Galaxìas

Per la prima volta, ieri, sono uscita di casa quando era ormai buio per provare ad osservare la costellazione di Orione e ho riconosciuto due delle sue stelle, Betelgeuse (spalla destra) e Rigel (piede sinistro) del cacciatore che appaiono (ed è vero!) come piccole luci tremolanti, rispettivamente rossa e celeste. Il cielo invernale era limpido e nonostante l’illuminazione locale, i due punti si potevano distinguere molto bene dal restante sfavillio di astri.

orione
la costellazione di Orione

L’astronomia mi ha sempre affascinata e, dico la verità, non studiando scienze, bensì letteratura italiana. Ho imparato a conoscere, in maniera molto limitata, la cosiddetta volta celeste, studiando l’Inferno di Dante. Ricordo ancora gli sforzi del mio insegnante che tentava di spiegare, parafrasando i versi del sommo poeta, perché nell’emisfero australe si vede la croce del Sud e in quello boreale l’Orsa maggiore.

Dobbiamo molto a Galileo e, prima di lui, a Copernico, i quali hanno posto le basi dell’eliocentrismo e, pur con mezzi assai limitati, sono riusciti a dimostrare che non è il nostro pianeta ad essere al centro del Sistema Solare, men che meno, dell’Universo.

Studiando i corpi celesti e le loro dimensioni, o gli immensi spazi interstellari posti tra essi, ci rendiamo conto della nostra limitatezza. Se potessimo cambiare il nostro punto di osservazione e sfuggire alla gravità terrestre, dovremmo constatare che non siamo niente altro che un insignificante puntino perso in una galassia, la Via Lattea, e che, come questa, ve ne sono innumerevoli altre a popolare l’infinito (?) spazio che ci circonda.

Noi della 3^B abbiamo introdotto l’argomento a partire dalla proiezione del video From Earth to Multiverse, dove abbiamo potuto renderci conto, a partire dalla definizione di anno luce, di che cosa significhi misurare distanze astronomiche.

Abbiamo affrontato parte di questa tematica, soffermandoci più a lungo sulla nostra stella e sul Sistema Solare. Abbiamo imparato molte cose, come, ad esempio, che Venere ha un moto retrogrado, che Urano pare rotolare su se stesso o che Giove è una stella mancata, sommerso in un mare di idrogeno liquido. Siamo andati a ricercare l’etimologia del termine “galassia” e abbiamo trovato un interessante risvolto mitologico:

La parola “galassia” deriva dal termine greco che indicava la Via Lattea, Γαλαξίας (Galaxìas) per l’appunto, che significa “latteo“, o anche κύκλος γαλακτικός (kyklos galaktikòs), col significato di “circolo galattico“. Il nome deriva da un episodio piuttosto noto della mitologia greca. Zeus, invaghitosi di Alcmena, dopo avere assunto le fattezze del marito, il re di Trezene Anfitrione, ebbe un rapporto con lei, che rimase incinta. Dal rapporto nacque Eracle, che Zeus decise di porre, appena nato, nel seno della sua consorte Era mentre lei era addormentata, cosicché il bambino potesse bere il suo latte divino per diventare immortale. Era si svegliò durante l’allattamento e si rese conto che stava nutrendo un bambino sconosciuto: respinse allora il bambino e il latte, sprizzato dalle mammelle, schizzò via, andando a bagnare il cielo notturno; si sarebbe formata in questo modo, secondo gli antichi Greci, la banda chiara di luce nota come “Via Lattea”.

(da Wikipedia)

In questo allegato (L_Universo è), ragazzi, trovate un riassunto delle vostre presentazioni ppt. Queste due paginette sono da scaricare, stampare e studiare!

Inoltre G. ci informa che il programma di grafica Paint 3D consente di creare sistemi solari a piacere e che sarebbe divertente farne uno in classe. Ne avremo il tempo? Chissà…

sistema solare paint 3d
Il nostro Sistema Solare realizzato con Paint 3D
Advertisements

Fossili dietro casa

I fenomeni esogeni, ovvero gli agenti atmosferici quali vento, precipitazioni, acque torrenziali, vento ma anche sbalzi di temperatura, modellano la parte esterna della crosta terrestre modificando nel tempo il paesaggio che ci circonda. Essi erodono le formazioni rocciose sgretolandole pian piano, generando detriti che vengono lentamente trasportati verso valle da ghiacciai e fiumi. Ciottoli e ghiaie, ovvero i detriti più grandi, possono originare zone alluvionali, mentre limo e argille raggiungono i cosiddetti bacini di sedimentazione, depositandosi sul fondo dei mari o dei laghi. L’accumulo di detriti può comprimere gli strati inferiori, espellere acqua dagli interstizi presenti tra granelli di sabbia solida e cementare i sedimenti; così masse di roccia che milioni di anni prima costituivano montagne, si sono trasformate in enormi cumuli di detriti che, in questo processo chiamato diagenesi, si sono trasformati in nuova roccia, la roccia sedimentaria.

In questo processo è possibile che la carcassa di un organismo morto, privato delle sue parti molli per azione di organismi decompositori, venga trasportato in un bacino di sedimentazione e vi rimanga intrappolato, ricoperto da altri detriti, per secoli, millenni. Le sue ossa rimarranno inglobate nel sedimento, dove cambiano composizione, si mineralizzano divenendo fossili.

fossiletreccani

Grazie a M. e S., ho pensato, prima di affrontare questa tematica, di portare in classe un testo assai interessante che ho trovato nella biblioteca della nostra scuola: “Le rocce raccontano, un viaggio nel tempo fra le meraviglie geologiche del Friuli Venezia Giulia” a cura di Giuseppe Muscio (si veda geodivulgazione FVG). Ho mostrato ai ragazzi le immagini di alcuni resti di fauna fossile marina reperita sulle dolomiti friulane, nella fattispecie vertebre di Cymbospondylus, un ittiosauro del Triassico, parti di Worthenia, gasteropode preistorico protetto da una conchiglia a “turbante” e di Megalodon, mollusco bivalve vissuto tra il Devoniano e il Giurassico, presenti sul massiccio del Monte Pramaggiore (Forni di Sopra). I ragazzi sono rimasti di stucco, o meglio “pietrificati”, nell’apprendere che gli antenati degli attuali pesci ora riposano in pace in alta montagna!

Cosa esattamente è successo a questi pesci preistorici? Perché sono finiti lassù? Perché poi in montagna si trovano essenzialmente fossili di flora e fauna marina? Cosa succede esattamente nel processo di fossilizzazione?

Ricordiamo che nelle nostre Alpi si possono reperire anche antichi coralli fossili, dalle sorprendenti geometrie o le ammoniti, molluschi cefalopodi estinti, che erano rivestiti da una conchiglia protettiva simile ai nautiloidi attuali.

562_Russiz_02
Corallo coloniale del FVG
407_Coglians_03
Tetracoralli fossili del FVG
fossili2
Ammonite rinvenuta sul sentiero geologico del lago Volaia (Alpi carniche)

A queste domande è possibile rispondere ricordando, oltre al ciclo geologico delle rocce,  soprattutto gli agenti endogeni, ovvero le spinte tettoniche interne alla Terra che mettono in moto le placche litosferiche le une rispetto alle altre; se due zolle di crosta continentale si scontrano, è possibile che, sollevandosi, facciano pian piano emergere le rocce sedimentarie formatesi in fondo al mare. Una volta fuoriuscite dalle profondità marine (o lacustri), divengono oggetto dell’azione erosiva degli agenti atmosferici, che demolisce la roccia sedimentaria e può riportare alla luce antichi scheletri di organismi fossilizzati vissuti milioni di anni fa sulla Terra. E’ logico pensare inoltre che, tra i diversi organismi viventi sul nostro pianeta, sia assai più probabile per una specie acquatica, vegetale o animale, finire, al termine del suo ciclo vitale, sul fondale marino e venire ricoperto in tempi relativamente brevi da detriti che vanno via via sedimentandosi, preservandola dalla decomposizione e conservandone i resti per così lungo tempo.

Per quanto riguarda i particolari sul processo di fossilizzazione, rimando alla lettura di questi links:

fossile nell’enciclopedia Treccani

Processi di fossilizzazione

Bibliografia: “Le Scienze per tutti: pianeta Terra” F.Tibone, Zanichelli

La relazione di laboratorio

Quando vi accingete a scrivere la relazione di un’attività di laboratorio, mettete da parte i sentimenti. In pratica, il vostro scritto, deve risultare il più impersonale possibile. E dovete riportare, invece, procedure, misure e risultati. La relazione di laboratorio è un resoconto tecnico di ciò che avete sperimentato e deve riportare notizie su cosa avete fatto, su come l’avete fatto e su quali informazioni finali avete ottenuto. Non interessa, ahimè, a chi legge il vostro resoconto, dove si trova l’aula di Scienze né chi vi ha accompagnati; né interessa se il vostro compagno di banco ha fatto pasticci o se l’esperienza vi è sembrata indimenticabile (occhio che tra qualche anno torno e vi chiedo cosa abbiamo fatto, eh!). Per tanto tempo mi sono chiesta com’è che fa uno sperimentatore a scrivere una relazione che abbia un’impronta tutta sua, cioè che contenga quegli elementi che la rendano comunque uno scritto originale. A nessuno, suppongo, piacerebbe l’idea di dover scrivere una relazione simile, se non uguale, alle produzioni scritte da altri. Tuttavia, un modo per essere personali, c’è, ed è il modo in cui si articolano le frasi per descrivere una data metodologia, una particolare procedura o un’osservazione importante. E’, in pratica, la nostra particolare modalità di esprimere un’idea, un concetto, o una sequenza di procedimenti logici. All’interno di una griglia prestabilita (vedi sotto), quella che riguarda la struttura dell’intera relazione, è quindi possibile essere originali, tenendo presente che frasi concise e semplici e uso di linguaggio tecnico (parole scelte) sono sempre la migliore strategia di chi comunica e parla di Scienza. Molto importante è che chiunque, dopo aver attentamente letto le modalità di esecuzione dell’attività, possa replicare in autonomia l’esperimento così come l’avete fatto voi, purché sia provvisto della giusta apparecchiatura e delle adeguate conoscenze tecniche. Il vostro scritto, dunque, deve essere informativo in tal senso. Deve essere come una ricetta di cucina. Qui di seguito sono elencate le parti che non dovrebbero mai mancare in una buona relazione di laboratorio.

titolo – materiali e metodi – scopo – procedura – analisi dati (tabelle e/o grafici) – conclusione – osservazioni

Che-cosa-è-una-relazione-di-laboratorio

Per quanto riguarda la nostra esperienza, potremmo provare a riassumerla così:

Determinazione del peso specifico dell’alcol

Materiali: cilindro graduato, bilancia analitica, alcol denaturato al 90%

Metodi: pesate, misure di volume

Scopo dell’esperienza: determinare sperimentalmente il peso specifico dell’alcol

Procedura:

(1) Si pesa sulla bilancia analitica un cilindro graduato e si riporta il suo peso in grammi, fino alla seconda cifra decimale, cioè fino ai centesimi di grammo (pesata 1, la tara).

(2) Si percola una data quantità di alcol nel cilindro graduato, misurandone il volume (si consiglia una quantità tra i 30 e 100 mL) esprimendolo in centimetri cubici (volume 1).

(3) Si pesa nuovamente il cilindro contenete l’alcol sulla bilancia e se ne registra il valore in grammi (pesata 2, il lordo).

(4) Si calcola il peso specifico dell’alcol (Ps= P/V) usando come peso P la differenza delle pesate (pesata 2 – pesata 1), ovvero il peso netto dell’alcol e come volume V, quello trovato al punto (2), cioè il volume 1. Il risultato del rapporto tra P e V sarà già nelle unità di misura corrette, ovvero in g/cm3.

(5) Ripetere almeno tre volte i passaggi da (1)-(4).

Analisi dei dati:

pesata 1 = 134,96 g

pesata 2 = 160,09 g

pesata 2 – pesata 1 = (160, 09 – 134,96) g = 25,12 g

volume 1 = 30 mL = 30 cm3

peso specifico = (pesata 1 – pesata 2) / volume 1 = 25,12 g / 30 cm3 = 0,84 g/cm3

Conclusione ed osservazioni:

Il peso specifico dell’alcol denaturato al 90% determinato sperimentalmente è risultato essere pari a 0,84 g/cm3. Questo è il solo dato in nostro possesso, poiché, per mancanza di tempo, non si sono replicate le pesate e le misure di volume così come indicato al punto (5). Certamente, effettuando le medie aritmetiche di più valori, si sarebbe minimizzato l’errore accidentale, che inevitabilmente si effettua nelle operazioni di misurazione. Il valore ottenuto, tuttavia, è in buono accordo con i dati riportati nelle tabelle di densità o peso specifico relativi alla sostanza esaminata, denotando una buona esecuzione materiale dell’attività.

1976-Coragjo furlans!

Al termine dello studio sui terremoti, non poteva certamente mancare una riflessione sul modello friulano della ricostruzione post-sisma, che è stato riconosciuto come l’unico, ad oggi in Italia, che abbia portato ad una rapida e completa ricostruzione dell’area colpita dal devastante sisma del 1976, il più intenso che abbia investito il Nord Italia negli ultimi cinquecento anni.
Lo scopo dell’attività era sensibilizzare anche i più giovani sul tema del rischio sismico del nostro territorio e trasmettere loro anche un po’ di “orgoglio friulano”, perché se la ricostruzione del Friuli è stata così efficiente, lo è certamente stata grazie alla caparbietà, allo spirito di sacrificio e all’onestà che contraddistinguono gli abitanti del Nord Est.
Lo scorso anno, in concomitanza con il 40esimo anniversario della tragedia, ho avuto finalmente modo, passeggiando tra i bellissimi porticati di Gemona, di rendermi conto della gravità del sisma: un museo visitabile in tutte le ore del giorno illustra e testimonia, tramite immagini, filmati e documenti, tra cui molte testate giornalistiche dell’epoca, l’avvicendamento dei fatti di quei difficili mesi, comprese le tappe della miracolosa ricostruzione. Se oggi, possiamo ammirare il borgo fortificato della Venzone medievale e fare una preghiera nel suo duomo, lo dobbiamo a chi ha voluto tutto “dov’era com’era”.
IMG_4425
Frammenti di memoria
Il lavoro in classe è stato svolto da quattro gruppi della 3^B della scuola secondaria di I grado “A.Pilacorte” dell’IC Meduna-Tagliamento di S.Giorgio della Richinvelda (PN), i quali avevano il compito di analizzare le fonti scritte in loro possesso e scrivere un testo riassuntivo sui fatti più salienti della ricostruzione del Friuli del dopo terremoto. Qui di seguito sono riportati i loro estratti.
I sismi di maggio e settembre
L’Orcolat, l’orco che nei racconti della tradizione popolare friulana fa tremare la Terra, si risvegliò il 6 maggio del 1976 alle ore 21 e provocò quasi mille vittime e oltre 45.000 senza tetto in 59 secondi. Il sisma di magnitudo 6,5 della scala Richter colpì la zona a nord di Udine, con epicentro situato in Carnia, tra i comuni di Gemona e Aretina. I danni del terremoto furono amplificati da altre due scosse, avvenute l’11 e il 15 settembre successivo, rispettivamente di magnitudo 5,9 e 6,0.
La ricostruzione iniziò subito e terminò alla fine degli anni ’90
Lo scrittore Gianni Rodari, in visita nelle zone colpite subito dopo il sisma, scrisse: “Non si vede più nessuno piangere il secondo giorno dopo il terremoto. La fine di quello che c’era è una cosa accaduta in un tempo già lontano. E’ cominciata un’altra cosa.”
Già in seguito al sisma di maggio, i friulani, ancor prima di ricevere stanziamenti statali o aiuti dall’estero, si erano già messi in moto per la ricostruzione, secondo il motto “fasin di bessòi” (facciamo da soli).
L’efficienza della ricostruzione fu merito del decentramento dei poteri decisionali. Lo Stato italiano nominò commissario straordinario Giuseppe Zamberletti, il quale, insieme all’amministrazione regionale gestì l’emergenza e i 10 miliardi di lire di fondi statali (corrispondenti a 6 milioni di euro del 2012) concessi alle popolazioni colpite dal sisma.  Ampi poteri furono conferiti alle amministrazioni locali per il processo di ricostruzione, lasciando, essenzialmente, la responsabilità operativa ai sindaci. Furono loro a dominare l’Orcolat. “Prima le fabbriche, poi le case, infine le Chiese”, perché è il lavoro che può far ripartire tutto (mons. Alfredo Battisti, arcivescovo di Udine).
Pochi provvedimenti legislativi furono necessari per fronteggiare i bisogni dei terremotati friulani. Gli Stati Uniti contribuirono con assistenza e un’ingente somma di denaro, mentre il governo austriaco, violando i trattati internazionali di allora, inviò l’esercito in aiuto alla popolazione. La ricostruzione durò, in totale, 10 anni e rimise in piedi migliaia di edifici danneggiati.
L’anastilòsi
Molti edifici, specialmente quelli storici e i luoghi di culto, vennero ricostruiti con la tecnica dell’anastilosi, una sofisticata modalità di restauro che consiste nel recuperare e numerare ciascun frammento ritrovato, per ricollocarlo nella sua posizione originaria.
Ancora oggi, il modo in cui venne gestito il dramma viene ricordato come un grande esempio di efficienza e serietà.

Sabbie nere

Vi sono spiagge incantevoli in molte parti del mondo, che hanno una particolarissima colorazione nera in virtù del fatto che le sabbie che la compongono sono costituite da materiale inorganico dello stesso colore. Ad esempio sull’isola di Stromboli (vedasi immagine in evidenza), appartenente all’arcipelago delle Eolie, si possono ammirare baie costituite da finissimi granelli di sabbia scura, dai riflessi argentei, di origine vulcanica; si tratta, in questi casi, di materiale magmatico (lava) proveniente da eruzioni di tipo effusivo, dove cioè la roccia fusa viene eruttata e solidificata velocemente, a contatto con aria o acqua. Questi sono magmi di basalto, con contenuto di silice relativamente basso, ricchi in ossidi di metalli alcalini (quindi di natura basica) spesso disposti in colate o a colonne esagonali. Tali strutture si trovano, ad esempio, lungo le pendici dell’Etna.

La composizione in minerali di tali rocce ignee è variabile ma è sempre presente una data percentuale di minerali di ferro (II) che rendono la matrice di colore grigio o nero. Tali agglomerati possono essere erosi nell’arco di millenni da agenti esogeni e finire, appunto, per costituire il materiale sabbioso a varia granulometria che si deposita sulle coste. Grazie all’azione delle onde, delle maree e delle correnti marine costiere, i sedimenti disponibili in loco vengono poi rielaborati in sabbia finissima.

Tuttavia quando il materiale che costituisce una spiaggia proviene da eruzioni vulcaniche esplosive, il magma ha diversa composizione rispetto a quanto visto prima e la matrice della roccia fusa ha caratteristiche acide, silicee e vetrose ed è ricca di porosità. Questa tipologia di roccia eruttiva può assumere colorazioni diverse, a seconda della composizione chimica degli ossidi metallici che la costituiscono. E’ comunemente di colore chiaro, come la si ritrova nelle coste di pomice bianca dell’isola Lipari (altra delle Eolie), ma può assumere anche aspetto scuro, come la pomice nera delle isole Canarie, per la presenza prevalente del ferro.

Altre volte, le spiagge nere si trovano in località in cui non vi è mai stata attività vulcanica. Ricordo, ad esempio, la particolarissima spiaggia nera di Ladispoli, nei pressi di Roma, che visitai insieme ai miei genitori da ragazzina. Anche sull’isola d’Elba, nella spiaggia di Terranera, vi sono tratti di costa con sabbie di un nero brillante; questa particolare colorazione è da ricercarsi nella presenza di polvere di ematite, minerale del ferro di cui l’Isola d’Elba è molto ricca. Tali splendide spiagge, quindi, appaiono così scure per effetto dell’alta componente ferrosa delle sue sabbie, ossia per la massiccia presenza di ossido di ferro (II) di caratteristico colore nero.

In sostanza, quindi, sia che le sabbie nerastre siano di origine vulcanica o meno, sono sempre gli ossidi ferrosi a renderle particolarmente scure.

Don’t know much about geometry…

Ho trovato in rete un documento coloratissimo che riassume molte delle formule della geometria piana e solida che stiamo trattando quest’anno. Siccome i più distratti tra voi hanno un formulario incompleto perché non hanno trascritto gli appunti così come consigliavo (“Eh ma Prof, non mi ricordavo che oggi c’era geometria…” “Mi scusi, ma non sapevo di dover portare il formulario!” oppure “L’avevo messo in cartella, ma non lo trovo più…” o ancora “A che cosa ci serve questo formulario?”), potrebbe essere un buon modo per recuperarne uno. Stampatevelo e cominciate ad utilizzarlo! Cliccate sui link che trovate in fondo al post. See you soon!

E per quanto riguarda il celebre brano di Sam Cooke, rimando al seguente video!

dc6e6d5f72985dbfee6cf85e40217c3e

mappe-geometria-3-media

formule_perimetro_area

Un’esplosione di diamanti

Forse siamo erroneamente abituati a pensare che i ragazzini di oggi guardano tv spazzatura, ma dobbiamo ricrederci. Molti di loro si sintonizzano sul canale di Focus Uno o National Geographic o guardano documentari interessanti ed educativi, del tipo “how it’s made?” o Ulisse-il piacere della scoperta. A casa esaminano video sulla creazione della Terra e sulle proprietà quasi magiche dell’acqua e te li portano a scuola affinché li visioni anche tu (E.). E poi a lezione ti mettono in difficoltà sostenendo di avere visto un programma in cui vengono creati diamanti stupendi da un’esplosione fragorosa (T.). Ora, che esistessero diamanti sintetici me lo ricordavo anch’io, ma come questi vengano esattamente prodotti mi resta oscuro.

Quando si parla dell’atomo di carbonio (C) si fa sempre riferimento a due sostanze base,  entrambe pure, costituite cioè da soli atomi di C: la grafite e il diamante. Non solo: sappiamo che il carbonio è un atomo particolare perché, diversamente dagli altri elementi della tavola periodica, origina una serie infinita di composti, detti organici, grazie al fatto che ha molteplici possibilità di legarsi con altri atomi.

the-lattices-of-graphite-and-diamond

I diamanti e la grafite, tuttavia, si classificano tra i composti inorganici, poiché non vi sono molecole organiche esclusivamente composte da atomi di C. I diamanti sono enormi cristalli trasparenti di carbonio puro, aventi una struttura molecolare solida e compatta, poiché ogni atomo di C è legato ad altri quattro intorno a lui tramite legame covalente (forte) secondo una geometria spaziale detta tetraedrica (poliedro con 4 facce). La grafite, dal punto di vista strutturale, è formata da un reticolo esagonale a strati, i quali sono legati tra loro tramite legami di van der Waals (deboli) e si sfaldano con facilità. Come conseguenza, la grafite è un solido fragile e friabile. Il diamante, invece, è il materiale più duro che si trova in natura ed ha diverse altre interessantissime proprietà, quali un elevato indice di dispersione ottica, altissima conducibilità termica, grande resistenza agli agenti chimici (sono intaccabili sia da acidi che da basi!) e bassissimo coefficiente di dilatazione termica. Grazie a queste caratteristiche, è ampiamente utilizzato in gioielleria, dove il suo valore è stabilito da quattro fattori o quattro C: colore (color), purezza (clarity), taglio (cut) e peso (carat).

Questo prezioso minerale si estraeva generalmente in miniere a cielo aperto dell’India o, in tempi più recenti, dal Sudafrica e da altri paesi del continente nero. La forma e il colore dei diamanti estratti possono essere vari. Poiché i giacimenti diamantiferi sono di origine naturale, sono soggetti ad esaurimento.

Per questo motivo, già intorno agli anno ’50, è iniziata la sintesi di diamanti artificiali. A partire da grafite in presenza di altri metalli (quali Fe, Ni) ed innescando elevatissime temperature e pressioni, si sono ricreate le condizioni necessarie alla cristallizzazione del carbonio che portano alla formazione del diamante. Poiché tale pratica, detta HPHT (high pressure high temperature), risulta essere molto dispendiosa in termini energetici, si è sviluppato di recente un altro metodo, chiamato CVD (chemical vapor deposition), in cui i diamanti vengono prodotti tramite deposizione di un precursore molecolare del C in fase vapore su un supporto solido che decomponendosi forma i cristalli di diamante.

Tuttavia, è possibile formare nanocristalli di diamante (5 nm di diametro) detonando alcuni esplosivi contenenti carbone all’interno di una camera metallica. Questi nanocristalli sono chiamati “nanodiamanti da detonazione“. Durante l’esplosione, la pressione e la temperatura nella camera di diventano abbastanza alti per convertire il carbonio degli esplosivi in diamante. Immersa in acqua, la camera dopo l’esplosione si raffredda rapidamente, impedendo la conversione del diamante appena formato, in grafite più stabile.

Detonationdiamond
Detonazione di nanodiamanti (al microscopio elettronico)

Test del DNA: qual è la sua utilità? come si esegue?

Questa volta sono rimasta positivamente colpita dalle vostre ricerche, ragazzi. Ho studiato dalle vostre pagine. Ognuno di voi ha dato un suo contributo all’articolo che mi accingo a scrivere. Vi ho usati come riferimenti bibliografici. Mi rendo conto che alcune frasi che avete riportato, non possono esservi immediatamente comprensibili, ma cercheremo di chiarirle in classe. Apprezzo il tentativo che avete fatto per completare la consegna, cercando e selezionando materiale in rete utile a questo scopo.

Per utilizzare un’espressione anglosassone, il test del DNA si traduce in DNA fingerprinting (impronta genetica) che forse avrete già sentito nominare. Vi riconduco ad un articolo molto interessante che potrebbe essere una buona chiave di lettura delle vostre produzioni scritte: what is a DNA fingerprint? Se con l’inglese non avete molta dimestichezza, spero possano tornarvi utili le mie spiegazioni.

Definizione: Il test del DNA è un metodo usato per identificare un individuo a partire da un suo campione di DNA, che ci consente di ricavare, dall’analisi del materiale genetico, un profilo unico e caratteristico di quell’individuo. (A.Z.)

Razionale: Tutte le cellule somatiche di un individuo contengono, nel loro nucleo, lo stesso DNA, che rimane inalterato nel tempo, persino dopo la morte. (E.G.) Dagli studi effettuati sul carotipo umano, sembrerebbe che tutti noi umani condividiamo la stessa batteria di 23×2 cromosomi. (V.B.) In effetti tra due individui, in media, il 99,9% di materiale genetico è identico, ma vi sono delle piccole differenze (il rimanente 0,1%) che concorrono a determinare quell’individualità caratteristica dei diversi esseri umani (salvo per gemelli monozigoti). (N.S.)

L’impronta genetica di un individuo, quindi, è unica ed irripetibile(D.A.) In termini numerici, ciò significa che circa 3 milioni di paia di basi (azotate) sono diverse da persona a persona.

Oggigiorno sono noti i più comuni punti di variazione di alcuni geni, ovvero di porzioni di DNA cromosomico. In generale, si può determinare il profilo genetico di un individuo tramite analisi delle differenze (genotipizzazione) di 16 regioni del DNA altamente variabili in lunghezza (dette poliformiche). (A.O.) Ad es. nel cromosoma numero 5 vi è un locus genico, o regione del dato gene, in cui compaiono delle sequenze TAGA, che possono essere ripetute da 5 a 16 volte, a seconda dell’individuo considerato. (A.G.P.)

Procedura: Per effettuare il test è necessario:

  1. Prelevare un campione di DNA della persona in questione. In genere si tratta di un campione di cellule salivari o di un campione di sangue, poiché sono le cellule migliori per effettuare questo tipo di esame. (A.F.)
  2. Da questi campioni è possibile estrarre il DNA tramite un protocollo molto semplice (che noi abbiamo riprodotto in laboratorio).
  3. Una volta isolata la macromolecola, la si sottopone alla cosiddetta PCR (polymerase chain reaction), una reazione enzimatica che utilizza la DNA-polimerasi per amplificare le 16 regioni di DNA polimorfiche. In questa fase, le specifiche regioni di DNA vengono prodotte (per copiatura) in milioni di copie. Questa fase è particolarmente utile se il campione è presente in quantità limitate o se è parzialmente degradato.
  4. Tali frammenti vengono quindi separati in modo automatizzato (per elettroforesi) grazie alla loro differente dimensione.
  5. L’immagine che si ottiene alla fine, è una sorta di diagramma a picchi (o codice a barre), diversa per ogni individuo.
dna_profiling_yourgenome
Le diverse fasi sperimentali nella determinazione del profilo genetico di un individuo.

Utilità: Il profilo genetico così ottenuto viene poi messo a confronto con il materiale raccolto in un contesto diverso (A.F.). In ambito forense, ad es., l’impronta genetica degli individui sospetti viene paragonata con quella raccolta da materiale organico rinvenuto sulla scena del crimine. Il test serve dunque ad individuare un colpevole. (Z.B.) Nelle dispute riguardanti la paternità di un individuo, si confronta il profilo genetico del presunto padre con quello del figlio. Poiché ogni individuo eredita metà del materiale genetico dal padre e metà dalla madre, se vi è una corrispondenza nei profili del 50%, allora il padre è quello biologico. (L.F.) Test genetici vengono effettuati anche in ambito medico al fine di individuare eventuali fattori di predisposizione di un individuo a una malattia ereditaria, o geneticamente trasmissibile. (N.S.)

dnafingerprintfamily
Solamente D1 è figlia dei due genitori.

Gemelli identici o diversi?

Il tema dei “gemelli” torna ciclicamente quando si parla di fecondazione. Questa volta la curiosità era di Z. Senza addentrarci nello studio degli apparati riproduttori, abbiamo accennato al fatto che la vita dell’uomo si genera nel momento in cui lo spermatozoo e l’ovocita, cioè, rispettivamente, la cellula germinale maschile e femminile, si fondono nella tuba uterina. Abbiamo poi detto che tali cellule sessuali (chiamate anche gameti) sono particolari e si distinguono da tutte le altre, perché portano, nel loro nucleo, solo metà del materiale genetico, contano cioè, solo 23 cromosomi e si dicono aploidi. Esse si generano per meiosi, un particolare processo di divisione cellulare che compete solo alle cellule contenute nell’ovaio o nei testicoli (gametogenesi).

Il materiale genetico paterno va ad unirsi a quello materno nel momento della fecondazione, ma i rispettivi cromosomi -abbiamo detto 23 per parte- restano unità separate, non si fondono. I cromosomi, quindi, mantengono la loro identità anche dopo la fecondazione. L’ovulo fecondato conta ora ben 23 x 2 = 46 unità di DNA, è cioè una cellula diploide, e contiene tutte le informazioni necessarie per formare un intero organismo. La cellula che risulta dall’unione e fusione del gamete maschile e di quello femminile si chiama zigote.

la-meiosi-e-la-formazione-dei-gameti-l-e3uv4v
Per semplicità, in quest’immagine i gameti portano 3 unità cromosomiche (anziché 23) che, dopo fecondazione, generano lo zigote, che ne conta 6 (anziché 46).

Nella fase embrionale precoce, lo zigote comincia a dividersi, secondo il più comune tipo di divisione cellulare che è la mitosi, molto rapidamente, originando due cellule figlie, identiche alla cellula madre. Queste, a loro volta, ne genereranno altre due (ovvero 4 totali); seguendo questo schema di divisione cellulare (le potenze del 2), si passa da 4 a 8 cellule, poi da 8 a 16, da 16 a 32 e così via.

fertilization_cleavage_and_the_formation_of_a_blastocyst

Durante questa prima fase della moltiplicazione cellulare, può avvenire la separazione dell’unica massa di cellule presente in quel momento in due masserelle separate, dette morule (per la loro somiglianza alla mora). Se entrambi gli ammassi cellulari trovano modo di impiantarsi nell’utero materno, può generarsi una gravidanza gemellare. Questi gemelli avranno identico patrimonio genetico, provenendo dalla stessa divisione cellulare; sono detti gemelli monoovulari, ovvero sono generati dallo stesso ovocita. Si dicono anche monozigoti, perché lo zigote iniziale era lo stesso. I gemelli monovulari possono condividere la stessa placenta (gemelli monovulari monocoriali), o possono sviluppare due placente distinte (gemelli monovulari bicoriali). Da questa gravidanza nasceranno gemelli identici, aventi quindi anche stesso sesso con forti somiglianze fisiche, cioè stessi caratteri somatici.

Quando la divisione della massa di cellule avviene in una fase embrionale più tardiva, possono, con probabilità assai ridotte, formarsi gemelli che hanno una o più parti del corpo in comune, i gemelli siamesi. Essi nascono uniti in quella zona e possono, se non sono coinvolti organi vitali, essere separati chirurgicamente con successo.

Più comunemente può accadere che due ovuli, maturati dallo stesso ovaio, possano essere fecondati, all’interno della stessa tuba, da due spermatozoi diversi. Le condizioni che possono determinare la comparsa di due ovociti maturi in uno stesso ciclo mestruale possono essere varie. I due embrioni si sviluppano indipendentemente, impiantandosi separatamente nella mucosa uterina, in punti diversi, sviluppando ciascuno i propri annessi fetali (placenta, corion, amnios). Poiché i due feti che si formano hanno un patrimonio ereditario diverso fra loro (derivano, infatti, da due uova e da due spermatozoi diversi), non avranno una somiglianza fisica maggiore di quella che si riscontra normalmente tra due fratelli derivati da gravidanze diverse e potranno avere sesso differente. Essi vengono perciò chiamati gemelli biovulari, o dizigoti.

nascita-dei-gameti-spermatozoo-e-ovocellula-l-c2ovow
L’oogenesi, la formazione dei gameti femminili.

Dunaliella salina e i laghi rosé

In questo periodo di festività natalizie abbiamo ripassato la geografia della Palestina ai tempi di Gesù Cristo e abbiamo annoverato, da nord a sud, le tre regioni storiche che la costituiscono, insieme alle loro città più importanti: la Galilea con Nazareth, Genezareth e Cana, la Samaria con Cesarea e Samaria, e, infine, la Giudea con Betlemme, Gerusalemme, Gerico ed Ebron. palestinaTutte e tre le zone sono attraversate, lungo loro confine orientale, dalla valle del fiume Giordano; esso si immette, scorrendo verso sud, prima nel lago di Genezareth (alias Mar di Giudea) e poi nel Mar Morto. Quest’ultimo, in verità, è un lago, posto ad una depressione di circa 400m sotto il livello del mare ed è caratterizzato da un’elevatissima salinità, circa dieci volte maggiore rispetto ai mari tradizionali.
Ciò fa sì che non vi si trovino forme di vita, eccezion fatta per alcuni batteri o alghe. Tali microorganismi vengono detti alofili poiché si sono adattati a vivere a livelli di salinità ben al di sopra (15-30% di NaCl) di quelli tollerati dai normali organismi (7,5%). Tra questi ricordiamo la Dunaliella salina, un’alga unicellulare eucariote flagellata, che sviluppa alcuni carotenoidi per proteggersi dalle forti radiazioni UV a cui è sottoposta che conferiscono una caratteristica colorazione rosso-arancio alle acque in cui cresce.

300px-dunaliella_salina
Disegno schematico di un’immagine al microscopio ottico di Dunaliella salina

Pare che sia il ß-carotene, pigmento presente in granuli all’interno delle tilacoidi dell’unico cloroplasto che la cellula possiede, ad essere il responsabile del colore dell’alga. Tale vegetale riesce a sopravvivere in quest’ambiente inospitale grazie all’ingente produzione di glicerolo, al quale la sua membrana plasmatica non è permeabile, e viene perciò trattenuto all’interno del citoplasma per contrastare la forte pressione osmotica esercitata all’esterno dal sale.

Altri membri della famiglia delle Dunaliellaceae comprendono delle specie che oggi sono oggetto di studio perché ritenute possibili fonti di biocombustibile (biodiesel), grazie alla loro rapida crescita e al rilevante accumulo di lipidi nei globuli del citosol.

%d0%b4%d1%83%d0%bd%d0%b0%d0%bb%d0%b8%d0%bd%d0%b0-%d1%81%d0%bd%d0%b8%d0%bc%d0%ba%d0%b0