I canali motivazionali adattivi

Un essere vivente interagisce con l’ambiente che lo circonda. L’interazione può essere duplice: cognitiva o adattiva. Nell’interazione cognitiva, l’essere vivente ha consapevolezza di se stesso e di ciò con cui interagisce. Nell’interazione adattiva, questa consapevolezza manca. Differenziamo il vivente senziente dal vivente non senziente. Il vivente senziente è provvisto di un sistema nervoso; nel vivente non senziente, il sistema nervoso manca. Il vivente senziente ha una duplice interazione con l’ambiente: adattiva e cognitiva. Il vivente non senziente ha un’unica interazione con l’ambiente: adattiva.

 Soffermiamoci sull’interazione adattiva. La peculiarità dell’essere vivente è quella di essere formato da cellule. La cellula ha una duplice natura: corpuscolare e organica. Dal punto di vista corpuscolare la cellula è un’unità (corpo) che interagisce con l’esterno. Dal punto di vista organico la cellula è il più piccolo organismo al cui interno avvengono processi biologici piuttosto complessi. Questi processi biologici sono di natura fisico/chimica. Il corpo cellula interagisce con l’esterno secondo le leggi della meccanica. Nell’organismo cellula le parti che lo compongono interagiscono secondo leggi biologiche. Differenziamo il corpo cellula dall’organismo cellula sulla base dei processi interni ed esterni. L’organismo cellula è tale rispetto ai processi interni, che sono di natura biologica. Il corpo cellula è tale rispetto alle interazioni esterne di natura meccanica.

Nella figura 1) sono raffigurate due cellule diverse per corpo e funzioni biologiche. I triangoli e i rettangoli interni differenziano le funzioni biologiche. La forma differenzia la funzione meccanica.

Gli organismi unicellulari (cellule procariote) interagiscono con l’esterno come corpi e come organi. Quando la cellula interagisce con l’esterno per le proprie funzioni biologiche, è un organo. Quando la cellula interagisce con l’esterno per muoversi è un corpo. L’interazione come corpo è consentita dalla parete cellulare. Quest’ultima è posizionata all’esterno della membrana cellulare e costituisce uno strato molto più forte di quest’ultima, conferendo resistenza strutturale alla cellula.

L’essere vivente pluricellulare è al contempo un corpo e un organismo. Come corpo è soggetto alla forza di gravità. Quindi, per vivere sulla terra, ha bisogno di sostegno e equilibrio. Come organo deve soddisfare i suoi bisogni primari di natura organica. L’essere vivente pluricellulare approfitta della natura corporea delle cellule che lo compongono per creare strutture spaziali che sostengono il corpo e strutture spaziali che concorrono ai processi organici. Ci soffermiamo su quest’ultimo tipo di strutturazione spaziale delle cellule.

Le strutture spaziali sono tessuti, cioè aggregazioni di cellule uguali.  Per formare il tessuto sono necessarie interazioni cellula-cellula stabili per l’adesione cellulare all’interno del tessuto e il controllo della forma e della funzione della cellula. Queste interazioni stabili coinvolgono le giunzioni cellulari che sono complessi multiproteici che forniscono il contatto tra le cellule vicine. Le cellule vegetali, che hanno parete cellulare, presentano giunzioni specializzate chiamate plasmodesmata. Nella figura 2) è illustrata la formazione di un tessuto in cui due cellule con le stesse funzioni biologiche si legano attraverso complessi multi proteici.

Possiamo soffermarci sulla funzione delle cellule e sul modo con cui si realizza questa funzione. La funzione è la creazione di un tessuto coeso. La modalità è l’interazione cellula-cellula. La funzione è il canale motivazionale adattivo. Il canale motivazionale adattivo guida le interazioni cellula-cellula. L’interazione avviene secondo la logica se → allora. Ciascuna cellula, infatti, agisce sulla base degli input che riceve dall’altra. Nella figura 3) è illustrato il canale motivazionale adattivo, cioè la formazione di un tessuto coeso, e l’interazione tra le cellule

Soffermiamoci sul tessuto di una foglia (figura 4)

Figura 4) Tessuto di una foglia visto trasversalmente

Quando sono descritte le funzioni dei tessuti che compongono la foglia, ci si sofferma sulla funzione prevalente. Se prevale la funzione biologica, quest’ultima è messa in primo piano; se prevale la funzione meccanica, sarà quest’ultima a essere messa in primo piano. Possiamo soffermarci sulle funzioni biologiche di un tessuto oppure sulle sue funzioni meccaniche. Dipende dall’importanza che viene attribuita a ciascuna funzione. Se ci soffermiamo sullo strato a palizzata, mostriamo la sua funzione biologica trascurandone la funzione meccanica. In questo strato, infatti, sono presenti cellule che al loro interno hanno cloroplasti. I cloroplasti contengono un pigmento verde: la clorofilla. Essa cattura l’energia solare consentendo alla cellula la fotosintesi clorofilliana. 

Consideriamo la nervatura. E’ costituita da tessuti le cui cellule si dispongono contiguamente nello spazio a formare canali. Se analizziamo le nervature, mostriamo la funzione meccanica e trascuriamo la funzione biologica. La canalizzazione, infatti, è una forma di adattamento funzionale meccanico. I canali consentono il trasporto di fluidi lungo i tessuti, da un tessuto all’altro e da un organo all’altro. Ciascuna cellula attiva processi biologici attraverso i quali il corpo della cellula assume la forma di canale. Più cellule si legano in punti specifici del proprio corpo per realizzare tutte insieme il canale.

Nella figura 5) è illustrato il canale motivazionale adattivo concernente la forma a canale del tessuto. La forma complessiva del canale guida le interazioni meccaniche tra le singole cellule.

Anche gli stomi sono un tessuto di canalizzazione. Ogni stoma è formato da due cellule reniformi dell’epidermide, che volgono la faccia concava l’una verso l’altra, lasciando tra loro una fessura attraverso la quale avvengono gli scambi con l’esterno. Lo stoma è importante nella respirazione della pianta. Le cellule del tessuto a palizzata per la funzione clorofilliana hanno bisogno di anidride carbonica (Co2) che proviene dall’atmosfera attraverso gli stomi; inoltre le stesse cellule scartano l’ossigeno (O2) che è immesso nell’atmosfera sempre attraverso gli stomi.

Nella figura 6) in basso è illustrata la respirazione. Lo stoma si apre e consente il flusso di anidride carbonica dall’atmosfera alle cellule epiteliali nonché il flusso di ossigeno dalle cellule epiteliali all’atmosfera.

L’apertura-chiusura dello stoma è mediato da una cellula denominata “cellula di controllo”. Essa, quando si riempie d’acqua, chiude lo stoma; quando si svuota, lo apre. Anche l’apertura-chiusura dello stoma possiamo spiegarlo come un canale motivazionale adattivo che guida l’interazione tra lo stoma e la cellula di controllo (figura 7).

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