Anatomia comparata

ANATOMIA COMPARATA

23/09/19

Branca dell’anatomia che confronta la forma e struttura di organismi diversi,

funzione storia

evidenziando similitudini e differenze in relazione alla loro e alla loro

evolutiva.

Dai rettili si sono sviluppate due linee evolutive: mammiferi e uccelli.

La forma di un organismo è strettamente connessa con la sua funzione differenze



morfo-funzionali tra i vari animali vantaggi evolutivi esempio differenza testa nei



pesci e in animali terresti (testa mobile, consente di avere un campo visivo migliore,

per cacciare, difendersi meglio). Esempio orso e uccelli, differenza nella forma degli

arti per le penne. Dal punto di vista strutturale sono identiche, ma la conquista

evolutiva maggiore sono le penne che permettono agli uccelli di spostare una quantità

d’aria sufficiente per volare; forma del corpo degli uccelli che ricorda la forma

affusolata di un aereo, per esprimere il concetto di forma – funzione.

La morfologia degli organismi non è statica ma dinamica (che può cambiare). Le cause

che promuovono il cambiamento sono divise in due classi: prossime ed evolutive.

Cause prossime: avvengono nel corso della vita dell’individuo

- Causa fisiologica: l’anatomia di un organo può variare in relazione al suo stato

funzionale. Esempio cuore, diastole fase in cui il cuore si rilassa e sistole in cui il

cuore si contrae. Cuore fatto da ventricolo destro e sinistro, quest’ultimo è più

grande. Camera del ventricolo sinistro in fase di diastole è più grande rispetto

che in fase di sistole. Altro esempio è la vescica.

- Cause patologiche: esempio patologie cardiache, esempio cardiomiopatia

evolutiva. Il cuore malato ha una parete con spessore minore e una camera

ventricolare con dimensione maggiore.

- Causa ciclo vitale: anatomia di uomo adulto e di un feto hanno strutture diverse.

Oppure nel caso delle rane che fanno sviluppo indiretto, la larva non è uguale

all’adulto, il girino ha una testa e una coda, compaiono prima gli arti posteriori,

poi anteriori. Poi fa metamorfosi e quindi passa allo stadio adulto, perde coda,

arti molto evidenti e funzionanti, cambia respirazione da quella branchiale a

quella polmonare ed epidermica.

- Causa adattamento: si vede soprattutto a livello del manto, esempio volpe

artica che si presenta con un colore diverso a seconda della stagione per potersi

mimetizzarsi meglio (bruno nella stagione estiva, bianco in inverno).

Cause evolutive: avvengono nel corso dell’evoluzione della specie in tempi lunghi

cambiamento nella morfologia di un organismo da una generazione all’altra, esempio

negli arti dei vertebrati. Hanno stessa organizzazione strutturale con delle differenze

morfologiche. Formati dagli stessi elementi ossei ma evoluti per diverse ragioni di

movimento. Processo evolutivo: avere meccanismi di sopravvivenza che consento di

adattarsi ai diversi ambienti e cambiamenti, tramite il processo di selezione casuale. I

caratteri verranno tramandati alla generazione successiva. L’uomo è l’unico animale

capace di modificare l’ambiente (e non è viceversa).

Lamarck la sua visione era che l’ambiente era in grado di indurre un cambiamento



morfologico. Esempio giraffe hanno collo lungo per poter mangiare, ma per Lamarck

l’adattamento è una risposta all’ambiente, quindi per lui se ci fossero piante basse le

giraffe tornerebbero ad avere un collo corto.

Darwin le trasformazioni morfologiche di una specie sono dovuti a variazioni



casuali negli individui, su cui in seguito opera l’ambiente, selezionando quegli individui

in cui i cambiamenti morfologici conferiscono un vantaggio di sopravvivenza e

riproduzione. La sua teoria (come quella di Wallance) si basa su due concetti:

variazione e selezione naturale. È importante la casualità del cambiamento. Il

cambiamento non ha lo scopo di adattare l’organismo all’ambiente e non è garantito

che compaiano sempre varianti che consentano la sopravvivenza. Le prove della teoria

evolutiva sono state, oltre che gli esperimenti: la comparazione dello scheletro degli

arti; organi vestigiali; embriologia analisi comparata dello sviluppo dei vertebrati. In



tutti gli embrioni dei vertebrati compaiono tasche faringee, che in seguito diventano

branchie funzionali nei ciclostomi, condroitti, osteitti e anfibi allo stadio larvale, ma

non in rettili, uccelli e mammiferi. Ciò ci permette di dedurre che questi ultimi tre

gruppi derivano evolutivamente da animali acquatici, che respiravano con branchie,

per cui nel corso dello sviluppo inizia la formazione delle branchie, ma in seguito non

procede perché la selezione naturale ne rende inutile la presenza.

Concetti dell’evoluzione di Darwin: genotipo: è il nostro genoma, i geni che

abbiamo nel nostro patrimonio genetico, indica la maggior parte delle caratteristiche

che deve avere il fenotipo. Il fenotipo è l’insieme delle caratteristiche morfologiche e

funzionali di un organismo. Alcuni caratteri del fenotipo dipendono anche

dall’interazione tra il genotipo e l’ambiente.

Omologia e analogia: Strutture omologhe in organismi diversi quando svolgono

una funzione simile, dal punto di vista anatomico sono simili e derivano dalla stessa

struttura ancestrale, quindi questi organismi dovevano avere un antenato in comune.

Un esempio di omologia è l’arto anteriore della talpa e del gorilla: entrambi i loro arti

anteriori derivano dall’arto anteriore di un mammifero primitivo da cui sono discese le

due specie. Strutture analoghe, quando svolgono la stessa funzione ma non hanno

un antenato comune. Per esempio, l’ala di una mosca e quella di un uccello sono simili

per analogia. L’antenato comune dei due animali, con tutta probabilità, era privo di ali,

considerando inoltre che l’ala di un insetto non è un arto modificato, come quello di un

uccello, ma deriva da una plica del tegumento dorsale.

omologia

Esempio di sono gli arti dei vertebrati, sono strutture che svolgono la stessa

funzione (esempio arto gorilla, delfino, pipistrello, piccione). Provengono

dall’evoluzione di una stessa struttura ancestrale, infatti hanno in comune di derivare

dai rettili. Morfologia, posizione e funzioni simili, sviluppo embrionale sovrapponibile,

da geni ortologhi. Omonoma

Metameria, due tipi omonoma o eteronoma. quando ci sono strutture

che si ripetono in modo perfettamente uguale, in direzione cefalo – caudalica esempio

Eteronoma

nei pesci, fasci muscolari che si ripetono dal capo verso la coda. quando

c’è una ripetizione di strutture diverse tra loro esempio colonna vertebrale, formata da

vertebre che si ripetono dal capo alla parte caudale ma sono diverse tra loro. Esempio

colonna del pesce.

Analogia, in specie molto lontane tra loro dal punto di vista evolutivo, dovute da

convergenza evolutiva e parallelismo.

Convergenza evolutiva quando due animali filogeneticamente lontani sviluppano

una stessa struttura. Esempio coniglio e pollo hanno entrambi intestino cieco,

entrambi sono erbivori, intestino cieco comparso in modo evolutivo in modo

indipendente l’uno dall’altro, ma in base alla dieta.

Parallelismo è la comparsa di strutture analoghe in specie filogeneticamente vicine

che seguono strade evolutive semplici in contesti ambientali simili: ad esempio le

ventose sulle dita degli anuri, comparse indipendentemente in molte specie con

costumi arboricoli, favorite dalla selezione naturale in quanto migliorano l’adesione al

substrato. morfologia simile ma che svolgono funzione diversa

Strutture con . Esempio pesce

dragone ha espansioni che ricordano foglie delle alghe, ma hanno funzioni diverse. Nei

teleostei hanno una funzione di mimetismo, nelle alghe hanno una funzione di

sostegno degli organi riproduttivi, ancoraggio al substrato e di fotosintesi.

Paralogia, quando ci sono strutture che svolgono funzioni diverse ma che hanno avuto

origine dalla stessa struttura ancestrale. Esempio canali di membrana del sodio,

potassio e calcio.

Piani di sezione dei vertebrati: piani immaginari per descrivere il corpo

dell’animale. simmetria bilaterale,

I vertebrati sono animali a cioè la maggior parte delle loro

piano sagittale

strutture si ripete in modo simmetrico rispetto ad un piano, detto

(rispetto a questo il corpo dell’animale si divide in parte dx e sx). questa simmetria è

legata ad una locomozione relativamente rapida, in cui l’animale spinge sempre in

Regione anteriore (cefalica) =

avanti il capo. parte di un organo che è portata avanti

regione posteriore (caudale) =

nella locomozione; la parte opposta.

La simmetria bilaterale comporta anche che durante la locomozione una regione del

(regione dorsale) (regione

corpo sia tenuta verso l’alto e un’altra verso il basso

ventrale).

Piano di sezione sagitale

- che divide il corpo in due parti perfettamente uguali,

tutti gli animali hanno simmetria bilaterale. Due parti perfettamente uguali vuol

dire che gli organi che trovo da una parte sono più o meno uguali dalle due

parti, gli organi impari si trovano in corrispondenza dell’asse mediano (esempio

cervello, cuore). La simmetria bilaterale ha permesso il movimento degli animali

regione

in avanti. La regione di un organo più vicina al piano sagitale è definita

mediale, regione laterale.

mentre quella più lontana è definita

regione prossimale

In un organo allungato, = regione più vicina alla base

regione distale

d’impianto dell’organo e = quella all’estremità opposta.

Piano di sezione trasversale,

- divide l’animale in una parte anteriore,

comprendente il capo, e una posteriore, comprendente la coda.

Piano di sezione frontale

- che divide la parte dorsale e quella ventrale.

Piani di sezione nell’uomo: il piano mediale divide la parte destra e sinistra, il piano

trasversale divide la parte superiore e posteriore.

Tipicamente, ma non sempre, un organo impari è disposto lungo il piano sagittale ed è

diviso in due parti speculari, mentre gli organi pari si dispongono ai lati opposti del

piano sagittale.

Tecniche di studio usate in anatomia comparata: dissezione, tecniche per

immagine (tac, radiografia) e tecniche di biologia molecolare (genotipo).

- Dissezione: suddivisione, aprire il corpo per vedere organizzazione organi, a sua

volta dissezione dell’organo. 30/09/19

Cordati (phylum)

Presenza di:

- Notocorda;

- Tubo neurale cavo;

- Faringe con fessure branchiali in almeno una delle fasi del ciclo vitale

dell’organismo;

- Eumetazoi;

- Simmetria bilaterale;

- Triblastici.

eumetazoi

Sono (organismi pluricellulari, cellule che si organizzano in tessuti un



tessuto è una serie di cellule specializzate a svolgere una determinata funzione),

simmetria bilaterale

hanno importante e compare coi cordati spinge gli animali



deuterostomi

ad avere una locomozione in avanti. Sono dal blastoporo deriva



l’ano, nell’animale adulto il sistema nervoso è posto dorsalmente rispetto

triblastici)

all’apparato digerente. Ectoderma endoderma e mesoderma ( 

maggiore complessità. Sono celomati cavità mesodermica in cui sono presenti



gli organi viscerali.

Tutti questi caratteri si ritrovano nei vertebrati, per questo i vertebrati sono un

subphylum i tunicati cefalocordati

dei cordati. Altri subphyla dei cordati sono e (o

cranioti

anfiossi). Subphylum per la presenza di un cranio.

[i vertebrati quindi sono eumetazoi bilateri deuterostomi cordati]

Notocorda (o corda dorsale): svolge funzione di sostegno, è tipo uno scheletro

primitivo. Nei cefalocordati è presente per tutto il ciclo vitale, negli urocordati è

presente solo nello stadio larvale e nei vertebrati compare nei primi stadi embrionali

per poi essere sostituita dalla colonna vertebrale.

Assenza di connettivo. Cellule di grosse dimensioni all’interno delle quali ci sono

vescicole ricche di polisaccaridi acidi (=zucchero complesso formato da una serie di

monosaccaridi, è ricco di gruppi OH che gli permettono di essere idrofilica, quindi

richiama acqua, questo conferisce alle cellule turgidità e quindi resistenza alle cellule).

Cellule rivestite da una guaina connettivale e guaina di collagene. Attività contrattile

importante perché legata al movimento dei cefalocordati. La colorazione istologica

permette di mettere in evidenza il nucleo, in posizione laterale perché schiacciato. Le

sue caratteristiche fisiche sono: alta flessibilità ed incomprimibile (in larghezza e

lunghezza). È costituita da una sorta di cordone, posto dorsalmente al canale

alimentare, che, associato ai muscoli, consente il movimento ondulatorio del corpo.

Inoltre il nuoto è consentito da una coda muscolare postanale, sostenuta dalla

notocorda e fornita di muscoli.

Cordone nervoso cavo: è un tubo pieno di liquido situato sopra la superficie dorsale

del tubo neurale. Nei cefalocordati e urocordati non dà origine all’encefalo. Nei

vertebrati sì e corrisponde alla parte anteriore di questo cordone cavo; durante lo

sviluppo embrionale la parte anteriore del cordone si ingrossa per formare l’encefalo

mentre la parte posteriore da origine al midollo spinale.

Fessure branchiali: aperture a livello della faringe (la parte più anteriore del canale

alimentare) che consentono all’acqua di uscire. Anche nei vertebrati, ma hanno

funzione diversa, nei cefalo e urocordati hanno funzione legata al processo di

alimentazione perché esce semplicemente l’acqua a livello della trachea, perché sono

filtratori (si nutrono di sostanze che sono in sospensione nell’acqua). Nei pesci

(vertebrati) è legata alla respirazione, nei tetrapodi sono presenti in stato embrionale

(anfibi, rettili, uccelli e mammiferi).

Il meccanismo del flusso di acqua per la respirazione o per l’alimentazione

(filtrazione), introduce l’endostilo: una doccia che corre lungo la parte inferiore della

faringe, costituita da cellule secernenti muco, il quale ha funzione di catturare le

particelle di cibo.

Simmetria bilaterale: assenza dell’asse di simmetria primario. Simmetria laterale,

destro-sinistra: il corpo può essere diviso in due parti uguali da un piano sagitale, gli

invertebrati hanno simmetria radiale (questa può dividere l’animale con diversi piani,

con la bilaterale sono un piano che divide dx e sx).

Funzione del cranio: proteggere organi sensoriali ed encefalo. Struttura che si è

evoluta grazie ad una simmetria bilaterale.

Deuterostomi e protostomi

Triblastici: l’embrione è formato da tre foglietti embrionali.

Celomati: tubo neurale e notocorda dorsali. Cavità celomatica mesodermica che



circonda i visceri addominali.

Bassi cordati: cefalocordati e urocordati

Cefalocordati

Comprende numero limitato di forme animali, sono simili fra di loro, indicati come

“anfiosso” e nella sistematica formale è “branchiostoma”.

Asymmetron lucayanum: Ha aspetto pesciforme, per la sua forma affusolata, nella

parte caudale si vede una coda, ma gli mancano pinne pari (che si trovano

dorsalmente a livello pettorale). Dimensione che va a 0.5 a 8 cm, vive sui fondali. Fa

sporgere solo la testa dalla sabbia, è un filtratore e passa la sua vita per lo più in modo

sedentario. Si possono spostare facilmente anche se in modo poco efficace poiché

hanno pinne scarsamente sviluppate. Possiedono solo una pinna dorsale e mancano di

pinne pari o di qualsiasi altra appendice presente nei pesci. Le branchie sono protette

da strutture di cartilagine.

Notocorda è presente per tutto il ciclo vitale dalla parte caudale a quella cefalica ed è

la principale struttura scheletrica. Notocorda contiene cellule muscolari che gli

permettono di variare la propria turgidità.

Il cordone nervoso dorsale non dà origine all’encefalo. Nella parte anteriore si trovano

organi sensoriali, paragonabili a occhi e naso. Nella parte anteriore del tubo neurale è

vescica cerebrale.

presente una piccola

Gran parte della muscolatura dell’anfiosso è metamerica, cioè costituita da una

sequenza lineare di miotomi a forma di V separati da sottili setti di tessuto connettivo.

Hanno epidermide sottile. Sistema di riproduzione primitivo, le gonadi sono

metameriche, come apparato di secrezione organizzato in protonefridi.

La parte più specializzata e complessa è il tubo digerente, che inizia con apertura

boccale, preceduta da un vestibolo, delimitato cirri rigidi fatti di cartilagine, dopo c’è la

trachea in cui sono presenti 50 fessure branchiali, posizionati sui lati in modo pari, il

lato destro e sinistro. Le fessure branchiali sono ricoperte da pliche di cartilagine che

atrio

vanno a delimitare uno spazio chiamato o spazio parabranchiale, il quale è

l’atrioporo. velum,

collegato con l’esterno attraverso Anche il una membrana che

circonda la bocca nella parte posteriore del vestibolo, ha tentacoli che selezionano le

particelle.

Lungo il tubo digerente non si trovano organi, è presente una estroflessione

sacciforme dell’intestino paragonata al fegato anche se l’omologia è dubbia. Qui

potrebbero avvenire processi di fagocitosi e di digestione intracellulare. Non è

presente lo stomaco.

Epitelio della trachea è ciliato per favorire il movimento dell’acqua che viene spinta

endostilo,

dalla trachea alle fessure branchiali, c’è anche l’ è una regione che cattura il

cibo che produce muco con ghiandole unicellulari mucipare, si presenta come una

doccia, la trachea si entroflette in questo endostilo. Le ciglia muovono sia l’acqua che

il muco. I cefalocordati respirano attraverso la pelle.

Gli anfiossi sono a sessi separati; i gameti vengono liberati dall’atrio e la fecondazione

è estern