Zanichelli

Una colonia di formiche è un microcosmo organizzato, efficiente, autonomo, collaborativo. Un superorganismo dove i singoli individui, obbedendo ciascuno a semplici regole, fanno emergere complessi comportamenti collettivi. Così migliaia di specie di formiche hanno colonizzato tutti gli angoli della Terra. Costruiscono nidi complessi, coltivano, allevano, sanno combattere come un esercito addestrato ma senza capi. Le nostre società di Homo sapiens sono molto diverse da quelle delle formiche. Possiamo però studiare il successo evolutivo di questi insetti per inventare applicazioni pratiche utili alla nostra specie. Gli algoritmi che si ispirano alle regole di un formicaio sono utili in molti ambiti, dall’ottimizzazione di Internet alla gestione del traffico stradale. Le formiche sanno bene come trovare la via più breve ed evitare ingorghi. Le zattere che formano intrecciando i loro corpi quando il nido viene alluvionato potrebbero ispirare la progettazione di nuovi materiali e di robot autoassemblanti. Alcune specie di formiche potrebbero essere usate nella lotta biologica agli insetti nocivi. Nuove molecole che sono state isolate dal veleno delle formiche potrebbero risultare efficaci contro i ceppi di batteri patogeni super resistenti. Ci sono migliaia di modi diversi di essere formica: frammenti di natura che nascondono tesori preziosi di inimmaginabile bellezza.

"Geografia per insegnare" si rivolge a studenti e laureati in Lettere che aspirano a diventare buoni insegnanti di Geografia, consapevoli che il concorso pubblico è solo l’ultima tappa di un percorso formativo più articolato, che prevede competenze didattiche e requisiti individuati da precise norme ministeriali. Il libro si sviluppa in cinque macroaree che seguono tali indicazioni: i primi capitoli sono dedicati ai nodi concettuali, epistemologici e didattici correlati all’insegnamento della Geografia, con un excursus storico indispensabile per mettere a fuoco l’oggetto dell’insegnamento. Ci si concentra poi su come elaborare un curriculum e progettare le attività di insegnamento, con indicazioni pratiche su come scegliere un libro di testo, sviluppare e potenziare il lessico specifico, impostare lezioni sul campo e valutare i processi di apprendimento. Si esaminano quindi i processi di insegnamento che si avvalgono di tecnologie tradizionali e digitali per produrre rappresentazioni grafiche dello spazio geografico e acquisire autonomamente informazioni e dati, ricorrendo alla rete o per mezzo di questionari strutturati. Particolare attenzione è dedicata non solo alla comprensione del territorio e alla lettura dei paesaggi attraverso carte geotopografiche, foto anche aeree o satellitari e altri materiali documentari, ma soprattutto all’acquisizione di competenze per la rappresentazione di elementi e relazioni spaziali, anche con gli strumenti offerti dalle nuove tecnologie. Concludono il manuale alcune pagine di riflessione sulla scuola digitale e una proposta laboratoriale concreta e molto corposa.

Gli alimenti ottenuti da Organismi Geneticamente Modificati sono già sulle nostre tavole: i formaggi prodotti con il caglio sintetico derivato da organismi ricombinanti, il latte e la carne di bovini nutriti con soia transgenica, le uova deposte da galline alimentate con mais ogm. Ogni volta che un nuovo ogm è immesso nel mercato suscita clamore mediatico, ma in trent’anni di ricerche non sono emerse prove che questi prodotti siano nocivi per la salute umana e per l’ambiente. Finora gli ogm sono stati chiaramente riconoscibili, ma con l’avvento dell’editing genomico sarà impossibile distinguere una modifica ottenuta in laboratorio da una mutazione casuale. Tecniche come crispr-Cas9 possono modificare un singolo gene, senza importarlo da un altro organismo, così come un word processor può modificare una parola di un testo, senza fare «copia e incolla» da un altro documento. Queste innovazioni promettono di rivoluzionare l’agricoltura e quello che mangiamo, con piante che resistono alla siccità e possono fare a meno di fertilizzanti e pesticidi.

La biologia dello sviluppo è un campo di studio antico, che da sempre stimola la curiosità dei ricercatori, perché indagare il modo in cui un embrione si costruisce da sé – la trasformazione più sorprendente, rapida ed efficace che possiamo osservare in natura – significa forse comprendere la straordinaria vicenda della vita. Il Gilbert è da trent’anni un’opera di riferimento per gli studenti che si avvicinano a questa disciplina da altri ambiti della biologia. Al tempo stesso, è un libro che negli ultimi anni ha vissuto una vera e propria metamorfosi, confluita in questa nuova edizione. La prima novità è l’importanza assunta dalle cellule staminali, che non solo forniscono spiegazioni sullo sviluppo degli organi, ma offrono prospettive sulle loro possibilità di rigenerazione. La seconda è lo spazio dedicato alla neurobiologia dello sviluppo, grazie all’identificazione delle basi anatomiche e genetiche dell’organizzazione e dei comportamenti neuronali. La terza è costituita dal prezioso apporto di Michael Barresi, il coautore che Gilbert ha scelto per questa edizione. Esperto proprio di cellule staminali e neurobiologia dello sviluppo, Barresi è anche un docente che ha sperimentato tecniche innovative di insegnamento e di apprendimento attivo, tra cui la flipped classroom o «classe capovolta». Altri argomenti introdotti in questa edizione sono: lo studio della genealogia cellulare, rivoluzionato dalle tecniche di marcatura in vivo, e l’idea che lo sviluppo animale sia influenzato in modo significativo dall’ambiente, anche per quanto riguarda noi mammiferi.

In bilico tra umanesimo e scienza, tra tecnologia e storia, l’archeologia è una disciplina “anfibia”, e forse è questo il segreto del suo grande fascino. Attraverso lo studio della cultura materiale vuole ricostruire il passato, per dare una prospettiva a lungo termine sulla natura umana. Per farlo, però, ha bisogno di porre le domande giuste – come in ogni ricerca scientifica – formulando ipotesi e cercando conferme o smentite. L’opera di Renfrew e Bahn mostra che esiste un dialogo continuo tra teoria, metodi e pratica sul campo, dove tecniche sempre nuove aiutano gli archeologi a trovare una risposta a domande antiche. La Parte I è incentrata su che cos’è l’archeologia: la sua storia, le testimonianze, gli scavi, la datazione. La Parte II si occupa della varietà umana, di chi siamo, partendo dall’organizzazione sociale per poi toccare argomenti quali l’archeologia ambientale, la dieta, le tecnologie che usavano i nostri antenati e come commerciavano, l’archeologia cognitiva, che aspetto avevano le persone. La Parte III, infine, apre l’archeologia al mondo, alle questioni controverse, alla responsabilità degli archeologi, che sono spesso chiamati a intervenire a tutela del patrimonio archeologico, così fragile, a volte logorato dall’incuria, altre colpito dal fondamentalismo politico e religioso, altre ancora preda della speculazione e del furto. In questa edizione trovano spazio le tecniche più aggiornate – dalla ricognizione aerea con i droni all’uso dei sistemi digitali per rilevare e analizzare i dati di un sito, dai nuovi metodi di datazione archeomagnetici all’uso sempre più massiccio dell’uranio-torio per datare i dipinti nelle grotte preistoriche – e soprattutto i grandi progressi compiuti dalla bioarcheologia, con gli stupefacenti esempi dell’Uomo di Grauballe e di Riccardo III, i cui resti fisici ci hanno permesso di imparare moltissimo sulla condizione umana nel passato. Ogni capitolo è guidato da una domanda iniziale e accompagnato da Schede dedicate agli scavi sul campo, passati o in corso. Il capitolo Costruire una carriera in archeologia conclude il libro: sei archeologi di nazionalità e interessi diversi si raccontano agli archeologi di domani.

"Sono passati quindici anni da quando la prima bozza del genoma umano è stata sequenziata e resa pubblica, con un costo stimato di alcune centinaia di milioni di dollari e un impegno straordinario di risorse umane. Oggi i costi per sequenziare un genoma umano si aggirano intorno a mille dollari. Produrre dati diventa sempre più facile, ma allo stesso tempo emerge in modo chiaro la distanza che separa i dati dalla conoscenza. Non si tratta solo di sequenze di DNA, ci sono big data di ogni tipo: genomi, epigenomi, trascrittomi, proteomi, interattomi e metabolomi. "Fondamenti di bioinformatica" è la risposta compatta e mirata alla necessità di gestire ed elaborare dati sempre più complessi. Per dare senso a questi dati servono infatti le competenze interdisciplinari della bioinformatica, nelle sue tre componenti essenziali: la biologia, l’informatica e la statistica. La crescente esigenza di bioinformatici non è determinata soltanto dalla necessità di orientarsi nella complessità, ma anche da un mutamento negli studi biologici che dal classico approccio riduzionistico – con cui si indaga su un problema puntuale – si sono allargati a un approccio olistico per cercare di comprendere il sistema nella sua globalità. In questo contesto, la biologia dei sistemi sta assumendo un ruolo sempre più importante, anch’esso centrato saldamente sulla multidisciplinarità della bioinformatica." (Dalla Prefazione di Giorgio Valle)

La quarta edizione italiana di Elementi di chimica fisica ha una struttura modulare: gli autori hanno raggruppato i grandi temi della materia in quindici focus, ognuno suddiviso in capitoli. Per tracciare le connessioni tra le diverse aree della chimica fisica e aiutare la percezione del quadro complessivo, all’inizio di ogni focus si discutono le relazioni fra i capitoli e ogni capitolo si apre con tre domande: Perché devi conoscere questi concetti? Qual è l’idea chiave? Che cosa devi già conoscere? I capitoli sono interdipendenti tra loro – e così pure i focus – ma gli autori hanno progettato questa edizione in modo da poter leggere ogni capitolo in maniera autonoma. Questa scelta offre a chi insegna uno strumento flessibile e riduce le asperità per gli studenti, che si trovano ad attraversare «una successione di colline invece di una singola montagna».

La statistica è utile per addentrarsi nello studio delle scienze della vita, delle scienze psicologiche e sociali, delle discipline mediche e sanitarie; e la matematica serve a capire la statistica, che ha un patrimonio di idee, una storia e un bagaglio di metodi specifici, non riducibili a semplici applicazioni della matematica. C’è poi una terza disciplina, che sta assumendo un ruolo sempre più importante: l’informatica. Un cambiamento notevole rispetto alla prima edizione riguarda proprio l’utilizzo dei mezzi informatici. Moduli di matematica e statistica si propone di veicolare correttamente le idee matematiche senza immergersi nei formalismi. Gli autori privilegiano una presentazione basata sull’interpretazione geometrica dei concetti, favoriti dagli sviluppi tecnologici recenti, che rendono facilmente accessibili strumenti di rappresentazione grafica su computer, tablet e smartphone. In particolare, suggeriscono di non usare più calcolatrici tascabili o sistemi di calcolo sofisticati, ma raccomandano l’uso del linguaggio R: un linguaggio orientato espressamente alle elaborazioni statistiche, di pubblico dominio, multipiattaforma e supportato da una vasta comunità di utenti a livello internazionale. In appendice ne viene fornita una breve descrizione e un’icona contraddistingue i paragrafi (esempi, laboratori, complementi ed esercizi) per lo studio dei quali è consigliato o necessario l’uso di R.

Analisi matematica-Fare e comprendere integra rappresentazioni e registri semiotici diversi (grafici, simboli, tabelle) e alterna intuizione e formalizzazione per portare lo studente a cogliere la valenza applicativa dei concetti matematici fondamentali. Il percorso di studio punta a far maturare con gradualità una piena consapevolezza degli strumenti matematici: inizia a partire da esempi e problemi affrontati con metodi grafici e intuitivi, prosegue con l’analisi quantitativa per mezzo del calcolo approssimato e si conclude con la formalizzazione e il calcolo simbolico. La prima parte presenta i concetti fondamentali dell’analisi matematica (limite, derivata di una funzione, integrale definito) e le relazioni che tra essi intercorrono; ancor prima della loro formalizzazione, viene proposta allo studente una panoramica completa del percorso di apprendimento. In particolare, l’autore dà risalto al teorema fondamentale del calcolo integrale, attraverso il quale si arriva a una visione completa dei problemi e degli oggetti dell’analisi matematica. La seconda parte punta a formalizzare i concetti introdotti nei primi capitoli con definizioni e risultati teorici, spesso con dimostrazioni. Ciascun capitolo della seconda parte riprende infatti uno dei capitoli della prima, per approfondire e allargare le conoscenze. L’autore affronta in particolare due problemi di notevole importanza modellistica, l’approssimazione locale di funzioni e i modelli differenziali, e fornisce elementi di analisi qualitativa e quantitativa basati anche sul calcolo approssimato. La terza parte è dedicata allo studio dei fenomeni che si modellizzano a tempo discreto (successioni e serie) e alla presentazione di algoritmi di approssimazione per la soluzione di equazioni. La quarta parte presenta infine alcuni elementi di calcolo delle probabilità e di statistica: la probabilità è qui intesa come strumento di misurazione dell’incertezza nel passaggio dalla statistica descrittiva alla statistica inferenziale. Le schede di lavoro e gli esercizi richiedono allo studente di mettersi all’opera in prima persona per esplorare significati e applicazioni di quanto appreso.