Tema C Capitolo 9 Gli organi di senso

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso 1. La sensibilità e i recettori 2. La pelle e il tatto 3. L’occhio e la vista 4. L’orecchio e l’udito 5. Il gusto e l’olfatto 6. Gli organi di senso degli altri animali Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 1

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice La sensibilità e i recettori I recettori sono cellule nervose la lingua è l’organo del specializzate che formano gli gusto organi di senso. l’orecchio è l’organo dell’udito e anche dell’equilibrio Trasformano gli stimoli del mondo esterno in impulsi elettrici che poi inviano, attraverso i nervi, al sistema nervoso centrale. l’occhio è l’organo della vista il naso è l’organo dell’olfatto la pelle è l’organo del tatto Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 2

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice La pelle e il tatto recettori del dolore corpuscoli di Ruffini (recettori del caldo) corpuscoli di Krause (recettori del freddo) corpuscoli di Meissner (recettori del tatto fine) corpuscoli di Pacini (recettori della pressione) Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 3

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice La pelle e il tatto Come sono distribuiti sulla pelle i recettori del tatto? Provate a fare l’esperienza della foto. Pungendo il braccio con due punte si percepisce una punta sola: entrambe le punte sono rivelate da un unico recettore del tatto. Invece sul palmo della mano si sentono due punte. Come mai? Sul palmo della mano i recettori della pelle sono molto numerosi come anche sui polpastrelli delle dita, sulla pianta del piede e sulle labbra. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 4

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice La pelle e il tatto Grazie al tatto riusciamo a riconoscere gli oggetti anche al buio. Questo fatto è sfruttato dal metodo Braille di scrittura per i ciechi. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 5

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice La pelle e il tatto Conclusione: i recettori del calore segnalano al cervello soltanto le differenze di temperatura. fredda tiepida calda Tenete immerse le dita per 30 secondi, così che i recettori si abituino alle due diverse temperature. Immergendo ora le dita in acqua tiepida, scoprirete che un dito sente l’acqua calda, mentre l’altro dito sente l’acqua fredda! Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 6

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice L’occhio e la vista palpebra sopracciglio iride dotto lacrimale pupilla Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 7

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice L’occhio e la vista cristallino retina cornea iride immagine percepita coroide oggetto osservato nervo ottico pupilla vasi sanguigni sclerotica fovea Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 8

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice L’occhio e la vista Se in una stanza quasi buia accendete una lampada mentre vi guardate da vicino allo specchio, noterete che le pupille si restringono. Se ora spegnete la lampada e continuate a osservare, noterete che le pupille si dilatano visibilmente per far entrare più luce possibile. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 9

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice L’occhio funziona in modo simile alla macchina fotografica occhio 2 4 1 macchina fotografica 4 3 2 1 3 1 la cornea e l’umore acqueo formano un sistema di lenti convergenti simile all’obiettivo di una macchina fotografica 2 l’iride è il diaframma che regola la quantità di luce che, attraverso la pupilla, entra nella «camera oscura» costituita da sclerotica e coroide 3 il cristallino è la lente che mette a fuoco: grazie ad appositi muscoli può variare la propria curvatura, così che l’immagine si formi sulla retina 4 le cellule della retina (coni e bastoncelli) sono i sensori che registrano la luce in arrivo, come la pellicola o il sensore elettronico Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 10

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Come è fatto l’occhio nervo ottico La retina è tappezzata di recettori chiamati coni e bastoncelli, che trasformano gli stimoli luminosi in impulsi elettrici. i coni e i bastoncelli della retina Dalla parte posteriore dell’occhio parte il nervo ottico, che trasmette gli impulsi al cervello. • i coni, concentrati nella fovea al centro della retina, sono di tre tipi (sensibili al verde, al rosso e al blu) e ci permettono di distinguere i colori quando la luce è intensa • i bastoncelli, che sono più numerosi e distribuiti su tutta la retina, ci permettono di vedere quando la luce è debole, come al crepuscolo, ma non distinguono i colori. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 11

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice I difetti della vista miopia ipermetropia astigmatismo l’immagine è a fuoco davanti alla retina l’immagine è a fuoco dietro alla retina l’immagine si sdoppia correzione chi è miope vede male da lontano chi è ipermetrope vede male da vicino negli astigmatici la messa a fuoco cambia con la distanza, perciò gli oggetti appaiono deformati Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 12

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice L’occhio e il cervello È una giovane donna oppure una vecchia signora? Il nostro cervello riconosce gli oggetti confrontando le informazioni in arrivo dal nervo ottico con quelle già contenute nella memoria. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 13

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice L’occhio e il cervello la visione binoculare corteccia visiva Dagli occhi il cervello riceve due immagini leggermente diverse tra loro, e le elabora producendo un’unica immagine in rilievo. Grazie alla visione stereoscopica abbiamo la percezione dello spazio tridimensionale e della profondità, e capiamo a quale distanza si trovano gli oggetti che vediamo. nervo ottico Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 14

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Il campo visivo Esperienza: guardate in avanti mentre un amico, dietro di voi, allarga lentamente le braccia reggendo due cartellini colorati. Quando non riuscite più a vedere i due cartellini, significa che le mani dell’amico sono arrivate oltre i limiti del vostro campo visivo. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 15

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice L’occhio dominante Con entrambi gli occhi aperti, tendete un braccio e allineate un dito con un oggetto verticale, per esempio un righello. Poi chiudete a turno uno dei due occhi. Quando il dito si sposta e non è più allineato con il righello, significa che avete chiuso il vostro occhio dominante. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 16

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice La persistenza delle immagini Disegnate sui due lati di un cartoncino parti diverse di una stessa immagine. Se fate ruotare rapidamente il cartoncino, vedrete l’immagine completa! • ogni immagine che percepiamo resta «impressa» nella retina per circa un decimo di secondo • se vediamo più immagini in rapida sequenza, nel nostro cervello ogni immagine si sovrappone alla precedente • questa persistenza delle immagini sulla retina produce l’illusione del movimento al cinema Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 17

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice L’orecchio e l’udito padiglione condotto auricolare uditivo timpano ossicini organo dell’equilibrio chiocciola onde sonore tromba di Eustachio finestra ovale orecchio esterno orecchio medio orecchio interno Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 18

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Come funziona l’orecchio? chiocciola endolinfa 1. le onde sonore raccolte dal padiglione auricolare si incanalano nel condotto uditivo e raggiungono il timpano, facendolo vibrare 2. le vibrazioni si trasmettono alla catena degli ossicini, poi alla finestra ovale, infine all’endolinfa dentro la chiocciola cellula cigliata fibre nervose Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 19

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Come funziona l’orecchio? la chiocciola vista in sezione 3. l’endolinfa si mette a oscillare e stimola le ciglia dei recettori acustici, che producono impulsi elettrici 4. il nervo acustico trasmette gli impulsi all’area uditiva del cervello un recettore acustico endolinfa nervo acustico Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 20

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice L’orecchio e il senso dell’equilibrio Come fa questa ragazza a rimanere in equilibrio? canali semicircolari cellule sensoriali otoliti Quando incliniamo la testa l’endolinfa scorre nei canali semicircolari e gli otoliti rotolano, facendo piegare le ciglia dei recettori. I recettori trasmettono le informazioni al cervelletto, che invia comandi ai muscoli per ristabilire la posizione corretta del capo. cellule cigliate l’organo dell’equilibrio nell’orecchio interno Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 21

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Il senso del gusto una papilla gustativa Il gusto è affidato a recettori presenti nelle papille gustative, che sono piccoli rilievi sulla superficie della lingua. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 22

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Il senso del gusto superficie della lingua cellule di sostegno particelle di cibo nella saliva cellule recettrici la struttura di una papilla gustativa fibra nervosa (al cervello) Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 23

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Il senso del gusto Esperienza: nei bicchieri c’è acqua con sciroppo di menta in concentrazione decrescente da sinistra verso destra. Se si assaggia il liquido del bicchiere più a destra, non si noterà affatto il sapore della menta. E con il secondo bicchiere? Provate… I recettori del gusto si attivano soltanto al di sopra di una certa concentrazione delle molecole: esiste cioè una soglia della percezione dei sapori. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 24

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Il senso del gusto Il gusto dei cibi dipende dalla combinazione di quattro sapori fondamentali o sapori primari, che sono: dolce, amaro, acido e salato. Le papille gustative sensibili ai diversi sapori sono distribuite in modo diverso nelle varie parti della lingua. Provate a identificare sulla vostra lingua la «mappa dei sapori» , che cambia da persona. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 25

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Il senso dell’olfatto L’olfatto funziona grazie a recettori olfattivi posti nella parte superiore della mucosa nasale. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 26

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Il senso dell’olfatto area olfattiva del cervello Le cose «hanno odore» perché dalla loro superficie si staccano molecole che diffondono nell’aria che respiriamo. recettori della mucosa nasale Sciogliendosi nel muco del naso, le molecole raggiungono e stimolano le ciglia dei recettori olfattivi. nervo olfattivo Perché quando siamo raffreddati non sentiamo gli odori? Se nel naso c’è troppo muco, le molecole odorose non riescono a raggiungere i recettori dell’olfatto! Attraverso il nervo olfattivo i recettori inviano impulsi elettrici a un’apposita area del cervello. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 27

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Olfatto e gusto lavorano insieme Fate assaggiare a un amico bendato un pezzetto di mela. Ma mentre l’assaggia, tenete davanti al suo naso un pezzo di pera ben matura. L’amico sarà convinto che il frutto che sta masticando sia una pera! La cavità nasale è collegata alla faringe, e quindi anche alla bocca. Senza rendercene conto, chiamiamo «sapore» una percezione che in parte è dovuta all’odore. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 28

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Gli organi di senso degli altri animali − La vista negli invertebrati Gli insetti hanno occhi composti formati da moltissimi piccoli occhi singoli, gli ommatidi, ciascuno dei quali produce una parte dell’immagine Il mondo visto da un insetto è come un mosaico fatto di tante piccole tessere! gli insetti hanno occhi composti retina nervo ottico Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 ommatidio 29

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso degli altri animali − La vista negli invertebrati un granchio con i suoi «occhi telescopici» Granchi e aragoste hanno occhi posti sull’estremità di speciali appendici simili ad antenne. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 30

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Gli organi di senso degli altri animali − La vista nei vertebrati le fossette sensibili al calore che sono tipiche di alcuni serpenti Tra i rettili, alcuni serpenti localizzano le prede grazie al calore che emanano. i due occhi indipendenti tra loro di un camaleonte Il camaleonte sfrutta lo strabismo per cacciare in modo più efficiente. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 31

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Gli organi di senso degli altri animali − La vista nei vertebrati il barbagianni, un rapace notturno, può ruotare la testa di 180° Tra gli uccelli i rapaci notturni hanno gli occhi fissi in posizione anteriore, per valutare bene le distanze. Possono però ampliare il proprio campo visivo ruotando la testa anche all’indietro. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 32

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Gli organi di senso degli altri animali − La vista nei vertebrati un gatto sorpreso dal flash di una macchina fotografica Tra i mammiferi i felini vedono molto bene di notte. Il loro occhio, oltre a molti recettori, ha il tappeto lucido, uno strato di cellule che riflette i più deboli raggi luminosi, inviandoli una seconda volta alla retina. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 33

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Gli organi di senso degli altri animali − L’udito nei mammiferi I mammiferi di solito hanno un padiglione auricolare sviluppato e mobile, che possono orientare per captare anche il più debole rumore, senza dover voltare il capo. Fanno eccezione i primati (noi compresi) che hanno padiglioni auricolari fissi, e i cetacei, che sono privi di orecchio esterno (ma comunicano comunque molto con i suoni). Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 34

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Gli organi di senso degli altri animali − L’udito nei mammiferi Molti animali percepiscono anche gli ultrasuoni (suoni con frequenza superiore ai 20 000 Hz). Alcuni animali, come serpenti ed elefanti, riescono a percepire le vibrazioni a bassa frequenza del terreno (infrasuoni con frequenza inferiore a 20 Hz). Il padiglione auricolare dei pipistrelli è specializzato nella percezione degli ultrasuoni. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 35

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Gli organi di senso degli altri animali − Il tatto La linea laterale sul fianco dei pesci è un organo di senso con cui essi percepiscono le vibrazioni dell’acqua. Tra i mammiferi sono comuni le vibrisse, organi tattili collocati sul muso, sopra il labbro superiore, come nei «baffi» dei cani e dei gatti. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 36

Tema C – Capitolo 9 – Gli organi di senso Indice Gli organi di senso degli altri animali − I messaggi chimici Le antenne di questa farfalla sono molto ramificate per captare in modo efficace i feromoni presenti nell’aria. Molti rettili, tra cui i serpenti, per riconoscere le prede captano le molecole odorose presenti nell’aria estraendo ripetutamente la lingua. Tibone, Facciamo scienze © Zanichelli editore 2011 37