Appunti di Zoologia per l'esame del corso di laurea triennale in Scienze Biologiche (Università Milano Bicocca)

VI.

VII. si parla di endoscheletro (che nel caso degli echinodermi prende la forma di

dermascheletro)

Echinodermata

Sono note circa 7000 specie.

Sono animali radiali, triblastici e celomati.

 Etimologicamente il termine significa spinoso + derma,

data la presenza di spine e protuberanze esterne.

Presentano un dermascheletro (si tratta di un

endoscheletro) calcareo costituito da piastre o minuscoli

ossicoli sparsi

 Sono deuterostomi

 Sono animali esclusivamente marini. Sono importanti organismi del benthos (fino al 90%

della biomassa); alcune specie sono specializzate per le profondità. Alcuni organismi sono

sessili

 Sono un gruppo antico

 Si contano circa 7000 specie (e oltre 13 000 di specie fossili)

 Hanno dimensioni in media comprese tra 0,5 e 30 cm (anche se sono state descritte specie

di dimensioni di 2 metri)

 Presentano particolari colorazioni in molte specie

1

Gli echinodermi sono animali esclusivamente marini che hanno questo nome per la presenza di

spine e protuberanze esterne. Presentano alcune caratteristiche proprie solo di questo phylum:

1) dermascheletro (è un endoscheletro) formato da piastre e ossicoli, spesso

spiniformi

2) un sistema acquifero

3) pedicellarie

4) branchie dermiche

5) simmetria secondariamente radiale (o biradiale): si pensa discendano da antenati

bilateri perché le loro larve sono a simmetria bilaterale ma che diventino a

simmetria radiale nel loro sviluppo successivo

Sono organismi che si ritrovano in tutti gli oceani e a tutte le profondità, dalle coste agli abissi.

Sono importanti organismi del benthos, ovvero sono tutti abitatori del fondo anche se ci sono

alcune specie pelagiche. Non sono noti echinodermi parassiti ma un piccolo numero è commensale:

però gli echinodermi sono ospiti di altri organismi, sia parassiti che commensali (alghe, protozoi,

bivalvi, copepodi, decapodi, pesci, altri echinodermi…).

La simmetria degli echinodermi è spesso esaltata da vivaci colorazioni: alcune sono multicolori.

Dato il loro aspetto spinoso, gli echinodermi non sono spesso preda di altri animali, fatta eccezione

per altri echinodermi.

Gli echinodermi sono tradizionalmente suddivisi in cinque classi:

1. Holothuroidea

2. Echinoidea

3. Ophiuridea

4. Crinoidea

5. Asteroidea

1) Bauplan

Il corpo degli echinodermi è non segmentato (non metamerico), con simmetria pentaraggiata.

Il corpo è infatti in genere suddiviso in cinque sezioni ma può anche essere suddiviso in multipli di

questo numero: in questo caso si parla di simmetria multipla, che non sempre è precisa.

In alcuni casi si possono trovare anche 200 braccia: è il caso di Comanthina.

Fatta eccezione per i gigli di mare, gli echinodermi tendono ad avere un’apertura orale ventrale.

Hanno un tipico scheletro calcareo (calcite) mesodermico, diviso in placche che prendono il nome

di ossicoli: nei ricci di mare questi sono tra loro fusi mentre negli altri echinodermi sono tra loro

articolati grazie a tessuto cartilagineo.

Il tessuto cartilagineo che unisce è un particolare tessuto connettivo, una forma inusuale di

collagene chiamata collagene a scatto (mutable collagene tissue, MCT). Si tratta di un collagene

che può cambiare da una forma “liquida” a una forma “solida”: può rilasciarsi completamente o può

irrigidirsi, permettendo così il sostegno delle braccia senza consumare energia muscolare.

Questa forma di collagene è molto utile all’organismo per due ragioni:

può essere utile come difesa (rilasciandosi, l’animale perde parti del corpo): si parla di

1. autotomia, la capacità di perdere volontariamente le parti del corpo

permette all’animale di rimanere in posizione senza consumare energia

2. 2

Strettamente connessa al collagene a scatto è l’elevata capacità rigenerativa degli echinodermi.

Gli echinodermi possono infatti rigenerare parti del corpo perdute o danneggiate: è possibile

rigenerare un organismo completo da un solo braccio, purché sia mantenuto il disco orale.

Il celoma degli echinodermi è ampio e da una sacca celomatica, l’idrocele, deriva il

sistema acquifero, costituito da canali, contenente acqua di mare e che serve sia per il movimento

che per la prensione del cibo. Il canale radiale periorale, ovvero quello che si trova intorno

all’apertura orale, è collegato all’esterno attraverso un canale petroso (così chiamato perché si può

ovvero un punto di connessione con l’esterno di forma

trovare nella sabbia) e un madreporite,

circolare, che immette nel sistema acquifero. Il madreporite circolare si trova sulla superficie

aborale con un minuscolo ano. Dal madreporite si dipartono i diversi canali radiali in tutte le

braccia, da cui, tramite ampolle, sono connessi i pedicelli ambulacrali (o podia). Grazie ai

pedicelli (cilindri cavi con pareti sottili e terminanti con ventose, innervati dal sistema nervoso

centrale), molti echinodermi riescono ad aderire ad un substrato, a muoversi e ad afferrare la loro

preda. Al canale radiale possono essere connessi:

 i corpi del Tiedemann (produttori di celomociti)

 le vescicole del Poli (con funzione di regolazione della pressione)

2) Epiderma e movimento

L’epiderma degli echinodermi è monostratificato ed è presente un dermascheletro.

vi è infatti un endoscheletro mesodermico composto da piccolo

Si tratta di sotto dell’epiderma

piastre calcaree, gli ossicoli, tenuti insieme dal collagene a scatto. la

Molto spesso gli echinodermi presentano delle spine o dei processi protettivi sull’epiderma:

superficie aborale è infatti, di solito, ruvida e spinosa.

Inoltre, sulla superficie aborale, alla base delle spine, sono osservabili pedicellarie a forma di

pinza (portanti minuscole mascelle mosse da muscoli) che svolgono diverse funzioni:

 mantengono pulita la superficie corporea

 proteggono le papule (le branchie dermiche o cutanee, ovvero le delicate proiezioni della

cavità celomatica, ricoperte solo dall’epiderma, che si proiettano all’esterno attraverso lo

spazio tra gli ossicoli e che svolgono funzioni respiratorie)

 aiutano nella presa del cibo

3) Alimentazione

Negli echinodermi l’ano si sviluppa in coincidenza o nelle vicinanze della prima apertura che si

forma nell’embrione in via di sviluppo mentre la bocca si apre in un secondo momento all’estremità

opposta del tubo digerente embrionale (sono animali deuterostomi).

Gli echinodermi possono essere:

I. predatori, in particolare le stelle di mare. Molte stelle marine sono carnivore e si nutrono di

bivalvi, di crostacei, di policheti, di altri echinodermi… Quando si nutre di un bivalve la

stella marina vi monta sopra, si attacca con i pedicelli alle valve ed esercita una trazione

continua. Dopo un po’, i muscoli adduttori del bivalve sono spossati e si rilasciano. La stella

marina riesce così ad inserire il suo stomaco estroflettibile fra le valve, lo avvolge intorno

alle parti molli del mollusco e lo inizia a digerire attraverso la secrezione di succhi gastrici.

Dopo aver inglobato la preda, la stella ritrae lo stomaco

3

II. filtratori, come i gigli di mare che presentano delle gronde cigliate

III. brucatori, come i ricci di mare che hanno come apparato boccale la lanterna di Aristotele,

formata da una serie di siculi. Nella parte terminale ci sono dei piccoli becchi

4) Respirazione

Non ci sono strutture specializzate per la respirazione ma gli scambi gassosi avvengono attraverso

la superficie (semplice diffusione), in particolare presso i pedicelli ambulacrali o nelle papule, le

espansioni celomatiche che corrispondono alle branchie dermiche o cutanee.

5) Trasporti e difese

Il sistema circolatorio/emale degli echinodermi è ridotto, non è molto sviluppato e ha poco o nulla

a che fare con la circolazione di liquidi del corpo. Negli echinodermi non c’è un vero e proprio

cuore e3 la funzione di trasporto o legata alla respirazione è ridotta o assente.

Si riscontra però una possibile connessione con il sistema riproduttivo.

6) Escrezione per l’escrezione e i cataboliti vengono eliminati per diffusione.

Non ci sono strutture specializzate

7) Sistema nervoso

Il sistema nervoso degli echinodermi è un sistema nervoso radiale.

E’ un sistema nervoso diffuso in tutto il corpo. Manca il cerebro e gli organi di senso non sono ben

sviluppati: ci sono pochi organi di senso specializzati. Hanno per esempio ocelli (all’estremità

distale di ogni braccio)e statocisti; gli organi tattili e cellule sensoriali sono sparsi sulla superficie.

8) Riproduzione e sviluppo

In genere gli echinodermi sono a sessi separati (ci sono poche specie ermafrodite), la fecondazione

(dato che vengono emessi nell’acqua uova e spermatozoi) e lo

è esterna sviluppo tende ad essere

indiretto. Vi sono stadi larvali, bilateri, a vita libera:

 c’è la bipinnaria, la fase larvale liberamente natante, dotata di ciglia disposte in serie

(bande), che, durante lo sviluppo, si estendono nelle braccia larvali

 la brachiolaria, la fase larvale più sviluppata, che presenta tre braccia adesive e una ventosa

all’estremità anteriore. In questo stadio si attacca al substrato con un peduncolo temporaneo

e va incontro a metamorfosi.

E’ stato dimostrato che la simmetria radiale è uno sviluppo secondario e successivo nel corso

dell’evoluzione di questo gruppo. Le larve degli echinodermi sono bilateri: mentre si lasciano

trasportare dalle correnti marine, passando il tempo a nutrirsi, le differenti parti del loro corpo

crescono con velocità diverse, dando luogo ai cambiamenti della loro simmetria corporea.

Al momento del passaggio allo stadio adulto, la larva si attacca per un breve periodo ad un substrato

e si trasforma rapidamente in adulto con simmetria radiale pentamera.

La metamorfosi comporta una drastica riorganizzazione corporea:

 ciò che era il lato sinistro diventa la superficie orale

 ciò che era il lato destro diventa la superficie aborale

4

9) Classificazione

Si conoscono circa 7000 specie viventi di echinodermi, organizzate in cinque classi:

I. Holuthuroidea, ovvero i cetrioli di mare

II. Echinoidea, ovvero i ricci di mare

III. Ophiuroidea, ovvero le stelle serpentine

IV. Crinoidea,ovvero i gigli di mare e le cornatule

V. Asteroidea, ovvero le stelle marine

Holuthuroidea

Si tratta dei cetrioli di mare, di cui si contano circa 1200 specie.

Sono conosciuti come “cetrioli di mare” per la loro incredibile

somiglianza con i vegetali a cui il nome fa riferimento. A differenza

degli altri echinodermi, gli oloturoidei sono molto sviluppati lungo

l’asse oro-aborale e hanno da 10 a 30 prominenti tentacoli orali,

pedice