Lezioni, Zoologia

Corso di zoologia

Appunti rielaborati del corso di zoologia sui seguenti argomenti:

• Segmentazione e gastrulazione
• Ecto-, meso- ed endoderma
• Stadi larvali e loro significato
• Simmetria radiale, bilaterale, bilaterale doppia
• Celoma, pseudoceloma. Metameria
• Alimentazione: sostanze principalmente plastiche e/o energetiche
• Escrezione (ammoniotelica, ureotelica, uricotelica)
• Protonefridio, deuto(meta)nefridio
• Sistema nervoso
• Riproduzione sessuale e partenogenesi
• Origine della pluricellularità
• Apomorfie dei (Eu)metazoi
• Generalità sul parassitismo
• Cicli parassitari di: Plasmodium, Fasciola, Schistosoma, Taenia, Echinococcus
• Microfauna del suolo (aerobionte, idrobionte)
• Plancton (definizione, organismi, metodo di raccolta)
• Anatomia di un crostaceo

Taxa trattati

• Protozoi (Flagellati, Amebe, Foraminiferi, Radiolari, Apicomplexa = Sporozoi, Ciliati)
• Placozoi
• Poriferi
• Cnidari (Idrozoi, Scifozoi, Cubozoi, Antozoi)
• Ctenofori
• Platelminti (Turbellari, Monogenei, Trematodi, Cestodi)
• Rotiferi
• Nematodi
• Molluschi (Gasteropodi, Bivalvi, Cefalopodi)
• Anellidi (Policheti, Oligocheti, Irudinei)
• Panartropodi: Tardigradi
• Generalità sugli Euartropodi
• Chelicerati, Mandibolati, Xifosuri
• Aracnidi (Scorpioni, Ragni, Opilioni, Acari)
• Crostacei (Cladoceri, Copepodi, Cirripedi, Anfipodi, Isopodi, Decapodi)

Malattia del sonno e parassiti

La possibilità di sopravvivere alla Malattia del Sonno, causata dal trypanosoma, dipende dalla velocità con cui si interviene nella cura della malattia, nonché dal tipo di alimentazione condotta e dal grado di compromissione del sistema immunitario. Nel caso dei malati di AIDS, infatti, la possibilità di sopravvivenza si riduce drasticamente.

Flagellati

Da un punto di vista ecologico, i flagellati possono essere distinti in fitoflagellati, quando sono in grado di comportarsi sia da alghe che da protozoi, e zooflagellati se trasparenti e privi di clorofilla. Il parassita Leishmania è un altro flagellato che viene introdotto nel sangue attraverso la saliva, in questo caso però appartenente a un particolare moscerino. Questo flagellato perde il flagello e infetta i globuli rossi. Il flagello, dunque, non è una struttura permanente. La malattia in questione colpisce il volto, le mani o il fegato a seconda del ceppo in questione.

Dinoflagellati

I Dinoflagellati (o Dinofite) sono flagellati in grado di svolgere la fotosintesi e ne esistono 2200 specie. A seconda della stagione, della specie e dell'ambiente in cui si trovano, possono comportarsi da alghe piuttosto che da protozoi. I Dinoflagellati sono i più numerosi al mondo come numero di individui. Possono essere così tanti da rendere addirittura rossastri i nostri mari, causando quella che viene definita come marea rossa con gravi conseguenze per il turismo. Essi fanno parte del plancton e vivono in sospensione nell'acqua, sia in superficie che in profondità. Sono inoltre dotati di due spine. Al riguardo esistono due teorie:

• Le spine servono per aumentare la loro superficie in modo tale da rimanere in sospensione più a lungo;
• Le spine vengono utilizzate come strategia di difesa contro quegli animali che si nutrono di protozoi. Effettivamente in primavera, quando i Dinoflagellati iniziano a riprodursi, hanno spine molto corte poiché ci sono pochi predatori.

A questo gruppo di protozoi appartiene un organismo particolare chiamato Noctiluca, il quale è costituito da una cellula enorme, in quanto il suo diametro può variare tra gli 0,5 e i 2 mm. Caratteristica particolare di questo protozoo è quella di essere bioluminescente.

Coanoflagellati

Ai coanoflagellati appartengono 120 specie, quasi tutte marine, caratterizzati dalla presenza, attorno al flagello, di un collarino. I coanoflagellati sono importanti da un punto di vista evolutivo poiché studi condotti sul loro DNA hanno rivelato che essi sono il gruppo di protozoi più vicino agli animali. Possono inoltre riunirsi in colonie composte da centinaia di individui legati tra loro da un gambo e da una matrice gelatinosa.

Riassumendo, i flagellati sono protozoi solitari o coloniali, mononucleati, che hanno locomozione per uno o più flagelli e riproduzione per scissione longitudinale (si dividono cioè in due per il lungo).

Sarcodici o amebe in senso stretto

Dal greco sarco che sta per corpo, carne, i Sarcodici sono così definiti perché non si muovono tramite flagelli. Le amebe, essendo prive di flagelli, rientrano in questa categoria. La materia vivente si trova allo stato colloidale, cioè né solido, né liquido, né gassoso ma simile a colla. Un esempio di sostanza colloidale riguarda la distinzione tra gel e liquido o sol (soluto), tutto dipende dalla disposizione delle molecole proteiche. Nel gel, infatti, le molecole proteiche sono tutte aggregate tra loro a sfera mentre nel sol sono disciolte. Lo stato colloidale è uno stato intermedio tra gel e sol, stati questi ultimi che sono reversibili tra loro.

Nelle amebe è ben visibile il passaggio tra gel e sol, determinato da meccanismi molecolari. Una cellula di ameba si muove spostando il suo citoplasma. Sotto la membrana plasmatica della cellula ci sono proteine in forma di gel che costituiscono l'ectoplasma. Nella parte più interna, invece, abbiamo uno stato di sol e le proteine sono quindi più rare, cioè l'endoplasma. La parte più esterna viene detta ialina perché trasparente. Quando il protoplasma (unione di nucleoplasma e citoplasma) si sposta grazie a delle correnti interne che si vengono a creare, si forma una sporgenza che ha l'aspetto di una sorta di piede che si allunga. Queste sporgenze vengono definite come pseudopodi (dal greco pseudo: falso e podos: piede). Anche i globuli bianchi del sangue si muovono sfruttando questo sistema.

L'ameba è un organismo trasparente ma è ben visibile al suo interno il vacuolo alimentare. Il cibo di cui si nutre viene circondato dagli pseudopodi e inglobato per essere poi digerito. Un altro vacuolo presente al suo interno è quello pulsante o contrattile che si contrae allargandosi e restringendosi per controllare l'ingresso dell'acqua e quindi la pressione osmotica. Gli pseudopodi possono essere anche filiformi, e vengono detti filipodi, lobiformi, detti lobopodi, molto ramificati o anche del tutto assenti. Sarcodici e flagellati sono imparentati tra loro. Alcuni flagellati, infatti, possiedono lobopodi o una volta perso il flagello si muovono allo stesso modo delle amebe.

Molte specie conducono vita libera nell'acqua o nel suolo e sono predatrici poiché si nutrono di batteri, alghe ecc. Le amebe, nello specifico, possono essere sia d'acqua dolce che di mare. La velocità massima alla quale possono spostarsi è di 2 cm/h. Il termine hystolisi indica scioglimento dei tessuti. L'Entamoeba Hystolica è una particolare ameba che infetta circa 50 milioni di persone; di queste, 50 000 l'anno muoiono. È presente in quei luoghi in cui il sistema fognario non funziona correttamente. Se frutta e verdura vengono lavate malamente le cisti del protozoo, potenzialmente presenti su di esse, vengono ingerite. Una volta all'interno dell'organismo l'ameba attraversa la parete intestinale ed entra nel circolo sanguigno dove andrà a mangiare i globuli rossi. I globuli rossi sono coloro che si occupano del rifornimento di ossigeno ai tessuti dell'essere vivente. Una volta che il loro numero diminuisce esso diventa sempre più debole fino a raggiungere la morte. Combattere questo parassita è molto difficile. Se si contrae un'infezione batterica, infatti (ad es. tifo o colera), è possibile assumere un antibiotico opportuno che vada ad uccidere la cellula del procariote, la quale ha un metabolismo diverso rispetto alla cellula eucariote. L'antibiotico, dunque, distrugge il batterio senza alterare le cellule eucariote. Nel caso di un protozoo, invece, abbiamo anche per il parassita una cellula eucariote, il che comporta una maggiore difficoltà nel trovare una sostanza chimica che danneggi il protozoo ma non le cellule dell'individuo infetto.

Dictyostelium

Un particolare gruppo di amebe, i Dictyostelium, viene definito come amebe coloniali. Queste si trovano nel legno marcio, si nutrono digerendo batteri e formano colonie di alcuni mm che strisciano come se fossero un unico animale pluricellulare. Ad un certo punto le colonie si fermano e creano uno stelo di 1 cm in cima al quale vengono accumulate le spore. Queste ultime, se trovano il legno adatto, ricominciano il ciclo. Queste amebe rientrano nei micetozoi (organismi animale-fungo). Il segnale che invia il comando di riunirsi alle cellule viene stimolato dall’emissione di cAMP.

Tecamebe

Le amebe di questo tipo vivono all'interno di una teca, che può essere di vari materiali, sporgendo da essa tramite lobo o filipodi. Si trovano nel suolo in elevata concentrazione: centinaia di migliaia per ogni mm².

Amebe in senso lato: foraminiferi

Attualmente se ne conoscono 6000 specie ma si ipotizza che esse possano essere realmente intorno alle 30 000. Si tratta di amebe circondate da un nicchio calcareo (CaCo₃) che rimane fossile anche dopo milioni di anni. Il nicchio è perforato e da questi fori fuoriesce il citoplasma che va a formare dei filopodi, più correttamente definiti come rizopodi in quanto simili a radici (dal greco rizo = radice, rizosfera = parte di terra che circonda le radici), percorsi da correnti citoplasmatiche. In questo modo, i batteri di cui l'ameba si nutre si appiccicano sulla loro superficie e successivamente vengono inglobati nel citoplasma. I filopodi possono inoltre incollarsi tra loro a formare strutture dette anastomosi che vanno a loro volta a costituire una sorta di reticolo. I fori del nicchio consentono all'ameba anche di respirare. Il nicchio è però abbastanza fragile e per questo a volte risulta avvolto a chiocciola oppure si presenta sotto forma di camere disposte attorno a una camera iniziale.

Individuare i foraminiferi nella sabbia è piuttosto semplice in quanto si distinguono dalle chiocciole marine per il fatto che il loro guscio è forato. I foraminiferi inoltre si suddividono in:

• Planctonici: fanno parte del plancton, un insieme di organismi che vivono in sospensione nell'acqua, trascinati dalle correnti. Possono essere sia microscopici che macroscopici, come nel caso delle meduse, e si dividono in zooplancton e fitoplancton. Si parla quindi di micro, meso (dimensioni intorno al mm) e macro (meduse) plancton.
• Bentonici: Le dimensioni dei foraminiferi sono di circa 0,5 mm. Questi protozoi sono esclusivamente marini; alcuni sono piccolissimi e fanno parte del plancton, altri sono invece mediamente più grandi, hanno dimensioni intorno al millimetro, e vengono definiti bentonici. Questi ultimi vivono sul fondale marino e possono essere di due tipi: mobili (es. aragosta) o sessili, fissi (es. coralli).

I foraminiferi sono dotati di un foro più grande degli altri dal quale esce il citoplasma. Essi hanno una grande importanza soprattutto in paleontologia, e più precisamente in micropaleontologia, la quale si occupa di studiare i fossili. Ogni epoca geologica è infatti caratterizzata dalla presenza di un certo tipo di foraminiferi distinguibili sulla base del loro nicchio calcareo. Le rocce calcaree presenti sul fondo del mare derivano dall'accumulo di CaCO₃ dovuto a fenomeni chimici ma anche biologici come l'accumulo di gusci di foraminiferi. Sulla base del tipo di foraminiferi presenti è quindi possibile datare le rocce. Gli organismi bentonici sessili sono spesso ramificati (es. Homotrema rubrum).

Esistono poi foraminiferi giganteschi le cui dimensioni variano da 0,5 cm a 1 cm detti nummuliti (dal latino moneta e litos = pietra) ovvero monete di pietra poiché sembrano monete da un 1 cent; ne esistono anche di più grandi simili ai € 0,20 o a 1€. I nummuliti sono attualmente estinti ma hanno lasciato tantissime tracce fossili. I primi nummuliti hanno cercato di nutrirsi non solo di batteri, poiché ne servivano quantità troppo ingenti per soddisfare le loro necessità, ma anche di cellule algali. Alcune di esse non furono digerite e questo portò alla nascita di un rapporto di simbiosi tra alga e protozoo. La cellula che viveva nel nicchio ospitava infatti alghe unicellulari in grado di svolgere la fotosintesi. A tale scopo il nicchio era trasparente in modo tale da far passare la luce necessaria allo svolgimento del processo. Il protozoo ne ricavava in questo modo il vantaggio di nutrirsi gratuitamente grazie agli zuccheri prodotti con la fotosintesi mentre l'alga quello di trovarsi in un ambiente ben protetto e ricco di azoto.

Ciclo eterofasico dei foraminiferi

Viene definito eterofasico perché presenta due fasi diverse. Si svolge a partire dalla fusione di due gameti, cellule piccolissime (2-5µm) munite di flagelli. Quando i gameti hanno stessa forma e dimensioni vengono definiti isogameti. Questi sono però tra loro sessualmente diversi e unendosi danno origine a uno zigote diploide. Nel corso dell’evoluzione i gameti si sono differenziati in macrogameti, se si muovono poco, e microgameti, flagellati e dotati di rapido movimento. Ai macrogameti appartiene la cellula uovo o semplicemente uovo (che può essere addirittura immobile) mentre ai microgameti gli spermi o spermatozoi. L’unione dei due è determinata da segnali chimici. Lo zigote mononucleato comincia a crescere e a formare il nicchio calcareo. All’interno di esso c’è una sola cellula multinucleata, l’agamonte. L’agamonte è caratterizzato dalla presenza, nella parte centrale del nicchio, di un “circoletto” piccolino. Tramite meiosi l’agamonte dà origine ad agameti, i quali sembrano gameti ma non lo sono. Questi ultimi crescono e vanno a costituire un nuovo nicchio con una camera centrale caratterizzata da un “circoletto” piuttosto grande in cui si trova il gamonte che è aploide e dà origine a gameti. Questi ultimi si fonderanno con altri gameti dando origine nuovamente allo zigote.

Radiolari o attinopodi

Hanno dimensioni di circa 50 µm (un capello umano ha dimensioni intorno agli 80µm) e prendono il nome dal fatto che i loro filopodi sono disposti a raggiera. Essi possiedono un fragile scheletro non calcareo ma costituito da vetro e silicio (SiO₂). Il citoplasma sta all’interno ma anche all’esterno della cellula. Nei fondali oceanici troviamo sedimenti a prevalenza costituiti da radiolari o foraminiferi. Le piramidi egizie sono piene di nummuliti.

Acantari

Vengono considerati un gruppo a sé stante rispetto ai radiolari perché il loro scheletro è costituito da solfato di stronzio (SrSO₄). Il citoplasma si trova attaccato allo scheletro e sono dotati di spine. Verso la punta delle spine sono presenti dei microtubuli che possono allargare o restringere il citoplasma. Questo meccanismo viene sfruttato dagli Acantari per spostarsi in su o in giù. All’aumentare del volume il peso specifico diminuisce e il protozoo sale mentre al diminuire del volume il peso specifico aumenta e il protozoo scende sul fondo. Quando si verificano inquinamenti di tipo nucleare lo stronzio radioattivo finisce in mare e viene ingerito dai pesci che diventano radioattivi. Diventa quindi necessario misurare i livelli di tale radioattività. Per fare ciò non si misura lo stronzio disciolto in acqua ma si sfruttano gli Acantari. Essi infatti concentrano nel loro scheletro lo stronzio. La loro presenza in numero elevato è quindi indice di notevole presenza di stronzio.

L’analisi chimica delle acque viene condotta su acqua filtrata perché se ci fosse per esempio una foglia, essa porterebbe a un’alterazione dei risultati della misurazione in quanto essa andrebbe a considerare anche la materia organica della foglia e non solo quella contenuta nell’acqua.

Le amebe in senso lato sono dunque: protozoi, solitari o raramente coloniali, hanno pseudopodi di tipo lobopodio, rizopodio o filopodio, uno spesso guscio calcareo (nel caso dei foraminiferi) o siliceo o di stronzio, possono essere mono o polinucleati e si riproducono per scissione binaria o multipla.

Apicomplessi (Sporozooi)

Ne esistono 5000 specie e costituiscono il gruppo più importante da un punto di vista sanitario. Essi sono in grado di creare spore e vengono definiti apicomplessi perché hanno strutture apicali complesse che non sono presenti in nessun altro protozoo. Si tratta di specie tutte parassite sia per l’uomo che per gli animali, di dimensioni massime intorno ai 10 µm. Possiedono un apice che parte ad anello e prosegue poi a cono. Per quanto riguarda la riproduzione essa avviene per scissione binaria lungo un piano longitudinale.

Il termine emazia (da emo = sangue) è un sinonimo di "globulo rosso". Il parassita che provoca la malaria, il Plasmodium, invade i globuli rossi, ne cattura le sostanze utili, si ingrandisce e si riproduce dando origine a tante cellule figlie tramite divisione multipla. Le cellule figlie successivamente spaccano il globulo rosso e fuoriescono da questo per andare ad anneggiarne altri. Il plasmodio della malaria viene trasmesso attraverso la puntura della zanzara anopheles femmina. Le cellule del protozoo infatti si accumulano nella saliva della zanzara che, riversando saliva nel nostro sangue al momento della puntura, al fine di fluidificare il sangue, ci infetta. Le anopheles femmine sono le uniche a trasmettere la malattia perché sono le uniche a.