Biologia e sistematica animale

Sistematica

Scienza che studia la diversità degli organismi viventi, si occupa della loro classificazione e filogenesi.

Tassonomia

Si occupa degli strumenti della sistematica (metodi e procedure della classificazione).

Classificazione

Ordinare gli organismi in gruppi sulla base delle loro relazioni di similarità e affinità.

Nomenclatura

Linguaggio della classificazione.

I caratteri omologhi sono quelli ereditati da un antenato comune. I caratteri analoghi sono frutto di una convergenza evolutiva.

Classificazione cladistica (filogenesi)

Non prendiamo in considerazione gli organismi e i rapporti di parentela ma i caratteri.

Deondogrammi

Rappresentazioni diagrammatiche di un albero filogenetico che mettono in relazione taxon diversi evidenziando rapporti di parentela.

• Cladogramma: deondogramma fatto con metodi cladistici.
• Fenogramma: deondogramma fatto con metodi fenistici.

Apomorfia e Plesimorfia

Apomorfia: omologia recente.

Plesimorfia: omologia antica.

Gruppi filogenetici

• Gruppo olofiletico: gruppo costruito sulle apomorfie (esempio: il gruppo olofiletico è quello dei mammiferi, il carattere "peli" è posseduto da tutti i mammiferi anche se i cetacei non li hanno da adulti ma li hanno da embrioni).
• Gruppo polifiletico: gruppo costruito sui caratteri analoghi (esempio: il gruppo "alati" è polifiletico).
• Gruppo parafiletico: gruppo costruito considerando un carattere di un antenato comune che alcuni organismi discendenti però possono aver perso e perciò non sono considerati (esempio: il carattere "squame" è parafiletico perché alcuni discendenti l'hanno perso mentre altri lo hanno ancora (nelle zampe degli uccelli, nella coda dei topi)).

Filogenesi molecolare

Utilizzare similitudini a livello genetico-molecolare (di solito RNA-ribosomiale) per determinare rapporti di parentela degli organismi viventi:

• Il gene deve essere presente in tutti gli organismi di cui si vuole studiare la filogenesi.
• Le sequenze considerate devono essere omologhe (livello appropriato di conservazione della sequenza).
• Il gene deve essere ereditato in tutte le specie per trasmissione verticale (di padre in figlio).

Nomenclatura binomia

Due termini in latino: nome generico + nome specifico: Bubo bubo, Linnaeus, 1758 gufo reale.

Protozoi

• Comprendono numerose famiglie di protisti unicellulari.
• Solitarie o coloniali (il momento in cui sono nate le colonie può coincidere col momento in cui è nata la pluricellularità).
• Habitat diffuso.
• Dimensioni variabili.
• Nudi o protetti: architetture scheletriche interne oppure veri e propri gusci.
• Digestione: fagocitosi o endocitosi.
• Respirazione ed escrezione: diffusione attraverso la superficie; in quelli di acqua dolce vi è un vacuolo contrattile per l'osmoregolazione e l'escrezione.
• Assenza di sistema nervoso, comunque possiede sensibilità e risposta agli stimoli.
• Riproduzione asessuale: scissione binaria, scissione multipla, gemmazione.
• Riproduzione sessuale: singamia (gli stessi protozoi si trasformano in gameti e poi si fondono) o coniugazione (scambi che portano ad aver un numero uguale di individui).
• Cicli: diplonte, aplonte, aplo-diplonte.
• A vita libera o simbionti (mutualismo, commensali, parassiti).

Sarcomastigophora

• A vita libera o parassiti.
• Flagellati.
• Mononucleati o polinucleati.
• Nutrizione per fagocitosi.
• Pseudopodi per il movimento e per inglobare nutrimento.
• Riproduzione asessuale: scissione.
• Riproduzione sessuale: singamia.
• Ciclo diplonte o aplo-diplonte.

Flagellati

Subphylum dei Sarcomastigophora; presenza di 1 o più flagelli.

Euglena

• A ponte perché in grado di fare fotosintesi: ha i cloroplasti.
• Flagellato: flagello anteriore con movimento ondulatorio.
• Organuli per osmoregolazione: due vacuoli.
• A vita libera.

Trichomonas

• Parassita (anche dell'uomo).
• Habitat diffuso.
• Flagellato: una serie di flagelli anteriori + un lungo flagello locomotore.

Forme coloniali di flagellati

• Forme iniziali di organizzazioni pluricellulari.
• Diversi tipi di colonie:
• Coanoflagellati: organismi allungati; nella parte apicale collare di microvilli dove viene spinta l'acqua, tramite i flagelli, per assumerne le sostanze.
• Volvox (coanoflagellati + flagellati): fotosintesi; riproduzione sessuale o asessuale; possibili antenati degli organismi pluricellulari.

Ipermastigini

• Simbionti dell'intestino delle termiti.
• Ciclo complicato con fasi aplonti.
• Tripanosoma: nell'intestino della mosca tze-tze e può infettare l'uomo e provocare grave encefalite.

Sarcodini

Subphylum Sarcomastigophora; protozoi con pseudopodi.

Ameba

• Non ha una conformazione propria.
• Pseudopodi: fagocitosi.
• Assenza di scheletro.

Eliozoi

• Forma a raggera.
• Citoscheletro.
• Pseudopodi rinforzati tramite microtubuli.

Radiolari

• Scheletro siliceo robusto oppure di celestina.
• Pseudopodi filiformi che fuoriescono dal guscio.

Foraminiferi

• Scheletro di carbonato di calcio.
• L'accumulo di carbonato di calcio ha dato origine a scogliere (organismi costruttori).

Ameba collettiva: le amebe si formano a partire da spore; in certe condizioni avverse amebe diverse si aggregano a formare una struttura compatta (tappa per la pluricellularità); la forma pluricellulare che si forma viene talvolta chiamata pseudoplasmodio e da questa si differenzieranno delle spore, liberate nell'ambiente, dal quale emergono individui ameboidi unicellulari.

Sporozoa

• Formano spore.
• Parassiti.
• Mononucleate o polinucleate.
• Riproduzione asessuata (scissione multipla) o sessuata (singamia).
• Formazione di spore.
• Ciclo: aplonte.

Toxoplasmosi: un protozoo provoca questa malattia che si trasmette con le feci del gatto anche agli uomini.

Plasmodio della malaria.

Ciliophora

• Con ciglia + presenza di 2 nuclei.
• A vita libera o parassiti.
• Ciglia.
• Presentano 2 nuclei: micronucleo e macronucleo che contengono lo stesso corredo che ripetono in modo diverso (differenza nella ripetitività); micronucleo si occupa di fenomeni riproduttivi, macronucleo si occupa di eventi metabolici.
• Riproduzione: asessuata (scissione) o sessuata (coniugazione; autogamia).
• Ciclo: diplonte.
• Nutrizione: fagocitosi, ma si specializza una zona cellulare incavata (zona orale).
• Presenza anche di un "ano cellulare".
• Vacuoli contrattili.

Paramecio

Origine della pluricellularità

1. Ipotesi di Heackel secondo l'idea che l'ontogensi ricapitola la filogenesi: guardando i primi stadi di sviluppo embrionale (morula, blastula e gastrula) si può ipotizzare la presenza di individui primitivi simili (Blastea e Gastrea) che sarebbero gli individui progenitori di tutti gli altri.
2. Teoria della Fagocitella: a partire da forme compatte e piene si sarebbe evoluta una cavità interna.
3. Teoria della Placula: da un organismo piatto di forma planuloide (placula) pieno di cellule, si è formato un abbozzo di digerente e poi da questo organismo sarebbero derivati prima gli cnidari e poi i platelminti.

Placozoi

• Metazoi primitivi.
• Formati da 2 strati di cellule (già specializzate in epiteli).
• Forma ameboide.
• Nutrizione: fagocitosi.
• Riproduzione asessuale o sessuale.
• Habitat marino, vita libera.

Mesozooi

A metà strada tra protisti unicellulari e metazoi. Forma di pluricellularità che non si è affermata.

Poriferi (spugne)

• Organismi acquatici: mare o acque dolci.
• Solitarie o coloniali.
• Diverse classi che si differenziano per la struttura scheletrica:
• Calciosponge (spugne calcaree): carbonato di calcio.
• Silicosponge (spugne silicee): silicio.
• Demosponge (spugne cornee): spongina o collagene (organiche) + componenti inorganiche.
• Sessili.
• Dibalstici: 2 foglietti embrionali.
• Simmetria raggiata.
• Sono presenti tessuti: cellule integrate tra loro tramite giunzioni cellulari.
• Strato cellulare esterno: pinacoderma (formato da pinacociti e porociti).
• Strato cellulare interno: coanoderma (formato da coanociti).
• Strato intermedio: mesoglea (formato da amebociti).
• Il porocita permette l'entrata di acqua; l'espulsione dell'acqua avviene attraverso l'osculo; i coanociti creano un risucchio grazie ai flagelli e permettono il nutrimento attraverso microvilli.
• Evoluzione dai coanoflagellati.
• Presenza di spicole: a forma di Y, a forma stellata, asterischi, etc.
• 3 modelli di spugne calcaree:
• Modello acson: spugne primitive.
• Modello sycon: la parete si complica.
• Modello leucon: la parete si ispessisce ulteriormente e si formano delle camere fagocitarie.
• Assenza di sistema nervoso; coordinamento di tipo endocrino (coordinamento umorale).
• Riproduzione:
• Ermafrodite o a sessi separati.
• Assenza di gonadi.
• Sessuale: tendenzialmente fecondazione interna: i coanociti tramite flagelli trasportano lo spermatozoo che è nel flusso d'acqua fino all'ovocita.
• Asessuale: gemmazione.
• Presenza di larve.

Cnidari

• Organismi acquatici: marina e acque dolci.
• Simmetria raggiata.
• Presentano anche organi (semplici).
• Sessili o mobili.
• Solitarie o coloniali.
• Molto spesso fanno associazioni simbiotiche: mutualismo; raramente parassitismo.
• Polipi e alghe zooxantelle: le alghe ottengono sostanze nutritive (fosfati, nitrati, CO2) dal polipo, mentre il polipo ottiene ossigeno e prodotti metabolici dall'alga.
• Alternanza di generazioni tra 2 forme:
• Polipo: sessile; riproduzione asessuale.
• Medusa: natante; riproduzione sessuale con gonadi.
• 4 classi:
• Idrozoi: forme alternate di polipo e medusa.
• Cubozoi: prevale la forma di medusa.
• Scifozoi: prevale la forma di medusa (tipiche meduse che conosciamo).
• Antozoi: prevale la forma di polipo.
• Sono predatori carnivori: tentacoli carnosi con cnidociti (rilasciano sostanze urticanti).
• Digerente: celenteron (permette di distinguere le 4 classi).
• Digestione mista: extracellulare e intracellulare.
• Parete esterna contrattile grazie alla presenza di cellule mioepiteliali: riescono a mantenersi a galla perché il loro movimento direzionale è permesso dalle correnti.
• Diblastici: ectoderma e endoderma.
• Ectoderma: cellule epiteliali, cnidoblasti, cellule interstiziali, cellule mioepiteliali.
• Endoderma: cellule epiteliali, cellule ghiandolari, cellule flagellati, cellule interstiziali, cellule mioepiteliali.
• Respirazione ed escrezione: diffusione.
• Tipi di scheletro:
• Esoscheletro: di natura organica (chitina) o calcarea.
• Endoscheletro: di carbonato di calcio e scleroproteine.
• Idroscheletro: il celenteron pieno d'acqua funge da scheletro idrico.
• Sistema nervoso ben organizzato: rete diffusa di neuroni e degli organi di senso (statocisti, macchie oculari, cellule neurosensoriali).
• Ropali (negli Scifozoi): organi di senso composti formate da una statocisti e diverse macchie oculari.
• Bioluminescenza.
• Riproduzione:
• Sessuale: ci sono meduse maschi e femmine (gonadi differenziate); avviene fecondazione esterna.
• Asessuale: gemmazione nei polipi; frammentazione e rigenerazione.
• Presenza di larva (planula): lo sviluppo embrionale avviene per segmentazione radiale totale.
• Idrozoi: si formano colonie polimorfe (gli individui si chiamano zoidi e si ha suddivisione dei compiti).
• Cubozoi: il polipo è considerabile uno stadio larvale da cui gemmano le meduse.
• Scifozoi: il polipo è uno stadio larvale da cui si sviluppano le meduse.