Il dilemma del virus

 Il dilemma del virus

Physics 10 - Lecture 08: Review Session

Introduzione: Ai tempi di ebola ecco alcune semplici ma sorprendenti osservazioni scientifiche sulla diffusione dei virus, sulla crescita delle cellule, sull’aumento della popolazione umana e sulle radiazioni tutte legate ad una crescita esponenziale.

Cose da fare: Si tratta di 2 video in inglese a cui  si puo’ accedere cliccando sulle immagini sopra.

Il primo video di TEDEd e’ una breve animazione sulla diffusione dei virus. Il secondo video e’ la ripresa di una lezione fatta a Berkeley da Richard Muller nel suo corso di Fisica per studenti di discipline non scientifiche. Questo corso e’ conosciuto anche col nome di Fisica per futuri presidenti.

Cosa succede: Il dilemma del virus viene presentato nel primo video : un germe puo’ essere letale verso la persona infettata ma se non fa in modo che il malato possa passarlo ad altre persone , allora e’ un germe morto non appena muore il suo primo malato. Fine della storia. Cio’ che e’ assolutamente essenziale per la sopravvivenza del virus e’ il contagio.

Richard Muller nella sua brillante lezione che non contiene nessuna formula matematica, cerca di dare le nozioni di base per capire fenomeni di grande importanza nella vita di tutti i giorni. Parte dalla “reazione a catena” come un modo per generare un numero grandissimo a partire da 1. Basta raddoppiare ogni volta:

1, 2, 4, 8, ….

dopo 10 raddoppi siamo arrivati a 2^10 che e’ all’incirca 1000 cioe’ 10^3 . Dopo altri 10 raddoppi siamo a 1000×1000 cioe’ un milione 10^6 . A 30 saremo a un miliardo 10^9.

Questo tipo di crescita detta anche esponenziale e’ presente in molti fenomeni naturali a cominciare dalla crescita del feto. Quante cellule abbiamo da adulti ? Circa mille miliardi o 10^12. Quanti raddoppi dobbiamo fare per arrivare al corpo completo? 40. Se avviene un raddoppio al giorno dopo 40 giorni la crescita del feto sarebbe finita. In effetti bisogna considerare che il feto non ha a disposizione una quantita’ di risorse illimitate e dopo un po’ la crescita rallenta e quindi ci vuole piu’ tempo.

Le cellule che danno luogo al cancro si comportano esattamente allo stesso modo delle cellule del feto.Una singola cellula dopo aver subito un certo numero di mutazioni “impazzisce” e comincia a raddoppiarsi. In pochissimo tempo, se non si interviene, raggiunge grandi dimensioni e si espande a tutto il corpo finche’ non ha piu’ risorse necessarie per raddoppiare.

Un altro caso di crescita esponenziale e’ quello del virus sia quello biologico che quello del computer. I virus sono strani oggetti che non esistevano prima della cellula (o del computer). Perche’ sono dei frammenti di DNA che riescono a entrare nella cellula riuscendo a modificare il DNA della cellula in modo che faccia numerose copie di se stesso fino a far scoppiare la cellula infettando altre cellule.

Nel secolo scorso si pensava che la popolazione mondiale sarebbe cresciuta esponenzialmente. In effetti  c’e’ stato l’esempio dei conigli introdotti in Australia che avendo risorse in abbondanza e nessun nemico, sono cresciuti in maniera esponenziale diffondendosi dappertutto in pochi anni. Invece per la popolazione mondiale la crescita sta per finire e per il 2050 si prevede un massimo tra 9 e 12 miliardi e dopodiche’ si stabilizzera’ o addirittura diminuira’.

L’analisi del DNA usata nell’indagine sui crimini fa uso di un’altra crescita esponenziale chiamata PCR reazione a catena della polimerasi . Prendete frammenti di DNA di pochissime cellule e li fate duplicare ripetutamente creando materiale sufficiente a decidere se due persone sono parenti, se il sangue sul luogo del delitto e’ della persona sospettata,…  Insomma lasciare un frammento di DNA sul luogo del delitto, cosa molto facile, e’ come lasciare la carta d’identita’.

Nel Gabon sono stati trovati i resti di un reattore nucleare naturale che era in funzione oltre un miliardo di anni fa. Anche qui un’altra reazione a catena naturale. I reattori nucleari e le bombe atomiche sono basate su reazioni a catena.

 

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Altri applet di concetti base e scienze biologiche

I materiali hanno come indirizzo

http://ed.ted.com/lessons/how-do-germs-spread-and-why-do-they-make-us-sick-yannay-khaikin-and-nicole-mideo
© TED Conferences

https://www.youtube.com/watch?v=6wR8LjNmSQ0&list=PL55147923949E86AF&index=8
© University of Berkeley

Autori: Yannay Khaikin e Nicole Mideo, Richard Muller

Titoli in inglese: How do germs spread (and why do they make us sick)? ,Physics 10 – Lecture 08: Review Session

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