Zoologia generale

CENNI STORICI E

CONCETTI BASE

ARISTOTELE (IV SEC A.C.) →

Primo grande biologo della storia, gli esseri viventi erano disposti in una scala gerarchica ordinata in

complessità crescente. Chiamata Scala Naturae – scala della natura – , gli organismi semplici occupano il

gradino più basso e l’uomo quello più alto; tutti gli altri sono intermedi. Questa teoria è chiamata del

fissismo, organismi non hanno mai subito variazioni nel corso del tempo; riteneva che gli organismi fossero

estinti MA senza sapere la loro origine. Scrisse molte opere sugli animali.

CARLO LINNEO (1707 – 1778)

Naturalista svedese, formulò concetto di specie su caratteri morfologici. Ideò la nomenclatura binomia

→

per identificare ogni singola specie e classificò tutti i viventi con un Sistema Naturae, pubblicato nel 1735

organizzazione gerarchica in gruppi di ampiezza progressiva. Nel 1751 pubblicò Philosophia botanica, dove

→

affermava che 1) specie erano disposte in un sistema naturale che si prestava alla classificazione; 2)

specie erano state create in forma eterna ed immutabile per progetto divino (fissismo).

Attuale classificazione gerarchica si basa su 7 categorie sistematiche chiamate taxon (o taxa/unità

tassonomiche): 1. REGNO

2. PHYLUM

2.1. Subphylum

2.2. Superclasse

3. CLASSE

3.1. Sottoclasse

3.2. Coorte

3.3. Superordine

4. ORDINE

4.1. Sottordine

4.2. Superfamiglia

5. FAMIGLIA

5.1. Sottofamiglia

5.2. Tribù

6. GENERE

6.1. Sottogenere

7. SPECIE

7.1. Sottospecie

Recentemente si è messo anche il DOMINIO che raggruppa i rapporti tra batteri, archea ed eucarya.

→

1735 introduzione della nomenclatura binomiale per classificare piante e animali. Ad ogni organismo

sono attribuiti 2 nomi latini: primo nome (nomen genericum), lettera maiuscola, indica il genere di

appartenenza ed è lo stesso per tutte le specie che condividono alcuni caratteri principali e secondo

1

nome (nomen specificum), lettera minuscola, designa la specie esatta. Identificano in modo univoco la specie

e sono scritti in corsivo e può talvolta indicare la provenienza geografica/caratteristica morfologica o

ambientale. Dopo genere e specie si mette autore e anno. In caso di omonimie o sinonimie si usa il

principio di priorità. Leone, tigre, leopardo, giaguaro, leopardo delle nevi sono specie differenti MA con lo

stesso genere Panthera. Un codice internazionale di nomenclatura assicura che ogni specie sia descritta e

nomenclata secondo criteri comuni.

→

Specie è la base della classificazione degli organismi viventi, rappresenta l’unità di base del sistema di

classificazione, è il livello tassonomico più basso. Non sono unità statiche, si modificano nel tempo e nello

spazio tramite processi evolutivi. La speciazione è quando si formano nuove specie da quelle preesistenti

per cause e meccanismi diversi. →

Concetto morfologico di specie proposto da Linneo. Appartengono ad una data specie tutti gli organismi

di aspetto uguale tra loro e diverso da quello di altre specie. MA possono anche avere aspetto molto

differente. È usato sia per le specie attuali che quelle fossili.

→

Concetto biologico di specie proposto da Mayr nel 1940. Le specie sono gruppi di popolazioni naturali

realmente/potenzialmente interfecondi e riproduttivamente isolati da gruppi analoghi. Successivamente

venne incorporato anche l’aspetto ecologico. Come il cavallo e l’asina che appartengono a due specie

diverse, ma possono incrociarsi generando un mulo o un bardotto; entrambi sono sterili e non esiste la

specie. →

Concetto filogenetico di specie la specie è un insieme indivisibile di organismi comprendente tutti i

discendenti da una linea genealogica ben definita e diagnosticamente distinguibile da altri gruppi.

→

Clade gruppo costituito da un antenato singolo comune e da tutti i suoi discendenti.

→ →

Speciazione può avvenire per cladogenesi o anagenesi. Cladogenesi suddivisione di una linea

evolutiva di organismi in due o più linee distinte. È un meccanismo di evoluzione ramificata, da una specie si

→

originano specie che si evolvono indipendentemente. Anagenesi meccanismo contrapposto dove

mutamenti graduali nelle specie portano a sostituzioni con nuove forme.

→

1942 Ernst definì la specie biologica come insieme di popolazioni naturali i cui individui si incrociano tra

di loro e generano prole fertile.

→

1953 Mayr definì la specie come un gruppo di popolazioni naturali che realmente si riproducono tra loro

e che sono isolate riproduttivamente da altri gruppi analoghi

GEORGES LOUIS BUFFON (1707-1788)

Contribuì alla nomenclatura binomiale (con la catalogazione) ed ebbe una visione dinamica degli

organismi viventi. Le specie potevano subire dei cambiamenti nel corso del tempo.

Fu precursore di Lamarck e Darwin.

GEORGES CUVIER (1769-1832)

Era paleontologo (tramite i fossili si dimostrò che gli organismi non erano immutabili), creazionista, propose

→

la teoria delle catastrofi Terra è interessata da eventi catastrofici corti e violenti, le specie andarono

2

incontro all’estinzione e vennero sostituite da nuove specie. Si sono verificate 27 catastrofi e l’ultima è il

diluvio universale.

Sostenne l’importanza dell’estinzione della specie (componente fondamentale).

JEAN BAPTISTE LAMARCK (1774-1829)

Coniò la biologia, pubblicò nel 1809 l’opera Philosophie zoologique, elaborò la prima teoria evoluzionista

→

(trasformista) basata sull’uso e il disuso di organi e strutture più o meno sviluppati (modificazione era

trasmessa alla prole con un meccanismo chiamato acquisizione dei caratteri acquisiti), sul Lamarckismo

→ eredità dei caratteri acquisiti e sulla relazione con l’ambiente. La conclusione corretta fu che gli

organismi erano un processo graduale di modificazioni avvenuto sotto la pressione delle esigenze ambientali

con conseguente origine di una nuova specie. Si trasmettevano dai genitori ai figli e passavano da uno stato

più semplice ad uno più complesso (prole diversa dalla generazione parentale).

→

Giraffe vegetazione scarsa provocò un aumento della lunghezza del collo per raggiungere vegetazione più

favorevole.

CHARLES DARWIN (1809-1882)

Propose teoria dell’evoluzione della specie per selezione naturale, pubblicò l’Origine della Specie (1859)

→ →

dati furono raccolti durante la sosta alle isole Galapagos, con i fringuelli erano 13 specie e ciascuna

→

aveva un becco con morfologia diversa, fu una selezione naturale adattamenti allo specifico alimento e

allo specifico habitat. Iniziò quindi a sviluppare idee sull’evoluzione della vita.

Notò che le isole Galapagos e le isole di Capo Verde, simili per clima e topografia, ospitavano fauna e flora

totalmente diverse: animali e piante delle Galapagos, erano affini a quelle del continente sudamericano, con

qualche differenza.

Inoltre, si accorse della somiglianza tra i fossili della pampa sudamericana con i fossili noti del Nordamerica;

→

sulle Ande trovo conchiglie marine fossili. Fossile è ciò che rimane di un organismo vissuto nel passato,

riportato alla luce dalla crosta terrestre. Si dispongono in strati, quello più antico si trova sul fondo e quello

più recente è negli strati superficiali.

Introdusse il concetto che tutti gli organismi derivino da un progenitore comune e che le trasformazioni nel

→

tempo avvenivano per piccoli cambiamenti graduali gradualismo

Per spiegare la selezione naturale usò l’esempio delle giraffe.

→

Giraffe nelle giraffe si ha diversità della lunghezza del collo. Dopo evento ambientale si ebbe una

diminuzione di vegetazione bassa: giraffe collo lungo potevano alimentarsi e sopravvivere, trasmettendo alla

prole la caratteristica; giraffe collo corto non riuscirono a sopravvivere. Gli individui più adatti sopravvivono

e si riproducono con successo. La sopravvivenza dei favoriti è il risultato di un processo di selezione da

parte dell’ambiente. →

Evoluzionismo deriva dal fissismo specie sempre uguali fin dalla loro creazione.

→

Focus sulla selezione naturale Darwin sviluppo una sua teoria sulla selezione naturale:

→

1) OSSERVAZIONE 1 gli organismi hanno un ampio potenziale riproduttivo

3

→

2) OSSERVAZIONE 2 le popolazioni naturali rimangono di grandezza costante a eccezione di

fluttuazioni di secondaria importanza

→

3) OSSERVAZIONE 3 le risorse naturali sono limitate

→

A) DEDUZIONE 1 tra i membri di una popolazione c’è una continua lotta per l’esistenza

→

4) OSSERVAZIONE 4 tutti gli individui mostrano variazioni

→

5) OSSERVAZIONE 5 le variazioni sono ereditabili

→

B) DEDUZIONE 2 tra i diversi organismi di una popolazione c’è un differente potenziale di

sopravvivenza e di riproduzione

→

C) DEDUZIONE 3 attraverso molte generazioni, i differenti potenziali di sopravvivenza e di

riproduzione generano nuovi adattamenti e nuove specie

BIODIVERSITA’ ED EVOLUZIONE

Le specie si sono diversificate, producendo specie nuove tramite l’evoluzione biologica che consiste in

modificazioni, trasmissibili ai discendenti delle caratteristiche ereditarie della popolazione che si affermano

attraverso la selezione naturale. Si possono riscontrare a livello del fenotipo o del genotipo. I principali

meccanismi con cui vengono fissati questi cambiamenti sono la selezione naturale e la deriva genetica. Di

tutte le mutazioni che possono avvenire, solo una piccola frazione sarà vantaggiosa e non sarà eliminata.

L’evoluzione ha 2 diversi significati: come cambiamento e come meccanismi causa del cambiamento.

ALBERI FILOGENETICI

La filogenesi è il processo evolutivo degli organismi dalla comparsa sulla Terra a oggi. Si occupa di definire le

relazioni evolutive tra le linee progenitore – discendente che hanno portato all’origine di taxa estinti ed

attuali.

L’albero filogenetico è un diagramma con la discendenza comune di gruppi di organismi. La

rappresentazione è tipica della visione evoluzionistica, partendo da un progenitore comune e dando diverse

linee di discendenza.

→

1866 fu creato il primo albero filogenetico dei viventi da Ernst Heackel, con divisione in 3 regni (Plantae,

Protista, Animalia), basato su caratteri morfologici e fisiologici.

La classificazione più classica è quella di Whittaker del 1969, basata su organizzazione cellulare e nutrizione

in 5 regni (Monera, Protisti, Plantae, Fungi, Animalia).

I più moderni sono quelli basati sula filogenesi molecolare come quello sull’RNA ribosomiale 16s di Carl

→

Woese (1990) con 3 domini Archea, Bacteria, Eukarya. Gli Archea avevano più somiglianze con gli

eucarioti.

In un albero filogenetico, i nodi sono l’antenato comune più recente dei gruppi dei nodi successivi e la

lunghezza delle ramificazioni è correlata al tempo/cambiamenti genetici che intercorrono tra essi. Sono

costruiti sulla base di dati morfologici, biochimici, molecolari. Abbiamo 2 tipologie di alberi:

1. albero radicato: sviluppo a partire da un solo nodo (recente antenato

comune degli organismi). Fornisce info sulla correlazione genetica tra

organismi e rapporti evolutivi. La rappresentazione può:

→

1.1. a.r. unscaled non tenere conto della scala temporale

→

1.2. a.r. scaled tenere conto della scala temporale

4

2. albero non radicato: illustra relazioni genetiche che intercorrono tra gli

organismi agli apici, MA non fornisce info sull’evoluzione.

L’ontogenesi (storia dello sviluppo di un organismo durante la sua vita) ricapitola la filogenesi (origine

evolutiva).

Attualmente abbiamo 3 domini (bacteria, archaea, eukarya) e 6 regni (bacteria, archaea, protistis, plants,

fungi, animals). 5

ORGANISMO ANIMALE

ALBERO FILOGENETICO ATTUALE

Abbiamo 5 suddivisioni: 1. Procarioti: →

1.1. Unicellulari MONERA (bacteria e archaea)

2. Eucarioti: →

2.1. Unicellulari PROTISTI

2.2. Pluricellulari →

2.2.1. Autotrofi PIANTE

2.2.2. Eterotrofi →

2.2.2.1. Assorbimento FUNGHI

2.2.2.2. Ingestione →

2.2.2.2.1. Mobili ANIMALI

AUTOTROFIA ED ETEROTROFIA

→

Abbiamo 2 tipi di nutrizione diversa autotrofi ed eterotrofi.

Autotrofi si nutrono di semplici sostanze inorganiche, come le piante (fotoautrotofe (quando hanno la

clorofilla), CO , sole) o i batteri (ossidazione sostanze inorganiche – chemioautotrofi).

2 →

Eterotrofi si nutrono di sostanze organiche complesse prodotte da autotrofi ingestione di

vegetali/animali oppure di detriti organici come l’eterotrofismo.

ORGANISMO ANIMALE

Si basa su due condizioni irrinunciabili: movimento ed eterotrofia per ingestione. Inoltre, hanno bisogno di

ossigeno, locomozione, risposta agli stimoli (nervoso), forma del corpo definita, organi interni,

accrescimento, pareti delicate, glicogeno (carboidrati accumulati).

ASPETTI DI UNITARIETA’

Attuano sia processi di autoconservazione:

1. omeostasi: controllo equilibrio interno:

1.1. assicura condizioni adeguate al funzionamento;

2. riproduzione: processi asessuali, processi sessuali, processi di

sviluppo:

2.2. assicura successione continua di individui;

3. adattamento:

3.1. modifica i membri in base ai cambiamenti ambientali;

→

che di processi metabolici, partendo da alimenti e O respirazione, nutrizione, sintesi.

2

Il motivo unificatore è il programma intrinseco. 6

Il programma genetico è contenuto nel DNA e dirige il progetto tramite costruzione di strutture e funzioni

ed è responsabile delle modificazioni storiche, variabilità, adattamento e processo evolutivo/selezione

naturale.

La materia vivente è organizzata secondo livelli gerarchici: organismi, apparati e sistemi, organi, tessuti,

cellule organelli subcellulari, biomolecole, molecole, atomi. Sono livelli progressivi.

→

Il corpo è formato da 4 tessuti fondamentali epiteliale (rivestimento), connettivo (sostegno,

supporto, collegamento), muscolare (movimento), nervoso (trasmettere stimoli e risposte elaborate agli

organi).

ORGANIZZAZIONE DEL CORPO ANIMALE

→

1) protezione dall’ambiente SISTEMA TEGUMENTARIO

→

2) sostegno, protezione, locomozione SISTEMA SCHELETRICO

→

3) movimento, locomozione SISTEMA MUSCOLARE

→

4) nutrizione + espulsione APPARATO DIGERENTE

→

5) scambi gassosi APPARATO RESPIRATORIO

→

6) trasporto interno sostanze SISTEMA CIRCOLATORIO

→

7) eliminazione rifiuti metabolismo, eq. Idrico salino APPARATO ESCRETORE

→

8) controllo e regolazione attività e funzioni SISTEMA NERVOSO

→

9) controllo e rgolazione processi interni SISTEMA ENDOCRINO

→

10) produzione nuovi individui APPARATO RIPRODUTTORE

→

Sono organizzati con piani organizzativi diversi bauplan, implica organizzazione strutturale e proprietà

funzionali. Per lavorare tutte le componenti devono essere strutturalmente e funzionalmente compatibili.

Sono diversi in base alla storia evolutiva, stile di vita, adattamenti ambientali. Abbiamo sia somiglianze vere

che somiglianze false.

SOMIGLIANZE VERE O SOMIGLIANZE FALSE

Abbiamo diversi tipi di somiglianze:

• →

omologie similarità con derivazione da un antenato comune – comune

discendenza; le strutture omologhe hanno origine da abbozzi

embrionali corrispondenti con componenti strutturali e Somiglianze vere

rapporti anatomici simili. Viene trasmessa a tutti i discendenti – origine comune

fino a che non sarà perduta. Possono essere anatomiche,

embriologiche o molecolari;

• → False somiglianze –

omoplasie similarità di aspetto dovute a convergenze – pura NON hanno origini

apparenza; strutture con somiglianze morfologiche comuni

• →

analogie similarità dovute ad uguale funzione pur avendo origine

diversa; sono strutture analoghe presentano affinità funzionali.

→

ES scheletro arto anteriore vertebrati, STRUTTURE OMOLOGHE

→

ES arto mammiferi, ha derivazione ancestrale, parti anatomici corrispondenti, gli stessi abbozzi

embrionali, sono chiamate STRUTTURE OMOLOGHE.

7

Omologie possono essere modificate in un taxon omogeneo a causa della radiazione adattativa (divergenza

evolutiva). →

RADIAZIONE ADATTATIVA nei mammiferi la differenziazione morfo funzionale degli arti è molto

vistosa ed è correlata alla differenziazione di habitat che caratterizzano il taxon. Si manifesta in tutta la

morfologia del corpo. È quando da una forma ancestrale si ottengono altre forme che occupano ambienti

diversi. →

EVOLUZIONE DIVERGENTE consiste nello sviluppo di caratteristiche diverse in due o più popolazioni

che condividono un antenato comune.

→

ES ali di insetti e uccelli sono STRUTTURE ANALOGHE (taxa lontani tra loro, in seguito a convergenza

(adattamento a stili di vita simili) NON per discendenza).

→

ES ali di uccelli e pipistrelli sono strutture omologhe (arti anteriori di vertebrati) e vanno interpretate

come STRUTTURE ANALOGHE come ali e STRUTTURE OMOLOGHE come arto anteriore dei

vertebrati. →

Sommarsi di analogie e omoplasie mi porta a gruppi diversi con apparenti somiglianze convergenza

adattativa. Specie diverse sviluppano adattamenti simili se sottoposte a pressioni selettive simili.

Omologia è quando lo stesso organo in organismi differenti in ogni sua varietà di forma e funzione ed è

→

trasmesso a tutte le linee di discendenti discendenza comune.

EVOLUZIONE PARALLELA

È un fenomeno evolutivo per cui nello stesso tempo e in un simile ecosistema, gruppi o specie

geograficamente separate, discendenti da un antenato comune, si evolvono risultando morfologic