Biologia, scienze della vita

Festeggiamo il giorno in cui un bambino si alza per la prima volta sulle gambe, compiendo i suoi primi passi. Trascorriamo le nostre giornate muovendoci su due piedi, e mai ci verrebbe in mente di spostarci "a quattro zampe" come ogni altro animale. Ciò accade perché il nostro corpo è costruito per sviluppare fin dai primi anni di vita la postura eretta. Stare così, su due piedi, però, ci rende meno veloci e meno stabili rispetto ad altri animali. A prima vista si tratta di una scelta evolutiva sbagliata, che avrebbe potuto condannare l'uomo all'estinzione, ma in realtà ha innescato lo sviluppo di nuove abilità, dall'uso degli arti superiori per costruire e imbracciare strumenti all'invenzione del linguaggio, di fatto aprendo la strada alla nascita di caratteristiche specificamente umane come la compassione, l'empatia e l'altruismo. Jeremy DeSilva, paleoantropologo dell'università di Dartmouth, costruisce un racconto che ci riporta indietro di sette milioni di anni passando in rassegna studi scientifici e analisi fossili, fino a raggiungere il cruciale momento in cui l'uomo ha deciso di affrontare un cambiamento potenzialmente letale ed è diventato invece l'animale più strano, complesso e potente del pianeta. E spiega come camminare ci abbia trasformato, rendendoci davvero umani.

Per quattro miliardi di anni la Terra è stata abitata solamente dai microbi. Nel brodo primordiale non c'era altro, e il nostro pianeta, in tutto quel lungo periodo, era molto diverso dal luogo caldo e ospitale che conosciamo oggi. Per un lungo, lunghissimo periodo di tempo i microrganismi hanno svolto il loro meticoloso, ostinato, instancabile lavorìo biochimico grazie alle loro sofisticatissime nanomacchine biologiche, trasformando radicalmente in milioni di anni la composizione chimica del pianeta e rendendo in questo modo la Terra abitabile anche per le altre forme di vita, esseri umani compresi. I motori della vita è il libro che ci racconta come sia potuta accadere questa improbabile meraviglia e ci mostra come, ancora oggi, senza i microbi la vita sarebbe del tutto impossibile. I microrganismi sono gli autentici «edificatori» della Terra. È all'interno degli apparati citoplasmatici di queste creature che avvengono i passaggi cruciali che permettono a tutto il mondo vivente di continuare il proprio cammino nel mondo, tanto che per potersi evolvere gli organismi superiori sono stati costretti a inglobare nelle loro cellule proprio questi piccoli miracoli di efficienza biologica, in una simbiosi vincente che dura ormai da centinaia di milioni di anni. Falkowski ci svela così che tutti noi, in fondo, non siamo altro che un agglomerato evoluto di microbi, e lo fa muovendosi in questo mondo con un umorismo e una competenza incredibili, raccontando con voce felice l'evoluzione da un punto di vista originale e inusuale.

Questo libro ha preso forma in un mondo sotto scacco. Eppure non nasce dal conto degli errori fatti, bensì da una nuova consapevolezza: non siamo i padroni della Terra, perché condividiamo il pianeta con un'infinità di minuscoli abitanti, a volte più potenti di noi. Fin dall'alba dei tempi, batteri, virus e microrganismi possono essere preziosi alleati, ma anche terribili nemici. Fondamentale è quindi studiarli e imparare a conviverci. La conoscenza del passato è come sempre la via maestra per interpretare il presente. Per questo Barbara Gallavotti ripercorre la storia dei microbi, antica quanto quella dell'uomo, esaminando con profonda competenza e con un linguaggio chiaro le geniali soluzioni che essi hanno adottato per riuscire a non estinguersi, approfittando anzi di ogni occasione per diventare più forti e più numerosi. Anche il corpo umano, però, in maniera altrettanto stupefacente, ha sviluppato strategie per non soccombere, spesso ricorrendo all'aiuto della scienza. È proprio la scienza che nel corso dei secoli ci ha dotato di armi ben più potenti di quelle che avremmo potuto mettere in campo solo facendo appello al nostro sistema immunitario. La lunga avventura degli esseri umani sulla Terra è legata in maniera inscindibile al rapporto con ciò che ci circonda, dall'infinitamente grande all'infinitamente piccolo; in una parola, con tutto ciò che chiamiamo «natura». E da questa relazione, ogni giorno sempre più compromessa, dipende la nostra sopravvivenza. Perché senza l'uomo la vita sul pianeta proseguirebbe comunque, magari comparirebbero nuovi organismi, ma senza l'ambiente e la ricchezza della sua biodiversità gli esseri umani sono destinati all'estinzione. È forse questa la lezione più importante che possiamo trarre dalla recente pandemia: la nostra salute dipende da quella della Terra e di tutte le specie che la abitano, e non tenerne conto, sfruttando senza alcun rispetto le risorse disponibili come se fossero illimitate, ha un costo altissimo. Non possiamo permetterci di sfidare la natura, o di ignorare i confini invisibili che ci separano e al tempo stesso ci mettono in contatto con gli altri esseri viventi. Occorre invece che ci assumiamo, tutti insieme e ciascuno singolarmente, la grande responsabilità di ricreare la necessaria sintonia con il nostro pianeta: un obiettivo ambizioso eppure esaltante, per il quale ormai non esistono più scorciatoie.

Una storia prima della Storia: dall'esplosione del Big Bang alla comparsa dell'essere umano. Quattro miliardi e mezzo di anni costellati di cataclismi e rinascite, raccontati come se fossero un appassionante romanzo di fantascienza. Siamo abituati ad associare l'esistenza della Terra a quella della nostra specie: Homo sapiens. Eppure gli esseri umani, benché lo abbiano modificato più di qualsiasi altro animale, abitano il pianeta da poche migliaia di anni, un lasso di tempo irrisorio se guardato dalla prospettiva del momento in cui tutto è cominciato. Di quello che è successo prima che i nostri lontani antenati comparissero non sappiamo molto, a parte qualche infantile ricordo in stile Jurassic Park il resto è oscuro. Si tratta invece di un periodo di cambiamenti entusiasmanti, tra esplosioni nucleari e glaciazioni, metalli pesanti che evaporano e altri che sedimentano nel nucleo e fondono, tra terre che emergono e si spostano e altre che vengono sommerse e spariscono per sempre. Una storia così lontana da apparire misteriosa e affascinante quanto un racconto inventato; fatta di creature dimenticate che a queste mutazioni si sono adattate, sopravvivendo per milioni e milioni di anni, resistendo a radiazioni, temperature estreme, inondazioni: evolvendosi. Una storia di cui non abbiamo alcuna memoria, ma che ha reso possibile il nostro improbabile avvento, e che ci rivela il fragile e meraviglioso equilibrio su cui si è sempre retta la vita

L'attività didattica e di apprendimento del corso è proposta all'interno di un ambiente digitale per lo studio, che ha l'obiettivo di completare il libro offrendo risorse didattiche fruibili in modo autonomo o per assegnazione del docente. Il codice presente sulla copertina di questo libro consente l'accesso per 18 mesi a MyLab, una piattaforma digitale interattiva specificamente pensata per accompagnare e verificare i progressi durante lo studio. MyLab offre la possibilità di accedere al manuale online: l'edizione digitale del testo arricchita da funzionalità che permettono di personalizzarne la fruizione, attivare la lettura audio digitalizzata, inserire segnalibri anche su tablet e smartphone.

L'impatto che l'uomo ha sul pianeta è innegabile, e anche quando non intendiamo deliberatamente distruggere l'ambiente ce ne allontaniamo e restiamo intrappolati nel consumismo della nostra vita quotidiana. Eppure Peter Wohlleben è convinto che il nostro legame con la madre Terra sia ancora forte, e la nostra connessione con il suo magnifico e perfetto meccanismo molto più stretta di quanto non ne siamo consapevoli. Utilizzando le ultime scoperte scientifiche e decenni di osservazioni personali, ci aiuta a scoprire per esempio che la pressione sanguigna si normalizza in prossimità degli alberi, che il colore verde è in grado di rasserenare, che all'interno di una foresta i sensi si risvegliano e si è in grado di vedere meglio, ascoltare meglio, sentire meglio gli odori; ma scopriamo curiosamente che questa relazione sa essere benefica anche nel senso contrario e che le piante possono reagire positivamente al contatto umano. Grazie a questo libro si entra così in un cosmo meraviglioso in cui l'uomo è parte integrante del pianeta, e si comprende perché non è affatto troppo tardi per iniziare davvero a proteggere la natura e quindi noi stessi.

La paura, affinata da milioni di anni di selezione naturale, ha mantenuto in vita i nostri antenati. Ma abbiamo ancora molto da imparare su come gestire la nostra risposta al pericolo. Da più di trent'anni, Daniel Blumstein studia le risposte di paura degli animali. Le sue osservazioni portano a una conclusione definitiva: la paura preserva la sicurezza, ma a caro prezzo. Uno stormo di uccelli in cerca di cibo spende energia preziosa prendendo rapidamente il volo quando appare un rapace. Ma se, da un lato, gli uccelli riescono a fuggire, dall'altro si lasciano alle spalle la loro fonte di cibo. Tra gli esseri umani, la paura è spesso una risposta comprensibile alle fonti di minaccia, ma può comportare un impatto elevato sulla salute e sulla produttività. Approfondendo le origini evolutive e i contesti ecologici della paura tra le specie, Blumstein considera ciò che possiamo imparare dai nostri simili animali, dai successi e dai fallimenti. Osservando come gli animali sfruttino l'allarme a proprio vantaggio, possiamo sviluppare nuove strategie per affrontare i rischi senza panico.

Il 27 dicembre 1831 il brigantino Beagle salpò dall'Inghilterra con un passeggero d'eccezione, il giovane Charles Darwin, per un giro del mondo che durò cinque anni. Al suo ritorno le risultanze di quel viaggio spinsero il giovane naturalista a elaborare l'ardita teoria che le specie vegetali e animali non sono state create indipendentemente, ma sì sono evolute nel tempo grazie a una selezione naturale del più adatto nella lotta per la vita. Questa teoria minava alla radice la pretesa dell'uomo di essere stato creato "a immagine e somiglianza di Dio", e faceva invece supporre una sua discendenza da qualche progenitore comune delle grandi scimmie. Non può dunque sorprendere che il darwinismo abbia scosso i fondamenti stessi delle religioni bibliche, e generato polemiche e resistenze che dividono ancor oggi l'opinione pubblica dei non addetti ai lavori. In questo agile volume Odifreddi ripercorre le tappe salienti del pensiero di Darwin, le sue ripercussioni nella cultura moderna e le reazioni che ha scatenato di là e di qua del Tevere.

Dall'improbabile e devastante impatto di un asteroide alle selvagge evoluzioni delle ere glaciali, fino agli eventi accidentali e unici che avvengono nelle gonadi dei nostri genitori, siamo tutti qui - noi e le altre specie animali e vegetali - come risultato di una serie sorprendente di avvenimenti fortunati. In un racconto che tiene insieme Jacques Monod e Charles Darwin, la geologia e la genetica, Kurt Vonnegut e gli stand up comedians, l'autore di "Infinite forme bellissime " Sean B. Carroll ci accompagna alla scoperta dell'incredibile potere del caso, e di come sia la fonte sorprendente di tutta la bellezza e la diversità del mondo vivente.

Come botanica, Robin Wall Kimmerer è abituata a porsi domande sulla natura dal punto di vista della scienza. Come appartenente alla Nazione Potawatomi, sa che piante e animali sono i nostri primi maestri. Nelle pagine de "La meravigliosa trama del tutto" unisce questi due approcci per trascinare il lettore in un viaggio tra mito e scienza, sacro e storico, cultura e saggezza. Nel ripercorrere la propria esperienza di scienziata nativa, madre, donna, l'autrice mostra in che modo gli altri esseri viventi - siano essi salici o giunchiglie, fragole o falene, salamandre, alghe o l'erba sacra che chiamano sweetgrass - ci offrano insegnamenti preziosi, anche se abbiamo dimenticato come ascoltarne le voci. Il ricco intreccio di riflessioni che vanno dalla creazione dell'Isola della Tartaruga, - così i nativi americani chiamano il pianeta -, fino alle forze che oggi la minacciano, ruota attorno a un'idea ben precisa: il risveglio, sempre più urgente, di una decisa coscienza ecologica presuppone il riconoscimento e la celebrazione del nostro rapporto con il resto del mondo vivente. Perché solo quando sapremo dedicare attenzione ai linguaggi delle altre creature potremo comprendere la generosità della terra. E impareremo a ricambiare i suoi doni.

La biologia è uno dei campi più dinamici e in rapida espansione dell'attività umana e coinvolge ogni aspetto della vita, dalla nostra salute e comportamento alle impegnative questioni ambientali globali. Quattro temi principali s'intrecciano in tutto il libro: l'organizzazione della vita, il flusso di energia attraverso i sistemi viventi, la genetica e l'evoluzione.

Per analizzare i dati che raccoglie, chi studia gli organismi viventi ha bisogno di padroneggiare i metodi statistici. Un corso introduttivo che funzioni deve, però, accostarsi all'analisi dei dati più dal punto di vista biologico che da quello strettamente statistico: privilegiare la comprensione intuitiva dei concetti per arrivare all'espressione formale, utilizzare esempi tratti da studi condotti realmente e, soprattutto, affrontare quegli argomenti su cui biologia, medicina, scienze forestali e ambientali, agronomia e tutte le scienze della vita si interrogano. Analisi statistica dei dati biologici nasce proprio per far fronte a queste esigenze; la sua efficacia si può ricondurre in particolare a queste caratteristiche: gli esempi tratti dalla letteratura scientifica specializzata; gli esercizi basati su dati reali: decine di problemi costruiti a partire da ricerche realmente condotte nelle diverse discipline che studiano i viventi, alcuni con soluzione (contrassegnati in blu), alcuni senza (contrassegnati in rosso), esercizi di calcolo sulle procedure, tre sezioni di problemi di riepilogo con soluzioni; le spiegazioni intuitive dei concetti chiave: Che cos'è un buon campione? Che cosa distingue la descrizione dei dati dall'inferenza statistica? Cos'è la distribuzione campionaria di una stima? Come possiamo pianificare correttamente un esperimento? l'analisi dei dati in pratica: come realizzare buone visualizzazioni grafiche, come stimare e verificare le ipotesi di lavoro, concentrandosi sugli aspetti pratici e rilevando gli errori più comuni; il disegno sperimentale in pratica: i controlli, la randomizzazione, la pseudo-replicazione e il raggruppamento spiegati in modo intuitivo e nei risvolti più operativi; gli argomenti più moderni, in genere trascurati nei corsi introduttivi, quali la verosimiglianza, la regressione non lineare, i modelli lineari generali, i test basati su simulazioni o permutazioni, l'analisi di sopravvivenza e il bootstrap; i focus tra un capitolo e l'altro, che trattano molti argomenti di rilevanza generale, come la differenza tra significatività statistica e importanza biologica o tra associazione statistica e relazione di causa-effetto, il problema dei test multipli, la scelta del test statistico più appropriato; i riepiloghi dei concetti-chiave a fine capitolo, i formulari che raggruppano le equazioni studiate, un corredo di immagini di qualità e mai puramente ornamentali.