Anatomia comparata

ANATOMIA COMPARATA

25/09/17

[Studio della biodiversità dei cordati (phylum chordata) → circa 70000 specie → relativamente poche]

Perché i Cordati?

• Siamo interessati al subphylum Vertebrati (~65000 specie), che si compone di:
  • Pesci → vertebrati marini/acquatici
  • Vertebrati terrestri

Aspetti anatomici comuni ai Vertebrati:

• Polarità antero-posteriore
  • estremità anteriore, o cefalica (cefalizzazione)
  • estremità posteriore, o caudale
• Polarità dorso-ventrale
  • dorso → colonna vertebrale (sostegno) che sostituisce la notocorda (struttura di antica e protezione al SNC (tubo neurale))
  • ventre → sistema digerente (bocca, faringe, esofago, stomaco, ano)

Vertebrati = Craniati

• (vertebrati)
  • presenza di un cranio → struttura scheletrica che posiziona + cefalica che protegge il cervello

• Simmetria bilaterale → 2 metà (dx e sx) specularmente uguali grazie ad un asse (piano saggitale)
• Locomozione secondo una precisa direzione (cefalizzazione)
• Celoma → contiene visceri

"Modelli Anatomici":

• tipo pesce
  • forma affusolata (idrodanimica) → ambiente acquatico
  • pinne (propulsione)
  • sistema respiratorio branchiale
• tipo tetrapoda → sistema respiratorio polmonare → ambiente terrestre

Secondo l'evoluzione:

• Agnati → pesci vertebrati più primitivi
  • incapaci di masticare (da qui il nome "senza mascella")
• Condroitti → pesci cartilaginei (da qui il nome)
• Osteitti → pesci ossei (da qui il nome)
  • scheletro osseo = innovazione (con la colonizzazione degli ambienti terrestri ~350 milioni anni fa...)
  • Anfibi → vita larvale (acquatica) "doppia vita" (da qui il nome)
  • Rettili → svezzamento alché calcare, trans termici, alcuni (es. tartarughe)
  • Uccelli → "dinosauri evoluti" (gonfiato alle penne)

Mammiferi ➔ terrestri ma anche marini (cetacei)

Dimensioni: da 160 tonnellate (es. balena) a pochi mg (es. pipistrello)

ANATOMIA COMPARATA

ANATOMIA COMPARATA ➔ studia gli adattamenti dei vertebrati nel corso della loro storia evolutiva mediante ricostruzione filogenesi attraverso ANALISI COMPARATIVA allo scopo di capire le modifiche e le funzioni

Organizzazione gerarchica del vivente:

• livello cellulare ➔ compresa atomi e molecole
• livello tissulare
• livello di organi
• livello di apparato/sistema
• livello di organismo
• livello di popolazione
• livello di ecosistema
• livello di biosfera

Da uno step all'altro si acquisiscono PROPRIETÀ EMERGENTI

➔ IL TUTTO È PIÙ DELLA SOMMA DELLE PARTI!!

METODO DI ANALISI ➔ METODO COMPARATIVO

es. erbivori vs carnivori

• denti ➔ canini (carnivori)
• ➔ molari (erbivori)
• digestione ➔ 4 camere (erbivori) ➔ scissione di polisaccaridi ➔ (polimeri di cellulosa) ➔ stomaco monogastrico (carnivori) assenza di enzimi digestivi

ecc.

Angelo Ruffini (1864-1929) ➔ medico anatomista (Anghiata del Tronto)

FORMA ET FUNCTIO

• es. scheletro ➔ sostegno, movimento, protezione
• es. sistema circolatorio ➔ trasporto, nutrizione, escrezione
• es. pupilla ➔ passaggio della luce
• es. encefalo ➔ declive funzioni umane (es. SN) limone

Molte strutture anatomiche, in termini di forma e funzione, si originano attraverso modificazioni di strutture preesistenti.

Anatomia Comparata e Biologia Evolutiva

Rapporto forma-funzione e la tassonomia, ovvero funz. specifica e/o relativ. funzioni e/o con/molto risoluzione a/ componenti fondamentali/

Piano di organizzazione strutturale (o anatomico)

Definizione delle caratteristiche anatomiche che condividono i vari gruppi di viventi in una specifica zona adattativa.

Evoluzione distinta cambia comunque il piano anatomico, indipendente dal gruppo di cui mutano i caratteri chiave.

Evoluzione a mosaico

Origine di un nuovo piano anatomico caratterizzato dalla mescolanza di caratteri primitivi e/o dove progredire con la scoperta di caratteri nuovi verso dove stanno andanco

es. Archaeopteryx - scheletro da rettile e prime da uccello

Preadattamento

Consente di utilizzare come vantaggio le innovazioni adattative.

Un organo sviluppatosi per adattamento varia uso. Esistono solo in biologia diversa dalla scopa finale assunse

es. penne di uccello

Divergenza evolutiva

Fenomeno che avviene quando su un piano anatomico si trovano popolazioni adattandosi in funzione di morfologia si divergono.

es. cheloni (tartarughe) nel mangiano la tenuta → quando un buon esempio di evoluzione → caratteri primitivi se mescolati modificati morfologici che un tempo ancestori questo evolutivo.

Convergenza evolutiva

Fenomeno che avviene quando due piani anatomici diversi portano ad adattarsi a diversi ambienti stessa zona adattativa

es. ali chirotteri (sulle evolutivo dei mammiferi tipo volo assonica evoluzione) ulteriormente si sono adattati all'ambiente descritto

Omologia

Similitudine ereditaria che l'antenato comune → × di quella che abbiamo considerato per noi funzioni rapporto frequenti!!

≠

Analogia

Similitudine dovuta a evoluzione convergente → via scontata!

L'ESPLOSIONE CAMBRIANA E ORIGINE DEI CORDATI

Nascita delle maggiori porte di invertebrati marini

• Nel Precambriano (>= 600 milioni anni fa) non esiste molta diversità nei Metazoi

Modello di esplosione simultanea

Un modello più attendibile è che molte specie nel Precambriano andarono incontro a divergenza e l'esplosione di fossili fu causata da cambiamenti ambientali.

• Es. Pikicha gracilens (il fossile di 520 milioni di anni fa)
• Il fossile di 520 milioni di anni fa è un altro Cordato primitivo

Come si collocano i Cordati nella scala evolutiva?

• I Cordati sono Metazoi, Bilateria, Celomati, Deuterostomi

Sinapomorfie dei Deuterostomi:

• 3 foglietti embrionali
• bocca opposta al blastoporo
• cellule a cui destino anatomico è indeterminato
• i Deuterostomi si sono evoluti in seguito all'inversione dell'asse dorso ^*

I Deuterostomi sono i nostri parenti stretti

• Hanno gli stessi schemi base della bocca

E gli Emicordati?

• Hanno una stomocorda

CRESTE NEURALI

• Contribuiscono alla formazione del cranio:
• neurocranio o condrocranio
• splacnocranio
• dermatocranio

Inoltre dalle creste neurali derivano anche:

• gangli
• parte del SNP + RNA
• cellule di Schwann
• ghiandola surrenale - in particolare la parte midollare
• melanofori

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TUBO NEURALE

Si modifica notevolmente nei Vertebrati; nell'anfiosso è presente solo una piccola dilatazione della vescicola encefalica nella parte anteriore e si sviluppa una struttura tripartita:

• prosencefalo - parte più anteriore, contatto anatomico con la mucosa olfattiva
• mesencefalo - corpo intermedio, contatto con l'occhio in via di sviluppo
• rombencefalo - contatto con il labirinto stato-acustico in via di sviluppo, che porterà all'orecchio interno

Già nelle prime fasi embrionali, il tubo neurale prende contatto stretto con due simmetrie e forma degli angoli di senso.

MESODERMA (o MESOBLASTO)

Foglietto embrionale intermedio -> può essere diviso in 4 parti:

• Cordomesoderma -> da qui deriva la notocorda
• Epicmio (o mesoderma dorsale o mesoderma dei somiti) -> parte dorsale che forma i somiti (metameri)
• Mesomero (o mesoderma intermedio)
• Mesoderma della placca laterale (o ipomero)

CORDOMESODERMA

Da origine alla notocorda e alla placca praecordale -> territorio che sviluppa il condrocranio (i punti che si reggeranno gli organi di senso)