Appunti per orale

Zoologia

Origine dei metazoa

Con il termine metazoa si intende volgarmente tutti gli animali. Il sister group degli animali è costituito dai coanoflagellati, per sister group si intende il gruppo filogeneticamente più vicino. I coanoflagellati sono eucarioti acquatici solitari o coloniali, ogni singola cellula porta un flagello circondato da un collaretto di microvilli. Al battere del flagello, l'acqua viene trascinata verso il collaretto i cui microvilli trattengono minute particelle, batteri di solito, come nutrimento. Molti coanoflagellati sono sessili, cioè ancorati a un substrato. Le cellule dei coanoflagellati sono degne di nota perché molto simili ai coanociti dei porifera. Inoltre, porifera e coanoflagellati utilizzano lo stesso tipo di proteine per adesione e comunicazione.

Porifera (spugne) parametazoa

Le spugne hanno un livello di organizzazione tra i protisti e i "veri" animali. Sono cosmopolite, marine, dalle zone intertidali agli abissi. Poche specie di acque dolci. Sono animali sessili. Si difendono mediante sostanze tossiche e strutture coriacee. Sono animali filtranti. Possiedono una miriade di pori e canali che costituiscono un sistema di alimentazione filtrante (come nei coanoflagellati). Producono correnti attive che convogliano il nutrimento nel corpo e contemporaneamente allontanano i prodotti di rifiuto.

Il corpo delle spugne è un ammasso di cellule immerso in una matrice gelatinosa e rafforzato da uno scheletro composto da piccole spicole di carbonato di calcio o di silice e collagene. Non hanno un'organizzazione in organi o veri e propri tessuti. Sono animali sessili, non possiedono un sistema nervoso. Le uniche aperture del corpo di questi animali sono i pori, molto minuti di norma, e da uno o più pori più ampi detti osculi. Alcuni canali si allargano a formare delle camere rivestite da coanociti. I movimenti dei flagelli di quest'ultime formano una corrente attiva che fa uscire dagli oculi l'acqua che si trova all'interno. La corrente attiva in uscita innesca una corrente passiva in entrata con nuova acqua ricca di cibo che entra dai pori. Le spugne si nutrono di protozoi, fitoplancton, batteri, gameti e di sostanza organica particolata.

Tipi di cellule

Le cellule delle spugne sono organizzate in modo lasso in una matrice gelatinosa, chiamata mesoilo, "il tessuto connettivo" delle spugne che in realtà non può essere chiamato propriamente tessuto. È una matrice extracellulare in cui alloggiano diverse cellule ameboidi, fibrille ed elementi scheletrici.

• Pinacociti: sono le cellule dell'epitelio esterno, sottili e appiattite, a ricoprire la superficie interna e parte di quella esterna. Sono cellule piuttosto contrattili.
• Porociti: cellule tubulari che attraversano la parete corporea delle spugne asconoidi (vedi dopo), formando pori.
• Coanociti: cellula con un anello di microvilli (estensioni citoplasmatiche equidistanti 0.1µm) che circondano un unico flagello il quale crea un flusso di acqua che entra dall’esterno ed esce verso l’alto. Sono cellule ovoidali, con una estremità affondata nel mesoilo ed una che sporge (con il flagello). Il flagello è circondato da un collare di microvilli adiacenti connessi da microfibrille a formare una sottile rete filtrante che trattiene le particelle alimentari dell’acqua. Il battito del flagello espelle l’acqua che si trova dentro al collare. Le particelle troppo grandi per penetrare nel collare ed uscire sono intrappolate in un secreto mucoso e fagocitate dal corpo cellulare. Il cibo inglobato viene trasmesso a un archeocita per la digestione.
• Archeocita: sono cellule ameboidi mobili nel mesoilo. Hanno attività digestiva ma possono specializzarsi in qualsiasi altro tipo cellulare. Un tipo di archeocita, lo sclerocita, secerne le spicole. Poi ho lo spongocita che secerne le fibre scheletriche della spongina, collencita che secerne collagene fibrillare.

Tipi strutturali

• Ascon: organizzazione più semplice. Sono piccole e a forma di tubo. Presenta un unico osculo, ed una sola cavità, lo spongocele. Si tratta di un tubo a simmetria radiale con una parete sottile e pori che arrivano direttamente alla cavità centrale della spugna.
• Sycon: è una struttura più complessa. Sembra una versione allargata dell’ascon. Anche qui ho un corpo tubulare con un unico osculo, ma la parete è più spessa, quella interna, rivestita da coanociti, forma dei canali radiali che aumentano la superficie e riversano l’acqua nello spongocele. Il mesoilo è aumentato. Lo spongocele è privo di coanociti, ma è rivestito da cellule simili a quelle epiteliali. L’acqua entra dai pori dermali che sono collegati ai canali inalanti, i quali a loro volta sono collegati ai canali radiali, tappezzati da coanociti, che sfociano nello spongocele. La cattura del cibo non viene nello spongocele, privo di coanociti, ma nei canali.
• Leucon: è l’organizzazione più complessa. Grandi masse con numerosi osculi. Presenta gruppi di camere flagellate che vengono riempite dai canali inalanti, essa poi viene espulsa da canali esalanti che possono portare all’osculo. Complesso grado di ramificazione di canali afferenti. Grande flusso di acqua filtrata.

Riproduzione

Sono quasi sempre ermafroditi. Sono in grado di riprodursi sia per via sessuata che asessuata. Spesso riproduzione asessuata per gemmazione (produce spugne clonali). Grandi uova e spermatozoi flagellati si generano da cellule del mesoilo. Gli spermi vengono rilasciati nell’acqua dall’apertura efferente, le uova trattenute (fecondazione interna). Lo zigote e l’embrione vengono inizialmente mantenuti nel mesoilo. Poi viene rilasciata la larva anfiblastula flagellata che, dopo una fase natante, diventerà sessile in seguito a metamorfosi.

Classificazione del phylum porifera

Le spugne sono divise in più classi in base alla costituzione delle spicole.

• Classe calcarea: spicole costituite da carbonato di calcio.
• Classe demospongiae: ne fanno parte il 95% delle spugne totali. Spicole a 6 raggi, silicee organizzate attorno ad un filamento assiale. Spesso presentano una rete di spongina.
• Classe hexactinellida: costituita dalle cosiddette spugne vitree, anche qui spicole silicee a 6 raggi attorno ad un filamento assiale. Presentano un reticolo sinciziale trabecolare.
• Classe homoscleromorpha: (spugne coralline) scheletro assente o se presente composto da spicole silicee prive di filamento assiale.

Placozoa

L’unico esemplare conosciuto attualmente è il trichoplax adhaerens, una minuscola forma marina. Il suo corpo è piatto ed è privo di simmetria, di organi, di sistema nervoso e muscolare. È una specie ameboide, multicellulare, diblastico (organizzato in due epiteli ciliati che racchiudono cellule mesenchimali). L’epitelio dorsale è dotato di cellule di rivestimento e "sfere lucide". L’epitelio ventrale contiene cellule monociliate cilindriche e cellule ghiandolari non ciliate.

Riproduzione

Sia asessuale che sessuale: nella riproduzione sessuale (mai osservata per intero) due animali degenerano e si fondono in un’unica cellula gigante. Tuttavia, a 32 cellule, lo zigote si blocca (forse è un parassita e ha bisogno di un ospite per completare il ciclo). Per quanto riguarda la riproduzione asessuata si può moltiplicare per divisione semplice, gemmazione o frammentazione multipla.

Mesozoa

Sono animali vermiformi ciliati, fino a 7 mm. Sono privi di apparato circolatorio, nervoso ed escretore. Sono parassiti endocellulare di invertebrati marini. Sono ermafroditi, riproduzione sessuata e asessuata. Nell’ospite si riproducono asessualmente e raggiunta una densità elevata producono gameti che danno luogo a una generazione larvale che fuoriesce e va su un nuovo ospite. Manca lo stadio di gastrula infatti lo sviluppo procede fino allo stadio di morula.

Cnidaria

Fanno parte del sottoregno degli eumetazoa. Rimangono un gruppo di animali relativamente semplice sebbene siano più complessi delle spugne. Sono predatori molto efficienti, capaci di uccidere animali più grossi e veloci di loro grazie a dei tentacoli rivestiti da nematocisti, la loro "arma". Dalla nematocisti infatti esce un sottile filamento che penetra istantaneamente nella preda iniettando un liquido paralizzante. Più di 9mila specie. Il loro nome deriva dagli cnidociti, le cellule che contengono gli organuli urticanti. Sono diffusi in ambiente marino, sono per lo più sessili o, se mobili, capaci di lenti spostamenti. Si dividono in 4 classi: Hydrozoa, Scyphozoa, Cubozoa e Antozoa.

L’aspetto interessante di questo phylum è il bimorfismo. Tutti gli cnidari possono essere ricondotti a uno dei due tipi morfologici strutturali: polipo o medusa. Il polipo ha corpo tubulare, una bocca circondata da tentacoli che conduce in un intestino a fondo cieco detto cavità gastrovascolare. Le meduse sono solitamente natanti, possiedono un corpo a forma di campana o di ombrello e simmetria tetramera (corpo suddivisibile in 4 parti simmetriche). Hanno un ombrello a cui sono attaccati i tentacoli e un sottile margine inferiore: il velum. Al centro si trova il manubrio alla cui estremità inferiore si apre la bocca, e a quella inferiore il celerenton, ossia la cavità gastrica, che, mediante i canali radiali, si connette alle cavità tentacolari.

Caratteristiche dei polipi

Nei polipi l’endoderma è costituito da cellule ghiandolari che secernono enzimi, cellule ameboidi per la fagocitazione, cellule nervose, muscolari e sensoriali. In generale gli cnidari hanno una doppia parete che circonda il celerenton: una epidermide esterna e una gastrodermide interna, separate dalla mesoglea. La mesoglea è gelatinosa, senza fibre e cellule nei polipi, mentre nelle meduse è più spessa e contiene fibre elastiche. Gli cnidari hanno cellule mio-epiteliali ma non hanno un vero tessuto muscolare. Appaiono per la prima volta le fibre muscolari lunghe formate da cellule mioepiteliali alla base inferiore dell’ectoderma. Nei tentacoli e nel manubrio ci sono fibre muscolari lisce (movimenti le lenti), mentre nel velum e nel subombrello ci sono fibre muscolari striate (movimenti rapidi).

Cnidociti

Gli cnidociti, contenente le nematocisti, si trovano per tutta l’epidermide. La nematocisti è una capsula microscopica composta da materiale simile a chitina e contiene un filamento tubulare avvolto a spirale.

Rete nervosa

La rete nervosa degli cnidari è uno dei migliori esempi di sistema nervoso diffuso. Il plesso di cellule nervose si trova alla base dell’epidermide e della gastroepidermide a formar due reti nervose connesse. L’impulso è trasmesso da cellula a cellula mediante il rilascio di neurotrasmettitori.

Meduse

Il peacemaker naturale è l’anello nervoso nel margine dell’ombrello, l’anello esterno riceve stimoli sensoriali di tentacoli, statocisti, organo di orientamento per il nuoto e recettori epiteliali. L’anello interno ha funzioni motorie e invia impulsi ai muscoli dell’ombrello e del velo.

Polipo

Le cellule nervose formano una rete che ricopre tutto il corpo e permette la locomozione, non hanno organi sensoriali come gli statoliti anche perché non necessitano di orientamento per muoversi in quanto animali sessili.

Digestione

È extracellulare, avviene grazie all’endoderma che secerne enzimi digestivi. I residui vengono escreti dalla bocca.

Respirazione

Per diffusione.

Riproduzione

In generale lo zigote si sviluppa in larva planula che può essere, a seconda delle specie, natante oppure strisciante. Un polipo può generare asessualmente altri polipi, ma i polipi della classe hydrozoa e schipozoa possono produrre meduse. Le meduse sono prodotte asessualmente a partire dai polipi, ma esse, a loro volta, si riprodurranno sessualmente. Le meduse sono solitamente dioiche (si sviluppano in individui maschi o femmine) ma possono essere ermafrodite. Se nel ciclo vitale è presente la fase medusoide essa coincide con la fase adulta e quindi spetta a lei la produzione dei gameti. La fecondazione di solito è esterna, nell’acqua, in quanto maschi e femmine liberano i gameti che si incontrano all’esterno. In alcune meduse la fecondazione è esterna ma senza copulazione. Gli zigoti possono essere incubati fino alla liberazione delle planule. La modalità del ciclo vitale costituisce la base per la divisione in classe degli cnidari. Alcune specie presentano sia la fase medusoide che quella polipoide, alcune ne presentano una soltanto.

Polipi coloniali

In queste specie le gemme (riproduzione asessuata) non si staccano mai del tutto e danno origine a vere e proprie colonie di centinaia di individui. Ogni elemento della colonia è detto zooide. Ci sono vari tipi di zooidi: gastrozooidi (nutritivi), gonozooidi (riproduttivi). Il piano strutturale è identico a quello delle meduse o dei polipi solitari come Hydra. La riproduzione sessuata avviene nelle meduse mature che producono la planula poi polipo.

Guardiamo nello specifico le 4 classi

• Hydrozoa: per la maggior parte marine e coloniali, il loro ciclo vitale comprende tipicamente una fase polipoide asessuata e una medusoide sessuata. Le idre non possono essere prese come modello per tutti gli Hydroza sono utilizzate tipicamente per introdurre gli cnidaria perché facilmente reperibili:
• Polpo solitario (Hydra): è un animale di acqua dolce, è composto da un tubo cilindrico con l’estremità aborale allungata in un sottile peduncolo che termina con il disco basale per ancorarsi al substrato che contiene cellule ghiandolari che secernono una bolla di gas per galleggiare.

Due tipi di riproduzione

• Sessuata: nell’idra non vi è mai la fase di medusa, talvolta ermafroditismo. L’ectoderma produce le gonadi (ovari e testicoli), che producono i gameti. Gli spermi vengono rilasciati, mentre l’uovo viene solo esposto in superficie. Dopo la fecondazione si genera lo zigote. I gameti generano lo zigote che diventa blastula poi gastrula bistratificata, e alla fine una giovane planula in grado di nuotare attivamente con le cilia. La planula diventa sessile e dà origine a un polipo.
• Asessuata: per gemmazione basale.

Schipozoa

Comprende le meduse di dimensioni più grandi. Vivono per lo più flottando in mare aperto. Mancano di velum, al contrario delle idromeduse. Tutte specie marine.

Cubozoa

Meduse cubiformi, la medusa è lo stadio dominante, il polpo è minuto e a volte sconosciuto. Un tentacolo si trova presso ciascun angolo della campana cubiforme. Presentano dei fotorecettori complessi. Sono tutte marine.

Antozoa

Sono polpi marini, simili morfologicamente a fiori, senza fase medusoide. È la classe più diversificata.

Si divide in sottoclassi

• Hexacorallia: (tentacoli e setti in multipli di 6). Composta da coralli molli (anemoni di mare ordine Actiniaria) i quali presentano un tronco muscoloso (o colonna); coralli duri (ordine Scleractinia) con un esoscheletro massivo di carbonato di calcio, possono essere coloniali o solitari. La maggior parte formano le barriere coralline. Hanno come simbionti le zooxantelle (dinoflagellati unicellulari fotosintetici) che vivono dentro le cellule dell’endoderma.
• Ottocorallia: (8 tentacoli ramificati a penna e 8 setti che dividono la cavità gastrovascolare). È un gruppo molto eterogeneo che include coralli molli e gorgonie. Il faringe ha lunghe ciglia che garantiscono il flusso di acqua. Salvo rare eccezioni sono tutti coloniali.

Cnetophora

Appartengono anch’essi al sottoregno degli eumetazoa. Si tratta di circa 150 specie esclusivamente marine, presenti a tutte le latitudini, per lo più in acqua calde. Prendono il nome dalle 8 fila di palette a forma di pettine che usano per spostarsi. Sono i soli animali a simmetria primariamente radiale (gli altri metazoi l’hanno bilaterale). Non hanno nematocisti, un’eccezione. Sono per lo più deboli nuotatori delle acque superficiali. Sono animali estremamente luminescenti. Sono costituiti da endoderma ed ectoderma fra i quali si interpone la matrice gelatinosa della mesoglea. Tutta la superficie esterna è ricoperta da ectoderma che si spinge nella bocca e ricopre la faringe, sotto la faringe le cavità dello stomaco sono ricoperte da endoderma. Nel mezzo la mesoglea gelatinosa è attraversata dai canali gastrovascolari. Sono caratterizzati dalla presenza di colloblasti, cellule agglutinanti che secernono una sostanza appiccicosa per la cattura delle prede, i colloblasti sono situati sulla superficie di due grossi tentacoli alloggiati in apposite sacche, ricoperte da ectoderma, che affondano nella mesoglea. Sotto l’epitelio ectodermale decorrono cellule muscolari lisce. È presente una statocisti all’estremità boccale, consiste di una fossetta ciliata ricoperta da una cupola trasparente derivata da cilia fuse insieme.

Sistema nervoso

Presenta due reti nervose, una ectodermale, una della mesoglea, connesse fra loro. Inoltre sotto le file dei pettini sono presenti 8 cordoni nervosi.

Platelminti

Animali a simmetria bilaterale (con un conseguente processo di cefalizzazione, concentrazione nella regione anteriore di organi di senso e di centri per il controllo nervoso) e triblastici (mesoderma derivato dall’endoderma); sono poi animali acelomati, non presentano cioè una cavità interna che sviluppa interamente nel mesoderma. I platelminti sono i cosiddetti vermi piatti. Hanno dimensioni variabili da pochi mm a svariati metri, possono avere varie forme. Sono un gruppo chiave nelle speculazioni filogenetiche sull’evoluzione dei metazoi. Sono considerati alla base della linea dei bilateri e degli stessi Metazoi. Caratteri primitivi o plesiomorfie: acelomati, no apparato respiratorio e circolatorio.