Appunti di zoologia sistematica

Classificazione e filogenesi degli animali

Che cosa ha portato l'evoluzione

Definizione di tassonomia e cladistica —> Taxon

Sistemi di nomenclatura degli animali

• Concetto tipologico di specie
• Concetto biologico di specie

Omo-logie e analogie

• Caratteri ancestrali e plesiomorfie
• Sinapomorfie
• Differenza tra cladogrammi e alberi filogenetici

Le 3 teorie tassonomiche

1. Monofiletica
2. Parafiletica
3. Polifiletica

Eucarioti unicellulari

Evoluzione degli eucarioti

Organismi unicellulari • Elevata complessità cellulare • Adattamento a tutti gli habitat

• Diverse forme di vita:
  1. Mutualismo
  2. Commensalismo
  3. Parassitismo
• Presenza nel ciclo di udulipodi
• Pseudopodi usati per la locomozione
• Sono eterotrofi o autotrofi
• Escrezione mediante vacuoli contrattili
• Riproduzione asessuata:
  1. Scissione binaria
  2. Gemmazione
  3. Scissione multipla o schizogonia
  4. Sporongia

Alveolata

Gli Alveolata hanno la caratteristica di possedere gli alveoli, ovvero delle strutture sacciformi, delimitate ognuno da una membrana unitaria, che si trovano immediatamente al di sotto della membrana cellulare.

Ciliophora

• Marini e di acque dolci
• Strutturalmente molto complessi
• Liberi ma possono vivere anche secondo commensalismo e parassitismo
• Liberi ma anche coloniali e sessili
• Presentano le ciglia in uno stadio della loro vita —> Cigliatura orale esomatica
• Hanno un micronucleo e un macronucleo
• Nel ciclo vitale hanno sia riproduzione asessuata tramite scissione binaria, sia riproduzione sessuata tramite coniugazione, ovvero l'unione temporanea di due individui e lo scambio del materiale genetico

Dinoflagellata

• Autotrofi ed eterotrofi
• Sono importanti produttori primari dell'ambiente marino
• Segnalano le oscillazioni climatiche
• Presenza di due flagelli: uno in posizione equatoriale e uno in posizione longitudinale
• Alcune specie vivono in mutualismo —> Zooxantelle
• Provocano il fenomeno delle maree rosse

Apicomplexa

• Endoparassiti
• Il loro ciclo vitale comprende un invertebrato come vettore
• Hanno alternanza di riproduzione asessuata o riproduzione sessuata
• Ad un certo punto del ciclo vitale producono delle spore infettanti —> Oocisti
• Non hanno organuli per la locomozione

Foraminifera

• Gruppo molto antico di amebe con il guscio
• Presenza di reticulopodi per la predazione
• Vivono sul fondo marino
• Durante gli anni i loro gusci si sono stratificati formando i fanghi a foraminiferi importanti per le ricerche del petrolio e per l'identificazione degli strati di roccia

Amoebozoa

• Amebe nude e tecate
• Fanno parte di questo gruppo i funghi mucillaginosi —> Mycetozoa
• Amebe con pseudopodi lobosi
• Amebe lobose nude
• Esistono amebe entozoiche che vivono all'interno del corpo

Metazoa

I Metazoi sono praticamente l'evoluzione degli eucarioti unicellulari. Metazoo significa praticamente animale.

Coanoflagellati

• Sono acquatici
• Sono coloniali o solitari
• Molti sono sessili
• Ogni cellula porta un flagello circondato da un colla retto di microvilli
• I microvilli, grazie al movimento del flagello, filtrano l'acqua
• Le cellule dei coanoflagellati assomigliano molto ai coanociti delle spugne, cellule deputate alla nutrizione
• Le proteine che i coanoflagellati usano per la comunicazione e l'adesione sono le stesse che le spugne usano per i segnali intracellulari
• Sono il sister group degli animali

Porifera

• Sono animali sessili e la loro nutrizione dipende solamente dalle correnti d'acqua
• Hanno una miriade di pori. I pori da cui entra l'acqua vengono chiamati ostii e i pori da cui esce l'acqua vengono chiamati osculi
• I canali che collegano queste due aperture sono tappezzati da cellule chiamate coanociti
• I coanociti sono delle cellule ovoidali aventi un'estremità libera e una che affonda nel mesolino. La parte libera è circondata da un colla retto composto da dei microvilli adiacenti che formano una sottile rete che permette di trattenere le particelle alimentari che arrivano con le correnti di acqua
• Il movimento dei flagelli dei coanociti forma una corrente attiva che fa uscire l'acqua dagli osculi. Questa corrente in uscita potrebbe portare ad un collasso della struttura ma non avviene grazie alla presenza dello scheletro. La corrente attiva in uscita innesca una corrente passiva in entrata attraverso gli ostii e questa nuova acqua ricca di cibo e ossigeno prende il posto di quella espulsa
• I coanociti non solo mantengono il movimento dell'acqua ma intrappolano nel proprio collare le particelle alimentari
• Per la maggior parte marine ma alcune di acque dolci
• Producono correnti attive che convogliano l'acqua all'interno del corpo e allontanano i prodotti di scarti del metabolismo
• Corpo formato da un ammasso di cellule immerse in una matrice gelatinosa
• Indurimento dovuto ad uno scheletro di spicole calcaree e siliciche
• Non hanno organi e tessuti veri e propri
• Non hanno un sistema nervoso e organi di senso
• Le larve offrono una caratteristica in comune con gli cnidari
• Sono prive di simmetria ma alcune forme molto semplici presentano simmetria radiale
• Hanno delle larve natanti
• Le spugne tendono ad avere dei rapporti di commensalismo o parassitismo con altri organismi
• Le spugne hanno 3 sistemi di canali differenti:
  1. Asconoide: è un'organizzazione molto semplice. Sono piccole e a forma di tubo. L'acqua entra attraverso dei pori che immettono nello spongocele tappezzato dai coanociti. I flagelli dei coanociti espellono l'acqua tramite un singolo osculo provocando così l'entrata di nuova acqua attraverso gli ostii
  2. Sinconoide: hanno una forma allargata. Riceve acqua da canali inalanti che la rilasciano nei canali radiali tappezzati da coanociti che a loro volta svuotano l'acqua nello spongocele tappezzato da cellule epiteliali. L'acqua entra nel corpo di una spugna tramite degli osti attraverso delle aperture dei canali radiali chiamate prosopili. Il battito dei coanociti forza l'acqua attraversi gli apopli. Dopo aver recuperato il cibo l'acqua esce tramite l'oscuro
  3. Leuconoide: è un'organizzazione complessa che permette l'aumento in dimensione delle spugne tanto da formare delle grandi masse con numerosi osculi. Dei gruppi di camere flagellate vengono riempite di acqua che penetra passivamente nei canali inalanti. Questa viene poi espulsa attivamente dai canali esalanti. Questo permette delle grandi possibilità nella cattura del cibo
• Sulla superficie esterna le spugne possiedono delle cellule chiamate pinacociti che hanno una grande contrattilità e servono a regolare la superficie delle spugne
• Hanno uno scheletro formato dal collagene che permette alla spugna di non collassare durante gli scambi di acqua
• Alcune spugne sono monoiche cioè hanno sia cellule maschili che femminili
• Hanno riproduzione sessuata e anche asessuata
• Gli spermatozoi derivano per trasformazione dei coanociti. Questi vengono rilasciati nell'acqua e poi catturati dai canali di un altro individuo. Qui vengono catturati dai coanociti che poi li trasportano negli ovuli presenti nel mesolino. Qui si forma una larva che verrà trasportata fuori poi dalla corrente in uscita degli osculi
• In altri casi gli ovuli e gli spermatozoi vengono emessi direttamente all'esterno
• Nel momento in cui la larva si fissa al substrato le cellule flagellate esterne migrano all'interno formando le camere flagellate
• Le spugne vengono divise in:
  1. Calcarea: spicole formate da carbonato di calcio
  2. Hexactinellida: sono tutte spugne di profondità con simmetria radiale. Hanno delle spicole siliciche a 6 raggi
  3. Desmospongiae: hanno uno scheletro composto da spicole silicee o di spongina e hanno tutte un'organizzazione leuconoide
  4. Homoscleromorpha: sono delle spugne dai colori particolari che vivono in ambienti criptici. Sono dotate da uno strato di pinacoderma dotato di una vera membrana basale

Animali radiati

Cnidaria

• Il loro nome deriva dai cnidociti, delle cellule specializzate che contengono degli organuli urticanti chiamati nematocisti. Queste cisti vengono usate principalmente per la difesa e la predazione. Gli cnidociti si trovano su tutta l'epidermide e la nematocisti che contengono è una capsula che contiene un filamento avvolto a spirale. La nematocisti è chiusa da un piccolo coperchio chiamato opercolo. Il filamento può portare uncini o spine
• Fanno parte dei Metazoa
• Sono animali molto antichi
• Hanno una struttura molto semplice
• Sono animali specialmente marini ma esistono delle specie di acque dolci
• Per la maggior parte sono animali sessili
• Alcuni sono mobili ma si muovono molto lentamente
• Delle alghe sviluppano una vita simbiotica con alcuni di questi cnidari. Questa presenza delle alghe limita questi animali a vivere in acque poco profonde per far sì che arrivi la luce e che esse possano svolgere la fotosintesi clorofilliana
• Le colonie di idroidi si trovano spesso attaccate alle conchiglie dei molluschi
• Le meduse planctoniche si trovano in mare aperto
• Le colonie galleggianti, come la caravella, possiedono un velum che è un apparato adatto al galleggiamento e al trasporto
• Un aspetto fondamentale è il dimorfismo, ovvero la presenza di due individui di forme diverse: il polpo che vive una vita sessile e sedentaria e la medusa liberamente natante
• La maggior parte dei polpi ha un corpo tubulare e una bocca circondata da tentacoli che conduce in una cavità gastrovascolare chiamata celenteron. I polipi si riproducono asessualmente per gemmazione. Il processo di gemmazione porta alla formazione di cloni, ovvero degli individui geneticamente tutti identici. Questi polipi che producono dei cloni vanno poi a formare delle colonie. In alcuni casi i cloni che vengono prodotti rimangono attaccati al polipo madre generando così una colonia in cui la cavità gastrovascolare rimane condivisa e il cibo che viene ingerito dal polipo madre nutre tutta la colonia. Si formano così polipi con compiti diversi come i gastrozoidi, i dattilozoidi per la difesa e i gonozoidi per la riproduzione
• Le colonie di polipi sono fisse al substrato
• Le meduse sono generalmente natanti e hanno un corpo a forma di campana o di ombrello. La bocca si trova al di sotto dell'estremità del manubrio, una struttura cilindrica. I tentacoli delle meduse si estendono dal bordo dell'ombrello
• Le meduse nuotano contraendo la campana e espellendo l'acqua dalla lato orale
• Le idre possono muoversi scivolando sul substrato grazie alla secrezione del muco o possono utilizzare la locomozione a compasso, cioè si piegano ad arco attaccandosi con i tentacoli al substrato. Esse possono anche staccarsi dal substrato e capovolgersi e formare una bolla di gas che le permette di galleggiare
• Le meduse vengono divise in alcune classi fondamentali:
  1. Hydrozoa: sono per la maggior parte marini e coloniali. Hanno un ciclo vitale che comprende tutte due le forme: il polpo per la fase asessuale e la medusa per la fase sessuale. Molto rappresentativi di questa classe sono gli idroidi. Un idroide ha una base, uno stelo e dei polipi terminali. Hanno una parete cellulare che viene chiamata cenosarco e circonda il celenteron. Il cenósarco poi secérne nuovamente una parete protettiva chiamata perisarcó. Gli zoidi nelle colonie si differenziano in gastrozoidi, cioè gli zoidi che recuperano il cibo per la colonia, i dattilozoidi che servono per la difesa della colonia e i gonangi che sono i polipi deputati alla riproduzione. Le meduse vengono prodotte per gemmazione dai gonangi e si staccano poi dalla colonia diventando libere e natanti. In alcune specie le meduse rimangono attaccate alla colonia e da lì rilasciano i gameti. Tutti gli idroidi sul margine dell'ombrello hanno un velum, tranne l'Obelia, che serve per il nuoto. La rete nervosa è concentrata in due anelli alla base del velum e presenta anche organi di senso caratteristici come gli statocisti e gli ocelli. Le statocisti servono per mantenere l'equilibrio e un orientamento geografico e gli ocelli sono degli occhi complessi
  2. Scyphozoa: comprendono la maggior parte delle meduse da medie e grandi dimensioni. Vivono per la maggior parte in mare aperto fluttuando. Non hanno il velum. Hanno un organo di senso caratteristico chiamato ropalio. La bocca occupa una posizione centrale sulla faccia inferiore dell'ombrello. Il manubrio è esterno a formare 4 braccia orali che vengono usate per la cattura del cibo. Sono a sessi separati e le gonadi sono localizzate nelle tasche gastriche. Gli zigoti o si sviluppano all'esterno o vengono protetti all'interno delle pieghe delle braccia orali. La larva dopo essersi fissata al substrato metamorfosa in un polpo che si chiama scifistoma che grazie al processo di strobilazione genera una serie di gemme appiattite chiamate efire che si trasformano in una strobilia. Successivamente le efire danno origine alle meduse adulte
  3. Staurozoa: il ciclo vitale di questi animali non comprende la fase della medusa. Si ha un polipo solitario peduncolato e la parte superiore presenta 8 estensioni alle cui terminazioni sono presenti dei tentacoli che circondano la bocca. Si riproducono sessualmente
  4. Cubozoa: la medusa in questo caso è lo stadio predominante. La campana delle meduse assume la forma di un cubo ai cui lati si trovano dei tentacoli. Hanno una struttura simile al velum chiamata velarium
  5. Anthozoa: sono dei polipi che assomigliano a fiori. In questi cnidari manca totalmente lo stadio di medusa. Sono tutti marini e vivono in acque sia profonde che superficiali. A loro volta vengono divisi in:
     • Hexacorallia: sono sostanzialmente gli anemoni di mare. Hanno un corpo cilindrico con dei tentacoli disposti a corona. Attorno alla bocca c'è una doccia ciliata chiamata sifonoglifo. A questa classe appartengono anche i coralli. I coralli hanno gruppi di 6 tentacoli attorno alla cavità orale ma mancano di sifonoglifo
     • Ceriantipharia
     • Octocorallia: gli ottocoralli comprendono i coralli molli. Hanno una simmetria strettamente ottamera. Sono tutti coloniali
• La bocca dei cnidari si apre nel celenteron che comunica con i tentacoli se sono cavi. Nelle meduse la bocca si può trovare anche alla sommità del manubrio
• Gli cnidari possono anche avere uno scheletro idraulico dovuto alla pressione di turgore dovuta all'acqua che accumulano nel celenteron
• Gli cnidari hanno un sistema nervoso a scaletta. Il plesso delle cellule neurali si trova alla base dell'epidermide e forma due reti nervose interconnesse da dei gangli trasversali che permettono la trasmissione degli impulsi in modo simultaneo e coordinato
• Il sistema nervoso manca completamente del rivestimento di mielina dei neuroni
• I nervi sono raggruppati in anelli nervosi
• Hanno degli organi di senso chiamati ropali

Ctenophora

• Sono per la maggior parte marini e vivono a grandi profondità
• Hanno dei corpi trasparenti che di notte diventano luminescenti
• Non hanno la nematocisti
• Sono per la maggior parte deboli nuotatori, eccetto alcune specie sessili o striscianti
• Vengono chiamati in questo modo grazie alle 8 file longitudinali formate da lunghe ciglia fuse tra di loro che prendono il nome di pettini. Il battito di questi pettini spinge in avanti l'animale e l'inversione del battito fa invertire il senso di marcia dell'animale
• Hanno dei tentacoli che albergano in apposite sacche
• Sulla superficie di questi tentacoli ci sono delle sostanze agglutinanti che servono per la cattura delle prede chiamate colloblasti
• Hanno un sistema nervoso simile a quello degli cnidari
• Sono dotati di statocisti

Platelminti

• Chiamati comunemente vermi piatti
• Sono per la maggior parte marini e solo alcune specie di acque dolci o terrestri
• Comprendono sia forme libere che parassite
• Le forme parassite hanno un rivestimento esterno del corpo chiamato neoderma e nel loro ciclo vitale comprendono più di un ospite: uno intermedio e uno o più ospiti definitivi
• Le forme parassite si nutrono dei residui cellulari e dei fluidi corporei dell'ospite
• Le forme parassite si dividono in:
  1. Monogenea: sono ectoparassiti che si attaccano all'ospite grazie a delle ventose chiamate opistaptor. Hanno un singolo ospite nel loro ciclo vitale e la larva ciliata viene chiamata oncomiracidio
  2. Digenea: hanno sia un ospite intermedio che un ospite definitivo. Alcune volte si possono avere più ospiti intermedi. Il ciclo vitale di questi digenea è complesso e varia a seconda delle specie