Zoologia generale

Biosfera

La biosfera è definita come l'insieme delle zone della Terra in cui le condizioni ambientali permettono lo sviluppo della vita, cioè l’insieme di tutti gli ecosistemi della terra. La biosfera include la porzione esterna della litosfera (suolo e parte del sottosuolo), l'idrosfera (le acque marine, lacustri e fluviali) e i primi strati dell'atmosfera (fino a un'altitudine di circa 10 km).

Bioma

Il bioma è un’ampia porzione di biosfera con clima, vegetazione e fauna caratteristici.

• Biomi terrestri, comprendenti principalmente la tundra, le foreste, le praterie e i deserti;
• Biomi acquatici, comprendenti biomi marini e biomi d’acqua dolce.

Ecosistema

Per ecosistema si intende l'insieme dei componenti biotici e abiotici che troviamo all'interno di un'unità paesaggisticamente omogenea. Per componenti biotici si intende l'insieme degli organismi viventi, quindi le piante, gli animali, i funghi e microrganismi che popolano un dato ecosistema, mentre per componenti abiotici si intende l'acqua, l'aria, il terreno e così via.

Per ecosistema non si intende soltanto i grandi ambienti, ma anche i territori più limitati. In base alla grandezza del territorio possiamo parlare quindi di microsistema, mesosistema o macrosistema. Ogni ecosistema è fondato su una catena alimentare. Per catena alimentare, chiamata anche catena trofica o piramide alimentare, si intende l'insieme dei rapporti che si stabiliscono tra gli organismi che compongono un dato ecosistema.

La catena alimentare si basa su tre tipologie di organismi: i produttori, i consumatori e i decompositori.

• Produttori sono gli organismi autotrofi, cioè quegli organismi capaci di nutrirsi sfruttando esclusivamente i composti chimici inorganici (le piante verdi e le alghe).
• Consumatori sono gli organismi eterotrofi, cioè quegli organismi che per vivere hanno bisogno di cibarsi di altri organismi, vegetali o animali.
• Organismi decompositori sono un gruppo particolare di organismi che si nutre dei resti degli animali e dei vegetali, producendo sostanze riutilizzabili dai produttori. Di questo gruppo fanno parte i batteri, le muffe e i funghi.

Una specie all'interno della catena alimentare può occupare più livelli trofici. Per livello trofico si intende il posto occupato da un individuo all'interno della catena alimentare in un dato ecosistema. Gli onnivori non occupano un livello trofico stabile, ma lo variano a seconda di cosa si cibano.

Le interazioni tra gli organismi viventi e tra questi e l’ambiente mantengono un ecosistema in equilibrio ecologico. Tale equilibrio si modifica ogni volta che si ha la variazione di uno o più costituenti dell’ecosistema (es. introduzione di una nuova specie animale o vegetale in un determinato ecosistema). Quando un ecosistema si evolve passa attraverso una serie di stadi, detti stadi pionieri, per poi raggiungere uno stadio finale, detto climax, in cui si instaura un nuovo equilibrio ecologico tra biomassa e fattori ambientali.

Zona eufotica e afotica

In un ecosistema acquatico, la zona eufotica è la zona in cui luce solare è tale da permettere lo svolgimento dei processi fotosintetici, mentre la zona afotica è la zona non esposta alla luce solare per via della profondità dell'acqua che non permette la penetrazione della radiazione luminosa. Nella zona eufotica prevale un metabolismo autotrofo, mentre nella zona afotica prevale un metabolismo eterotrofo.

Biotopo e biocenosi

L'ecosistema è formato da biocenosi e da biotopo.

• Il biotopo è una porzione di territorio di dimensioni limitate dove vivono organismi vegetali e animali di una stessa specie o di specie diverse, che nel loro insieme formano una biocenosi.
• La biocenosi è il complesso di popolazioni animali e vegetali che vivono e interagiscono fra loro in uno stesso ambiente o biotopo.

Specie viventi

I cianobatteri sono le prime forme di vita comparse sul nostro pianeta. Ad oggi, il numero delle specie viventi presenti sulla terra è estremamente elevato. Ogni anno vengono classificate nuove specie animali, tra cui pesci, insetti, anfibi, ma anche animali di dimensioni maggiori, come mammiferi. Nel 2013, ad esempio, è stato scoperto l’olinguito, un mammifero delle dimensioni di un procione presente nelle foreste della Colombia e dell’Ecuador.

Non tutte le nuove classificazioni sono frutto di nuove scoperte, ma di animali riscoperti, creduti estinti, dei quali si conoscevano al momento pochissime informazioni, oppure di studi genetici che hanno dimostrato la presenza di sottospecie all'interno di una determinata popolazione. Ad esempio, è stato scoperto che l'elefante africano di foresta (Loxodonta cyclotis) è piuttosto diverso dal punto di vista genetico dall'elefante africano di savana (Loxodonta africana), per questo è stato riconosciuto come specie propria.

Eucarioti e procarioti

Gli organismi viventi vengono suddivisi in due grandi domini: i procarioti o monere, che comprendono gli archeobatteri e gli eubatteri, e gli eucarioti, che comprendono i protisti, i funghi, le piante e gli animali.

Procarion = prima del nucleo
Eucarion = vero nucleo

Differenze tra eucarioti e procarioti

Tra eucarioti e procarioti esistono delle differenze molto importanti.

• La prima riguarda il DNA: nei procarioti solitamente ritroviamo un'unica molecola di DNA circolare, che si trova libera nel citoplasma, in una zona particolare della cellula chiamata nucleoside; nelle cellule eucariote, invece, solitamente sono presenti più molecole di DNA non circolare organizzate in cromosomi e racchiuse all'interno di una struttura ben definita chiamata nucleo;
• Le cellule procariote sono più piccole rispetto quelle eucariote;
• All'esterno della membrana citoplasmatica nelle cellule procariote possiamo trovare una parete cellulare rigida, che tra le cellule eucariote ritroviamo soltanto in quelle vegetali;
• Nelle cellule eucariote possiamo trovare degli organuli citoplasmatici che non sono presenti nelle cellule procariote.
• Le cellule procariote si dividono per scissione binaria (le cellule, dopo aver duplicato il proprio materiale genetico ed essersi allungate circa il doppio della loro lunghezza, formano una strozzatura mediana e si dividono in due cellule figlie, ognuna contenente una molecola di materiale genetico), mentre le cellule eucariote si dividono per mitosi;

Sistematica

La scienza che si occupa della classificazione degli organismi viventi è chiamata sistematica. I primi tentativi di classificazione risalgono ad Aristotele e a Plinio il Vecchio, ma bisognerà aspettare il Sistema Naturae di Linneo affinché la sistematica acquisisca effettivamente un valore scientifico.

Aristotele cercò di classificare gli animali secondo diversi criteri, ad esempio, in base al luogo in cui essi vivevano, quindi acqua, aria o terra, oppure in base alla presenza o assenza di sangue all'interno del loro corpo (Enaima = con sangue, Anaima = senza sangue). Plinio il Vecchio riprese parte delle idee di Aristotele, ma aggiunse loro una componente mitologica, che portò a quelli che nei secoli successivi saranno i bestiari medievali.

Linneo fu un personaggio molto importante in quanto riuscì a creare un linguaggio scientifico mondiale che tuttora viene utilizzato e che consente ai vari studiosi, provenienti dalle varie parti del mondo, di confrontarsi in maniera più semplice e immediata.

Nomenclatura scientifica

Linneo scelse di identificare ogni specie con un binomio latino. La scrittura corretta di un nome scientifico prevede due termini latini scritti in corsivo: il primo termine indica il genere ed è scritto con la prima lettera maiuscola, mentre il secondo termine indica la specie ed è scritto tutto in minuscolo.

Di seguito vanno sempre riportati, tra parentesi, il cognome dell'autore e, preceduta da una virgola, la data di pubblicazione della classificazione (es. Canis lupus (Linnaeus, 1758)). Qualora ci si trovi davanti a una sottospecie la nomenclatura diventa trinomiale (es. Canis lupus italicus, lupo appenninico).

Quando in un testo un nome scientifico viene ripetuto più volte possiamo trovare il termine che indica il genere puntato. Ad esempio, Canis lupus lo possiamo trovare come C. lupus.

Taxa

Nel sistema linneano ogni organismo è inquadrato all'interno di gruppi tassonomici chiamati taxa, che sono: il regno, il phylum, la classe, l'ordine, la famiglia, il genere e la specie. Es. lupo: Animalia, Cordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Canis, Lupus.

Oltre a questi sono presenti delle categorie intermedie, ma in ambito strettamente veterinario i concetti che ci interessano maggiormente sono quelli di specie, sottospecie e ibrido.

1. Specie
   La specie è l'unità tassonomica di base. Con questo termine si è soliti indicare quell'insieme di organismi in grado di riprodursi e di generare prole feconda. Questa definizione però non può essere sempre applicata, come ad esempio nel caso in cui abbiamo a che fare con organismi che si riproducono mediante riproduzione asessuata, in cui effettivamente l'accoppiamento non avviene.
2. Sottospecie
   Una sottospecie è un insieme di esemplari facenti parte della popolazione di una specie che condividono la stessa area geografica e che possono essere distinti dagli esemplari appartenenti ad altre sottospecie della stessa specie per caratteristiche morfologiche o, più spesso, genetiche. Organismi facenti parte di due diverse sottospecie possono accoppiarsi, anche se ciò non sempre accade, e la prole che essi generano solitamente è fertile, anche se sono stati evidenziati casi di diminuzione della fertilità e di sopravvivenza. Se due sottospecie restano a lungo isolate, queste tendono a diventare specie a sé stanti. Il lupo appenninico (Canis lupus appenninicus) e il lupo euroasiatico (Canis lupus lupus), ad esempio, sono due sottospecie di Canis lupus.
3. Ibrido
   Per libido si intende il risultato dell'accoppiamento tra esemplari facenti parte di sottospecie, specie o generi differenti. Gli ibridi possono essere: intraspecifici, quando gli esemplari che si accoppiano fanno parte di due sottospecie della stessa specie; interspecifici, quando gli esemplari fanno parte di due specie differenti; intergenerici, quando gli esemplari fanno parte di due generi differenti. Di solito, questi accoppiamenti avvengono in cattività e raramente in natura come, ad esempio, è successo nel caso dell'accoppiamento tra l'orso polare (Ursus maritimus) e il grizzly (Ursus arctos horribilis) oppure tra lo squalo pinna nera (Carcharhinus limbatus) e lo squalo pinna nera australiano (Carcharhinus tilstoni). Il nascituro, anche a seconda del sesso, può essere fertile oppure sterile. Per quanto riguarda gli ibridi più noti in campo zootecnico possiamo ricordare il mulo e il bardotto, ottenuti incrociando nel caso del mulo un maschio di asino e una femmina di cavallo e nel caso del bardotto un maschio di cavallo e una femmina di asino, oppure possiamo ricordare la ligre o il tigone, che sono stati ottenuti facendo incrociare tra loro nel caso del tigone un maschio di tigre e una femmina di leone e nel caso della ligre un maschio di leone e una femmina di tigre, oppure abbiamo lo zebrallo, ottenuto dall'incrocio di una zebra un cavallo, il leopone, che è l'incrocio tra un maschio di leopardo e una femmina di Leone, e così via.

Personaggi storici

Nel corso della storia ci sono stati diversi personaggi importanti per quanto riguarda la tassonomia. Tra i personaggi vissuti nel 1500 e nel 1600 possiamo ricordare Konrad Gesner, autore dell’Historia Animalium, considerata la prima opera zoologica moderna, e Pietro Andrea Mattioli, autore dei Discorsi, considerata una delle opere più importanti del Rinascimento. Il 1500, in particolare, si caratterizza per lo sforzo di riunire in vaste enciclopedie tutte le nozioni conosciute in ambito zoologico dall’antichità all’epoca moderna. Nelle opere naturalistiche di questo periodo spesso la realtà e la fantasia si fondono ancora. Infatti, è possibile ritrovare un ampio catalogo di animali fantastici come draghi, chimere e unicorni. Comunque, le rappresentazioni degli animali cominciano ad essere più realistiche rispetto quelle dei bestiari medievali.

Tra i personaggi vissuti nel 1700 e nel 1600 possiamo ricordare innanzitutto Linneo, in quale fu in grado di creare un linguaggio scientifico mondiale che tutt'oggi viene ancora utilizzato. Possiamo ricordare il Conte di Buffon e il Conte di Lamarck, che furono i primi ad andare contro la teoria fissista che stava alla base del sistema linneano, secondo cui le specie non sono in grado di evolvere. Lamarck, in particolare, viene ricordato anche per la sua teoria dell’eredità dei caratteri acquisiti, secondo cui i caratteri che vengono acquisiti durante la vita di un organismo possono essere trasmessi alle generazioni successive. Possiamo ricordare Cuvier, il quale si contrappone alla teoria catastrofista di Lamarck, secondo la quale la maggior parte degli organismi viventi nel passato si sarebbero estinti a causa di numerosi cataclismi e il mondo sarebbe stato successivamente ripopolato dalle specie sopravvissute. Possiamo poi ricordare Darwin, autore del trattato l’origine della specie, secondo cui gli organismi sono in grado di evolversi. Secondo Darwin alla base dell'evoluzione si trova la selezione naturale, per cui soltanto determinati organismi, cioè quelli che meglio riescono ad adattarsi all'ambiente, sono in grado di sopravvivere. Un personaggio italiano importante fu Giovanni Boschi.

Ciclo cellulare

Il ciclo cellulare si divide in due fasi: interfase e fase M. L’interfase comprende la fase G1, la fase S, in cui il DNA si duplica, e la fase G2, mentre la fase M comprende la mitosi e la citodieresi.

• Mitosi
  La mitosi è un processo di riproduzione asessuata degli organismi eucarioti che permette di ottenere due cellule figlie geneticamente identiche alla cellula madre di partenza. La mitosi comprende 5 fasi che sono: la profase, la prometafase, la metafase, l’anafase e la telofase. Durante la profase, il DNA si organizza in cromosomi, ognuno dei quali è formato da due cromatidi fratelli identici fra loro. Questi due cromatidi sono uniti in un'area che prende il nome di centromero, attorno alla quale è possibile trovare il cinetocore, cioè una struttura proteica su cui si agganciano i microtubuli che formano il fuso mitotico. Il fuso mitotico è una struttura molto importante che ha origine dai due centrosomi, ognuno dei quali è formato da due centrioli, e che inizia a formarsi durante questa prima fase della mitosi. Durante la prometafase l'involucro nucleare si degrada e le fibre del fuso mitotico si agganciano al centromero del cromosoma. Durante la metafase i cromosomi si posizionano nella zona equatoriale della cellula e durante l'anafase i cromatidi fratelli si separano. Durante la telofase i cromatidi separati raggiungono i poli del fuso, il fuso mitotico si degrada e si formano i nuovi involucri nucleari.
• Citodieresi
  Durante la citodieresi si genera una strozzatura al centro della cellula madre che consente la separazione del citoplasma, determinando così la formazione delle due cellule figlie.

Meiosi

La meiosi è un processo attraverso il quale è possibile ottenere, a partire da una singola cellula diploide, quattro cellule figlie aploidi con corredo genetico diverso da quello della cellula madre. La mitosi è un processo che avviene all'interno delle gonadi. Le gonadi maschili sono i testicoli, mentre le gonadi femminili sono le ovaie. Le cellule che si vengono ad ottenere mediante questo processo vengono dette gameti. I gameti maschili sono chiamati spermatozoi, mentre i gameti femminili vengono chiamati cellule uovo. Spermatozoi e cellule uovo vengono prodotti a partire dall'età puberale dell'animale. L'unione di spermatozoo e cellula uovo forma lo zigote, che corrisponde alla prima cellula dell'organismo. La meiosi è un processo che prevede due divisioni nucleari successive, denominate meiosi I e meiosi II.

Nella profase I il DNA si organizza in cromosomi, la membrana nucleare scompare e i cromosomi omologhi si appaiano in modo da formare delle tetradi. Ogni tetrade è formata da quattro cromatidi. Durante la profase I avviene il crossing over, che è un processo che porta allo scambio di materiale genetico tra cromatidi appartenenti a due cromosomi diversi di una coppia di omologhi. Questo processo è molto importante, in quanto consente una maggiore variabilità genetica e di conseguenza consente alle varie specie animali di adattarsi meglio all'ambiente. Nella metafase I le tetradi si portano sul piano equatoriale della cellula e sono ancorate dal fuso mitotico, mediante i cinetocori, che nel frattempo si è sviluppato completamente. Nell’anafase i cromosomi omologhi si separano e migrano verso i poli opposti della cellula. Nella telofase I il fuso mitotico scompare, si riformano i nuclei e le cellule si dividono.

Poi abbiamo la meiosi II. Nella profase II i cromosomi si condensano nuovamente e la membrana nucleare si dissolve. Nella metafase II i cromosomi vengono portati sul piano equatoriale della cellula. Nell’anafase II i cromatidi fratelli si separano e vengono portati ai poli opposti della cellula. Nella telofase il fuso mitotico scompare, si riformano i nuclei e le cellule si dividono.

Differenze tra mitosi e meiosi

La differenza tra mitosi e meiosi consiste nel fatto che la mitosi è un processo che porta alla formazione di due cellule figlie a partire da una singola cellula madre.