Scienze Naturali, Scienze dei Sistemi Naturali,
Evoluzione del comportamento animale e dell’uomo

Comprensione dei meccanismi della crescita cristallina applicata ai settori biologici dove essa svolge un ruolo importante; l’ambiente chimico e biologico e la formazione dei minerali; il ruolo della biologia e degli organismi nei cicli geochimici naturali; riconoscimento delle funzioni delle strutture inorganiche organizzate nei tessuti biologici. Conoscenza delle principali fasi minerali nei tessuti biologici vegetali e animali e loro nozioni sull’interazione tra mineralogia ambientale e organismi.
Comprensione dei record ambientali nei depositi minerali di origine biologica.

Colloquio orale

La mineralogia e i minerali; le specie minerali più comuni e le loro caratteristiche. Le proprietà chimiche e fisiche di maggiore interesse per la biomineralogia. La simmetria e la morfologia dei cristalli. I fattori che modificano la morfologia. Fasi amorfe, precursori e fasi cristalline. Il polimorfismo.
Il prodotto di solubilità, la saturazione e la sovrasaturazione in fase acquosa e in soluzioni di tipo biologico. La nucleazione e la crescita cristallina. Nucleazione omogenea ed eterogenea. L’epitassia come template per la cristallizzazione biologica. I metodi della crescita cristallina applicabili ai sistemi biologici.
Il prodotto di solubilità, la saturazione e la sovrasaturazione in fase acquosa e in soluzioni di tipo biologico. La nucleazione e la crescita cristallina. Nucleazione omogenea ed eterogenea. L’epitassia come template per la cristallizzazione biologica. I metodi della crescita cristallina applicabili ai sistemi biologici.
I processi mineralogici e geochimici globali di interesse biologico. La
sequestrazione della CO2, la precipitazione dei carbonati, la deposizione di sedimenti silicei, le ricadute geologiche dei grandi cicli biologici.
La silice: Radiolari, Diatomee, Spugne, solubilità della silice in funzione del pH.
I Carbonati di calcio. Cianobatteri. Stromatoliti. Coccoliti, Foraminiferi, Echinoidi, Molluschi, Artropodi. La madreperla, le perle, i coralli. La stabilità dei carbonati di calcio in funzione delle condizioni ambientali.
I fosfati: l’apatite e la biomineralizzazione nei vertebrati. I tessuti osteogenetici, le ossa, i denti. Avorio. Gli otoliti. Ossidi di ferro: Radula dei molluschi terrestri, batteri magnetotattici e magnetite. Altri minerali di interesse biologico e medico: acetati, ossalati, tartrati, lipidi e fosfolipidi, urati. La cristallizzazione delle proteine a scopo di
indagine. L’acqua e la cristallizzazione dell’acqua nei sistemi biologici. Il ghiaccio
come minerale. Le strategie per la sopravvivenza al freddo e la sovrasaturazione del ghiaccio. I minerali e l’ambiente, inquinamento da metalli pesanti e organismi
viventi. Esempi di problematiche relative a contaminazione naturale da
mercurio, cadmio, selenio, fluoro, arsenico e ricadute sui sistemi biologici.
I minerali patologici nel corpo umano. Inquinamento da polveri e organismi viventi. Definizione di polvere; caratteristiche del particolato (morfologia e dimensioni); formazione e trasporto; impatto sulla salute. Minerali inquinanti e nocivi; interazione tra minerali e biosfera. Amianti e minerali asbestiformi: caratteristiche, utilizzi passati e attuali, problematiche ambientali e sanitarie. Ambienti e materiali contenenti amianti: problematiche per la popolazione, situazioni di degrado e
risanamento, legislazione.