DIDATTICA E LABORATORIO DI BIOLOGIA UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI PALERMO MASTER II LIVELLO IN DIDATTICA DELLE SCIENZE PER INSEGNANTI DI SCUOLE MEDIE ED ELEMENTARI DIDATTICA E LABORATORIO DI BIOLOGIA DOCENTI : PROF. RE NICOLO’ PARRINELLO PROF. SSA LUCIA SALERNO ALLIEVE: MELIS BARBARA BENIGNO GIOVANNA

INDICE - Criteri tassonomici - Caratteri distintivi - Alimentazione e digestione - Apparato respiratorio - Apparato circolatorio - Apparato riproduttore - Organi sensoriali - Note biologiche - Come si pesca - Come si consuma - Curiosità’ - Unità di Apprendimento “Il mondo dei molluschi: Il mitilo”

CRITERI TASSONOMICI Regno Animalia Phylum Mollusca Classe Bivalvia Ordine Mytiloida Famiglia Mytilidae Genere Mytilus

CARATTERI DISTINTIVI La cozza è un mollusco bivalve  ed  equivalve: la  sua conchiglia infatti è composta da due parti uguali. La colorazione esterna della conchiglia è nerastra o nero violacea: quella  interna è madreperlacea. La conchiglia è costituita in massima parte da carbonato di calcio che l'animale ricava direttamente dall'acqua del mare.

La valva ha la forma di ovale allungato, lievemente squadrato e cuneiforme, ma con bordo appiattito e ben arrotondato su un lato e appuntito con un uncino terminale lievemente curvato sull'altro. La superficie esterna della valva è formata da sottili cerchi d'accrescimento, radiali e concentrici verso la parte appuntita, mentre internamente è liscia.

Le due valve sono unite da un legamento che ha l’aspetto di una banda brunastra che corre lungo la cerniera, dispositivo a ingranaggio nel quale i denti di una delle valve penetrano in un incavo dell’altra. Cerniera e legamento sono costituite da una matrice organica formata da proteine, mucopolisaccaridi e cristalli di carbonato di calcio, generalmente sotto forma di calcite (cristalli esagonali) o aragonite (cristalli rombici).

Il corpo presenta un mantello formato da un tessuto a struttura molle che avvolge i visceri del mollusco, al di sotto del quale si distinguono quattro branchie lamellari ed il "piede". Alla base del piede si trova una ghiandola che produce il "bisso", organo formato da filamenti color paglia mediante i quali il mitile riesce a muoversi agganciando una nuova presa e staccando contemporaneamente dalla superficie cui aveva precedentemente aderito.

Questi filamenti sono costituiti a base di amminoacidi e la loro abbondanza e resistenza dipende dallo stato fisiologico del mollusco. La capacità di secernere bisso si conserva per l’intera durata di vita del mollusco, il che indica una preferenza per habitat con forti correnti che, a loro volta, lo rendono idoneo a una elevata capacità di filtrazione e consumo di ossigeno. L’ano si apre al di sotto del muscolo adduttore posteriore, sul piano mediano.

All'interno del mantello, inoltre, sono compresi gli organi interni (branchie, cuore, centri nervosi, intestino, muscolo adduttore, organi riproduttivi, palpi labiali, sifone inalante ed esalante e stomaco).

ALIMENTAZIONE E DIGESTIONE I mitili sono organismi che si nutrono mediante meccanismi di filtraggio: intrappolano particelle alimentari nel film mucoso che riveste le branchie e successivamente utilizzano un epitelio vibratile per convogliare questo “pabulum” alimentare verso l’apertura orale. L’acqua entra nella camera branchiale attraverso un sifone inalante, transita sulle branche e quindi esce dalla cavità palliale mediante un sifone esalante.

Le particelle alimentari agglutinate all’interno di un cordone mucoso, penetrano nella bocca e vengono convogliate attraverso un breve esofago cigliato che sbocca nello stomaco. Questo organo è circondato da una grande massa ghiandolare a funzioni digerenti. L’intestino, anch’esso cigliato, è relativamente lungo e forma varie anse nella zona stomacale della ghiandola, prolungandosi posteriormente verso il retto, il quale attraversa il pericardio e il ventricolo per sboccare nell’ano, situato all’altezza del muscolo adduttore posteriore, nella cavità soprabranchiale, da dove le feci vengono espulse all’esterno.

APPARATO RESPIRATORIO SEZIONE SCHEMATICA DI UN MITILO La respirazione viene effettuata attraverso le branchie, che sono responsabili dell’interscambio gassoso, oltre a essere il luogo in cui si realizzala la captazione delle particelle alimentari che penetrano nella cavità palleale. Esse sono situate a sinistra e a destra del corpo e tra la massa viscerale e il mantello. Le branchie sono formate da filamenti più o meno lunghi che si diramano da un asse longitudinale. L’insieme di filamenti di una medesima linea forma una lamina branchiale. SEZIONE SCHEMATICA DI UN MITILO LA BRANCHE DIRETTA (1) E LA BRANCHIA RIFLESSA (2) DEL FILAMENTO ESTERNO; LA BRANCHIA DIRETTA (3) E LA BRANCHIA RIFLESSA (4) DEL FILAMENTO INTERNO.

SCHEMA DI UNA BRANCHIA DI UN MITILO MOSTRANTE LE CORRENTI NUTRITIVE I filamenti si ripiegano su se stessi, tutti al medesimo livello, a una certa distanza dal loro punto di inserzione, formando una lamina diretta e una lamina riflessa. La lamina branchiale esterna si riflette verso l’esterno, la linea branchiale interna, verso l’interno (aspetto a W della sezione trasversale di una branchia). I filamenti di una stessa lamina sono tenuti uniti da ciuffi di ciglia vibratili,che s’inseriscono le une nelle altre come le setole sovrapposte di due spazzole, oppure da suture localizzate. I filamenti branchiali sono rivestiti da un epitelio abbondantemente cigliato sulla faccia esterna. Ciò è necessario per mantenere la corretta circolazione dell’acqua attraverso la branchia, nonché della corrente esalante che elimina le tossine metaboliche e le particelle di scarto della-cavità-palleale. SCHEMA DI UNA BRANCHIA DI UN MITILO MOSTRANTE LE CORRENTI NUTRITIVE SI VEDE CHE LEPARTICELLE NON SONO DIRETTE VERSO I SOLCHI DORSALI CHE CAPTANO SOLO QUELLE CHE SI TROVANO NELLE LORO IMMEDIATE VICINANZE.TUTTE LE ALTRE VENGONO CONVOGLIATE VERSO I SOLCHI MARGINALI

APPARATO CIRCOLATORIO L’apparato circolatorio è costituito da un cuore dorsale racchiuso in un pericardio che comprende un ventricolo e due atri laterali. La circolazione è aperta, ossia il sangue travasa e inonda i tessuti formando un sistema lagunare in parte del suo percorso. I mitili, essendo molluschi, sono animali a sangue freddo e quindi la loro temperatura corporea si adatta a quella dell’ambiente. Pertanto, se la temperatura ambientale (in questo caso quella dell’acqua marina) aumenta rapidamente, possono essere colpiti da embolia gassosa (la malattia delle bolle), poiché l’aumento di temperatura fa diminuire la solubilità dei gas nel sangue e di conseguenza si creano delle bolle d’aria nel corso sanguigno.

APPARATO RIPRODUTTORE La riproduzione ha luogo, alle nostre latitudini, durante l'intero arco dell' anno, con picchi in primavera e autunno. La cozza raggiunge la maturità sessuale a 6-8 mesi dal fissaggio, quando cioè ha raggiunto le dimensioni di 13-15 mm. I gameti (spermi ed uova) sono emessi nell'acqua, dove avviene la fecondazione. Il mantello cambia colore ed aspetto a seconda dello stadio di maturità sessuale: mantello spesso e di colore bianco giallastro o avorio (riposo sessuale); disegno a rete (I e II stadio di maturità); massimo spessore e colorazione giallo-crema nei maschi e rosso-arancio nelle femmine (maturità sessuale ed emissione dei gameti). Sono presenti diversi stadi di sviluppo larvale, fino a quello (500 micron) in cui la larva simile all'adulto si fissa con il bisso.

Al tempo della maturità sessuale, i mitili si svuotano, cioè trasformano una parte carnosa del mollusco in una sostanza lattiginosa che fuoriesce dalle valve aperte e discende nell'acqua rendendola biancastra. Tale sostanza, prende il nome di "lattime", è formata da una quantità imprecisabile di uova, ed avendo un peso specifico molto basso, rimane in sospensione sull'acqua. Il maschio e la femmina lasciano i gameti nell'acqua, dove una cellula uovo ed uno spermatozoo si incontrano casualmente. SCHEMA DELL’ORGANIZZAZIONE INTERNA DI UN MITILO A) SEZIONE LONGITUDINALE. 1 ) ORGANI RIPRODUTTORI. B) SEZIONE TRASVERSALE 1) SCHELETRO; 2) MUSCOLATURA; 3) PIEDE

Visto che le cozze vivono in grappoli tutte una vicina all'altra, è piuttosto facile che i gameti si incontrino. Quando si incontrano danno origine ad un uovo (in alcuni bivalve le uova vengono incubate fra le branchie, ma non nelle cozze). Dall'uovo nasce una larva, chiamata “veliger”, che presenta una minuscola conchiglietta bivalve ed un "velum", una sorta di pinna carnosa coperta di ciglia utilizzata per muoversi. Una volta trovato un punto adeguato, la larva si ancora con il bisso, prodotto da una ghiandola alla base del piede. Una volta ancorata, la larva perde la capacità di muoversi e passa il resto della sua vita attaccata al punto che ha scelto, crescendo e sviluppandosi fino a diventare una cozza adulta.

ORGANI SENSORIALI I bordi del mantello dei mitili , essendo ricchi di terminazioni tattili, sono molto sensibili a qualsiasi stimolo.

NOTE BIOLOGICHE La temperatura dell'acqua per la sopravvivenza della specie deve essere nell'intervallo compreso tra qualche grado sopra lo 0°C fino a circa 35°C. La vita media della cozza è di circa quattro anni, ma raramente muore di vecchiaia.

COME SI PESCA (Mitilo o Cozza) I mitili sono allevati e solo in piccola parte sono pescati su banchi naturali; le tecniche di allevamento cambiano in relazione all’ambiente dove si opera: acque lagunari, stagni, aree di mare protetto e mare aperto. La pesca del mitilo avviene in modo professionale grazie ad operatori subacquei; il suo allevamento, la “mitilicoltura”, viene invece praticato con diverse tecnologie in Adriatico, nello Ionio, nel Tirreno centro-settentrionale e nel Mar di Sardegna. La maggior parte della produzione deriva dall’allevamento.

Esistono differenti specie di cozze Esistono differenti specie di cozze. La cozza presente nei nostri mari è  il Mytilus galloprovincialis, abbastanza simile al  Mytilus edulis di provenienza atlantica. Pure dall’Atlantico arriva la Perna perna  la “cozza spagnola”, riconoscibile per la colorazione bruno fulva con riflessi verdastri delle valve e per le dimensioni nettamente superiori a quelle delle altre due specie citate. Non manca la modiola (Modiolus barbatus),  detta cozza pelosa per la fitta e vellutata peluria fulva distribuita sulle valve.

COME SI CONSUMA (Mitilo o Cozza) Il mitilo è una tra le specie più diffuse e presenti sui nostri mercati; viene venduto fresco confezionato in sacchetti di rete plastificata munite di bollo sanitario, ma anche surgelato, sgusciato e preparato in conserva. Le carni sono gustose, molto apprezzate dai consumatori; nel periodo in cui sono “pieni”, i mitili hanno un sapore più dolce, in particolare quelli che vivono nelle lagune dell’Alto Adriatico. Il valore nutrizionale varia con le stagioni: come la vongola, il mitilo è ricco di zinco, (distribuito nel nostro corpo in tutti i tessuti in particolare nei muscoli e nelle ossa), ferro e magnesio, indispensabili per la formazione delle ossa, per l’attività nervosa e muscolare. I mitili prodotti in impianti di allevamento sono a volte riconoscibili perché sono venduti in spezzoni di resta; occorre fare attenzione, acquistandoli, alla loro provenienza, perché a volte vi sono raccoglitori abusivi che prelevano i mitili in zone non idonee dal punto di vista igienico-sanitario. Devono sempre essere acquistati in confezioni sigillate con indicata la data di confezionamento ed il nome del centro di spedizione.

CURIOSITA’ Secondo comuni (ma errate) credenze, la cozza prospera bene solo nelle acque inquinate da scarichi fognari, traendo alimento dalla carica batterica delle acque. In realtà, l'inquinamento arreca alle cozze molti più svantaggi che vantaggi, ed è causa molto spesso di epidemie massive tra le stesse.

LABORATORIO DI BIOLOGIA UNITA’ DI APPRENDIMENTO IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO INSEGNANTI : MELIS BARBARA BENIGNO GIOVANNA

PREMESSA L’U.d.A. è riferita alle Indicazioni per il curricolo per il primo ciclo d’istruzione introdotte nel 2007 (Riforma Fioroni) relative allo studio delle Scienze naturali e sperimentali. Si propone di fare conoscere ai bambini il mondo dei molluschi, in particolare si parlerà del mitilo o, volgarmente chiamato, cozza. Si farà conoscere la sua struttura, le sue funzioni in relazione alla vita sul mare. Si scoprirà, inoltre, che la cozza è un filtratore per cui sarà interessante spiegare il suo sistema di alimentazione attraverso un’ attività particolari.

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Con la guida dell’insegnante e in collaborazione con i compagni, ma anche da solo, formula ipotesi e previsioni, osserva, registra, classifica, schematizza, utilizza concetti basati su semplici relazioni con altri concetti, argomenta, deduce, prospetta soluzioni e interpretazioni, prevede alternative, ne produce rappresentazioni grafiche e schemi di livello adeguato. Si pone domande esplicite e individua problemi significativi da indagare a partire dalla propria esperienza, dai discorsi degli altri. Analizza e racconta in forma chiara ciò che ha fatto e ha imparato TRAGUARDI

OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Indagare le relazioni su organi di senso, fisiologia complessiva e ambienti di vita. Acquisire un metodo scientifico nei confronti della realtà: osservare, porre domande, fare ipotesi e verificare. Progettare e realizzare esperienze concrete ed operative per osservare e conoscere le leggi fondamentali del mondo fisico. OBIETTIVI DI APPRENDIMENTO

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Acquisire consapevolezza delle strutture fondamentali del mondo biologico in particolare del “mitilo”. Analizzare e conoscere la struttura e le caratteristiche del mitilo. Formulare ipotesi circa gli elementi necessari per la vita del mitilo. OBIETTIVI OPERATIVI

RACCORDI INTERDISCIPLINARI IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Descrizione della parte interna ed esterna del mitilo Il sistema di alimentazione CONTENUTI DESTINATARI Alunni classe quarta RIFERIMENTO Scienze RACCORDI INTERDISCIPLINARI Italiano Arte e immagine Educazione alimentare

RACCORDI INTERDISCIPLINARI Educazione all’immagine IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO RACCORDI INTERDISCIPLINARI Formulare semplici proposizioni utilizzando un linguaggio scientifico Ascoltare e comprendere testi di tipo informativo Effettuare osservazioni e verbalizzare oralmente e per iscritto Verbalizzare un’ esperienza vissuta Lingua italiana Educazione all’immagine Leggere immagini

Sussidi e supporti didattici IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Durata dell’U.d.A. 20 ore Schede di lavoro Questionari Macchina digitale Registratore Sussidi e supporti didattici

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Metodologia Il percorso formativo è centrato sulla metodologia “hands-on” che prevede un’esperienza diretta di scoperta attraverso la sperimentazione. Gran parte dell’attività sarà svolta in piccoli gruppi, privilegiando il coinvolgimento diretto degli alunni. Gli alunni saranno guidati dall’insegnante ad osservare e a discutere fra loro per prospettare soluzioni ed ipotesi interpretative e quindi a ideare esperimenti per verificarne o confutarne la validità. Non mancheranno tuttavia momenti frontali in cui l’insegnante presenterà i vari contenuti. Sarà dato ampio spazio ai momenti di confronto, dibattito sulle attività svolte dai vari gruppi e sui relativi risultati. La discussione abituerà ad ascoltare gli altri, a farsi idee proprie e a prospettarle liberamente. Verrà privilegiato il Cooperative learning come strumento didattico di apprendimento.

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO ACCERTAMENTO DELLE COMPETENZE E CONTROLLO DEI PROCESSI DI INSEGNAMENTO/APPRENDIMENTO L’osservazione diretta delle attività degli alunni Verifiche in itinere mediante Produzione di schemi e altre forme di linguaggio Metodo di lavoro Impegno Partecipazione Autonomia Accuratezza del prodotto Valutazione

ORGANIZZAZIONE DIDATTICA Prima lezione in classe: Conosciamo la cozza IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO ORGANIZZAZIONE DIDATTICA Fasi e operatività Prima lezione in classe: Conosciamo la cozza Docente Alunni Divide gli alunni in piccoli gruppi Distribuisce per ogni gruppo un mitilo e invita gli alunni ad osservarlo Distribuisce una scheda di osservazione Guida gli alunni all’osservazione del mollusco Raccoglie le informazioni ricavate dalle schede di osservazione Osservano collaborano tra di loro, ipotizzano e rispondono

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Obiettivo Attività Fare osservare con attenzione la struttura esterna ed interna del mollusco Compilare la scheda di osservazione

Scheda di osservazione IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Scheda di osservazione 1 HAI MAI OSSERVATO UNA COZZA? 2 PROVA A DESCRIVERE LA PARTE ESTERNA? 3 PROVA A DESCRIVERE LA PARTE INTERNA? 4 SECONDO TE COME SI ALIMENTA?

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO ORGANIZZAZIONE DIDATTICA Fasi e operatività Seconda lezione in classe: Come si nutre la cozza Docente Alunni Divide gli alunni in piccoli gruppi e chiede loro di rispondere alla domanda: COSA MANGIA LA COZZA? COME SI ALIMENTA? Verifica l’ipotesi proponendo un esperimento Riflettono, interagiscono tra loro e ipotizzano: MANGIANO APRENDO LE DUE VALVE

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Obiettivo Attività Fare capire il sistema di alimentazione della cozza La carta magica

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Attività Che cosa occorre acqua di mare un becker un imbuto di vetro carta da filtro ghiaia Come procedere Fare aderire la carta da filtro nell’imbuto Versare l’acqua

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Che cosa succede? L’acqua passerà per il filtro di carta e andrà nel becker mentre la ghiaia rimarrà nella carta

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Conclusione L’imbuto è costituito da due fori, una di entrata e l’altro di uscita; l’elemento aggiuntivo è dato dalla carta che ha lasciato passare l’acqua trattenendo la ghiaia. Anche il sistema di alimentazione della cozza è costituito da due fori: il sifone inalante e il sifone esalante, durante il passaggio dell’acqua gli elementi nutritivi vengono trattenuti mentre l’acqua fuorisce.

Terza lezione : Verifica IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO Terza lezione : Verifica Racconta quello che hai visto …… Docente Alunni Verifica attraverso un testo ciò che i bambini hanno appreso dall’ esperienza Riflettono e scrivono

IL MONDO DEI MOLLUSCHI : IL MITILO L’ unità di apprendimento è stata sperimentata nella Scuola Primaria di Ficarazzi in una classe quarta formata da 21 alunni. I bambini hanno mostrato interesse e partecipazione, pertanto ringrazio l’insegnante di scienze Dott.ssa Rosalinda Senettone.