Livelli di Organizzazione della Materia Vivente
La materia vivente è organizzata in una gerarchia di livelli a complessità crescente. Ciascun livello presenta proprietà emergenti dovute fondamentalmente all’aumento delle interazioni tra le sue componenti.
I dodici livelli di organizzazione in ordine crescente sono:
- Atomo
- Molecola
- Organello
- Cellula
- Tessuto
- Organo
- Apparati e sistemi
- Organismo
- Popolazione
- Comunità
- Ecosistema
- Biosfera
Distinzioni terminologiche e definizioni
- Apparato vs Sistema:
- Apparato: Insieme di organi e tessuti morfologicamente distinti ma integrati dal punto di vista funzionale per svolgere una funzione complessa (es. apparato digerente).
- Sistema: Insieme di organi che condividono una struttura morfologica e tissutale simile e collaborano in modo coordinato per svolgere una funzione specifica (es. sistema nervoso).
- Popolazione: Gruppo di individui della stessa specie che coesistono nello stesso ambiente e nello stesso momento. A questo livello le interazioni comprendono dinamiche riproduttive, cure parentali, accudimento e rivalità.
- Comunità: Insieme di popolazioni di specie differenti (animali, vegetali, microbiche) che vivono nello stesso ambiente e nello stesso momento. Le interazioni includono pascolo, predazione e altre relazioni interspecifiche.
- Ecosistema: Unità funzionale formata dalla comunità biologica (componente biotica) e dai fattori non biologici (componente abiotica: clima, umidità, irraggiamento solare, pH, composizione del suolo).
- Biosfera: Il livello più alto di organizzazione biologica, che racchiude la totalità degli ecosistemi del pianeta Terra.
Rilevanza clinica e origine delle patologie
In ambito medico, comprendere i livelli di organizzazione è fondamentale perché l’origine di una patologia può risiedere in un qualsiasi livello della scala biologica, per poi riverberarsi sui livelli superiori (tessuti, organi e organismo intero).
Esempi di patologie per livello d’origine
| Livello di origine | Patologia | Meccanismo fisiopatologico descritto |
|---|---|---|
| Molecola | Anemia Falciforme | Origina da un’anomalia molecolare a carico dell’emoglobina. |
| Organello | Miopatia Mitocondriale | Difetto funzionale a carico dei mitocondri; si manifesta principalmente nei tessuti ad alto fabbisogno energetico (tessuto muscolare e neuronale). |
| Organello | Progeria | Malattia rara causata da mutazioni a carico di geni codificanti per proteine nucleari. Causa instabilità strutturale del nucleo e invecchiamento cellulare precoce. |
| Cellula | Morbo di Parkinson | Malattia neurodegenerativa cellula-specifica, causata dalla morte selettiva dei neuroni dopaminergici della substantia nigra. |
| Cellula | Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) | Malattia caratterizzata dalla perdita selettiva di motoneuroni primari (a livello cefalico) e secondari (a livello spinale). Vedi anche il caso specifico dell’Isola di Guam. |
| Popolazione | Epidemie diffusive (es. Covid, Epatiti, MST) | Malattie infettive la cui diffusione dipende strettamente dalle interazioni interpersonali (comunicazione, contatti) all’interno della stessa specie. |
| Comunità | Epidemie interspecifiche | Trasmissione di patogeni veicolata da vettori di specie differenti (es. pipistrello per SARS-CoV-2; volatili per l’influenza aviaria). |
| Comunità | Intossicazione da Metilmercurio (Baia di Minamata) | Disastro ecologico e sanitario dovuto al rilascio industriale di mercurio. Si verifica il fenomeno del bioaccumulo lungo la catena alimentare: il plancton accumula il metallo pesante, viene ingerito dai tonni che a loro volta vengono consumati in grandi quantità dall’uomo (consumatore finale). I sintomi sono neurologici (disabilità intellettiva, tremori, disturbi di coordinazione). L’origine è stata compresa notando la sintomatologia in altre specie della comunità (gabbiani e gatti). |
| Ecosistema | SLA/demenza frontotemporale (Isola di Guam) | Elevata incidenza di SLA associata a demenza legata alla dieta delle popolazioni locali povere. Il consumo di pipistrelli frugivori (“volpi volanti”), che si nutrivano del frutto di Cicadine contenente un’elevata concentrazione di una tossina neurotossica, ha portato a bioaccumulo muscolare nell’animale e poi nell’uomo. |
TIP
Il bioaccumulo di sostanze non degradabili (come i metalli pesanti) si manifesta in modo molto più frequente ed evidente negli ecosistemi marini, dove le catene alimentari sono estese e formate da numerosi livelli trofici, rispetto alla terraferma.
🔗 Collegamenti
- Sclerosi Laterale Amiotrofica — 📋 fa parte di
- Teoria Cellulare — 🔗 stesso meccanismo / stessa via