SCIENZE DA SCOPRIRE VOLUME 1

1 Stimoli e risposte Ogni organismo mantiene dei rapporti costanti con l’ambiente in cui vive grazie alla sensibilità e al movimento, due funzioni dipendenti tra loro. Che cos’è la sensibilità?La rana ( 1 ), non appena percepisce la presenza di un insetto, estroflette la lingua per catturarlo e cibarsene. L’informazione visiva è ricevuta dagli occhi, che la trasmettono al sistema nervoso il quale elabora e invia una risposta ai muscoli della lingua, che viene rapidamente emessa. La mimosa pudica ( 2 ), se sfiorata, reagisce chiudendo le foglie: non ha però veri e propri organi di senso. I vegetali sono sensibili alla luce, al tatto e alla temperatura, anche se non posseggono un sistema nervoso. Naturalmente non posseggono neppure muscoli. Le modificazioni delle condizioni ambientali, come luci, suoni, odori, sapori, cambiamenti di temperatura e pressione, sono dette stimoli e la capacità di reagire agli stimoli prende il nome di sensibilità. Negli animali, gli stimoli sono captati da cellule o gruppi organizzati di cellule, i recettori o organi di senso, che hanno struttura e posizione diverse a seconda della funzione che svolgono. Quali sono i sensi più sviluppati nei vari gruppi animali? Quali recettori esistono?I pesci sono capaci di captare le minime variazioni di pressione per evitare gli ostacoli grazie a un particolare organo di senso, la linea laterale ( 3 ), formata da una serie di recettori posti ai lati del corpo. Inoltre sono in grado di percepire anche la più piccola presenza di sostanze chimiche odorose disciolte nell’acqua: i pesci migratori, come le anguille e i salmoni, riescono a riconoscere le acque “natali” grazie a questa capacità. Analizza Quali organi della rana percepiscono la presenza di un insetto? La mimosa pudica ha organi di senso? HAI CAPITO CHE... Gli animali captano gli stimoli dati dall’ambiente che li circonda attraverso i recettori o organi di senso. Negli anfibi è molto sviluppato il senso dell’olfatto ( 4 ): oltre ai recettori nel naso ne hanno anche nella bocca, che permettono loro di valutare gli odori del cibo prima di inghiottirlo. Hanno anche un udito molto fino. Gli uccelli hanno vista molto acuta. Alcune specie notturne vedono bene anche al buio ( 5 ). Anche l’udito è molto sviluppato: essi comunicano infatti usando essenzialmente dei segnali acustici. Il senso più sviluppato nei mammiferi è la vista. Gli altri sensi sono più o meno sviluppati nelle diverse specie a seconda delle abitudini di vita. Gran parte dei mammiferi, inoltre, si serve dell’olfatto per la caccia: il cane riesce a individuare una lepre anche senza vederla ( 6 ). L’olfatto è usato anche per riconoscere la prole, i genitori, gli appartenenti allo stesso gruppo e alla stessa specie. 4 La salamandra usa l’olfatto anche per la caccia. 5 Il gufo vive e caccia di notte; per questo ha sviluppato la capacità di vedere bene al buio. 6 Attraverso l’olfatto il cane riconosce e distingue moltissimi odori. I recettori, in base alla loro funzione, possono quindi essere: - meccanici, sensibili alla pressione, utili a captare la forma e la superficie dei corpi (tatto); - chimici, sensibili alle sostanze chimiche che determinano sapori e odori (gusto, olfatto); - acustici, sensibili ai suoni e ai rumori (udito); - luminosi, sensibili alla luce (vista); - termici, sensibili ai cambiamenti di temperatura. Ogni recettore è tanto più sensibile quanto più è importante per il modo di vivere dell’animale. Negli animali più evoluti i recettori sono normalmente concentrati nel capo, che è la parte del corpo che esplora l’ambiente circostante per captarne ogni variazione. I recettori sono collegati, attraverso i nervi sensitivi, a un centro nervoso che riceve e interpreta le informazioni, elabora le risposte e le invia, attraverso i nervi motori, ai muscoli o ad altri organi che reagiscono allo stimolo in modo adeguato. I recettori, i nervi che portano stimoli e risposte e il centro nervoso costituiscono il sistema nervoso. Analizza Di quali recettori sensoriali sono particolarmente dotati gli animali nelle fotografie? HAI CAPITO CHE... Ogni gruppo animale ha sviluppato maggiormente uno o più organi di senso in base alle proprie abitudini di vita. Gli animali usano questi sensi per comunicare, nutrirsi, cacciare e riconoscere i propri simili. I recettori, i nervi sensitivi e motori e il centro nervoso formano il sistema nervoso. Com’è organizzato il sistema nervoso nei vari gruppi animali? Negli invertebrati più semplici, come i poriferi (spugne) e i celenterati ( 7 ), non esiste un vero e proprio sistema nervoso, ma una rete diffusa di cellule, i neuroni; non esiste neppure un centro nervoso. Nei platelminti ( 8 ) i neuroni formano due raggruppamenti nella parte anteriore del corpo, i gangli, che possono essere considerati un centro nervoso primitivo. Negli anellidi ( 9 ) e negli artropodi ( 10 ) il sistema nervoso è più complesso: nel capo è presente un ammasso di gangli che costituisce un cervello, e nella parte ventrale una catena nervosa formata da numerosi altri gangli. Negli insetti gli organi di senso sono evoluti e adatti a un comportamento specializzato. Nei molluschi ( 11 ) i gangli sono raggruppati nella zona del capo; negli echinodermi ( 12 ) le cellule nervose costituiscono gangli che seguono la forma raggiata del corpo. Nei vertebrati l’organizzazione del sistema nervoso è più complessa e presenta uno schema e una disposizione del tutto diversi rispetto agli invertebrati: esistono un encefalo, posto nel capo e racchiuso nella scatola cranica, e un midollo spinale, un lungo cordone nervoso posto nel dorso e dentro al canale vertebrale. La grandezza e la struttura dell’encefalo variano moltissimo nei vari gruppi di vertebrati ( 13 ) e raggiungono la massima complessità nei mammiferi, gruppo di appartenenza dell’uomo. Analizza In quali animali compare un centro nervoso? Di quali parti è costituito il sistema nervoso dei vertebrati?
1 Stimoli e risposte Ogni organismo mantiene dei rapporti costanti con l’ambiente in cui vive grazie alla sensibilità e al movimento, due funzioni dipendenti tra loro. Che cos’è la sensibilità?La rana ( 1 ), non appena percepisce la presenza di un insetto, estroflette la lingua per catturarlo e cibarsene. L’informazione visiva è ricevuta dagli occhi, che la trasmettono al sistema nervoso il quale elabora e invia una risposta ai muscoli della lingua, che viene rapidamente emessa. La mimosa pudica ( 2 ), se sfiorata, reagisce chiudendo le foglie: non ha però veri e propri organi di senso. I vegetali sono sensibili alla luce, al tatto e alla temperatura, anche se non posseggono un sistema nervoso. Naturalmente non posseggono neppure muscoli. Le modificazioni delle condizioni ambientali, come luci, suoni, odori, sapori, cambiamenti di temperatura e pressione, sono dette stimoli e la capacità di reagire agli stimoli prende il nome di sensibilità. Negli animali, gli stimoli sono captati da cellule o gruppi organizzati di cellule, i recettori o organi di senso, che hanno struttura e posizione diverse a seconda della funzione che svolgono. Quali sono i sensi più sviluppati nei vari gruppi animali? Quali recettori esistono?I pesci sono capaci di captare le minime variazioni di pressione per evitare gli ostacoli grazie a un particolare organo di senso, la linea laterale ( 3 ), formata da una serie di recettori posti ai lati del corpo. Inoltre sono in grado di percepire anche la più piccola presenza di sostanze chimiche odorose disciolte nell’acqua: i pesci migratori, come le anguille e i salmoni, riescono a riconoscere le acque “natali” grazie a questa capacità. Analizza Quali organi della rana percepiscono la presenza di un insetto? La mimosa pudica ha organi di senso? HAI CAPITO CHE... Gli animali captano gli stimoli dati dall’ambiente che li circonda attraverso i recettori o organi di senso. Negli anfibi è molto sviluppato il senso dell’olfatto ( 4 ): oltre ai recettori nel naso ne hanno anche nella bocca, che permettono loro di valutare gli odori del cibo prima di inghiottirlo. Hanno anche un udito molto fino. Gli uccelli hanno vista molto acuta. Alcune specie notturne vedono bene anche al buio ( 5 ). Anche l’udito è molto sviluppato: essi comunicano infatti usando essenzialmente dei segnali acustici. Il senso più sviluppato nei mammiferi è la vista. Gli altri sensi sono più o meno sviluppati nelle diverse specie a seconda delle abitudini di vita. Gran parte dei mammiferi, inoltre, si serve dell’olfatto per la caccia: il cane riesce a individuare una lepre anche senza vederla ( 6 ). L’olfatto è usato anche per riconoscere la prole, i genitori, gli appartenenti allo stesso gruppo e alla stessa specie. 4 La salamandra usa l’olfatto anche per la caccia. 5 Il gufo vive e caccia di notte; per questo ha sviluppato la capacità di vedere bene al buio.  6 Attraverso l’olfatto il cane riconosce e distingue moltissimi odori. I recettori, in base alla loro funzione, possono quindi essere: - meccanici, sensibili alla pressione, utili a captare la forma e la superficie dei corpi (tatto); - chimici, sensibili alle sostanze chimiche che determinano sapori e odori (gusto, olfatto); - acustici, sensibili ai suoni e ai rumori (udito); - luminosi, sensibili alla luce (vista); - termici, sensibili ai cambiamenti di temperatura. Ogni recettore è tanto più sensibile quanto più è importante per il modo di vivere dell’animale. Negli animali più evoluti i recettori sono normalmente concentrati nel capo, che è la parte del corpo che esplora l’ambiente circostante per captarne ogni variazione. I recettori sono collegati, attraverso i nervi sensitivi, a un centro nervoso che riceve e interpreta le informazioni, elabora le risposte e le invia, attraverso i nervi motori, ai muscoli o ad altri organi che reagiscono allo stimolo in modo adeguato. I recettori, i nervi che portano stimoli e risposte e il centro nervoso costituiscono il sistema nervoso. Analizza Di quali recettori sensoriali sono particolarmente dotati gli animali nelle fotografie? HAI CAPITO CHE... Ogni gruppo animale ha sviluppato maggiormente uno o più organi di senso in base alle proprie abitudini di vita. Gli animali usano questi sensi per comunicare, nutrirsi, cacciare e riconoscere i propri simili. I recettori, i nervi sensitivi e motori e il centro nervoso formano il sistema nervoso. Com’è organizzato il sistema nervoso nei vari gruppi animali? Negli invertebrati più semplici, come i poriferi (spugne) e i celenterati ( 7 ), non esiste un vero e proprio sistema nervoso, ma una rete diffusa di cellule, i neuroni; non esiste neppure un centro nervoso. Nei platelminti ( 8 ) i neuroni formano due raggruppamenti nella parte anteriore del corpo, i gangli, che possono essere considerati un centro nervoso primitivo. Negli anellidi ( 9 ) e negli artropodi ( 10 ) il sistema nervoso è più complesso: nel capo è presente un ammasso di gangli che costituisce un cervello, e nella parte ventrale una catena nervosa formata da numerosi altri gangli. Negli insetti gli organi di senso sono evoluti e adatti a un comportamento specializzato. Nei molluschi ( 11 ) i gangli sono raggruppati nella zona del capo; negli echinodermi ( 12 ) le cellule nervose costituiscono gangli che seguono la forma raggiata del corpo. Nei vertebrati l’organizzazione del sistema nervoso è più complessa e presenta uno schema e una disposizione del tutto diversi rispetto agli invertebrati: esistono un encefalo, posto nel capo e racchiuso nella scatola cranica, e un midollo spinale, un lungo cordone nervoso posto nel dorso e dentro al canale vertebrale. La grandezza e la struttura dell’encefalo variano moltissimo nei vari gruppi di vertebrati ( 13 ) e raggiungono la massima complessità nei mammiferi, gruppo di appartenenza dell’uomo. Analizza In quali animali compare un centro nervoso? Di quali parti è costituito il sistema nervoso dei vertebrati?