Zoologia

ZOOLOGIA

Gerarchia dell’universo.

-gene

-specie

-ecosistema

Il DNA è la molecola responsabile della diversità

Tre grandi gruppi definiti domini

Bacteria (procarioti) cellule senza nucleo

Archaea (procarioti)

Eukaria (eucarioti) cellule che possiedono il nucleo ed organelli con membrana

La specie è un insieme di individui ,capaci di produrre progenie fertili.

La mutazione di varia natura determinano variazione fenotipiche selezionabili ed ereditabili.

SISTEMATICA

Procarioti. Cellule senza nucleo

Eucarioti : cellule che possiedono il nucleo ed organelli con membrana.

Animali= eucarioti pluricellulari con cellule prive di parete

-la maggior diversità di animali si trova in mare nell’ambiente bentonico

-molte specie sono terrestri anche se le terre emerse sono solo 2/5 della superficie del pianeta

-la specializzazione richiede un isolamento geografico

-isolamento riproduttivo più probabile sulla terra ,la dispersione degli oceani è superiore.

Gerarchia tradizionale :

-Dominio

-Regno

-Phylum

-Classe

-Ordine

-Famiglia

-Genere

-Specie

Classificazione :

tassonomia = nomina specie e altri taxa secondo regole

Sistematica = classifica gli organismi all’interno dei taxa

Filogenesi = relazioni evolutive tra i taxa

La tassonomia è l’identificazione , denominazione e classificazione degli organismi.

La sistematica è la ricostruzione della storia evolutiva.

Similarità = le strutture possono essere simile per comune discendenza (omologia ) ,per uguale

funzione ( analogia ) o per pura apparenza ( omoplasia).

Nessuno di questi simultaneamente esclude l’alto: tutte possono essere simultaneamente

omologhe e analoghe e/o omoplastiche.

-omologie = carattere condiviso da due o più specie che era presente del loro antenato comune

-analogie e omoplasie : carattere condiviso da due o più specie che però non era presente nel loro

antenato comune, consiste in una semplice rassomiglianza con un antenato il quale, pur

possedendo lo stesso tratto, non l’ha trasmesso ereditariamente al soggetto in esame.

Le omoplasie non sono indice di reazione filogenetica.

La specie è un insieme di individui interfertili, specie capaci di produrre progenie fertili.

Le mutazioni di varia natura determinano variazioni fenotipiche selezionabili ed ereditabili.

La definizione richiede di un isolamento riproduttivo in natura rispetto ad altre popolazioni ,

assieme ad una coesione riproduttiva interna alla popolazione stessa.

1949 Nasce il concetto “ evolutivo “ della specie = discendenza , successione storica di popolazioni

che evolve secondo una distinta linea genealogica che è dotata di un distinto ruolo destino

evolutivo.

Si supera quindi il concetto di “biologico “ dell’isolamento riproduttivo per dare risalto alla

discendenza.

Cladistica -> E’ una particolare metodologia per ipotizzare le relazioni fra gli organismi.

Essa è la migliore metodologia per studiare un’analisi filogenetica.

L’idea base del claidismo è quella che i membri di un gruppo che condividono una storia evolutiva

comune sono più imparentati tra loro rispetto ad altri.

Questi gruppi sono riconoscibili perché mostrano caratteristiche comuni non presenti nei loro

lontani progenitori, che sono insorti tramite processi evolutivi = caratteri sinapomorfi.

-Apomorfia = lo stato derivato ( ruolo ) di un carattere

-Plesiomorfia = lo stato ancestrale (antico,originario ) di un carattere

-Sinapormofia = uno stato di carattere derivato che è condiviso da due o più taxa e si suppone

essersi ereditato dallo stesso antenato comune.

La scelta dei caratteri “appropriati” costituisce il più importante passo dell’analisi cladistica.

Tre sono i presupposti alla base della cladistica :

1 Ogni gruppo di organismi è imparentato dal discendere da un antenato comune

2 Esiste un solo modello di biforcazione nella cladogenesi ( evento evolutivo frazionante in

cui ogni ramo forma una clade, un processo evolutivo e un processo di evoluzione adattiva

che conduce allo sviluppo di una più grande varietà di organismi gemelli )

3 I caratteri acquisiti cambiano nel tempo nelle diverse linee filetiche

Il presupposto finale, il più importante dell’indagine cladistica è quello che i caratteri degli

organismi possono cambiare nel tempo e solo quando si hanno questi cambiamenti che siamo in

grado di riconoscere diverse linee filetiche o gruppi.

Per convenzione si chiamano plesioformi i caratteri originali ed apomorfi quelli che sono cambiati.

Azione della selezione naturale.

La selezione naturale agisce in 3 modi diversi:

1) Selezione stabilizzante : favorisce le varietà intermedie

2) Selezione direzionale : tende ad eliminare uno dei due estremi delle varianti fenotipiche

3) Selezione divergente : favorisce gli individui posti a entrambe gli estremi della gamma

fenotipica.

Anche la selezione sessuale influenza il dimorfismo tra i sessi.

La selezione sessuale porta all’evoluzione di caratteri sessuali secondari ( dimorfismo sessuale )che

possono conferire agli individui un vantaggio nell’accoppiamento.

-L’origine di nuove specie è alla base della biodiversità.

La speciazione , cioè l’origine di nuove specie, è il punto focale dell’evoluzione.

Speciazione : evento di diversificazione lungo una linea evolutiva che produce due o più specie

diverse.

Evoluzione di meccanismi di isolamento riproduttivo, cioè di barriere al flusso genetico tra

popolazioni.

-Le barriere riproduttive sono caratteristiche biologiche proprie degli organismi che impediscono a

specie affini di incrociarsi e isolano i pool genici della specie

1) Le barriere pre-zigotiche impediscono l’accoppiamento e la fecondazione tra specie

diverse, ne esistono di 5 tipi :

a) Isolamento temporale = si verifica quando due specie si accoppiano in momenti

diversi

b) Isolamento comportamentale = si verifica perché vi è poca o nessuna attrazione

sessuale tra i maschi e le femmine,sono specie differenti

c) Isolamento meccanico = è dovuto all’incompatibilità tra gli organi sessuali dei

maschi e delle femmine.

d) Isolamento ecologico : due specie vivono nella stessa regione ma non nello stesso

tipo di ambiente, cioè sono collocati su due nicchie ecologiche diverse.

e) Isolamento gametico : un maschio e una femmina di due specie diverse possono

accoppiarsi ma i gameti non riescono a formare uno zigote.

2) Le barriere post-zigotiche agiscono solo dopo che si sono formati gli zigoti ibridi ( cioè

derivanti dall’unione di gameti provenienti da due specie diverse)

Ne esistono di 3 tipi:

a) Nella sterilità degli ibridi , gli ibridi completano il proprio sviluppo dando origine a

individui robusti ma che risultano sterili.

Di conseguenza non si verifica un flusso genico tra le due specie parentali

b) La non vitalità degli ibridi si verifica quando i geni di due specie parentali non sono

compatibili , ciò fa si che gli ibridi non sopravvivono

c) Nella degenerazione degli ibridi , la prima generazione di ibridi è vitale e fertile ,

quando però gli ibridi si accoppiano generano prole deboli e fertili.

Meccanismo di speciazione.

1) Speciazione allopatrica -> essa può essere dovuta all’isolamento geografico. Spesso nella

formazione di nuove specie il blocco iniziale del flusso genetico è provocato da una

barriera geografica che ha isolato una data popolazione

Una barriera geografica , può comparire improvvisamente dividendo in due parti la

popolazione originaria.

2) Speciazione peripatrica ->Si crea quando una piccola popolazione si trova isolata ai margini

di una popolazione più grande come nel caso dell’effetto fondatore.

Si parla di speciazione parapatrica quando la divergenza avviene all’interno di popolazioni che

non sono totalmente isolate geograficamente ma possiedono una ristretta zona di contatto.

Le migrazioni tra popolazioni sono tuttavia limitate da motivi climatici.

La selezione naturale ha dunque un ruolo importante in questa modalità di speciazione

-Se le specie hanno acquisito completo isolamento riproduttivo possono sovrapporsi,in base

alla preferenza di habitat

-Se si sono sviluppate barriere di isolamento riproduttivo ma non compatibilità ecologica gli

areali si mantengono parapratici.

-Se non sono stati acquisite barriere anti-ibridazione si forma una zona di contatto che porta

alla formazione di ibridi , nei quali possono evolvere barriere post zigotiche.

3) Speciazione simpatrica -> la comparsa di nuove specie può avvenire anche nella stessa area

geografica.

Possono nascere nuove specie a causa di un isolamento di tipo riproduttivo senza che vi sia

un isolamento geografico.

Se una mutazione genetica crea all’improvviso una barriera riproduttiva tra gli individui

mutanti e la popolazione originaria una nuova specie può comparire anche nel corso di una

sola generazione.

Bauplan e sviluppo embrionale.

Piani strutturali degli animali = protoplasma

Aggregato di cellule

Cellule – Tessuto

Tessuto-Organo

Organo-Sistema

Bauplan = organizzazione strutturale degli animali, un aspetto fondamentale è la simmetria

corporea.

Simmetria = Disposizione delle parti rispetto ad un asse del corpo.

-La forma più semplice di simmetria è quella sferica, non presenta polarità.

-Simmetria raggiata o radiale : è presente la polarità che comporta una

specializzazione della parti ( forma generica di cilindro )

-Simmetria biraggiata : solo due piani di simmetria dividono l’animale in metà uguali.

Gli animali a simmetria raggiata o radiale :

1) Sono attaccati dal substrato ( bentonici )

2) Oppure nuotano nell’acqua ( planctonici )

3) Movimento ridotto o nullo

4) Non vanno in cerca di cibo ma lo aspettano

-Simmetria bilaterale : presenta un’ asse che attraversa il corpo dalla parte anteriore a

quella posteriore e un solo piano di simmetria – mediano sagittale che separa il lato destra

e sinistro del corpo.

La simmetria bilaterale è associata al movimento direzione e alla conseguente

cefalizzazione.

Sono triblastici.

E’ associata ad animali valgeli, la cui parte anteriore affronta per prima l’ambiente.

Metameria = ripetizione in serie di parti del corpo simili lungo l’asse longitudinale.

Ogni parte ripetuta è detta metamero, quando i metameri sono simili si parla di metameria

omonoma , mentre negli Antropodi e nei Cordati i metameri possono essere raggruppati in regioni

specializzate quindi si parla di metameria eteronoma.

Essa prevede : 1) ripetizione di ciascuna parte del corpo e in particolare il celoma e muscoli

mesodermici .

2)Crescita di nuovi segmenti subterminali.

La segmentazione invece è una ripetizioni parziale di alcune parti del corpo, la crescita dei nuovi

segmenti è dietro al corpo.

Fecondazione e sviluppo embrionale.

L’embriologia studia i fenomeni della riproduzione a partire dalla maturazione dei gameti –

gametogenesi, i quali attraverso il processo di fecondazione portano alla formazione del nuovo

individuo – ontogenesi attraverso fasi di :

-Segmentazione

-Gastrulazione/ Neurulazione

-Organogenesi

L’origine della vita. –Formazione dei gameti ( formazione e maturazione di spermatozoi e

uovo)

-Fecondazione ( fusione dello spermatozoo con la cellula uovo)

-Segmentazione ( divisione dell’uovo e formazione dei blastomeri )

-Gastrulazione ( formazione dei foglietti embrionali )

-Neurulazione ( formazione del tubo neurale )

-Organogenesi ( formazione degli organi , induzione cellulari e

differenziamento )

-

-Crescita ( sviluppo degli organi accrescimento e raggruppamento della

forma adulta )

La base della riproduzione sessuale risiede nel fenomeno della meiosi, la fecondazione combina

tra loro i due corredi cromosomici aploidi.

L’uovo fecondato o zigote rappresenta il primo stadio dell’ontogenesi di un organismo.

Segmentazione

Un uovo fecondato contiene tutte le informazioni per dirigere lo sviluppo e il vitello, che è

materiale nutritivo per sostenere le prime fasi.

Le cellule sono dette blastomeri.

Classificazione delle uova in base alla quantità ed alla distribuzione di vitello ( tuorlo)

In base alla quantità :

-Alecitiche -> prive di tuorlo

-Oligolecitiche -> piccola quantità di tuorlo

-Mesolecitiche -> Discreta quantità di tuorlo

-Megalecitiche -> Enorme quantità di tuorlo

In base alla distribuzione:

-Isolecitiche -> Tuorlo disposto uniformemente nel citoplasma

-

-Telolecitiche -> tuorlo sposta il citoplasma attivo e il nucleo ad un polo della cellula , si crea

=

allora un polo animale ( sopra, nucleo e citoplasma ) e un polo vitellino ( vegetale, sotto tuorlo)

-Cetrolecitiche -> Tuorlo si dispone attorno al nucleo e citoplasma attivo è spostato in periferia.

-

Tipi di segmentazione.

I. Segmentazione totale ( Uova oloblastiche )

-Subeguale : uova oligolecitiche , isolecitiche : riccio

-Diseguale : uova mesolecitiche , telolecitiche : anfici

-Rotazione asincrona uovo alecitiche : mammiferi

II. Segmentazione parziale (uova meroblastiche )

Uova Megalecitiche ,centrolecitiche : rettili e uccelli.

Segmentazione totale o oloblastica.

Nelle uova isolecitiche e telolecitiche con moderata quantità di vitello lo zigote da suddivisioni

complete che portano nelle prime fasi alla formazione di blastomeri di dimensioni simili e nelle

seconde , di dimensioni diverse.

Può essere :

a)Radiale -> i fusi mitotici sono paralleli o perpendicolari rispetto all’asse polo animale – polo

vegetativo . Essa è detta indeterminativa perché da ciascun blastomero si può

formare un embrione completo sebbene più piccolo della norma

-Subeguale di nuova oligolecitiche

-Diseguale di uova mesolecitiche

b)Spirale -> I fusi mitotici sono obliqui rispetto all’asse polare. Essa è detta determinativa perché

se da un embrione ai primi stadi di sviluppo viene asportato un blastomero, ad esso

mancheranno tutte le strutture che sarebbero derivate dal blastomero mancante.

c)Bilaterale -> il primo solco di divisone divide equamente il citoplasma asimmetricamente

distribuito tra i primi due blastomeri stabilendo in tal modo le future parti destra e

sinistra dell’animale adulto.

d)Rotazionale -> Tipica dei mammiferi

Segmentazione parziale o meroblastica

Avviene nelle uova telolecitiche ricche di vitello e entrolecitiche, il contenuto di vitello impedisce

la segmentazione completa, vi sono modalità diverse di segmentazione.

-Discoidale -> Nei pesci , rettili, uccelli e nei mammiferi ovipari la segmentazione ha luogo in

una zona ristretta del polo animale.

-Superficiale -> avviene nelle uova centrolecitiche degli artropodi.

La segmentazione porta alla formazione di un ammasso di cellule chiamato blastula.

In molti animali le cellule si organizzano attorno ad una cavità centrale , ripiena di liquido , detta

blastocele.

Successivamente ha luogo la gastrulazione, che trasforma la blastula in una configurazione più

complessa formata da due o tre foglietti germinativi.

La segmentazione consiste in un susseguirsi di mitosi dalle quali si originano i blastomeri che

costituiscono la blastula.

-Celoblastula , blastula con cavità, il blastocele (nella segmentazione totale )

-Discobalstula , delimitata ventralmente dal sincizio perilecitico (nella segmentazione parziale)

Tipi di blastula :

-Celoblastula : sfera cava, da uova con poco vitello e a segmentazione radiale

-Stereoblastula : sfera cellulare compatta , da uova con segmentazione spirale, non c’è blastocele.

-Discoblastula : dà origine a un disco di cellule attraverso la segmentazione meroblastica

-Periblastula : discendono dalle uova centrolecitiche

Gastrulazione

Tappa successiva alla blastula, è la gastrula con relativa formazione dei foglietti embrionali.

Le cellule si portano verso la regione interna dell’embrione mediante :

1) Cavitazione : se la blastula è di tipo solido

2) Epibolia : proliferazione rapida di cellule superficiali che scorrendo si portano al di sopra

dell’endoderma.

3) Embolia : -immigrazione

-invaginazione

-delaminazione

-involuzione

Nell’immigrazione vi è uno scorrimento di cellule del polo vegetativo nell’interno del blastocele. Se

i piani di divisone sono perpendicolari alla superficie.

L’invaginazione della cellula inizia attraverso cambiamenti di forma delle cellule, inizialmente

cuboidali, assumono forma allungata a cuneo, e una contrazione degli elementi del citoscheletro.

Nell’invaginazione le cellule rientrano come una tasca all’interno del blastocele, introflessioni del

polo vegetativo all’interno della blastula.

Nella delaminazione vi è una proliferazione all’interno della blastula di cellule che divengono

endodermiche.

L’involuzione o scivolamento di uno strato di cellule del polo vegetativo della blastula al di sotto di

quelle del polo animale.

L’epibolia è un processo che interessa le stereoblastule, il presente endoderma del polo animale

migra sopra i blastomeri del polo vegetativo che rinchiusi diventano endoderma.

Differenziamento = porta alla formazione dei foglietti germinativi attraverso la gastrulazione si

formano due foglietti primari :

-Ectoderma = esterno

-Endoderma = interno.

Il mesoderma invece origina da uno o entrambi i due foglietti e si situa in posizione intermedia.

La condizione finale è detta triblastica

Ectoderma -> dal polo animale ( superiore ) : rivestimento porzioni intestino , sistema nervoso

Endoderma ->dal polo vegetativo ( inferiore) : intestino e strutture associate

Mesoderma -> da ciascuno dei foglietti primari , per la maggior parte deriva dall’endoderma,

Tessuti di origine mesodermica : muscol