2A-3A KANGOUROU DELLA MATEMATICA

COME SAI, IL 21 MARZO SI PARTECIPA AL KANGOUROU.

I concorrenti gareggiano ripartiti in 6 categorie (o livelli di scolarità): 
2A BENJAMIN (classi prima e seconda di scuola secondaria I grado)
3A CADET (classe terza di scuola secondaria I grado)

ECCO I LINK PER ESERCITARTI NEL WEEK-END:

Categoria Benjamin
http://www.kangourou.it/Testi%20Gare/2018/BMarzo-18.pdf
http://www.kangourou.it/Testi%20Gare/2017/BMarzo-17.pdf

Categoria Cadet
http://www.kangourou.it/Testi%20Gare/2018/CMarzo-18.pdf
http://www.kangourou.it/Testi%20Gare/2017/CMarzo-17.pdf

2A - PRESENTAZIONE DATI PROGETTO "SCHOOL OF ANTS - A SCUOLA CON LE FORMICHE"

Istruzioni per costruire una Power Point sull’attività “A scuola con le formiche”

1. Crea una cartella che chiamerai "Formiche"
2. Apri il blog sul post del 3 marzo
3. Trascina sul desktop e poi nella cartella “formiche” le immagini
4. Prendi i file “dati giugno” e “dati settembre”, inserisci i dati della check list delle specie  in un file Excel anch’esso salvato con il nome “Formiche” nella cartella “Formiche”; elabora i grafici.
5. Apri power point, salva subito il file con il nome “Formiche” sempre nella cartella “Formiche”
6. Crea le slide seguendo la sequenza indicata, cercando di NON copiare ma di rielaborare la traccia
7. Inserisci le immagini a tuo piacere ed i grafici che hai costruito
8. Aggiungi il grafico (già fatto) con i dati di giugno di tutta la scuola
9. Metti le immagini delle specie da noi trovate
10. Crea qualche slide informativa sulle formiche
11. Scrivi un tuo commento personale

SLIDE 1

Presentazione dell’attività

La scuola Breda partecipa a School of Ants, un progetto di ricerca scientifica basato sulla collaborazione di volontari per raccogliere dati sulla presenza e distribuzione delle varie specie di formiche che vivono nelle nostre città. Il nostro è quindi un progetto di Citizen Science, ovvero di Scienza fatta dai (e per i ) Cittadini, con la collaborazione del Laboratorio di Mirmecologia dell'Università di Parma e del MUSE di Trento.

Abbiamo fatto due campionamenti: uno in primavera ed uno a fine estate-inizio autunno.

SLIDE 2

Il Kit

Il kit per la raccolta delle formiche contiene: provette con tappi verdi e gialli, biscotti sbriciolati tipo “Grancereale”, bustine di plastica con chiusura a zip, una penna, bandierine per individuare le provette posizionate per il campionamento, scheda per la registrazione dei dati, istruzioni. Noi avevamo a disposizione un kit già completo contenuto nella Ant Box.

SLIDE 3

Il campionamento

Si raccolgono i campioni in una giornata di sole nel giardino o cortile della scuola.

Si scelgono 4 aree in cui è presente della vegetazione (nel prato, vicino ad un cespuglio, sotto un albero ecc.). Si collocano le provette contenenti un po’ di biscotto sbriciolato.

Si scelgono 4 spazi senza vegetazione e si ripete il piazzamento come sopra.

Si aspetta 1 ora.

Nel frattempo, si compila la scheda riportando dati relativi al luogo, la data, la temperatura.

Si recuperano le provette e si mettono nelle bustine con la scheda dati.

Le 8 bustine si mettono in una busta grande in freezer per tutta la notte. Questo è il modo più delicato per sacrificare le formiche.  poi si spedisce tutto al Laboratorio di Mirmecologia dell'Università di Parma, alle tutor di progetto.

SLIDE 4

DEVI RIFARE CON EXCEL TABELLE E DATI

Risultati

L’Università di Parma ha restituito i dati del campionamento.

Giugno

Settembre

SLIDE 5-6

Presenta tabelle e grafici da te elaborati dei due campionamenti.

DEVI RIFARE CON EXCEL TABELLE E DATI

SLIDE 7

Presenta il grafico del campionamento di giugno di tutta la scuola.

SLIDE 8

Inseriscile immagini di tutte le specie da noi trovate.

SLIDE 9

Commenta i risultati.

SLIDE 10-11-12-13

Descrivi le formiche, le caratteristiche, le curiosità.

SLIDE 14

Inserisci un commento personale sull’attività.

Materiali

CLASSIFICAZIONE

Le formiche sono animali del  Phylum Arthropoda, Classe Insecta, Ordine Hymenoptera, Famiglia Formicidae.

COM'E' FATTA UNA FORMICA?

Le operaie delle formiche hanno dimensioni variabili da 1 a circa 30 mm; di norma le regine sono più grandi delle operaie sterili.

Le operaie hanno un capo grosso e robusto, mandibole forti ma meno sviluppate di quelle dei soldati, occhi piccoli, antenne. 

Dopo i due segmenti del peduncolo addominale, l'addome si ingrossa e al suo apice porta l'aculeo a volte funzionante. 

I maschi sono in genere piccoli, sempre provvisti di ali e hanno occhi e ocelli molto sviluppati. 

Fra gli organi di senso, il più sviluppato è l'olfatto che ha la sua sede nelle antenne. Nell'ultima porzione dell'addome, sboccano le ghiandole del veleno contenente acido formico.

Ciclo vitale

La regina depone annualmente delle uova che genereranno delle formiche alate, che sciameranno e formeranno nuovi formicai; i maschi dopo l'accoppiamento moriranno.

La formica è un insetto con metamorfosi completa, perché il suo sviluppo passa attraverso più fasi: uovo-larva-pupa-adulto.

Le operaie nutrono le larve rigurgitando nella loro bocca piccole gocce di cibo.

La larva delle formiche secerne un po' di seta con la quale si tesse un bozzolo in cui trascorre lo stadio di pupa. 

Le regine non lavorano e vivono da quindici a venti anni. Le operaie vivono da cinque a dieci anni; i maschi, invece, muoiono dopo essersi accoppiati.

Organizzazione sociale e comportamento

Le formiche vivono in società che possono essere formate da poche decine oppure molte centinaia di migliaia di unità.

Le formiche costituiscono una società coesa e solidale, retta da regole inflessibili, dove ciascuno ha un compito ben definito e nulla è lasciato al caso: per la società delle formiche si parla di superorganismo. Sono insetti eusociali: la divisione del lavoro è così rigorosa da non risparmiare neppure i neonati o la funzione riproduttiva.

La struttura sociale viene regolata dalla regina per mezzo dei feromoni, che hanno anche la funzione di indurre la sterilità nelle operaie.

Dieta

Le formiche sono onnivore. Alcune sono prevalentemente carnivore, predatrici, altre si nutrono di semi, altre ancora si nutrono del nettare di fiori o delle secrezioni zuccherine (melata) degli Afidi, che allevano nel formicaio. Alcune specie (Atta o formiche tagliafoglie) coltivano funghi simbionti su un substrato organico che viene raccolto e portato nel nido. 

Difesa

Le formiche si difendono e attaccano tramite morsi e, in molte specie, tramite punture che possono iniettare o spruzzare sostanze chimiche come l'acido formico. Alcune specie che dispongono di pungiglioni.

QUANTE SPECIE DI FORMICHE CI SONO SUL PIANETA?

Sono elencate 13.379 specie di formiche esistenti.

Quante credi ne rimangano da scoprire? Si ipotizza che il numero totale di specie di formiche al mondo sia tra 30.000 e 40.ooo.

3A - Chi siamo e da dove veniamo

Mercoledì 20/02 abbiamo fatto lezione alla Sala 9 del Museo di Storia Naturale.

Questa esposizione è dedicata all'origine e all'evoluzione dell'uomo. 

Per evoluzione umana si intende il processo di origine ed evoluzione dell'Homo sapiens.

Alla sua comprensione hanno contribuito molte scienze differenti: fisiologia, anatomia comparata, archeologia, geologia, linguistica, genetica...

Si pensa che, circa 5-6 milioni di anni fa, ci siamo evoluti nel Rift africano da un progenitore comune  tra lo e lo scimpanzé, e che 2,3-2,4 milioni di anni fa, dal genere Australopithecus si sia differenziato il genere Homo.

Homo erectus si è poi diffuso in tutto il mondo fra 1,8 e 1,3 milioni di anni fa, creando anche specie locali come l'Uomo di Neandertal in Europa. Un'ipotesi alternativa è che Homo erectus, lasciata l'Africa 2.000.000 di anni fa, si sia evoluto in Homo sapiens in diverse parti del mondo (Ipotesi multiregionale).

La visita al Museo si apre con un'introduzione all'ordine dei primati cui apparteniamo.

Le vetrine successive illustrano l'evoluzione dell'uomo con lo sviluppo delle facoltà cerebrali e il contemporaneo aumento delle dimensioni del cranio, l'acquisizione della postura eretta e l'aumento delle capacità di manipolazione degli oggetti. Una trattazione delle tappe fondamentali dell'evoluzione illustra le diverse specie finora trovate.

Uno degli esemplari di maggior pregio è il calco dello scheletro di Australopithecus afarensis, noto al pubblico con il nome confidenziale di Lucy. 

A sinistra, Lucy, a destra H. sapiens

Noi e il gorilla

Come si fa a capire che Lucy camminava eretta?

Si osserva l'inclinazione del femore: quella di Lucy è come la nostra.

Cosa mangiava Lucy? Da cosa si può capire?

 

L’antropologo Peter Ungar ha condotto uno studio sui denti degli australopiteci che rivela dettagli interessanti sulla loro dieta.  Lucy mostra denti con smalto ispessito e appiattito, per cui mangiava anche cibi duri o abrasivi come noci, semi e tuberi oltre a erbe e foglie.

Lucy camminava eretta: andatura bipede, rapporti familiari e amore

La stazione eretta non è affatto una posizione naturale. Essa è una sfida alle leggi della gravità perché eleva il baricentro del corpo e lo colloca in una posizione di perenne instabilità. Richiede una notevole spesa energetica per la ricerca continua della posizione di equilibrio. Implica anche una serie di rischi come ad esempio l'immobilità, o quasi, in caso di ferite o di fratture di un arto e una serie di disturbi, anche gravi, come lo schiacciamento delle vertebre, le sciatiche, le vene varicose, ecc.

E allora quali sarebbero stati i benefici derivanti da questa mutazione in grado di compensare questi inconvenienti?

Il vero beneficio sarebbe rappresentato dalla possibilità di utilizzare gli arti superiori come strumenti di presa e di trasporto di oggetti di varia natura e nello stesso tempo di acquisire, grazie alla maggiore altezza, un migliore controllo del territorio.

Si sa che gli organismi viventi hanno tanto più successo, nella lotta per la sopravvivenza, quanto più sono in grado di lasciare una discendenza: non produrre gran numero di figli, ma far in modo che ne rimanga in vita il maggior numero possibile di quelli nati e per il tempo necessario perché sia prodotta a sua volta altra prole.

Ebbene nella nostra specie, a differenza di tutti gli altri mammiferi, e quindi anche delle scimmie, la femmina non ha l'estro (con questo termine si indica quel periodo di fecondità in cui gli animali manifestano, attraverso segni esteriori evidenti, un desiderio irrefrenabile all'accoppiamento).

L'estro è una garanzia di prolificità.

Ma nell'uomo non è così: esso, come tutti sanno, può avere rapporti sessuali senza che questi portino necessariamente alla nascita di un figlio.

Che cosa c'entra tutto ciò con la posizione eretta?

Immaginiamo che fra gli Ominidi che abitavano la foresta alcuni acquisirono la posizione eretta attraverso una mutazione, dopo che furono costretti a discendere dagli alberi indotti dai cambiamenti climatici. In questi individui, appena scesi a terra, la stazione eretta era presumibilmente molto malsicura, ma andò lentamente migliorando. A questa evoluzione contribuirono alcune mutazioni fra cui la comparsa di un individuo (femmina) privo dell'estro.

La prima femmina senza l'estro non avrebbe dunque richiamato l'attenzione del maschio dominante, quello che, all'interno del gruppo, feconda tutte le femmine. 

Il fatto di non possedere l'estro dovrebbe rappresentare uno svantaggio evolutivo.

Immaginiamo allora che all'interno di un gruppo di pre-Ominidi che abitavano la foresta e che vivevano sugli alberi, ma che erano anche in grado di camminare al suolo in posizione eretta (o quasi), sia comparsa una femmina senza l'estro. Questa femmina avrebbe potuto accoppiarsi con un giovane del gruppo senza incontrare ostacoli da parte del maschio dominante in quanto quest'ultimo non si sarebbe accorto di lei proprio perché priva dell’estro e dei suoi evidenti segnali. Da questi rapporti, apparentemente sterili, sarebbe potuta nascere una discendenza, e quindi altre femmine di quel tipo, cioè senza l'estro. Notare che questa situazione corrisponde ad una disponibilità sessuale continua da parte della femmina e non limitata a certi periodi come con l’estro.

Una femmina però che si fosse trovata sola a provvedere all'allevamento del piccolo, avrebbe incontrato enormi difficoltà e forse non ce l'avrebbe fatta a far sopravvivere il figlio e sé stessa.Negli animali che vivono in comunità, tutti i componenti del gruppo erano chiamati a collaborare per l'interesse comune. A causa della situazione che si era venuta a creare dovette svilupparsi un nuovo tipo di rapporto fra i singoli componenti del gruppo; si dovette cioè instaurare, fra individui di sesso diverso, un legame personalizzato, di tipo monogamo, in cui il maschio, compensato dalla disponibilità sessuale continua, si sarebbe legato ad un'unica femmina, e precisamente a quella dalla quale aveva avuto il figlio. Forse in questo modo è nato quello che chiamiamo amore, cioè un rapporto di coppia stabile fondato su attrazioni di tipo diverso da quei comportamenti stereotipati riscontrabili negli animali che conducono vita comunitaria.

In questa particolare situazione la stazione eretta sarebbe stata di grande utilità perché avrebbe consentito di tenere in braccio i cuccioli. La liberazione delle mani dalla schiavitù della locomozione avrebbe consentito inoltre il trasporto del cibo e pertanto il bipedismo e la stazione eretta si sarebbero rivelati, alla fine, un vantaggio nella lotta per l'esistenza, perché avrebbero consentito il perfezionamento delle cure parentali e quindi in definitiva una migliore garanzia di sopravvivenza.

In conclusione, anche l’amore ha una storia “evolutiva”.

Il grande balzo in avanti di Homo sapiens

All’incirca 40mila anni fa si registrano alcune trasformazioni dell’apparato che permette l’emissione di suoni – cioè l’abbassamento della faringe e un diverso posizionamento della laringe.

Queste novità anatomiche compaiono in un ominide che aveva già acquisito la stazione eretta. L’uso delle mani e lo sviluppo di un apparato capace di produrre una più vasta gamma di suoni sono gli strumenti con cui i nostri antenati svilupperanno le straordinarie capacità che cambieranno il corso dell’esistenza della nostra specie.

I paleoantropologi parlano di un grande balzo in avanti di Homo sapiens in termini di comparsa di capacità cognitive nuove e non confrontabili rispetto a quelle degli altri Primati: nascono la diversità culturale e linguistica, l'arte, le pratiche di sepoltura.

L’Homo sapiens possedeva il corredo anatomico, neurale e comportamentale necessario già centomila anni prima: perché ha aspettato tanto? Perché l’avvicinamento alla produzione simbolica, all’arte, alla spiritualità e alla diversità culturale non è stato graduale? Perché questa discontinuità? Non c’è stata la comparsa di strutture che non fossero già presenti nelle scimmie antropomorfe: è stata solo una questione di organizzazione e di connessione fra le parti.

Oggi molti scienziati ipotizzano che intelligenza simbolica sarebbe connessa all’emergenza del linguaggio articolato.

Quest’ultimo sarebbe scaturito dall’abbassamento della laringe, che comporta la modificazione del suono proveniente dalle corde vocali. È una trasformazione anatomica molto rischiosa per una specie, perché la discesa della laringe impedisce all’animale di deglutire e di respirare allo stesso tempo, esponendolo al rischio continuo di soffocamento.

Nessun mammifero eccetto Homo sapiens ha adottato questa modificazione e anche i cuccioli umani, fino all’età di due anni, rimangono con la laringe alta per poter succhiare il latte e respirare contemporaneamente: entrambi non possiedono l’apparato necessario per il linguaggio articolato. Il linguaggio articolato comporta rischio: per avere i suoi vantaggi si deve correre il pericolo del soffocamento ( il video sulla deglutizione è qui).

Alla nascita la laringe del neonato è in posizione alta, all’altezza di C1-C2. Questo comporta la separazione fra respirazione e deglutizione: ciò permette al neonato di respirare e poppare contemporaneamente.

Più avanti la laringe discende fino ad estendersi da C3 a C7. Si sviluppano attività riflesse volte a proteggere le vie respiratorie inferiori al passaggio del bolo o di altre sostanze che transitano in faringe. La laringe acquisisce specializzazioni nelle funzioni respiratoria e fonatoria, con importanti implicazioni riflesse durante la deglutizione.

Australopiteci in 3A

  

  

  

3A- Esercizi di genetica

VOCABOLARIO FONDAMENTALE
Alleli: le differenti forme di un gene.
Carattere dominante: un carattere espresso prevalentemente rispetto all'altro.
Genotipo: l'assetto genetico in riferimento al carattere. Un individuo può essere omozigote per un carattere dominante, eterozigote, o omozigote per un carattere recessivo. Esempio: i semi gialli sono dominanti, ma le piante a semi gialli possono avere genotipo sia GG che Gg.
Eterozigote: che ha differenti alleli per un carattere, per esempio Gg.
Omozigote: che ha entrambi gli alleli per un carattere uguali nello stesso individuo. Possiamo avere un omozigote dominante (esempio GG), o omozigote recessivo (esempio gg).
Ibrido: eterozigote; normalmente si riferisce alla discendenza dell'incrocio fra due individui appartenenti a linee pure (omozigoti) che differiscono per i caratteri in esame.
Mutazione: variazione della sequenza del DNA di un gene in una nuova forma ereditarie.
Fenotipo: manifestazione fisica di un organismo rispetto a un carattere, esempio semi gialli (G) o verdi (g) nelle piante di pisello. Il carattere dominante si rappresenta normalmente con la lettera maiuscole, mentre il carattere recessivo con la stessa lettera minuscola.
Carattere recessivo: contrario di dominante.
Cromosomi sessuali: cromosomi che determinano il sesso
Linea pura: omozigote per il carattere in esame.

ESERCIZI
DALTONISMO
Questa malattia viene trasmessa da un gene anomalo, recessivo, portato dal cromosoma X.
Determina la probabilità che, dall'unione di una donna sana e di un uomo malato nasca:
- una femmina sana
- una femmina malata
- una femmina portatrice sana
- un maschio malato
- un maschio sano

EMOFILIA
L'emofilia nell' uomo è dovuta ad una mutazione del cromosoma X. Quale sarà il risultato di un incrocio fra una femmina sana (non portatrice) ed un maschio emofiliaco?

COLORE DEGLI OCCHI
Nell’uomo il carattere “iride scura” (S) è dominante rispetto al carattere “iride azzurra” (s). Utilizzando una tabella a doppia entrata determina il genotipo e il fenotipo dei figli nati dall’unione di due genitori:
a) entrambi eterozigoti;
b) uno eterozigote e uno omozigote recessivo.

TIPO DI SEMI
Nella pianta di pisello il carattere seme giallo (G) è dominante rispetto al seme verde (g). Completa la tabella di Punnett nel caso che i genitori abbiano il seguente genotipo: Gg e gg. Qual è la probabilità che nascano piante col seme giallo?

VOLPI
Nelle volpi il carattere pelo argentato dipende da un gene recessivo r rispetto al pelo rosso, dominante R. Determina i probabili rapporti fenotipici e genotipici dall’incrocio di due genitori eterozigoti. 

CAPELLI
Nell’uomo il carattere capelli ricci è dominante (R) su quelli lisci (r). Determina la probabilità che nascano figli ricci nei seguenti casi: a) genitori RR e R b) genitori rr e Rr 

ALBINISMO
L’albinismo è una anomalia ereditaria ed è determinata da un gene recessivo (a) mentre la normale colorazione rosea da un gene dominante (A). Indica il genotipo di: a) un individuo sano; b) un individuo portatore dell’anomalia c) un individuo albino Calcola la probabilità che da due genitori portatori nascano figli sani, portatori o con l’anomalia; calcola poi le stesse probabilità considerando un genitore albino e uno portatore.

IL CROMOSOMA X
Traccia l' eredità del cromosoma X umano.

Le femmine hanno i cromosomi sessuali XX, i maschi hanno cromosomi sessuali XY Quale dei nonni della femmina non può essere l' origine del gene su entrambi i suoi cromosomi X?

XX è la nonna materna, XY è il nonno materno; XX è la nonna paterna, XY è il nonno paterno; 

Il cromosoma X viene ereditato sia dai nonni materni che da quelli paterni.

Il diagramma mostra come i cromosomi X e Y vengono ereditati dai nonni materni e paterni ai genitori e quindi ai figli. La nipote XX riceve un cromosoma X dalla linea materna e uno dalla linea paterna (vedi schema).

Un nipote XY non riceve invece nessun cromosoma X dalla linea paterna.
Il cromosoma Y viene passato solamente dal padre ai figli maschi in ciascuna generazione.
Nessun maschio della linea paterna della famiglia può essere la fonte di geni presenti sul cromosoma X.