Nozioni, Biologia animale

Anche la forma di un organismo è importane, le forme più adatte sono state selezionate per

popolare un determinato ambiente e il rapporto tra bauplan e ambiente è importante per

studiare l’evoluzione. La tendenza degli organismi è quella di aumentare il loro volume ma

questo fa diminuire il rapporto superficie/volume riducendo gli scambi di calore ma

aumentando la probabilità di recuperare cibo. Per ovviare ai problemi i vari organismi

hanno sviluppato alcuni meccanismi che andremo ad analizzare uno alla volta: 3 di 14

1)LA RIPRODUZIONE

La riproduzione serve per tramandare alle generazioni successive copie dei propri geni. Può

essere asessuale(molte copie identiche con poca spesa energetica) o sessuale(meno copie

non identiche con molta spesa energetica)

La riproduzione asessuale necessita di un solo genitore, non esistono cellule sessuali e

organi sessuali e ogni individuo adulto può immediatamente riprodursi da solo. Ne esistono

diverse forme:

-scissione binaria: è l’equivalente di una mitosi ed è tipica di batteri e protisti. l’insieme dei

discendenti costituiscono un clone in quanto sono tutti uguali alla cellula madre.

-scissione multipla o schizigonia: avvengono una serie di duplicazioni del nucleo prima e

poi divisioni senza duplicazione del citoplasma. nascono più cellule figlie più piccole della

madre. è tipica di anellidi, cnidari e coccidi.

-gemmazione: da un’escrescenza di un organismo se ne forma uno nuovo, completata la

maturazione si stacca dal genitore. è tipica ad esempio delle stelle marine.

-gemmulazione: l’individuo si origina dalla gemuta che è un aggregato di cellule in una

capsula, la gemmula si forma nell’adulto e nella stagione della riproduzione le cellule al suo

interno si attivano ed escono. è tipica delle spugne.

-frammentazione: da un individuo pluricellulare si stacca un frammento che si riorganizza e

da origine ad un nuovo organismo.

La riproduzine sessuale consiste invece nella generazione di individui dai GAMETI,

esistono due genitori e il genotipo della progenie è diverso da quello di entrambi. Per questo

motivo è in grado di aumentare la variabilità genetica.

Ne esistono di varie forme ma alla base di tutte c’è questo scambio di materiale genetico.

Gli organi che producono i gameti sono dette GONADI( testicoli e ovaie) e sono gli organi

sessuali primari, ci sono poi gli organi sessuali accessori che svolgono altre funzioni.

Negli organismi unicellulari avviene la CONIUGAZIONE in cui due organismi si

scambiano materiale nucleare o citoplasmatico, il dna è contenuto in una porzione detta

plasmide. Due batteri ad esempio si uniscono attraverso una struttura detta pilo che li unisce

e fa passare il plasmide. Attraverso particolari enzimi si possono inserire pezzi di dna nei

plasmidi.

Gli animali in base alle gonadi si differenziano in dioici(gameti diversi) o monoici cioè

ermafroditi(hanno entrambe le gonadi come le lumache) L’autofecondazione in questi casi è

possibile ma non è la via preferita.

Nel pesce avviene un fenomeno particolare, spesso il maschio si trasforma in femmina con

un processo detto proterandria, esiste anche l’inverso che è invece detto pretoriani ed è più

frequente.

Un altra via di riproduzione sessuale è la partenogenesi che è lo sviluppo dalla sola gonade

femminile, può essere meiotica(lo spermatozoo attiva il processo senza contribuire al

patrimonio genetico) o ameiotica(lo spermatozoo non interviene in nessun caso). 4 di 14

Un fenomeno molto interessante avviene nelle api, le api regine(le uniche deputate alla

riproduzione) possono generare fuchi(maschi) oppure operaie(femmine), i maschi sono

apolidi mentre le femmine diploidi, ne consegue che se un maschio feconda si può originare

solo una femmina. Questo fenomeno è detto APODIPLOIDIA.

ma in generale come si determina il sesso? Ci sono 22 autosomi e 2 cromosomi sessuali, nei

mammiferi l’uomo ha come cromosomi sessuali XY mentre la femmina XX ne consegue

che è il maschio a determinare il sesso. Negli insetti le femmine hanno XX mentre i maschi

sono apolidi X. Negli uccelli avviene l’opposto dei mammiferi in quanto è la femmina(ZW)

a determinare il sesso rispetto ai maschi(ZZ).

In natura esiste anche una relazione tra il sesso e la temperatura, nelle lucertole e negli

alligatori più fa freddo e più aumentano i maschi, nei gechi i maschi aumentano alla

temperatura ideale mentre per le tartarughe i maschi aumentano all’aumentare della

temperatura dell’ambiente.

Ma è cosi vantaggiosa la riproduzione sessuale? in un esperimento sulle lucertole che

possono riprodursi per entrambe le vie si è notato che quantitativamente è preferita la via

asessuata perche richiede meno dispendio energetico ma la via sessuata conferisce maggiori

vantaggi in fatto di fitness e adattamento.

Si sono poi evoluti dei sistemi che evitano incontri inutili tra individui di diverse specie in

modo da risparmiare energia preziosa, l’insieme di questi meccanismi garantisce

l’isolamento riproduttivo, se ne conoscono alcuni prezigotici(comportamenti diversi, periodi

differenti di accoppiamento, habitat lontani) e postzigotici(generazione di individui ibridi

sterili). La riproduzione da un punto di vista zoologico

Da un punto di vista zoologico esistono due modelli riproduttivi:

-selezione R/prodiga/opportunista: prevede tantissimi discendenti, più piccoli dei genitori,

assenza di cure parentali e scelta del partner,spesso una sola riproduzione in tutta la vita.

-selezione K/prudente/equilibrata: pochi discendenti di dimensioni simili ai genitori, più

riproduzioni nell’arco della vita, cure parentali e scelta del partner.

principi dello sviluppo

Per molti secoli c’è stato un dibattito sullo sviluppo, vi era il dubbio tra la teoria del

preformismo o quella dell’epigenesi, con Weissman vi è la svolta perché spiegò che si

ereditano solo i caratteri delle cellule germinali e non i cambiamenti fisici.

La moderna biologia dello sviluppo

Oggi sappiamo che l’ovocita è circondato da membrane e lo spermatozoo è attrezzato per

bucarle e penetrarle per intero. Uno dei sistemi di regolazione consiste nel fatto che

l’ovocita riesce ad impedire l’ingresso di ulteriori spermatozoi evitando cosi la Polispermiaa

che è una malformazione letale.

Gli spermatozoi sono molto più piccoli e in numero molto maggiore rispetto all’ovocita.

I gameti sono cellule aploidi quindi forniscono un numero uguale di cromosomi allo zigote,

collaborano per la sua formazione. 5 di 14

Prima dello zigote vi è lo stadio di ootide che è quando i patrimoni genetici non sono

ancora fusi. questa fase è importante perché ad esempio in Germania è permesso il

congelamento degli embrioni solo se si trovano in questo stadio particolare.

Questa era la fase di FECONDAZIONE, la fecondazione è seguita dalla

SEGMENTAZIONE cioè una serie di divisioni cellulari senza divisione di citoplasma,

l’ovocita era molto grande e questo processo fa tornare le cellule a dimensioni normali. La

segmentazione può essere oloblastica se il solco di segmentazione interessa tutta la

superficie, a sua volta può essere radiale, a spirale, bilaterale o rotazionale. Poi vi è la

meroblastica che può essere superficiale(divisione dei nuclei solo in periferia) o

discoidale(divisione solo nel citoplasma).

La fase successiva è denominata BLASTULAZIONE ed è importante perché avviene il

primo differenziamento, viene a formarsi una struttura detta blastula in cui sono evidenti un

tessuto detto trofoblasto, un accumulo di cellule all’interno(nodulo embrionale) e una cavità

detta blastocele.

Dopo di che avviene la GASTRULAZIONE che è invece molto più complessa e porta alla

formazione dei tre foglietti embrionali da cui si formano ectoderma,mesoderma ed

endoderma. Si viene a formare nelle uova con molto tuorlo il solco primitivo che è un

accumulo di cellule che migrano poi in diverse zone per differenziarsi, se invece le uova

hanno poco tuorlo si forma l’archenteron che è un intestino primitivo con una cavità detta

blastoporo che diventerà poi la cavità anale o bucate.

come avviene il differenziamento?

esistono due differenti modelli:

-sviluppo a mosaico: i blastomeri(prodotti della segmentazione) hanno tutti funzioni diverse

e perciò se ne muoviamo uno durante lo sviluppo si genererà un individuo incompleto.

-sviluppo regolativo: i blastomeri sono tutti uguali e quindi rimuovendone uno l’individuo

sarà comunque completo in quanto si differenziano successivamente. Questa idea che

l’ovocita sia omogeneo è stata dimostrata da Spemann nelle larve di rana, se si prende il

mesoderma di un tessuto in fase di sviluppo e lo si sposta ad esempio dove deve nascere la

testa si genera un individuo con due teste.

Le cellule sono quindi uguali inizialmente, un ulteriore conferma di questo tipo di

differenziamento è il fenomeno dell’induzione cellulare secondo cui le cellule influiscono

sul comportamento delle cellule adiacenti.

Il differenziamento è regolato da numerosi fattori, avviene insieme al fatto che siano

presenti i morfogeni che sono sostanze che si diffondono tra le cellule, esistono poi dei geni

particolari detti geni omeotici che presentano delle sequenze di dna dette omeobox che

producono una proteina con funzione di regolazione.

In base a tutte queste informazioni è stato possibile dividere gli organismi in due grandi

gruppi:

-protostomi: il blastoporo da origine alla bocca, la segmentazione è a spirale e lo sviluppo a

mosaico

-deuterostomi: il blastoporo da origine alla cavità anale, il differenziamento è di tipo

regolativo e la segmentazione è radiale. 6 di 14

2)LA NUTRIZIONE

La nutrizione serve per ottenere l’energia necessaria, nutrirsi meglio significa poter

aumentare le proprie dimensioni oltre ad altri vantaggi derivati fino a quello di poter

produrre un alto numero di discendenti. In base al tipo di nutrizione gli esseri viventi si

possono classificare in: autotrofi(sintetizzano le molecole organiche autonomamente

sfruttando l’energia proveniente dall’esterno) ed eterotrofi(si procurano le molecole

organiche gia sintetizzate e hanno il vantaggio di poter accumulare energia).

L’unità energetica di base è l’ATP, un elemento assolutamente necessario, è molto

importante anche l’acqua che serve per lo svolgimento di un gran numero di reazioni.

La nutrizione è in realtà un insieme di numerosi processi:

ingestione->digestione->assorbimento intestinale->trasporto->assimilazione->