ENDOSIMBIOSI

L'endosimbiosi è la relazione biologica definita dalla teoria endosimbiotica ( anche chiamata teoria endosimbiontica o teoria endosimbionte) che riguarda le origini di alcuni organismi.
L'ipotesi è che alcuni organismi biologici furono ingeriti da altri organismi e poichè ne trassero un vantaggio evoluzionistico di soppravvivenza reciproco, svilupparono una relazione simbiotica permanente che nelle generazioni è divenuta indissolubile e imprescendibile; come esempio, viene postulato che, nella passato remoto del precambiano, un batterio aerobico ( che richiede ossigeno) fu ingerito da un batterio anaerobico(possibilmente avvelenato da ossigeno) acquisendo un vantaggio reciproco e che continuando la loro relazione mutualistica abbiano superato evoluzionisticamente gli altri organismi in quell'ambiente; nel tempo il batterio interno ha perso o spostato materiale genetico nel nucleo dell'ospitante, che per la codifica di tutto ciò che non era più necessario o superfluo. Questa teoria è stabilizzata su estese sperimentazioni, oseervazioni scientifiche ed analisi genetiche, attualmente è generalmente accettata come fatto verificato dalla comunità scientifica. L'ipotesi endosimbiotica fu articolata per la prima volta dal botanico russo konstatin Mereschkowski nel 1905. In seguito vennero create altre ipotesi, tutte quante tralasciate o confutate. La teoria endosimbiotica fu postulata, esposta e diffusa per la prima volta da Lynn Margulis nel 1967.

SNOWBALL EARTH

L'espressione "terra a palla di neve" (snowball earth in inglese) fa riferimento ad una teoria scientifica secondo cui il nostro pianeta in epoche remote (proterozoico) avrebbe attraversato dei periodi di abbassamento drastico della temperatura durante i quali la superficie della terra fu completamente ricoperta di ghiaccio. L'effettiva occorrenza ad il numero di tali eventi rimane al momento oggetto di controversia; i suoi sostenitori affermano che tale ipotesi spiegherebbe meglio di ogni altra la presenza di depositi sedimentari,.generalmente ritenuti di origine glaciale alle latitudini tropicali, oltre ad altre enigmatiche caratteristiche presenti nelle registrazioni geologiche. Gli oppositori contestano invece le implicazioni di tali prove geologiche e la possibilità stessa che tale fenomeno geofisico possa verificarsi. Secondo uno dei maggiori sostenitori di questa teoria, lo studioso americano Joseph L.Kirschnvink, ci sarebbero stati 4 episodi di questo tipo avvenuti tra i 590 e i 900 milioni di anni fa, ed uno dei più remoti, circa 2 miliardi di anni fa.

PROPRIETA' FISICHE DELL'ACQUA

Nell’acqua liquida i legami a idrogeno durano pochi miliardesimi di secondo, ma fanno sì che in ogni momento la maggior parte delle molecole d’acqua sia legata una all’altra. Questa tendenza delle molecole di acqua a rimanere unite tra loro è detta coesione. Una forza correlata alla coesione è la tensione superficiale, il fenomeno per cui sembra che sulla superficie dell’acqua sia presente una specie di «pellicola» tra- sparente ed elastica.  Le molecole d’acqua, inoltre, a causa delle loro parziali cariche positive e negative, sono in grado di attrarre fortemente le molecole polari e le superfici dotate di carica elettrica. Questa attrazione tra molecole di acqua e di sostanze diverse è detta adesione. È a causa dell’adesione che l’acqua aderisce agli oggetti, bagnandoli. L’acqua dà luogo anche al fenomeno della capillarità: è in grado infatti di muoversi in spazi piccolissimi e risalire lungo tubi sottili. Questa proprietà è il risultato delle interazioni che si stabiliscono tra le molecole d’acqua e tra queste ultime e le molecole delle diverse sostanze con cui vengono a contatto. Grazie alla capillarità le piante assorbono l’acqua con le radici e la trasferiscono a tutte le parti del fusto e delle foglie. Il calore specifico è la quantità di calore che bisogna fornire a un grammo di una sostanza per innalzare la sua temperatura di un grado Celsius. L’acqua è una delle sostanze in cui questo valore è più elevato: il calore specifico dell’acqua è circa il doppio di quello dell’alcol, è il quadruplo di quello dell’aria e 10 volte quello del ferro. L’elevato calore specifico dell’acqua determina la sua «resistenza» ai cambiamenti di temperatura: questa caratteristica contribuisce a mantenere costante la temperatura interna degli organismi viventi. La densità (il rapporto tra massa e volume) dell’acqua aumenta al diminuire della temperatura fino a circa 4 °C. Al di sotto di tale temperatura la densità dell’acqua diminuisce, al contrario di quanto accade in genere nei liquidi.  L’acqua si comporta così per via della forma tridimensionale delle sue molecole. A 0 °C (punto di solidificazione dell’acqua) le molecole d’acqua per formare 4 legami a idrogeno con altrettante molecole sono costrette ad allontanarsi. Quindi nel ghiaccio le molecole sono più distanti tra loro di quanto non lo siano nell’acqua liquida e, a parità di massa, il volume dell’acqua allo stato solido è maggiore. Il ghiaccio è perciò meno denso dell’acqua e vi galleggia sopra ed è grazie a questa peculiarità che i pesci possono sopravvivere nei laghi durante l’inverno: al di sotto della superficie ghiacciata, l’acqua rimane infatti allo stato liquido.

HALLUCIGENIA

L’allucigenia (gen. Hallucigenia) era un misterioso animale marino, probabilmente appartenente ai lobopodi, vissuto tra il Cambriano inferiore e il Cambriano medio (tra 520 e 505 milioni di anni fa). I suoi resti sono stati rinvenuti nei ben noti giacimenti di Burgess Shales in Canada e di Maotianshanin Cina.

Descritti per la prima volta nel 1911, i fossili di allucigenia furono scambiati da Charles Doolittle Walcott per quelli di semplici anellidi policheti, e vennero denominati Canadia sparsa.

Gli esemplari non furono più esaminati per molti anni, fino a quando, nel 1977, Simon Conway Morris dimostrò che questa creatura era qualcosa di completamente diverso, e la denominò Hallucigenia sparsa, in omaggio all’aspetto bizzarro dell’animale. Studiando la trentina di esemplari disponibili, Morris pervenne alla conclusione che l’allucigenia usasse le lunghe paia di spine come fossero dei trampoli: forse si spostava con moti di contrazione, ma un movimento del genere avrebbe reso l’animale estremamente goffo. Lo studioso, inoltre, non risolse la questione della “testa” priva di occhi, bocca o altre appendici. I tentacoli, che nella ricostruzione di Morris erano posti sul dorso, furono visti come sette “bocche” che nutrivano l’intero animale indipendentemente. Ignota rimaneva anche la funzione dei corti tentacoli posteriori.

 

L'ACQUA E LA SUA COMPARSA SULLA TERRA

L'acqua:
L'acqua è un composto chimico di formula molecolare H2O, in cui i due atomi di idrogeno sono legati all'atomo di ossigeno con legame covalente. Si può presentare in forma liquida, solida (ghiaccio) e aeriforme (vapore acqueo) a seconda della temperatura e della pressione a cui è sottoposta la sostanza.

Sulla Terra oggi  l'acqua copre il 70,8% della superficie del pianeta e più o meno con la stessa percentuale è il maggior costituente del corpo umano.

La formazione dei pianeti:
 La nascita dei pianeti avviene contemporaneamente a quella delle stelle. Vediamo che cosa accade. Intorno alle stelle in formazione è presente un disco di gas, costituito essenzialmente da idrogeno (H2) ed elio (He). All’interno del disco, sono presenti anche gli altri elementi chimici e si sono già formati alcuni composti, il cui stato di aggregazione (aeriforme, liquido, solido) dipende dalle loro temperature di evaporazione, di fusione e di solidificazione e dalle condizioni di temperatura e pressione nel disco. Le sostanze che, all’interno del disco di gas si trovano allo stato solido, formano dei grani di polvere. Unendosi tra loro grazie alle forze di attrazione elettrostatica e alla forza di gravità, le polveri si accrescono fino a formare dei corpi, detti planetesimi, le cui dimensioni possono raggiungere un diametro di centinaia di kilometri. Dato che la temperatura nel disco non è costante, ma diminuisce allontanandosi dalla stella centrale, i planetesimi che si formano vicino alla stella sono costituiti da sostanze che possono condensare già a temperatura elevata (dette sostanze refrattarie, come ad esempio Zr, Al, Ti, Ca, Si e i silicati di magnesio Mg2SiO4, MgSiO2). I planetesimi che si formano lontano dalla stella centrale contengono invece anche sostanze volatili, che solidificano solo a bassa temperatura. Tra queste, la più importante è l’acqua che, alla pressione alla quale si trova il gas che forma il disco, condensa in ghiaccio a una temperatura inferiore ai 200 K. I planetesimi, a seguito di continue collisioni, si aggregano in corpi di dimensioni maggiori, fino a dare origine ai pianeti. Nel caso del Sistema solare, si stima che i planetesimi abbiano cominciato a formarsi 4,568 miliardi di anni fa. I pianeti più vicini al Sole (Mercurio, Venere, Terra, Marte) hanno completato la loro formazione in alcune decine di milioni di anni; i pianeti più lontani (Giove, Saturno, Urano, Nettuno), invece, si sono formati più rapidamente, in alcuni milioni di anni, probabilmente grazie alla maggiore quantità di materia solida già presente (dovuta alla formazione dei ghiacci).
Gli asteroidi (piccoli corpi rocciosi distribuiti in una cintura  tra Marte e Giove) e le comete –che orbitano oltre Nettuno – sono ciò che resta dei planetesimi che hanno originato tutti i pianeti del Sistema solare.

L’acqua nel Sistema solare:
Al momento della formazione del nostro pianeta, la temperatura del disco di gas, a una distanza di circa 150 milioni di kilometri dal Sole (cioè la distanza a cui si trova la Terra), era troppo elevata per permettere la condensazione dell’acqua. I planetesimi che hanno dato origine alla Terra dovevano, quindi, essere formati da composti refrattari e non contenere acqua. Oggi, grazie allo studio delle meteoriti (frammenti di asteroidi che cadono sulla Terra), sappiamo che i planetesimi situati nella parte più interna della cintura degli asteroidi – a circa 300 milioni di km dal Sole – sono anch’essi privi di acqua. Invece, quelli che si trovano nella parte più esterna della cintura, tra i 400 e i 500 milioni di km dal Sole, sono ricchi di acqua (questa rappresenta circa il 5% della loro massa complessiva).
Allontanandoci ancora dal Sole, oltre i 750 milioni di kilometri, si trovano i satelliti dei pianeti giganti (Giove, Saturno, Urano e Nettuno) e le comete, la cui massa è rappresentata per circa il 50% da ghiaccio d’acqua e per la restante metà da rocce.

L'acqua sulla terra:
Vista la distribuzione dell’acqua nel Sistema solare, si pensava che quella presente sulla Terra fosse stata portata da comete entrate in collisione con il nostro pianeta. Studi recenti sulla composizione isotopica dell’acqua hanno messo in discussione questa ipotesi. In natura esistono tre isotopi dell’idrogeno (che ha numero atomico Z 1): l’idrogeno propriamente detto (H) con numero di massa A 1, il deuterio (D) con A 2 e il trizio (T) con A 3. Le molecole di acqua più abbondanti sono quelle di formula chimica H2O e, in misura mi- nore, HDO. Sulla Terra su 1000000 di molecole di acqua 150 sono di HDO. Le osservazioni astronomi- che più recenti hanno mostrato che l’acqua sulle comete ha un rapporto isotopico circa doppio di quello della Terra. L’acqua degli asteroidi che si trovano nella cintura esterna, invece,  hanno lo stesso rapporto isotopico dell’acqua sulla Terra. Ciò suggerisce che l’acqua provenga dagli asteroidi della cintura esterna. Le simulazioni al calcolatore della formazione del Sistema solare confermano che la Terra, verso la fine del suo processo di accrescimento, ne avrebbe incorporato un numero sufficiente. Le comete, invece, che hanno una probabilità di collisione con la Terra molto bassa, possono aver portato al massimo il 5% dell’acqua attualmente presente sul nostro pianeta.