La circolazione termoalina

L'acqua degli oceani è in continuo movimento, si inabissa nelle zone polari, percorrendo i fondali degli oceani di tutta la terra, per poi risalire nelle zone tropicali, e di nuovo viaggiare in superficie fino alle zone polari, chiudendo il ciclo.
Cosa muove questo immenso meccanismo? La causa è la presenza di masse d'acqua a densità diversa, dovuta a diversa temperatura e salinità. In questo esperimento vedremo un esempio di questo fenomeno.

Elettroforesi del DNA

Avete appena concluso con successo l'esperienza di estrazione del DNA, e gli studenti vi chiedono "ma adesso possiamo vederlo al microscopio?". A meno che non abbiate un microscopio elettronico e molta fortuna, difficilmente riuscirete a vedere le singole molecole di DNA, ma c'è una tecnica molto più a portata di mano per verificare se quello che avete estratto è davvero DNA, e per separare questo da altri eventuali componenti: l'elettroforesi su gel.
Questa tecnica viene generalmente usata per separare tra loro frammenti di DNA di dimensioni diverse (come nel caso del DNA fingerprinting nelle scienze forensi), ma può anche essere usata per evidenziare la presenza di DNA genomico in un campione.
Qui viene descritta per sommi capi la tecnica usata nel nostro laboratorio, attraverso il kit per elettroforesi EDVOTEK, per il procedimento dettagliato si rimanda al manuale di istruzioni del kit.

Riconoscimento di rocce


Nata sotto le profondità dell'oceano, nell'instancabile fucina della crosta terrestre, dove il mantello risale e si raffredda, a formare quello che è il pavimento delle acque terrestri. Ha riposato per milioni di anni, per essere poi sconvolta da forze immense, che la strapparono verso l'alto mentre il resto del suo mondo ritornava nelle profondità del mantello, sepolto sotto chilometri di crosta continentale. Venuta alla luce, esposta a sole, vento, pioggia, neve e gelo, per secoli e secoli, si è corrosa, crepata, spaccata e sbriciolata, per essere poi trascinata a valle da torrenti tumultuosi, che ne hanno levigato i clasti fino a renderli scuri sassi tondi. Il fiume sfocia nel mare, e qui la corrente rallenta, i sassi si depositano sul fondo, insieme a milioni di altri sassolini e sabbia dalla provenienza più varia. Sepolti sotto strati e strati di altri sedimenti, vengono compressi, cementati, uniti insieme in una nuova roccia. Di nuovo milioni di anni sottoterra, per poi essere spinta verso l'alto mentre tutto intorno la terra si piega, si comprime, emerge. E di nuovo la roccia vede la luce, si erge sul fianco di una montagna, e come un libro racconta la sua storia agli occhi che la sanno leggere.

Genetica di popolazione con le carte da gioco

Nel 1908, durante una partita di cricket, il genetista Reginald Punnet chiese al matematico G. H. Hardy "Come mai, se un allele è dominante, questo non si diffonde a tutta la popolazione, soppiantando l'allele recessivo?". Hardy, non sapendo che pochi mesi prima il medico tedesco Wilhelm Weinberg aveva già trovato la risposta, elaborò e pubblicò la risposta, sotto forma di quello che oggi conosciamo come la legge di Hardy-Weinberg.

Osservazione al microscopio


Questa non è una vera e propria esperienza in sé, ma descrive il procedimento di base da usare nella maggior parte delle osservazioni al microscopio.

Estrazione del DNA da cellule animali

"Meduse" di DNA a partire da quantità diverse di fegato

Avete presente la classica esperienza di estrazione del DNA dalla banana, fatta un po' in tutte le scuole del mondo, in cui con un po' di sale e di detersivo si estrae una massa gelatinosa che l'insegnante sostiene essere DNA? Bene, sappiate che è un falso. O almeno, quella massa gelatinosa non è fatta da DNA genomico integro. Lo si può dimostrare facendone l'elettroforesi su gel di agarosio: non si vede nessuna banda a lenta corsa caratteristica delle grandi molecole di DNA genomico, che, quindi, non è presente in quantità apprezzabili. Il motivo, probabilmente, sta nel fatto che nel procedimento normalmente seguito non c'è nessun passaggio in grado di rompere le pareti cellulari.
Vi proponiamo qui, invece, una procedura di estrazione del DNA da cellule animali, adattata da procedure normalmente utilizzate in laboratori di ricerca, il cui risultato è stato verificato tramite elettroforesi su gel di agarosio.

Dissezione di un pesce


Oceani del pianeta Terra, Cambriano, un po' più di 500 milioni di anni fa.
La vita si evolve in una moltitudine di forme sempre più complesse: molte si estingueranno, qualcuna sopravviverà.
In una popolazione di piccoli organismi deuterostomi, l'evoluzione seleziona un nuovo piano corporeo, dotato di un organo lineare allungato, che fornisce ai muscoli un punto d'appoggio rigido, ma al tempo stesso in grado di flettersi: la notocorda. Nascono così i primi cordati.
Tra questi organismi se ne affermano alcuni di forma stretta e allungata, in grado di spostarsi nell'acqua con un movimento a S, lo stesso che troviamo ancora nei pesci del giorno d'oggi.
Col passare delle generazioni, le due estremità di questi organismi si differenziano: ecco che abbiamo testa e coda, una direzione preferenziale di movimento, e anche qualcosa per guidare questo movimento: gli occhi.
Nella testa il tubo neurale si ingrossa, e questi organismi evolvono un sistema per proteggerlo: tessuti cartilaginosi si sviluppano intorno al neonato cervello e al resto del tubo neurale, ed ecco che possiamo distinguere un cranio e una colonna vertebrale: sono comparsi i vertebrati. La colonna vertebrale, molto più efficace della notocorda nel dare sostegno al corpo, col passare del tempo la sostituirà rendendola pressoché inutile nell'organismo adulto: nei vertebrati di più recente evoluzione, infatti, della notocorda restano solo poche vestigia.
La struttura idrodinamica di questi organismi permette loro di essere molto mobili e molto attivi, ma questo comporta un grande consumo di ossigeno: per aumentare lo scambio di gas disciolti, l'evoluzione seleziona le branchie.
Passa il Cambriano e passa l'Ordoviciano: la vita sempre più attiva di questi organismi pone nuove sfide, ogni volta risolte evolvendo soluzioni nuove: la sintesi di dentina per mordere e masticare, le pinne per dirigere il movimento, le scaglie per proteggere l'organismo, la linea laterale per avvertire i movimenti degli organismi vicini.
Sono passati cento milioni di anni, siamo nel Siluriano, e un altro grande passo evolutivo sta per dividere quelli che potremmo chiamare i pesci del tempo: gli organismi più attivi e voraci sacrificano due segmenti di branchie per formare una struttura cartilaginosa, mobile, che conferisca rigidità alla bocca. Ecco che nascono le mandibole, non solo per rendere più efficace il morso, ma anche e soprattutto per pompare acqua attraverso le branchie e garantire un maggiore flusso di ossigeno ad un corpo sempre più esigente.
Qualche decina di milioni di anni dopo, nel Devoniano, avviene il passo che separa gli squali dalla maggior parte degli altri pesci: mentre alcuni (quelli che daranno origine, appunto, agli squali di oggi) mantengono uno scheletro di cartilagine, in altri lo scheletro si evolve in una struttura più rigida e resistente, le ossa.
Tra questi pesci ossei, alcuni evolveranno pinne sostenute da raggi ossei, e da loro discenderanno la maggior parte dei pesci moderni. Altri, dotati di pinne carnose, rischieranno di perdere la sfida evolutiva negli oceani, ma raggiungeranno un altro straordinario traguardo: alcuni di loro impareranno a respirare aria e spostarsi sul terreno, generando quelli che oggi sono i tetrapodi. Uomo compreso.