Phylum Chordata (Cordati), Esame Zoologia

SUBPHYLUM UROCHORDATA (TUNICATA)

Gli urocordati, più comunemente chiamati tunicati, sono presenti in tutti i mari. Da adulti sono per lo più sessili, benchè

alcuni conducano vita libera.

Il nome tunicati deriva dalla tunica, un rivestimento di materiale non vivente contenente cellulosa, di solito ispessito, che

circonda l'animale. Da adulti i tunicati sono specializzati, solo la larva presenta tutti i caratteri distintivi del phylum.

Durante la metamorfosi in adulti la notocorda e la coda scompaiono, mentre il cordone nervoso dorsale si riduce a un

singolo ganglio.

Gli urocordati sono divisi in tre classi: Ascidiacea, Appendicularia e Thaliacea.

Gli ascidiacei sono i più comuni: spesso sono chiamati “siringhe di mare” poiché alcune specie scaricano forzatamente un

getto d'acqua dal sifone esalante. Sono tutti sessili e possono essere solitari, coloniali o composti. Nelle forme solitarie

o coloniali, ciascun individuo possiede la propria tunica, mentre nelle forme composte più individui possono condividere

la medesima tunica. In alcuni ascidiacei composti ciascun individuo ha un suo proprio sifone inalante mentre l'apertura

esalante è comune a tutto il gruppo.

Una ascidia solitaria ha una forma sferica o cilindrica e vive attaccata con la base su un substrato duro. È presente una

membrana interna che tappezza la tunica, il mantello. All'esterno si notano due sifoni: uno inalante l'altro esalante. Sul

lato medioventrale del sacco branchiale vi è un solco ciliato l'endostilo, che secerne muco. Il velo di muco intrappola le

particelle alimentari in sospensione nell'acqua e scorre verso l'esofago. L'intestino termina con un ano in prossimità del

sifone esalante.

Il sistema circolatorio consiste di un cuore ventrale, posto vicino allo stomaco e di due ampi vasi, uno per ciascun lato

del cuore. Una caratteristica singolare, assente negli altri cordati è che il cuore spinge il sangue prima in una direzione poi

fa una pausa e spinge il sangue nella direzione opposta. Sono presenti abbondanti nel sangue elementi come vanadio e

niobio. Il sistema escretore di tipo nefridiale è posto in prossimità dell'intestino. Il sistema nervoso è limitato a un

ganglio nervoso sotto il quale è posta la ghiandola subneurale.

I tunicati sono ermafroditi: le cellule germinali sono espulse all'esterno attraverso il sifone esalante.

Delle cinque caratteristiche dei corati le ascidie ne possiedono solo due: le fessure faringee e l'endostilo.

I tunicati della classe Thaliacea sono animali pelagici, a forma di barile o di limone, con corpi trasparenti e gelatinosi. Si

ritrovano come individui isolati o in colonie a forma di catena. Il corpo cilindrico è circondato da bande di muscoli

circolari, con sifone inalante e esalante alle estremità opposte. L'acqua pompata viene utilizzata per la locomozione,

respirazione e fonte di cibo. Molti sono dotati di organi luminosi. I cicli biologici dei taliacei. I cicli biologici dei taliacei

sono spesso complessi e adattati a rispondere a improvvisi aumenti nella disponibilità di cibo.

La terza classe di tunicati, Appendicularia, comprende curiose creaure pelagiche dalla forma simile a un girino piegato.

Ciascuno costruisce una delicata casa, una sfera trasparente di muco intrecciato con filtri e passaggi attraverso cui entra

l'acqua. Le particelle di cibo vengono trascinate nella bocca dell'animale attraverso un tubo a forma di cannuccia. Quando

i filtri sono intasati da prodotti di scarto, le appendicolarie abbandonano la propria casa e ne costruiscono una nuova.

Come i taliacei, le appendicolarie possono produrre rapidamente dense popolazioni quando il cibo è abbondante.

SUBPHYLUM CEPHALOCHORDATA

I cephalocordati sono gli anfiossi (o Branchiostoma) : animali sottili, compressi lateralmente e traslucidi che abitano i

fondali sabbiosi poco profondi di tutti i mari. L'anfiosso presenta i cinque carattero distintivi dei cordati in forma

semplice.

L'acqua entra nella bocca attraverso le ciglia e passa attraverso le fessure branchiali nel faringe, dove le particelle di cibo

rimangono intrappolate nel muco che viene sospinto dalle ciglia nell'intestino. Qui le particelle più piccole vengono

separate dal muco e passano nel cieco epatico dove vengono fagocitate e digerite. Come nei tunicati l'acqua filtrata

passa prima nell'atrio e poi lascia il corpo attraverso un atrioporo.

Il sistema circolatorio chiuso è particolarmente complesso: il sangue è pompato in avanti da un'aorta ventrale mediante

contrazioni peristaltiche e passa poi in alto attraverso le arterie branchiali nelle aorte dorsali pari, che si riuniscono

posteriormente in un'aorta dorsale singola. Si ritiene che il sangue porti in circolo i nutrienti ma ricopra un ruolo

minimo nel trasporto dei gas respiratori. Lo scambio dei gas avviene attraverso la superficie corporea.

Il sistema nervoso è concentrato attorno al cordone nervoso cavo, posto sopra la notocorda. Gli organi di senso sono

semplici, dispari e bipolari comprendenti un ocello anteriore spaiato con funzioni di fotorecettore. Il cervello è una

semplice vescicola posta in prossimità dell'estremità anteriore del cordone nervoso.

I sessi sono separati. Le cellule sessuali vengono rilasciate nell'atrio e emesse attraverso l'atrioporo all'esterno dove

avviene la fecondazione. La segmentazione è oloblastica e la gastrula si forma per invaginazione. Le larve si schiudono

dall'uovo e assumono forma e dimensione dell'adulto.

Oltre alle cinque caratteristiche tipiche dei cordati, l'anfiosso possiede numerosi caratteri strutturali che anticipano il

piano strutturale di base dei vertebrati. Fra questi troviamo il cieco epatico, la muscolatura del tronco metamerica e il

modello di base del sistema circolatorio.

SUBPHYLUM VERTEBRATA (CRANIATA)

Il terzo subphylum è quello dei vertebrata che condividono le caratteristiche di base dei cordati ma in aggiunta

presentano caratteristiche assenti negli altri gruppi. L'altro nome del subphylum, Craniata, poiché tutti i suoi

rappresentanti possiedono un cranio.

È un grande e diversificato gruppo monofiletico, di cui fa parte anche l'uomo. I primi vertebrati erano più grandi e attivi

dei protocordati, quindi necessitavano di strutture specializzate nel sostegno del corpo, nella cattura delle prede più

grandi e nella digestione, nonché di adattamenti fisiologici.

Endoscheletro e muscolatura

La maggior parte dei vertebrati possiede sia un esoscheletro sia un endoscheletro cartilagineo o osseo.

L'endoscheletro permette di raggiungere dimensioni corporee enormi con risparmio di materiale biologico impiegato.

Fornisce il punto d'inserzione per la muscolatura segmentata, che ha acquisito la struttura a W, con aumento

nell'efficienza del controllo di un corpo esteso in lunghezza.

Molto probabilmente, l'endoscheletro primitivo era composto inizialmente da cartilagine e successivamente da tessuto

osseo. La cartilagine con la sua rapida crescita e flessibilità risulta ideale per costruire il fondamento scheletrico degli

embrioni in tutti i vertebrati.

Diversi sono i motivi del successo del tessuto osseo tra cui: 1) protezione contro i predatori 2) potenza strutturale che

rende l'osso ideale per l'inserzione dei muscoli in aree con elevato stress meccanico 3) possibilità di deposito di sostanze

minerali utili.

Molti vertebrati possiedono un esoscheletro osseo o modificato, costituito da un rivestimento protettivo esterno come

squame, peli e piume.

Evoluzione fisiologica

Nei vertebrati l'aggiunta di muscoli che controllano il faringe ha portato alla formazione di un'efficiente pompa adatta a

favorire lo scorrimento dell'acqua. Con lo sviluppo di branchie altamente vascolarizzate la funzione del faringe si è

orientata primariamente verso gli scambi gassosi. Il tubo digerente ha aumentato la propria complessità, dotandosi di

organi accessori come il fegato e il pancreas per meglio gestire la quantità ti alimenti ingeriti.

Un cuore ventrale tricamerato, con seno venoso, atrio e ventricolo, per aumentare l'efficienza di trasporto del sangue.

Sono comparse molecole specializzate nel trasporto dell'ossigeno, come l'emoglobina.

I vertebrati sono dotati di reni glomerulari pari che rimuovono i prodotti di rifiuto del metabolismo.

Novità nel cervello e negli organismi sensoriali

L'estremità anteriore del cordone nervoso si allarga, a formare un cervello tripartito, protetto da una scatola cranica

ossea o cartilaginea. Aumentano gli organi di senso acquistando complessità, tra cui: occhi dotati di lenti e retina

invertita, recettori statici come l'orecchio interno che regolano l'equilibrio e la ricezione di suoni, recettori chimici come

gli organi gustativi e olfattivi, recettori che percepiscono le vibrazioni dell'acqua come la linea laterale, elettrorecettori.

Cresta neurale e placodi ectodermici

Lo sviluppo di un capo specializzato è stato possibile grazie a due innovazioni embrionali esclusive dei vertebrati:

la cresta neurale che contribuisce al differenziamento di molte strutture fra cui cranio, scheletro faringeo, dentina e

– cellule di Schwann e alcune ghiandole endocrine.

I placoidi ectodermici sono ispessimenti ectodermici a forma di piastre che appaiono su ambedue i lati del tubo neurale

che originano l'epitelio olfattivo, il cristallino, l'epitelio dell'orecchio interno, alcuni gangli e nervi craniali, i

meccanorecettori e gli elettrorecettori.

Gli studi della distribuzione dei geni homeobox, che controllano il piano corporeo degli embrioni nei cordati,

suggeriscono che i geni Hox si siano duplicati al momento dell'origine dei vertebrati.

Arti pari

La maggior parte dei vertebrati è dotata di arti pettorali e pelvici, sottoforma di pinne pari o di zampe.

Hanno avuto inizialmente una funzione stabilizzante nel nuoto e solo poi si svilupparono in zampe in grado di

deambulare efficientemente sulla terraferma, anche su substrati difficili.

Alla ricerca dei primi vertebrati

Nelle prime fasi della loro evoluzione, i cordati avrebbero intrapreso due strade distinte:

Una che ha portato agli urocordati (tunicati) sedentari.

–

L'altra che ha dato vita a gruppi attivi e mobili, quali i cefalocordati e i vertebrati.

Un'ipotesi proposta dall'inglese Garstang suggeriva che la linea ancestrale dei cordati si fosse originata da organismi che

avevano mantenuto allo stadio adulto le caratteristiche larvali dei tunicati sessili. I tunicati adulti vivono sul fondo del

mare, ma si riproducono per mezzo di una larva giriniforme liberamente natante. Più di 500 milioni di anni fa, qualche

larva iniziò a riprodursi allo stadio a vita libera. In questo modo si originarono gli ostracodermi, i primi vertebrati

conosciuti.

Insieme con le testimonianze fossili, i cefalocordati vengono collocati pi&ugra