Zoologia 1 - Dominio procariota ed eucariota (regno protista)

Origine della vita e organizzazione cellulare

L'origine della vita

Precambriano o Proterozoico

• 4,5 miliardi di anni fa: Formazione della Terra
• 4,2 miliardi di anni fa: Prime molecole organiche
• 3,5 miliardi di anni fa: Prime forme di vita, con organismi procarioti verosimilmente simili a batteri
• 2,7 miliardi di anni fa: Primi organismi fotosintetici (cianobatteri)
• 2,5 miliardi di anni fa: Atmosfera con ossigeno
• 2,0 miliardi di anni fa: Primi eucarioti
• 1,2 miliardi di anni fa: Eucarioti pluricellulari
• 600 milioni di anni fa: Primi metazoi (differenziazione cellulare, senza veri tessuti)

La cellula è l'unità di base di tutti gli organismi.

Esistono 2 modelli diversi di organizzazione cellulare:

• Procarioti (DNA libero nel citoplasma)
• Eucarioti (DNA isolato dal citoplasma grazie a una cisterna perinucleare)

La cellula eucariota

Virus

Entità biologiche con caratteristiche di parassiti obbligati (Essendo organismi privi di struttura cellulare ma biochimicamente, e quindi riproduttivamente, completamente dipendenti da un organismo ospite), la cui natura di organismo vivente o struttura subcellulare è discussa, così come la trattazione tassonomica. Per tale ragione sono considerati l'anello di congiunzione tra composto chimico e organismo vivente.

Consistono di alcune strutture fondamentali:

• Genoma (piccolo) costituito da DNA o RNA, che trasporta l'informazione ereditaria
• Copertura proteica (Capside) che li protegge quando sono all'esterno della cellula ospite
• Rivestimento esterno lipidico da cui sporgono delle proteine di superficie usate per legarsi con le cellule e difendersi da fenomeni di aggressione

Dominio Prokaryota (o Monere)

Organismi unicellulari (al più coloniali) di dimensioni dell'ordine del micrometro. Privi di membrana nucleare, organuli o altre suddivisioni interne. Il DNA si trova nel Nucleoide e non è separato del citoplasma da alcuna membrana nucleare. Riproduzione: Scissione binaria.

Rappresentati da 2 domini:

• Archaea (Regno Archaea)
• Bacteria (Regno Eubacteria)

Regno Archaea

Caratteristiche della cellula procariota:

• Peculiare composizione della parete cellulare: Conferisce impermeabilità, protezione e resistenza in ambienti estremi
• Ribosomi (Organelli coinvolti nella sintesi proteica)
• DNA con istoni (Proteine il cui ruolo è quello di organizzare e compattare il DNA)
• Estremofili Chemioautotrofi Anaerobi
• Metanogeni (Intestino, Paludi)
• Alofili (Mar Morto)
• Termofili (Geyser)
• Acidofili (Stomaco)

Regno Bacteria

Caratteristiche della cellula procariota:

• La parete cellulare può essere rivestita esternamente da una capsula di polisaccaridi la cui funzione è quella di proteggere meccanicamente la cellula
• Organi di locomozione: uno o più flagelli
• Strutture di ancoraggio: fimbrie (appendici filamentose)
• Metabolismo: Aerobici o anaerobici, eterotrofi o autotrofi
• Fotosintetici: Cianobatteri (Forse i primi?)
• Chemioautotrofi: Nitrificazione NO^- - NO₂
• Azoto-fissatori: Relazione mutualistica con le piante

Morfologia: Gruppi di batteri:

• Batteri simbionti Cocchi (sferici) Ruolo importante nella decomposizione
• Spirochetes Riciclo della materia organica
• Bacilli (allungati) Simbiosi con altri organismi: Contribuiscono a "demolire" le proteine in aminoacidi o a sintetizzare molecole alimentari necessarie per l'ospite
• Spirilli (a elica) Gram +/-
• Vibrioni (a virgola) Cyanobacteria Proteobacteria

Dominio Eukaryota

Origine degli eucarioti

Le prime cellule eucariotiche probabilmente sono sorte dall'inclusione di batteri endosimbionti. Batteri aerobi (Necessitano di O₂) portano ai mitocondri. Batteri fotosintetici portano ai cloroplasti. L'endosimbiosi secondaria di cellule eucariotiche da parte di altre cellule eucariotiche può spiegare la nascita di ulteriori compartimentazioni. Alcuni batteri incapaci di far fronte a livelli crescenti di O₂ atmosferico, potrebbero aver inglobato batteri aerobi che già possedevano gli enzimi necessari a ricavare energia in presenza di O₂. Questa antica simbiosi potrebbe spiegare l'origine dei mitocondri, organelli addetti alla respirazione cellulare, ovvero all'utilizzo di O₂ per estrarre energia dai substrati organici che arrivano nella cellula.

Gli Stromatoliti (Cianobatteri) si formano ancora oggi in alcuni luoghi come Shark Bay in Australia.

Origine dell'ossigeno atmosferico

L'origine dell'O₂ nell'atmosfera terrestre deriva dai processi fotosintetici di minuscoli organismi quali i cianobatteri. Essi, utilizzando anidride, sole, acqua e carbonio per la sintesi dei carboidrati necessari alla loro vita, emettendo come sottoprodotto O₂. Oggi, tutte le piante sulla Terra incorporano organelli simili a cianobatteri simbionti (Plastidi o Cloroplasti) per effettuare il loro processo fotosintetico.

4 Regni

Protista o Protoctista

Raggruppamento parafiletico, è una categoria residuale, artificiosa, una sorta di "contenitore" per tutti gli organismi non inseribili in altri regni. Gli organismi inclusi non hanno molto in comune a parte un'organizzazione semplice unicellulare o, al più, multicellulare coloniale senza tessuti e senza cellule altamente specializzate (colonie). Organismi sia eterotrofi sia autotrofi; provvisti di flagelli o pseudopodi per la mobilità oppure immobili.

Animalia o Metazoa

Regno formato da organismi pluricellulari con cellule prive di parete, diplostidi e di pigmenti fotosintetici. Differenziazione dei tessuti. Nutrizione per ingestione di altri organismi (Eterotrofi).

Plantae

Regno formato da organismi pluricellulari fotosintetici adatti alla vita terrestre. Cellule circondate da parete cellulosica. Autotrofi.

Fungi

Regno formato da organismi immobili privi di plastidi e di pigmenti fotosintetici. Parete cellulare con chitina. Eterotrofi.

Di eucarioti ne esistono 60 cladi, da unicellulari a pluricellulari, da organismi in cui è totalmente assente un'organizzazione tissutale fino a quelli che invece mostrano una complessità più avanzata.