorazione mimetica, somiglia a un sottile ramoscello.

In questo modo, si mimetizza tra la vegetazione per sfuggire ai suoi predatori.

Il riccio è un piccolo mammifero onnivoro che va a caccia di cibo prevalentemente durante la notte. È un animale solitario e scontroso anche con i suoi simili e, quando avverte di essere in pericolo, si appallottola su se stesso.

Il pesce palla, quando si sente in pericolo, è in grado di ingurgitare rapidamente grandi quantità di acqua, diventando molto grande e difficile da inghiottire anche per predatori di grosse dimensioni.

22

La lepre è un mammifero con abitudini prevalentemente notturne e si nutre sia di arbusti che di erbe. In inverno mangia anche le cortecce di giovani piante. La sua “difesa” mimetica da possibili predatori consiste nel cambio stagionale del suo mantello che in inverno è completamente bianco per mimetizzarsi nella neve, mentre in estate si presenta di colore bruno scuro.

Al cerbiatto, per mimetizzarsi alla vista di possibili predatori, basta accucciarsi nella boscaglia: le macchie chiare del suo mantello simulano quelle della luce che penetra nella boscaglia attraverso il fogliame degli alberi.

Il suo manto marrone chiaro si mimetizza con il colore del terreno.

La marmotta, mammifero che vive in gruppo, per difendersi dai predatori adotta l’effetto vigilanza: a turno, alcuni elementi del gruppo fanno da sentinella nell’avvistamento dei predatori, mentre il resto del branco si dedica ad altre attività.

Quando la sentinella avvista il predatore, emette dei fischi acuti che mettono in allerta tutti i membri del branco, inducendoli a rifugiarsi nelle tane.

La gazzella, come pure la lepre e la zebra, per sfuggire ai predatori, è specializzata nella fuga con scatti improvvisi, repentini cambi di direzione, accelerazioni impressionanti.

Anche gli animali predatori hanno tutto l’interesse a non farsi vedere dalle possibili prede, per poterle avvicinare il più possibile prima di sferrare l’attacco. È la tattica del coccodrillo e del caimano che restano immersi immobili appena sotto la superficie dell’acqua, lasciando parzialmente fuori la testa. In questo modo, alle possibili prede, danno l’idea che si tratti di un ramo o tronco galleggiante.

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GLI ESSERI VIVENTI

LA METAMORFOSI DEGLI INSETTI Gli insetti si riproducono deponendo le uova e si sviluppano mediante trasformazioni successive: la metamorfosi. Ecco i vari stadi di sviluppo della farfalla da gelso.

IL CICLO BIOLOGICO DELLA FARFALLA

2 Dall’uovo esce una larva, un bruco che mangia le foglie del gelso.

1

Una farfalla femmina depone le uova sulle foglie del gelso.

5 Quando si sveglia dal lungo sonno, buca il bozzolo e ne esce sotto forma di farfalla.

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3 La larva continua a crescere e cambia pelle più volte.

4 Produce un filo di seta e costruisce il bozzolo, in cui dorme sotto forma di pupa.

1

3b

2

3a

4a

4b

5a

5b

Quando comparvero le farfalle?

Quante specie di farfalle esistono?

Gli insetti sono tra gli animali più antichi del mondo. Seguirono l’evoluzione delle piante: inizialmente si avevano in forme primitive, ma successivamente divennero più evoluti, quando comparvero le piante con i fiori. È a questo punto che apparvero le farfalle, che si nutrono del polline dei fiori.

Le farfalle si trovano in ogni parte del globo e comprendono circa 100 000 specie.

Si possono distinguere in farfalle “diurne” e in farfalle “notturne”. Le prime sono quelle che nella bella stagione si possono vedere volare sui fiori. Le seconde escono di sera, mentre di giorno se ne stanno in nascondigli bui.

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GLI ESSERI VIVENTI

ANIMALI DA RECORD DIMENSIONI

VELOCITÀ

L’animale più veloce al mondo è il falco pellegrino: prima si solleva a grande altezza, poi scende in picchiata sulla preda sfiorando i 300 chilometri all’ora.

ALTEZZA

La giraffa è il più alto animale terrestre: misura 6 metri dal suolo alla punta delle corna.

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La balenottera azzurra è l’animale più grande del mondo.

Il suo corpo può essere lungo più di 30 metri e pesare più di 150 000 chili, quasi come 20 elefanti.

LONGEVITÀ

La testuggine raggiata è l’animale più longevo: vive oltre 200 anni.

SENSI

DIFESA

L’occhio più grande del mondo è quello del calamaro gigante, che può misurare fino a 40 centimetri di diametro.

Il corno anteriore del rinoceronte bianco può essere lungo due volte il braccio di un uomo: è fatto di peli cementati insieme e non di osso.

VELENO

SOPRAVVIVENZA

Per sopravvivere a inverni freddissimi i cani della prateria vanno in letargo nelle tane anche per 10 mesi.

La vedova nera, come tutti i ragni, usa il veleno per paralizzare le prede: ne ha abbastanza da uccidere più di 200 topi.

UOVA E NIDI GIGANTI

Le uova di struzzo sono le più grandi in assoluto; possono raggiungere la dimensione di 15 centimetri e un peso di 1 500 grammi.

Minuscoli insetti come le termiti costruiscono enormi torri di fango alte più di 8 metri, impiegano dai 10 ai 20 anni e ogni torre ospita milioni di individui.

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GLI ESSERI VIVENTI

ANIMALI DA SALVARE

EUROPA

Ogni essere vivente si evolve ed è in grado di adattarsi ai cambiamenti del suo ambiente; ma le specie attuali devono affrontare qualcosa di nuovo: i cambiamenti globali causati dall’essere umano.

Così per alcune è sempre più difficile sopravvivere.

AMERICA DEL NORD

Condor

Orso bruno

Nel Parco Nazionale d’Abruzzo ne sopravvivono circa 40 esemplari.

Bisonte americano

Considerato predatore di mandrie, in realtà si ciba solo di carcasse.

I co­lonizzatori europei lo hanno fatto quasi estinguere.

Lontra

È un importante indicatore ecologico, perché vive solo in acque pulite.

Puma

Anche se protetto, viene cacciato dai contadini per difendere il bestiame.

AMERICA CENTRO-MERIDIONALE

Giaguaro

È minacciato dal­la distruzione della foresta pluviale.

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Leone

Nell’ultimo secolo ha perso l’80% del suo territorio naturale.

Panda

Foca monaca

È il mammifero marino più a rischio di estinzione in Europa.

È il simbolo del WWF, la famosa organizzazione per la tutela della natura.

Tigre

Come altri felini, è cacciata per il suo manto o per essere esibita come trofeo.

Elefante asiatico È cac­ciato soprattutto per le sue zanne da cui si ricava l’avorio.

ASIA

Cervo sardo

In via di estinzione, sono state create aree di ripopolamento.

AUSTRALIA

Squalo bianco

Il degrado dell’ambiente marino sta causando la sua scomparsa.

Rinoceronte

Si sta estinguendo per la richiesta del suo corno in campo farmaceutico.

AFRICA

Scimpanzé

La sua sopravvivenza è minacciata dalla diminuzione delle aree forestali.

Koala

Sopravvive solo in alcune zone protette dell’Australia.

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GLI ESSERI VIVENTI

ANIMALI SOTTO TERRA Quando si cammina in campagna o in un bosco si appoggiano i piedi su un suolo morbido fatto di terra, di foglie morte, di muschi, di ramoscelli… Ma che cosa c’è sotto lo strato superficiale del suolo?

Alcuni insetti, che si spostano sulla parte più superficiale del suolo, si nutrono di resti di animali morti e di escrementi, contribuendo così a ripulire il bosco.

Ma non sono i soli a ripulire il terreno: anche alcuni funghi svolgono questa funzione, così come i batteri, esseri viventi invisibili a occhio nudo, ma capaci di digerire le sostanze organiche.

L’humus è un terreno nerastro posto appena sotto lo strato di foglie. È formato da vegetali decomposti e ha un ruolo importante per lo sviluppo di piante e alberi.

I lombrichi sono numerosissimi. Scavano gallerie sotterranee che servono a dare aria al terreno; poi, quando risalgono in superficie, “sputano” piccoli nastri attorcigliati di terra.

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MA CI SONO ANCHE...

Numerosi insetti, come la cimice, si nutrono della linfa degli alberi. Le loro larve invece si cibano a volte di legno marcio.

Le talpe sono delle grandi mangiatrici di lombrichi, scavano numerose gallerie sottoterra, causando spesso danni ai giardini e agli orti.

Alcune specie di formiche scavano le loro tane sottoterra. Il formicaio ha varie entrate e all’interno è formato da tanti cunicoli che possono terminare in stanze adibite a scopi diversi: dispensa, allevamento di uova e larve, camera della regina.

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GLI ESSERI VIVENTI

ANIMALI D’ACQUA DOLCE Dai torrenti di montagna ai grandi fiumi che attraversano sia le campagne sia le città, la rete idrografica dell’Italia è particolarmente ricca di flora e di fauna.

Dove gli alberi crescono spontaneamente gli animali ne traggono vantaggio. Sui suoli umidi delle sponde crescono salici, pioppi, ontani. In inverno i frutti dell’ontano attirano stormi di lucherini, mentre in primavera arriva il luì, che ama posarsi sui rami sporgenti sull’acqua. Ai bordi di fiumi e canali, dove il terreno è umido e l’acqua più bassa, si muove, in cerca di cibo, il piro piro piccolo.

Sui fiumi si possono incontrare anche diverse anatre: la più comune è il germano reale, ma ve ne sono anche altre più schive come la marzaiola. Il martin pescatore si nasconde tra la vegetazione e sta immobile per molto tempo in attesa di lanciarsi sulla preda con un volo fulmineo.

Questi ambienti accolgono anche rane e bisce d’acqua che ne sono il principale predatore. La profondità delle acque è l’habitat ideale per molte specie di pesci.

I più tipici sono il barbo, la trota, il cavedano, il luccio, che se ne sta in attesa delle prede tra le erbe acquatiche delle sponde.

La nutria è un piccolo mammifero che predilige le sponde fangose. Osservando attentamente il terreno vicino all’acqua, si potranno notare dei buchi a livello dell’acqua o a poca distanza che ne rivelano le tane. Anche i molluschi e i crostacei sono abitanti fedeli dei corsi d’acqua.

I gamberetti d’acqua dolce prosperano nelle acque ricche di calcio, indispensabile per la costruzione del loro scheletro.

martin pescatore

germano reale

luccio

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nutria

luì

marzaiola

piro piro piccolo

lucherino

biscia

rana

trota gamberetto

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GLI ESSERI VIVENTI

NELL’ACQUA SALATA COME SI FORMA UN’ON

DA

Quando il mare è calmo si usa dire che è “liscio come l’olio”, ma basta una leggera brezza che prende più forza nel corso della giornata per increspare l’acqua del mare.

Ma come si forma un’onda? In mare aperto le diverse parti che costituiscono l’onda avanzano a uguale velocità. Vicino alla costa la parte inferiore dell’onda è frenata dal fondale, che si alza sempre di più mano a mano che si arriva verso la spiaggia, mentre la parte superiore continua a correre alla stessa velocità.

Ecco perché l’onda si incurva e cade in avanti.

TO PERCHÉ IL MARE È SALA Il sale presente nei mari proviene dal disfacimento delle rocce del fondo marino. La quantità di sale rimane costante, mentre alcuni mari chiusi ne contengono una maggiore quantità.

Il Mar Mediterraneo è un po’ più salato degli oceani perché l’evaporazione è leggermente superiore rispetto all’acqua portata dai fiumi. Il Mar Morto, in Medio Oriente, è salatissimo perché è esposto al sole fortissimo.

I GRANDI FONDALI OCEA

NICI

A più di 1000 metri di profondità la temperatura dell’acqua è molto fredda; inoltre non c’è luce, in quanto i raggi del sole non possono penetrare a queste profondità.

In queste zone l’unico tipo di luminosità è data da alcuni batteri che hanno la capacità di emettere luce.

Gli animali che vivono negli abissi non hanno molto da mangiare; una parte del cibo proviene dalla superficie. I ricercatori chiamano “neve marina” quella lenta caduta di materiale organico (come scaglie, pezzi di pelle) che proviene dagli animali che vivono in superficie.

Nei grandi fondali marini la maggior parte della vita si ritrova vicino ai cosiddetti fumaioli neri, chiamati così per le acque nere che ne fuoriescono. I fumaioli rilasciano nel mare il calore necessario alla vita.

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La zona illuminata – da 0 a 200 metri – ospita i vegetali e tutti quegli animali che si nutrono di essi.

La zona crepuscolare corrisponde alla profondità massima che può raggiungere la luce, cioè 1000 metri.

Qui vivono solo alcune specie come i calamari e i capodogli.

Nella zona oscura – fra i 1000 e i 4000 metri di profondità – si ha il buio perenne.

Questa zona è frequentata da alcuni tipi particolari di pesci, dai crostacei e dai vermi di mare.

Qui si trovano i fumaioli neri.

La zona abissale inizia oltre i 4000 metri e coincide con le grandi fosse oceaniche, che sono delle zone sotto il mare molto profonde.

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IL CORPO UMANO

IL SISTEMA SCHELETRICO Come tutti i vertebrati, l’uomo possiede una struttura ossea interna, lo scheletro, che si articola a partire dalla colonna vertebrale.

Lo scheletro ha la funzione cranio di sostenere il corpo, proteggere gli organi vitali, per esempio mandibola i polmoni, e insieme mascella al sistema muscolare permettere il movimento. clavicola

scapola

sterno

omero costole radio colonna vertebrale ulna dischi vertebrali carpo

bacino

metacarpo

femore falangi

Lo scheletro umano è composto da più di 200 ossa e rappresenta circa un quinto del peso corporeo di un essere umano.

rotula

tibia tarso perone

metatarso falangi

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calcagno

Gli archeologi sono i detective delle ossa: utilizzano i fossili per ottenere informazioni sugli usi e i costumi delle popolazioni antiche. Per esempio, i minerali contenuti nelle ossa possono fornirci indicazioni sulla dieta di un popolo.

Alcune persone, che hanno articolazioni molto flessibili, possono flettere il proprio corpo in posizioni diverse.

Sono capaci, per esempio, di divaricare le gambe in spaccata, di portare il piede dietro la testa, di fare contorsioni insolite e stupefacenti.

I raggi ultravioletti contenuti nelle radiazioni del Sole giocano un ruolo fondamentale nello sviluppo del sistema scheletrico.

Grazie alla loro azione, infatti, la nostra pelle produce una sostanza, la vitamina D2, che è indispensabile per la crescita delle ossa.

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IL CORPO UMANO

TRAUMI DELLE OSSA

La classica storta al piede o al polso, causata da un involontario movimento forzato o brusco, provoca una leggera lesione all’articolazione: si tratta di una distorsione.

Per evitare che la situazione peggiori, è importante immobilizzare l’articolazione con una semplice fasciatura, applicarvi la borsa del ghiaccio ed evitare di utilizzare il piede o il polso.

Ahi, che male al piede!

Ho preso una bella storta.

La radiografia mette in evidenza un altro tipo di trauma osseo ad una articolazione: le ossa fuori posto. Infatti, il termine lussazione deriva dal latino luxus e significa “andato fuori posto, slogato”.

In questo caso si tratta di una lussazione al gomito, ma anche altre articolazioni (spalla, falangi delle dita, polso…) possono essere soggette a questo tipo di trauma, provocato in genere da una caduta maldestra. La lussazione causa dolore, gonfiore, difficoltà o impossibilità a eseguire i movimenti. Per far rientrare le ossa dell’articolazione nella loro naturale sede è necessario affidarsi alle cure mediche di un ortopedico (medico specializzato nella cura dei traumi ossei).

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Dalle immagini delle radiografie, è possibile notare il punto in cui un osso, solitamente un osso lungo (femore, omero, radio, ulna, perone…) si è fratturato.

Questi sono sintomi di una frattura: • dolore; • ridotta motilità della parte interessata dal trauma, più o meno ampia (a seconda della sede della frattura e della posizione anatomica del singolo osso); • ematoma.

In caso di frattura, la parte interessata al trauma non va assolutamente mossa e va immobilizzata.

Per questo motivo, si ricorre all’ingessatura della parte interessata.

In caso di lesione provocata da un urto che però non compromette l’integrità dei tessuti né quella delle ossa o delle articolazioni, si può parlare di contusione.

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IL CORPO UMANO

IL SISTEMA MUSCOLARE Grazie ai muscoli, l’uomo ha la possibilità di camminare, correre, sorridere, aprire e chiudere gli occhi, far entrare e uscire l’aria,…

frontale orbicolare dell’occhio orbicolare della bocca

deltoide

sternocleidomastoideo

bicipite grande pettorale

tricipite brachioradiale

retto dell’addome

tendine flessore della mano tendini estensori della mano

adduttore lungo sartorio

retto femorale vasto laterale

tendine del quadricipite

vasto mediale

Nel nostro corpo sono presenti circa 600 muscoli, grandi, come quelli che fanno muovere le gambe o piccoli, come quelli che permettono di muovere gli occhi.

tibiale anteriore peroneo lungo soleo

tendini estensori delle dita

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tendine lungo estensore dell’alluce

L’attività fisica prolungata o intensa provoca affaticamento.

I muscoli sono forti, ma si stancano facilmente, soprattutto se non sono allenati. Può capitare, infatti, che l’ossigeno non basti a rispondere alla grande richiesta di energia, e ciò provoca l’accumulo di una sostanza di rifiuto, l’acido lattico, che i muscoli possono eliminare solo molto lentamente. Talvolta insorgono i crampi, dolori acuti e continui provocati da contrazioni involontarie del muscolo, talmente forti da impedire di proseguire nell’attività che si stava svolgendo.

I muscoli servono a sostenere il nostro corpo e a farci muovere, ma ci permettono anche di comunicare. Il nostro volto, per esempio, è costituito da circa 80 muscoli con i quali muoviamo la bocca e la lingua, ma anche il naso, le orecchie, la fronte per esprimere i nostri sentimenti.

Quando facciamo una smorfia, per esempio, attiviamo ben 43 muscoli!

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IL CORPO UMANO

LA DIGESTIONE Nel processo della digestione le sostanze complesse contenute nel cibo devono essere trasformate in sostanze più semplici, in modo che possano essere assorbite dal sangue.

Un pasto impiega un giorno ad attraversare tutto l’apparato digerente.

Organi diversi intervengono su elementi diversi del cibo: il pane, per esempio, inizia a essere digerito in bocca; la carne nello stomaco; i grassi nell’intestino tenue; le fibre dei vegetali non vengono digerite.

Ore 20:00 Il cibo viene deglutito dieci secondi dopo essere stato introdotto in bocca.

Ore 24:00 Un pasto rimane circa 4 ore nello stomaco, ma cibi molto ricchi possono rimanere anche 8 ore!

Ore 5:00 Il pasto viene lentamente spinto attraverso l’intestino tenue.

Il giorno dopo I resti non digeriti del cibo raggiungono la fine del loro viaggio all’incirca un giorno dopo essere stati introdotti in bocca.

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Che cosa succede quando mangiamo troppo?

Le nostre cellule utilizzano solo le sostanze nutritive di cui hanno bisogno, le altre vengono immagazzinate: per esempio, le vitamine nel fegato e i grassi nello strato più profondo della pelle.

Le cellule adipose possono aumentare di dimensioni per immagazzinare più grasso, secondo le esigenze.

Il sovrappeso e l’obesità nei bambini e nelle bambine rappresentano un problema sociale; sono il risultato di diverse cause che interagiscono fra loro: una scorretta o eccessiva alimentazione, una ridotta attività fisica, fattori di tipo genetico e familiare.

Questi sono gli alimenti più comuni che possono causare allergie.

arachidi

il latte e i latticini

alcuni frutti come le fragole; i frutti di mare; le uova

i gamberetti

Le allergie e le intolleranze alimentari rappresentano un problema che interessa sempre più persone.

Di solito sono fastidiose, ma si risolvono con una dieta adeguata.

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IL CORPO UMANO

GLI ALIMENTI IN SETTE GRUPPI Ciascun alimento contiene i principi nutritivi di cui il nostro corpo necessita, ma nessun alimento li contiene tutti. Per questo motivo, è importante che nella nostra dieta giornaliera siano presenti alimenti tali da fornire tutti i principali nutrienti.

Per assicurare una corretta dieta, gli alimenti sono stati classificati in sette gruppi. Secondo altre classificazioni invece gli alimenti sono divisi in cinque categorie (i legumi sono inseriti nel gruppo di uova, carne e pesce, invece frutta e ortaggi fanno parte di un unico gruppo).

GRUPPO 1 Principali alimenti: uova, carne, pesce.

Principali nutrienti: proteine, grassi, alcune vitamine del gruppo B, ferro, ferro, zinco.

GRUPPO 2 Principali alimenti: latte e i suoi derivati (burro, formaggi, yogurt).

Principali nutrienti: proteine, grassi, alcune vitamine del gruppo B, alcune vitamine del gruppo A, calcio, fosforo.

GRUPPO 3 Principali alimenti: cereali (grano, orzo, farro, avena, riso…) e loro derivati, patate.

Principali nutrienti: carboidrati, proteine, alcune vitamine del gruppo B.

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GRUPPO 4 Principali alimenti: legumi freschi e secchi.

Principali nutrienti: proteine, carboidrati, grassi, vitamina C (nei legumi freschi), ferro, calcio, fosforo, fibre.

GRUPPO 5 Principali alimenti: olio d’oliva, olio di semi, margarina.

Principali nutrienti: grassi, vitamina A, vitamina E, grassi, ferro, calcio, fosforo.

GRUPPO 6

Principali alimenti: frutta e ortaggi di colore giallo-arancio o verde scuro.

Principali nutrienti: vitamina A, vitamina C, sali minerali, fibre.

GRUPPO 7

Principali alimenti: frutti aciduli, ortaggi a gemma.

Principali nutrienti: vitamina C, vitamina A, alcune vitamine del gruppo B, sali minerali, fibre.

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IL CORPO UMANO

L’APPARATO RESPIRATORIO L’apparato respiratorio rifornisce tutte le cellule del nostro corpo di ossigeno e permette di espellere l’anidride carbonica.

L’ossigeno, che entra nei polmoni insieme all’aria che respiriamo, passa nel sangue e viene trasportato in tutto il corpo grazie alla circolazione sanguigna, raggiunge le cellule e penetra al loro interno.

laringe

cavità nasali

faringe trachea

bronchi polmone bronchioli

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cavitàcavità nasali

cavità orale cavità orale

nasali

faringe faringe

epiglottide epiglottide

cordevocali vocali corde pomo d’Adamo pomo d’Adamo

Noi respiriamo l’aria sia dal naso sia dalla bocca. È però consigliabile inspirare dal naso perché le piccole ciglia di cui è rivestito (peli) e il muco che viene costantemente prodotto trattengono gran parte delle impurità contenute nell’aria.

laringe laringe

trachea trachea

polmone polmone destro destro

polmone polmone sinistro sinistro

vasi vasi sanguigni sanguigni

cuore cuore

bronchioli bronchioli

Attraverso la trachea, che si ramifica in due canali più piccoli, i bronchi, l’aria inspirata scende nei polmoni. Qui i bronchi si ramificano in migliaia di condotti sempre più piccoli e sottili, i bronchioli, che terminano con un piccolo rigonfiamento: gli alveoli.

diaframma diaframma

polmonare un’arteria ramo di di ramo un’arteria polmonare vena polmonare di una ramo ramo di una vena polmonare bronchiolo bronchiolo

alveolo in sezione alveolo in sezione

Negli alveoli termina il percorso dell’aria: il sangue scarica l’anidride carbonica e si carica di ossigeno.

capillari capillari sanguigni sanguigni

alveolo alveolo

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IL CORPO UMANO

MALATTIE DELL’APPARATO RESPIRATORIO Laringite, faringite, tracheite, bronchite, pleurite, polmonite: queste sono alcune delle malattie più comuni che colpiscono vari organi dell’apparato respiratorio. I loro nomi hanno in comune il suffisso –ite: in medicina indica l’infiammazione dell’organo al quale si fa riferimento.

Le vie respiratorie sono facile bersaglio di infezioni causate da batteri e virus, ma anche da polveri e gas inquinanti che vi possono penetrare insieme all’aria inspirata.

Il raffreddore comune (rinite) e l’influenza sono dovuti a un’infezione delle vie respiratorie causate da diversi tipi di virus.

Il raffreddore da fieno (rinite allergica) è un’infiammazione della mucosa nasale ed è scatenato dall’inalazione di pollini, muffe, acari delle polveri o anche da sostanze prodotte da animali domestici come il cane e il gatto.

Se un banale raffreddore viene trascurato, può degenerare in sinusite, un’infiammazione che colpisce le mucose del setto nasale e delle cavità presenti in alcune ossa della faccia.

Il mal di gola è un nome generico con il quale si indicano l’infiammazione della faringe (faringite) o della laringe (laringite).

Tale infiammazione causa prurito o bruciore alla gola, un abbassamento della voce, tosse secca, cioè senza catarro.

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La bronchite è una infiammazione dei bronchi che può essere causata da batteri o virus che si depositano sulle pareti dei bronchi e infettano le cellule. La reazione a tale stato infettivo è la tosse grassa, dovuta all’abbondanza di muco prodotto dalle cellule per difendersi dall’attacco dei virus o dei batteri.

La polmonite è una grave infiammazione degli alveoli polmonari che si riempiono di acqua e, quindi, non possono più svolgere la normale funzione di scambio tra anidride carbonica e ossigeno. Ciò compromette notevolmente la respirazione, che diventa molto faticosa.

L’asma bronchiale è dovuta all’infiammazione e al restringimento dei bronchi e dei bronchioli.

Ciò causa difficoltà di respirazione, tosse e l’emissione di un sibilo durante la fase dell’espirazione.

Le cause di tale malattia sono le stesse della rinite allergica (pollini, muffe, acari).

Per tenere sotto controllo tale infiammazione, dalla quale non si guarisce definitivamente, si utilizzano anche farmaci, inalati tramite la bocca, per allargare i bronchi.

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IL CORPO UMANO

L’APPARATO CIRCOLATORIO L’apparato circolatorio distribuisce l’ossigeno e le sostanze nutritive a tutte le cellule e raccoglie le sostanze di rifiuto per trasportarle agli organi che devono eliminarle. È composto di tre parti fondamentali: il sangue, i vasi sanguigni, il cuore.

Il sangue circola dentro canali più o meno grandi: arterie, vene e capillari.

arteria carotide vena giugulare vena cava superiore

arteria succlavia vena succlavia

atrio vasi sanguigni dei polmoni

ventricolo vena cava inferiore vena omerale aorta arteria omerale arteria iliaca

vena safena

arteria femorale

vena femorale

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vena iliaca

Tra gli accertamenti medici utili a verificare lo stato di salute generale dell’organismo ci sono anche le analisi del sangue. Con la siringa si preleva un campione di sangue che viene poi conservato in apposite provette, in attesa di essere scomposto e analizzato.

Tastando con le dita il polso, alla base del pollice, è possibile sentire i battiti del cuore. Ogni volta che il cuore, ritmicamente, si contrae, le arterie si dilatano leggermente a causa del passaggio del sangue al loro interno. Questo movimento, seppur leggero, si può comunque percepire sentendo il polso o anche mettendo le dita sulla gola.

La tecnologia e la scienza medica hanno progettato e costruito veri e propri minirobot capaci di viaggiare, come sottomarini, dentro il nostro corpo lungo i vasi sanguigni. Un simile strumento, sempre più perfezionato, in futuro sarà addirittura in grado, grazie a speciali sonde e sensori, di individuare e riparare qualsiasi disturbo del sistema circolatorio, eliminando, per esempio, un blocco e ripristinando il normale flusso del sangue.

L’APPARATO RIPRODUTTORE L’apparato riproduttore svolge l’importante funzione di dare vita a un nuovo essere umano: quando uno spermatozoo, il seme maschile, si unisce con un ovulo femminile (fecondazione) si forma una cellula, lo zigote, che si divide poi in tante cellule, formando l’embrione.

L’apparato maschile è esterno.

L’apparato femminile è interno.

tuba testicolo pene

vagina

ovaia utero

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LA PAROLA AGLI SCIENZIATI E ALLE SCIENZIATE

HARVEY, MALPIGHI, LANDSTEINER E ANNA MORANDI WILLIAM HARVEY Sono un medico inglese, mi chiamo William Harvey e nel 1615 ho fatto una grande scoperta! Sono stato il primo a capire che il movimento del sangue comincia dal cuore, dove viene pompato continuamente, poi prosegue nelle arterie e ritorna al cuore attraverso le vene.

MARCELLO MALPIGHI Se non ci fossi stato io, Marcello Malpighi, a proseguire i suoi studi, la scoperta di Harvey però sarebbe servita a ben poco. Nel 1661 ho scoperto che il sangue passa dalle arterie alle vene attraverso un sistema di sottilissimi canali che mi hanno fatto pensare ai capelli: li ho chiamati vasi capillari.

KARL LANDSTEINER Ehi, ma ci sono anch’io, Karl Landsteiner, tra gli scienziati che si sono dedicati allo studio del sangue! Grazie a me, ai miei collaboratori e alle mie collaboratrici, sono stati scoperti i gruppi sanguigni.

A seguito della mia scoperta hanno avuto inizio le trasfusioni di sangue tra soggetti tra loro compatibili per gruppo sanguigno.

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ANNA MORANDI Anche noi donne abbiamo studiato il corpo umano!

Mi chiamo Anna Morandi e sono nata a Bologna nel 1716.

Ho studiato anatomia e sono diventata celebre per i miei modelli di cera, riproduzioni del corpo umano che venivano utilizzate dagli studenti all’Università.

Ho anche tenuto molte lezioni universitarie e ho viaggiato in Inghilterra e in Russia per tenere delle conferenze.

DONARE IL SANGUE Il sangue è un prodotto naturale: non si può produrlo in modo artificiale. È quindi indispensabile ottenere delle scorte di sangue umano che permette di salvare la vita a chi ne ha bisogno, attraverso la trasfusione.

L’AVIS (Associazione Volontari Italiani del Sangue) è nata con lo scopo di garantire un’adeguata disponibilità di sangue a tutti i pazienti che ne abbiano necessità, attraverso la promozione del dono. È stata fondata a Milano nel 1927 per iniziativa del medico Vittorio Formentano che, per primo, comprese il valore di sviluppare un’offerta di sangue libera, volontaria e gratuita, pubblicando su un quotidiano dell’epoca un appello per la costituzione di un gruppo di volontari.

Oggi l’AVIS è la più grande organizzazione di volontariato del sangue italiana che, grazie ai suoi associati, riesce a garantire circa l’80% del fabbisogno nazionale di sangue. Possono donare volontariamente il sangue uomini e donne in ottima salute, di età compresa fra i 18 e i 60 anni, di peso superiore a 50 chili.

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IL CORPO UMANO

LA CARTA D’IDENTITÀ DEL SANGUE A un occhio inesperto, il sangue di persone differenti sembra uguale; così si credeva fino alla scoperta del medico austriaco Karl Landsteiner.

Esistono diversi gruppi di sangue, quattro per la precisione.

Sulla superficie dei globuli rossi sono infatti presenti particolari proteine, i marcatori.

Negli esseri umani sono stati scoperti due tipi di marcatori, indicati con le lettere A e B. In base al tipo di marcatore presente o assente sui globuli rossi, è stato possibile distinguere Gruppo A quattro gruppi sanguigni differenti: marcatore A

• GRUPPO A;

Gruppo B marcatore B

• GRUPPO B; • GRUPPO AB; • GRUPPO 0 (ZERO)

GRUPPO A Gruppo A marcatore A A marcatore Gruppo A marcatore A

Gruppo AB globulo rosso marcatore A

GRUPPO B

Gruppo BGruppo AB marcatore marcatore A marcatore B B

marcatore B

marcatore B

ppo AB marcatore A

54

GRUPPO AB

Gruppo B Gruppo AB marcatore B marcatore AA marcatore Gruppo B marcatore B

marcatore marcatore BB

globulo globulo rosso rosso

uppo A

globulo rosso

Gruppo 0

Gruppo 0

GRUPPO 0 Gruppo 0

Gruppo 0

Conoscere il proprio gruppo sanguigno è molto importante nel caso sia necessaria una trasfusione di sangue, ad esempio durante un’operazione chirurgica o dopo una grave perdita di sangue.

Il gruppo sanguigno di una persona si può determinare con un semplice prelievo del sangue.

Nell’effettuare le trasfusioni di sangue, i medici tengono conto del gruppo sanguigno: il sangue del ricevente (chi necessita del sangue) deve essere compatibile con quello del donatore.

Ci sono gruppi sanguigni con maggior possibilità di compatibilità e altri con meno possibilità.

• Il sangue di gruppo 0 (zero) è universale: lo può ricevere qualsiasi individuo.

• Un individuo con gruppo sanguigno A può ricevere sangue di gruppo A e AB. • Un individuo con gruppo sanguigno B può ricevere sangue di gruppo B o AB. • Un individuo di gruppo AB può ricevere sangue di gruppo AB.

DONATORI

RICEVENTI

A

A AB

B

B AB

0

A AB B 0

AB

AB

55

IL CORPO UMANO

IL SISTEMA NERVOSO Il sistema nervoso gestisce le informazioni e le funzioni di tutti gli organi del corpo umano.

Si distinguono il sistema nervoso centrale (encefalo e midollo spinale) e il sistema nervoso periferico (nervi).

encefalo

nervi periferici delle braccia nervi intercostali midollo spinale

nervi periferici della gamba

56

IL CERVELLO E I SENSI Nella nostra testa c’è il computer più veloce e potente del mondo: il cervello; esso è in grado di ricevere, elaborare e inviare milioni di messaggi al minuto per permetterci di utilizzare i sensi, prendere decisioni e controllare il nostro corpo. Gli organi di senso raccolgono le informazioni dall’esterno e le trasmettono al cervello che le elabora.

Noi siamo in grado di percepire molti odori diversi, ma come facciamo a riconoscerli?

Il nostro cervello è un vero e proprio archivio di odori e gusti. Ogni volta che percepiamo un certo odore o gusto, il cervello lo paragona con quelli memorizzati in “archivio” e stabilisce se è gradevole o sgradevole.

In questa foto le ruote della bicicletta sembrano ovali.

Il nostro cervello, però, riconosce che si tratta di due ruote viste da un’angolazione diversa e identifica la bicicletta.

Il nostro cervello trasmette all’orecchio una serie di impulsi nervosi, che servono a mantenerci in equilibrio.

Quando in questo delicato meccanismo si creano degli “intoppi”, noi abbiamo le vertigini: sentiamo girare la testa e nelle forme più gravi possiamo addirittura svenire.

Non sempre avvertiamo immediatamente il senso del dolore.

Il nostro cervello, infatti, rilascia delle sostanze chimiche in grado di neutralizzare la sensazione di dolore per alcuni minuti.

Alcuni individui, poi, sanno controllare mentalmente il dolore e riescono a infilarsi aghi nella pelle o a camminare sui chiodi.

57 Mondo 2030 Atlante scienze_40-60.indd 57

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IL CORPO UMANO

GLI ORGANI DI SENSO L’uomo conosce il mondo attraverso quelli che noi chiamiamo sensi: la vista, l’udito, il tatto, l’olfatto e il gusto. Ciò avviene grazie ai recettori sensoriali, particolari cellule nervose collocate in organi specifici del nostro corpo: l’orecchio, la pelle, la lingua, il naso e l’occhio.

I recettori sono capaci di percepire gli stimoli provenienti dall’esterno e di trasformarli in impulsi nervosi, inviandoli al cervello che li “interpreta” e ci permette così di distinguere suoni, colori, odori e sapori.

L’orecchio è l’organo che si occupa della percezione dei suoni.

La sua parte più esterna è il padiglione auricolare 1 , che raccoglie i suoni e, attraverso il condotto uditivo 2 , li invia al timpano 3 , una specie di tamburo che, vibrando, stimola tre ossicini interni, detti martello 4 , incudine 5 e staffa 6 . Quest’ultima è in contatto con la parte più interna dell’orecchio, formata dalla coclea 7 , che trasforma i suoni in impulsi nervosi, e dal labirinto 8 , responsabile del nostro equilibrio.

L’udito è il primo dei cinque sensi che si sviluppa nel feto.

8 4 5

1 2

3

6

7

1

2

58

La pelle è l’organo di senso del tatto. È formata da una parte superficiale, detta epidermide 1 , che protegge il corpo dagli agenti esterni, e da una parte interna, il derma 2 , dove sono situati i recettori.

Essi si concentrano soprattutto in determinate parti del corpo, che ci appaiono quindi più sensibili (come le labbra, dove avvertiamo in modo più distinto la sensazione di caldo, di freddo, di dolore ecc.).

La lingua è l’organo principale del gusto.

Grazie alle papille gustative 1 , protuberanze disseminate su tutta la sua superficie, siamo in grado di distinguere i sapori fondamentali: dolce, amaro, acido e salato.

Gli ultimi studi hanno individuato un quinto sapore, l’umami, termine giapponese che corrisponde a “saporito”.

1

Il naso è l’organo dell’olfatto, che ci permette di percepire gli odori grazie ai recettori presenti nella mucosa, situata all’interno delle due fosse nasali 1 .

L’olfatto è legato al gusto: entrambi sono in grado di rilevare la presenza di sostanze nell’aria (olfatto) e nel cibo o nelle bevande (gusto), contribuendo insieme alla percezione dei sapori.

1

6

4 3 2

1

5

L’occhio è l’organo della vista, che ci permette di percepire i colori e le forme. È formato da una parte bianca, la sclerotica 1 , all’interno della quale si trova l’iride 2 , che regola l’apertura della pupilla 3 . È proprio la pupilla che cattura la luce e la fa passare attraverso il cristallino 4 , una lente che proietta l’immagine sulla retina 5 . Qui le immagini arrivano piccole e capovolte; è il cervello a rielaborarle. La parte anteriore dell’occhio si chiama cornea 6 , e ricopre la pupilla e l’iride.

59

IL CORPO UMANO

LE ILLUSIONI OTTICHE Il nostro cervello è come un computer potentissimo, che interpreta correttamente i segnali trasmessi dai nostri occhi. Tuttavia è possibile confonderlo.

A volte, infatti, veniamo ingannati e crediamo di vedere qualcosa che in realtà non c’è: si tratta di un’illusione ottica. Ecco alcuni divertenti trucchi ed esperimenti con cui potrai “ingannare” il tuo cervello.

Osserva i disegni: quale delle due linee verticali è più lunga?

In realtà, le due linee sono assolutamente identiche.

E allora, perché la seconda sembra più lunga?

Le due linee a punta di freccia formano con la linea verticale degli angoli, nel primo caso “chiusi”, nel secondo “aperti”.

Il nostro cervello ipotizza che i due angoli “chiusi” racchiudano uno spazio più stretto e piccolo; per questo ci sembra che la prima linea verticale sia più corta della seconda.

Osserva queste due figure.

Nella prima vedi due vasi o due facce?

Nella seconda vedi una papera o un coniglio? La risposta esatta è: entrambi! Questo succede perché, in mancanza di indicazioni sufficienti per decidere come è disposto un certo oggetto, il cervello avanza due ipotesi diverse.

Che tu ci creda o no, in questo disegno tutte le linee rosse sono diritte. Lo sfondo di righe nere distorce le linee rosse diagonali facendole sembrare curve. Fai la prova appoggiando il bordo di un righello su una delle linee rosse.

60

Fissa intensamente il punto nero al centro di questa figura e muovi lentamente la testa avanti e indietro.

Ti sembrerà che i decori all’interno del disco si spostino in direzioni opposte.

MATEMATICA 4/5 62 L'occhio di Horus 64 I tenditori di corde 68 La leggenda di Didone 72 Pitagora: mito e leggenda 78 Un triangolo speciale 83 La Matematica nel mondo antico 84 Le misure

MATEMATICA

I RACCONTI DELLA MATEMATICA L’occhio di Horus

Horus è il più antico dio del pantheon egizio.

Veniva rappresentato come un falco oppure come uomo con la testa di falco, talvolta anche come un bambino nudo, senza capelli ma con la treccia reale che scendeva da una parte del capo.

Poteva vedere tutto, aveva il potere della chiaroveggenza e dominava gli elementi naturali mantenendoli in equilibrio.

Era figlio della dea Iside e di Osiride (benefattore dell’umanità). Quando Osiride venne ucciso da Seth, suo fratello minore, il piccolo Horus venne educato alla missione di sconfiggere il perfido Seth e vendicare la morte del padre.

La battaglia tra Seth e Horus durò otto anni fino a quando, nel corso di un ennesimo scontro, Seth riuscì a strappare l’occhio sinistro di Horus riducendolo a pezzi.

I vari pezzi furono ritrovati da Ator, dea della gioia, che lo guarì con il latte di gazzella.

L’occhio fu poi aggiustato dal dio Thot, che riuscì a ricomporlo.

Gli antichi Egizi usavano le parti dell’occhio di Horus per indicare le frazioni.

Osserva l'occhio qui a fianco e le parti in cui è stato diviso. È possibile ottenere altre frazioni combinando queste parti.

Ad esempio puoi ottenere 3 ?

4 E 1 ? SÍ NO 3

SÍ

NO

Quindi puoi ottenere solo alcune frazioni.

L’occhio intero rappresentava l’unità, ma...

Hai notato qualcosa di strano?

Prova a sommare tutti i pezzi, 1 + 1 + 2 4 Ottieni

62

.......... ..........

Manca

.......... ..........

... ...

+

... ...

+

... ...

+

... ...

= ……..................…

ANTICO EGITTO

Ma perché manca 1 ?

64 PROVA. Immagina che questo quadrato accanto sia l’occhio di Horus.

• Ora immagina di ricalcarlo e piegarlo lungo la diagonale.

Ottieni due triangoli rettangoli, ciascuno dei quali è 1 del quadrato.

2 Continuando a piegare sempre lungo le diagonali ottieni dei triangoli rettangoli più piccoli dei precedenti.

Ecco i triangoli ottenuti dalla suddivisione del quadrato disegnato sopra.

Adesso ricalca i vari triangoli, ritagliali e incollali cercando di ricomporre il quadrato bianco in alto. È stato possibile?

SÍ

NO

Che cosa noti? ……..................….......................................................................……..................…............................................ ...........................……..................….......................................................................……..................….........

Se tu continuassi a suddividere otterresti altri triangolini, ma non riusciresti lo stesso a ricoprire l’intero quadrato: ne mancherà sempre un pezzettino.

LA LEGGENDA CONTINUA...

Gli Egizi si sono dati una spiegazione: infatti la leggenda diceva che “il pezzettino mancante sarebbe comparso grazie a una magia di Thot” sotto forma di piccola lacrima.

La leggenda ci fa capire che quando esegui una divisione non è necessario avere il risultato esatto, ma basta anche solo la sua approssimazione.

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MATEMATICA

I RACCONTI DELLA MATEMATICA I tenditori di corde

Per scoprire dov’è nata la Geometria bisogna tornare molto indietro nel tempo e andare in un posto lontano…

L'immagine che vedi ti aiuta a capire dove siamo!

Siamo in Egitto, più di tremila anni fa.

Forse sai già che gli Egizi vivevano lungo un grande fiume, il Nilo, che, ogni estate, straripava e allagava le terre intorno.

Quando le acque si ritiravano nel letto del fiume, sui terreni inondati restava un fango, il limo, che rendeva la terra molto fertile e adatta a essere coltivata.

Gli Egizi così divisero il terreno in tanti campi di forma rettangolare e si misero a coltivare.

Come mai decisero di dare proprio la forma rettangolare ai loro campi?

Al contrario del cerchio, che loro conoscevano bene, il rettangolo era una forma difficile da trovare in natura e quindi da riprodurre.

64

ANTICO EGITTO

Cerca di scoprire perché la forma rettangolare era la più adatta a suddividere un territorio.

Ricalca le figure, ritagliale e sovrapponile a questo “terreno”…

Quale figura geometrica lascia meno spazi vuoti? ……..................……..................…………...............................…

Dopo ogni inondazione le acque ritornavano nel letto del fiume, ma molti dei confini dei campi erano spariti perché ricoperti dal fango o cancellati dall’acqua.

I proprietari dei campi, allora, andavano a riferirlo al Faraone che mandava dei suoi uomini di fiducia per misurare nuovamente i campi e ritracciare i confini nelle campagne. Il lavoro di queste persone non era semplice perché non avevano i computer o gli altri strumenti che abbiamo oggi a disposizione.

65

MATEMATICA

Come avranno fatto?

Gli Egizi erano molto ingegnosi.

Hanno risolto questo problema usando dei paletti di legno e una semplice corda alla quale avevano fatto 12 nodi a uguale distanza uno dall’altro.

Con questa corda erano sicuri di formare un angolo retto.

PROVA. • Da un rotolo di spago ritaglia 12 pezzetti tutti della stessa lunghezza; • legali alle loro estremità con un piccolo nodo; unisci anche il primo e l’ultimo pezzetto di filo con un nodo, in modo da avere una corda chiusa formata da 12 nodi equidistanti uno dall’altro; • infila due legnetti per terra e passa intorno la corda, in modo che tra un paletto e l’altro ci siano 4 nodi; • infine tira la corda.

Benissimo, hai costruito un angolo retto!

66

ANTICO EGITTO Gli Egizi, dopo aver formato l’angolo retto, tiravano delle corde lungo i lati dell’angolo costruendo così dei rettangoli o dei quadrati.

Proprio perché “tiravano e tendevano le corde”, le persone che facevano questo lavoro furono chiamate “tenditori di corde”.

67

MATEMATICA

I RACCONTI DELLA MATEMATICA La leggenda di Didone

Didone era la sorella di Pigmalione, re di Tiro, città fenicia nei territori dell'attuale Libia.

Aveva sposato Sicheo, sacerdote di Melqart e possessore di grande ricchezze.

Didone, dopo aver scoperto che il re, suo fratello, aveva fatto assassinare il marito, per impossessarsi del suo patrimonio, temendo per la sua vita, insieme ad alcuni fedelissimi, fuggì da Tiro.

La principessa girovagò per il Mar Mediterraneo sbarcando a Cipro e poi a Malta per impadronirsi delle sue ricchezze. Approdò infine sulle coste dell’Africa Settentrionale, nei pressi dell’attuale Libia.

I VIAGGI DI DIDONE

68

CARTAGINE Didone si innamorò del luogo e decise di acquistare del terreno per costruire la sua città. Per questo contattò il re locale Iarba.

Il re, per tutta risposta, le affidò una pelle di bue e le disse che poteva prendere tanto terreno quanto ne potesse racchiudere tale pelle.

La principessa non si perse d’animo ed escogitò un astuto stratagemma per accaparrarsi un terreno quanto più vasto possibile, che includesse anche la collina su cui costruire la rocca.

Didone infatti ordinò che la pelle fosse tagliata in listarelle sottili e che queste fossero legate insieme, ai capi, per formare una lunga corda.

69

MATEMATICA Come avrà fatto Didone a costruire la sua città?

PROVA. • Prepara 4 strisce di cartoncino della stessa lunghezza, alte 1,5 cm.

Ogni striscia sarà per noi una “listarella”; • prendine una e piegala in 3 parti uguali; poi unisci con del nastro adesivo le due estremità, senza sovrapporle: ottieni così un triangolo equilatero; • poi prendi la seconda striscia e piegala in quattro parti uguali; • prendi la terza striscia, piegala in 6 parti e chiudi l’ultima ad anello.

Ottieni un quadrato, un esagono regolare e un cerchio; • ricopri l’area dei poligoni, iniziando dal triangolo, con uno strato di ceci, biglie di plastica o di perline.

Quale poligono conterrà più ceci, biglie o perline e perciò ha l’area maggiore?

Puoi ricalcare le strisce qui disegnate

cerchio

esagono

quadrato

triangolo

e piegarle lungo le linee tratteggiate.

L’avresti mai immaginato?

A parità di perimetro il cerchio ha area massima!

70

CARTAGINE

Ecco perché le città medievali hanno le mura di forma circolare!

Pensa alla cittadina di Monteriggioni in Toscana, le cui mura, ancora intatte, ci permettono di conoscere le strategie usate in quell'epoca! Meno confine da difendere, più superficie per le città.

ali Anche gli anim lo sanno! se Le pecore chiu nell’ovile si dispongono in cerchio per proteggere più pecore dai predatori.

E tu quando senti freddo ti rannicchi!

Perché?

Allora Didone avrà costruito la sua città di forma circolare!

Certamente no! Perché? Fu talmente astuta, ma talmente astuta, che costruì la sua città a forma di semicerchio, per avere ancora più superficie.

Con la pelle fece congiungere le rive dei lati opposti dell’altura, acquisendo così la collina e un comodo sbocco sul mare. Che furba!

Il problema di Didone è diventato molto famoso in Matematica come “il problema dei poligoni isoperimetrici”.

71

MATEMATICA

I RACCONTI DELLA MATEMATICA

Pitagora: mito e leggenda

Avete sentito parlare di Pitagora?

Si, quello della tavola pitagorica! Se non lo conoscete leggete con attenzione.

Non sappiamo con precisione il giorno e l’anno di nascita di Pitagora.

Si sa che è nato fra il 570 e il 580 a.C. a Samo, una città che si trovava in un'isoletta della Grecia, poco distante dall’attuale Turchia.

Aveva due fratelli, di nome Eunosto e Tirreno, mentre i suoi genitori si chiamavano Partenide e Mnesarco.

Si dice che Pitagora fosse un tipo vanitoso e frivolo e non volle mai rivelare con precisione l’anno della sua nascita. Per questo motivo, il giorno del suo compleanno, sulla torta non metteva le candeline che corrispondevano ai suoi anni, ma una quantità di candeline che indicava l’intervallo di tempo dentro al quale era compreso il numero degli anni che compiva. Che strano!

La sua presunzione lo portò a credere non solo di essere discendente del dio Apollo, ma addirittura di essere la reincarnazione di Etalide, uno dei figli del dio.

72

ANTICA GRECIA Nell’antica Grecia tutte le città e le isole allenavano i loro migliori giovani per farli partecipare ai Giochi Olimpici, che si tenevano ogni quattro anni nella città di Olimpia.

Ai vincitori erano riservati onori e gloria.

Il giovane Pitagora voleva diventare un grande e famoso atleta e rappresentare la sua isola ai giochi, così si allenò in tutte le discipline olimpiche e andò a Olimpia. Lì lo chiamavano “chiomato di Samo” perché portava i capelli lunghi.

Alla fine si iscrisse alle Olimpiadi e riuscì a vincere. Sai in quale disciplina?

Osserva l’immagine per capirlo.

Vinse nel pugilato, chi l’avrebbe mai detto!

Il suo destino era proprio quello di diventare famoso!

Sì… ma non come atleta!

Si racconta che viaggiò in Egitto e si recò a Babilonia, dove studiò Matematica, Astronomia e le diverse religioni.

Pitagora si dedicò allo studio della Musica e lo affiancò allo studio dei pianeti.

Era convinto che i pianeti, muovendosi nel cielo, producessero un suono celestiale; così si dedicò allo studio delle leggi matematiche che regolavano la composizione musicale.

Pitagora costruì uno strumento a una sola corda, il monocordo: la corda era tesa su una cassa di risonanza tra due ponticelli, posata su un terzo ponticello intermedio che potava essere spostato.

Il matematico dedusse che l’altezza dei suoni dipendeva dalla lunghezza della corda e dalla sua suddivisione in parti frazionarie, che otteneva spostando il terzo ponticello.

Nacque così la scala musicale pitagorica:

1

lunghezza della corda (intera) = DO

9 8

lunghezza della corda = RE

81 64

lunghezza della corda = MI

4 3

lunghezza della corda = FA

3 2

lunghezza della corda = SOL

27 16

lunghezza della corda = LA

243 128

lunghezza della corda = SÌ

73

MATEMATICA Nella città di Samo Pitagora aveva un amico di nome Policrate che, nel crescere, diventò così potente e presuntuoso da essere chiamato Tiranno.

Un giorno Pitagora si recò da Policrate per parlargli e il Tiranno lo fece attendere in una sala. Mentre se ne stava seduto ad aspettare, per passare il tempo Pitagora si mise a osservare le piastrelle quadrate del pavimento: fu colto da un’illuminazione!

In un attimo gli venne in mente l’idea da cui nacque la formula che l’avrebbe reso famoso nei secoli. Qual è? Il famoso teorema di Pitagora!

Questo teorema in realtà era già noto ai Babilonesi, vissuti 1000 anni prima di Pitagora! Infatti sono state ritrovate delle tavolette con incise le misure di un appezzamento di terra, calcolate con il “teorema di Pitagora”.

Prova a scoprire che cosa ha visto Pitagora in quelle mattonelle.

Osserva il disegno accanto.

Ricalca i quadrati gialli su un foglio, dividili a metà lungo la diagonale e poi ritagliali.

Quanti triangoli ottieni? ……............................

Che proprietà hanno? ….......................................................... ..............................................................….................................... ..............................................................…....................................

Con questi triangoli puoi ricoprire il quadrato grande con il bordo arancione?

SÍ

NO

Allora puoi dire che il quadrato grande è equivalente alla somma dei due quadrati piccoli.

Pitagora fu veramente geniale!

Sorge un dubbio: è possibile che nessuno prima di lui avesse mai notato questa cosa?

74

ANTICA GRECIA A un certo punto della sua vita, Pitagora si trovò costretto a fuggire dalla tirannia di Policrate e così emigrò a Crotone, nella Magna Grecia.

Qui fondò la Scuola Pitagorica, che riuniva persone che si ritrovavano per discutere e studiare; in questa scuola potevano entrare anche le donne.

Gli alunni di Pitagora dovevano seguire uno stile di vita molto rigido: dovevano per esempio vestirsi in un certo modo, con tuniche di lana bianca, e non potevano consumare carne e pesce.

Il motto di Pitagora era “tutto è numero”: non solo l’Universo, ma anche ogni aspetto della vita è fondato sui numeri naturali. Secondo il matematico greco il numero era l’elemento che formava tutto.

Per studiare il mondo, quindi, dobbiamo studiare i numeri.

I Pitagorici distinguevano i numeri in pari femminili e dispari maschili.

Immaginavano i numeri come un insieme di palline disposte in modo da formare figure geometriche: triangoli, quadrati, rettangoli, pentagoni...

Osserva:

1

3

6

10

15

1

4

9

16

25

1

5

12

22

35

1

6

15

28

45

75

MATEMATICA LA TETRAKTYS

Pitagora pensava che il 10 fosse speciale perché secondo lui era un numero perfetto!

Come mai?

Perché era la somma dei primi 4 numeri: ……. + …….. + …….. + ……… = 10

τετρακτύς

Questo numero si può rappresentare come un triangolo equilatero (di lato 4) a cui Pitagora diede il nome di Tetraktys o tetrade.

I pitagorici pensavano che fosse una figura sacra tanto che, per essere ammesso alla scuola Pitagorica, ogni discepolo doveva fare un giuramento su questa immagine.

La Tetraktys non era considerata un semplice simbolo, ma una divinità. Come hai letto nelle pagine precedenti, infatti, Pitagora e i suoi allievi credevano che i numeri fossero sostanza di tutte le cose. I numeri che componevano la Tetraktys erano l’immagine dell’Universo, essendo collegati con gli elementi che stanno alla base della Geometria: l’1 che equivale al punto, il 2 al segmento, il 3 al triangolo e il 4 alla piramide triangolare.

La Tetraktys ti ricorda qualcosa?

I numeri triangolari che trovi nel Sussidiario di 4a!

Gioca con i numeri di Pitagora.

Considera il numero quadrato 3² e il suo precedente 2².

3² = 3 x 3 = .….......................

2² = .…........................….......................

Completa finendo di disegnare i numeri quadrati.

3²

Calcola la loro differenza sovrapponendo i due numeri.

76

2²

ANTICA GRECIA Non si conosce con esattezza la data della morte di Pitagora; morì a 82 o forse a 90 anni.

Con il passare dei secoli Pitagora è diventato un mito: in tutto il mondo è considerato l’autore del famoso teorema, ma noi sappiamo che le cose non stanno proprio così.

Su di lui si raccontano storie fantastiche e incredibili. Si dice che un fiume lo avesse salutato, che abbia accarezzato un’aquila bianca e, grazie a questo gesto affettuoso, questa sia diventata docile. Si narra ancora che Pitagora avesse previsto l’arrivo di un terremoto.

Una leggenda racconta che, mentre era in fuga da un suo nemico di Crotone, Cilone, incontrò un campo di fave. Poiché le odiava, piuttosto che attraversare il campo e mettersi in salvo, preferì farsi catturare e uccidere.

Esistono poi alcune leggende che raccontano che si sia reincarnato in piante e animali.

Non sappiamo se questi episodi siano davvero avvenuti, ma una cosa è certa: Pitagora fu il primo ad amare la conoscenza e a considerare la Matematica come la regina delle scienze.

Quante palline blu restano? .….......................

Scrivi ciò che hai disegnato in linguaggio matematico: 3² – 2² = 9 – 4 = .…....................... È un numero pari o dispari? .….......................

Prova ancora: calcola la differenza dei due numeri quadrati 4² e 3².

4² = 4 x 4 = .….......................

3² = ........... x ........... = .….......................

Come prima, sovrapponi i due numeri.

Quante palline blu restano?

.….......................

Scrivi ciò che hai disegnato in linguaggio matematico: 4² – ........... =

...........

– ........... = ...........

È un numero pari o dispari? .….......................

Anche questa volta hai ottenuto un numero .….......................

Puoi dire allora che ogni numero dispari si può scrivere come differenza di due numeri quadrati consecutivi.

77

MATEMATICA

I MITI DELLA MATEMATICA

Un triangolo speciale

A Brescia nell’anno 1499 nacque Niccolò Fontana.

La vita di Niccolò non fu semplice: suo padre morì quando era ancora piccolo, la sua famiglia era povera e da ragazzo visse la violenza della guerra.

Il 19 febbraio del 1512, infatti, la città di Brescia venne presa d’assalto dalle truppe francesi e nella battaglia vennero ferite moltissime persone; fra queste anche Niccolò, che aveva solo 12 anni e che riportò dei i tagli al viso che gli danneggiarono il palato e la mascella: da allora non riuscì più a parlare con facilità e cominciò a “tartagliare” (cioè a balbettare).

Proprio perché tartagliava, cioè parlava in modo confuso e stentato, i suoi amici lo soprannominarono “Tartaglia”.

Niccolò fece suo questo soprannome e con esso firmò i libri che scrisse in seguito.

Da bambino aveva iniziato gli studi con un professore privato; dopo la morte del padre la sua famiglia non aveva soldi a sufficienza per pagarlo e così dovette interrompere le lezioni. Siccome però era un ragazzo molto intelligente, proseguì da solo, studiando per conto proprio. Divenne bravissimo in Matematica e, una volta adulto, iniziò a insegnare questa materia, prima a Verona e poi a Venezia.

Tartaglia è diventato famoso per gli studi che ha fatto su di un triangolo speciale, a cui, in seguito, è stato dato proprio il suo nome: “il triangolo di Tartaglia”.

In realtà questo triangolo era già conosciuto in Cina, ma Niccolò scoprì nuove proprietà e le spiegò scrivendole in un libro.

78

ITALIA Che cosa avrà mai di speciale questo triangolo?

Prendi per osservarlo con attenzione e, come Tartaglia, scopri alcune delle sue caratteristiche.

Questo che vedi è un pezzo del triangolo.

Da che cosa è formato?

1

…………………………………………………………………..

Lungo il contorno del triangolo c’è scritto

1

sempre lo stesso numero: quale? …………………

1

Quale regola è stata usata per scrivere i numeri nei cerchi?

1

…………………………………………………………………......................... .……………………………………………………………….......................

Il numero che sta nel cerchio sotto è …………..………

1

.……………………………………………………………….............

1

Inserisci i numeri che mancano seguendo la regola che hai scoperto.

2 3

4 5

1 3

6 10

4 10

20

1 1 5

1 1

1

• Nello scrivere i numeri avrai scoperto già

1

un’altra caratteristica di questo triangolo.

1

Quale? …………......................……………...…

Se non l’hai notata, colora i cerchi

1

1

1 1 1

1

1

che contengono i numeri 1, 2, 6, 20, 70, 252 e uniscili tracciando un segmento.

In quante parti hai diviso il triangolo? ……………

• Osserva i numeri che compongono la parte che sta a destra con quella che sta a sinistra: come sono fra loro? ……................……………………......................................................................................

Puoi dire allora che il segmento che hai tracciato è ……………...................……………… del triangolo.

79

MATEMATICA Colora in giallo la fila di numeri indicata dalla freccia rossa e osserva.

Che numeri sono? È la successione dei ………………………….............................................

Hai scoperto solo qualche segreto di questo triangolo, ma ce ne sono ancora altri molto interessanti!

1 1 1

2

1 1 1

1

3 4

5

1

3 6

10

1 4

10

1 5

1

1

1

1

1

Esegui la somma dei numeri che ci sono in ogni riga.

1a riga: 1 + 0 = 1

5a riga: ……………................…..

2a riga: 1 + 1 = ……

6a riga: ……………................…..

3a riga: 1 + 2 + …… = …..

7a riga: ……………................…..

4a riga: ……………................…..

8a riga: ……………................…..

Riscrivi i numeri ottenuti: 1 • 2 •

…………………………….…....…...………………………………………………….........…

………………………...........................................................................................................................................……..……

Com’è ogni numero rispetto al suo successivo? …………………….........................................................................

E rispetto al suo precedente? …………………….........................................................................

Ora osserva bene le cifre di ogni riga e scrivi i numeri che formano.

1

11

121

1331

……………………………………………………………………………...............................……

Sai che cosa sono? Sono le cifre che compongono le potenze di 11. Infatti: 110= 1

11¹= 11

11²= 121

Continua tu. ……………………………………………………….................…......

………………………...........................................................................................................................................……..……

80

ITALIA Il triangolo nasconde delle configurazioni interessanti.

Colora con un solo colore tutti i numeri pari e con un altro colore tutti i numeri dispari.

Che cosa succede? Adesso ricalca questo triangolo e colora tutti i numeri divisibili per 3.

Poi ricalca di nuovo e colora tutti i numeri divisibili per 4.

E se colori i numeri divisibili per 5?

Wow! I frattali! Che belli!

Più grande fai il triangolo, più belli vengono.

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

14 15

11 12

13

10

7 8

9

6

2 3

4 5

1 1 3 6

10

1 4

10

1 5

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

81

MATEMATICA Ci sono ancora altre scoperte matematiche da fare.

Osserva la fila indicata dalla freccia rossa. Scrivi i primi sei numeri della fila: …..…………………….........………

Li riconosci? ……… Che cos’hanno di speciale? …………………………………………………………………………………

Sono i numeri triangolari che hai studiato alla pagina 14 del Sussidiario di 4a!

Sono numeri che possono essere disposti a forma di triangolo e che furono studiati da Pitagora.

• Adesso parti dal numero 3 e colora tutti i suoi multipli. Ottieni un’altra …..…………………….…….......…… !

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

2 3

4 5

6

1

3 6

10 15

1 1 4 10

20

1 5

15

7 8

1 1 1 1

9 10

11 12

13 14

15

1 1 1 1 1 1 1

Ti lanciamo una sfida. Somma i numeri in diagonale da sinistra verso destra: troverai la successione 1 • 1 • 2 • …………..………….................................…………. Che successione sarà?

Questo triangolo ha un sacco di proprietà: è proprio speciale!

82

LA MATEMATICA NEL MONDO ANTICO La Matematica in Mesopotamia

La nostra conoscenza della Matematica in Mesopotamia deriva dal ritrovamento di più di 400 tavolette in scrittura cuneiforme.

I popoli della Mesopotamia usavano un sistema basato sul 6 e sul 10. Scrivevano i numeri sommando questi segni: usavano quindi un sistema addizionale. Per scrivere un numero grande usavano molti segni. Per scrivere i numeri fino a 59 usavano incidere 5 cunei larghi (ciascuno rappresentava 10 unità) disposti di lato e 9 cunei verticali che rappresentavano l’unità.

La Matematica degli Egizi

Anche gli Egizi usavano un sistema addizionale. Questi erano i loro simboli.

I simboli potevano essere ripetuti quanto era necessario, fino a 9 volte.

Ad esempio, il numero 4622 (presente su una iscrizione nel tempio di Karnak) era scritto così:

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MATEMATICA

LE MISURE Le misure nell’antichità servivano per controllare i commerci e forse anche le tasse.

Si misurava a spanne, a palmi, a cubiti, in piedi…

Ecco le unità di misura di lunghezza degli antichi Egizi.

CUBITO Dal latino cubitus: gomito. Questa unità di misura era in uso presso i vari popoli del Mediterraneo.

SPANNA Corrisponde alla larghezza della mano aperta, dal mignolo al pollice.

Poteva corrispondere a circa 22,25 centimetri.

PALMO Corrisponde al palmo della mano alla base delle quattro dita.

Il valore del palmo andava dai 22,3 ai 26,45 cm.

PIEDE Antica misura di lunghezza, molto usata nel mondo antico.

Fu la base del sistema metrico dei Greci e dei Romani.

Il valore del piede andava dai 30 ai 50 cm circa.

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DITO Misura di lunghezza corrispondente alla larghezza di un dito.

Corrispondeva a 1/24 di cubito.