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ormoni sessuali che sono prodotti dalle gonadi e sono diversi tra maschio e femmina. Negli

organismi somatosessuali invece non ci sono ormoni e i caratteri sessuali sono determinati dai

cromosomi che determinano anche quelli primari.

ERMAFRODITISMO

tale fenomeno è la capacità di alcune specie di avere sia i gameti maschili che femminili. Tale

fenomeno porta ad un problema che la natura ha tentato di risolvere:l'autofecondazione. Essa non

deve avvenire poiché non porta a variabilità genetica. Esistono due diversi tipi di ermafroditismo:

sufficiente ed insufficiente.

Nel primo le uova e gli spermatozoi dello stesso individuo possono autofecondarsi ed è tipico di

quegli organismi, come la tenia, che vivono in ambiente stabile e quindi dove non è richiesta

variabilità. In quello insufficiente abbiamo la fecondazione incrociata e ci sono dei meccanismi che

impediscono l'autofecondazione. In particolare si ha la produzione dei gameti nello stesso tempo ma

le due zone che li producono sono distanti nell'organismo; oppure si può avere l'inversione del sesso

ovvero un organismo fino ad un certo periodo della sua vita (ermafroditismo sequenziale

proterandrico) è di un tipo e poi cambia; oppure ancora si può avere la maturazione dei gameti

maschili e femminili in tempi diversi. In questo ultimo tipo in particolare si individuano il metodo

simultaneo in cui i gameti maschili e femminili vengono prodotti insieme ma non avviene

l'autofecondazione, il metodo proterandrico in cui maturano prima i gameti maschili e poi i

femminili e il metodo sequenziale proteroginico in cui maturano prima i gameti femminili e poi i

maschili.

Un esempio del tipo proterandrico lo ritroviamo nei lombrichi. Essi si avvicinano, uno rivolto verso

la coda dell'altro e viceversa e rimangono uniti grazie ad una sostanza mucosa che è prodotta da una

zona ghiandolare chiamata clitello. Tale sostanza è necessaria poiché i lombrichi non hanno organi

per inoculare gli spermatozoi. I due si accoppiano poiché hanno portato a maturazione gli

spermatozoi che in questo momento vengono scambiati tra i due. A questo punto si possono staccare

e il clitello produce altro muco che ricopre tutto l'individuo. Le uova vengono portate a maturazione

in primavera e poi vengono depositate nel muco che scivola lungo l'individuo. Le uova raggiungono

così i ricettacoli sperminali dove si trovano gli spermatozoi precedentemente acquisiti.

Avviene a questo punto la fecondazione e le uova vengono rilasciate, ricoperte ancora dall'involucro

che le nutre per qualche giorno. Quando la mucosa degenererà le uova saranno autosufficienti.

Il tipo proteroginico è più difficile da far avvenire in quanto è più difficile far spostare le uova.

L'ermafroditismo ha maggiori vantaggi dal punto di vista di individui che si riproducono in quanto

tutti gli individui possono avere una prole mentre nelle specie gonolitiche solo le femmine possono

farlo. Tuttavia gli ermafroditi sono poco mobili e quindi hanno meno possibilità di scegliersi il

partner più appropriato. Inoltre l'ermafroditismo nelle specie acquatiche è più frequente in acqua

dolce che in acqua salata e si ha un maggiore sviluppo di tale fenomeno negli organismi che vivono

sul fondo rispetto a quelli che vivono in superficie.

Anche le dimensioni dell'individuo sono legate al sesso come si nota nelle ostriche che sono

ermafroditi sequenziali proterandrici: i maschi sono piccoli e producono gameti piccoli e le

femmine sono più grandi e producono gameti grandi.

ALCUNI ESEMPI DI ERMAFRODITISMO

→ SUFFICIENTE →tenia soluti = ha una testa chiamata scolice e delle ventose con le quali si

ancora ai villi intestinali. Mano a mano che ci si allontana dalla testa si trovano le proglottidi che

quando divengono mature sessualmente producono spermatozoi ed uova. Qui avviene

l'autofecondazione. Quando le proglottidi sono piene scoppiano liberando le uova fecondate e si ha

lo sviluppo della larva. La larva sopravvive in altri organismi come ad esempio nei bovini che la

mangiano. Essa si insinua tra la muscolatura bovina in attesa di essere mangiata da noi. La sua

crescita si sviluppa proprio nel nostro intestino.

→ INSUFFICIENTE PROTERANDRICO = lombrico = vedi su

→ INSUFFICIENTE SIMULTANEO →chiocciole = si scambiano gli spermatozoi come i

lombrichi ma quando le uova sono già mature. Le due vie di produzione sono separate e ciò

impedisce che avvenga l'autofecondazione. La fecondazione avviene solo quando gli spermatozoi

finiscono in un altro individuo e incontrano le sue uova.

→ SEQUENZIALE PROTEROGINICO →pesci = i maschi vivono con più femmine e danno luogo

a quello che è chiamato harem. Quando il maschio dell'harem muore, la femmina più grande che

dovrà proteggere l'harem cambia sesso e prende il posto lasciato dal maschio. Insieme al

cambiamento del sesso si ha anche il cambiamento dei caratteri sessuali primari e secondari.

PARTENOGENESI

è la capacità delle uova di dare origine ad un nuovo individuo senza l'intervento dei gameti

maschili. L'individuo che nasce è normale e diploide e la variabilità genetica che si ottiene è poca

ed ottenuta unicamente dal crossing-over.

Un esempio di un animale che si riproduce per partenogenesi è il tacchino. Quest'ultimo dà origine

a individui per partenogenesi che sono più grandi degli individui riprodotti sessualmente. La

regolazione da n a 2n avviene quando si produce il gamete, ovvero, durante la meiosi e in

particolare al momento del riassorbimento del secondo globulo polare.

La partenogenesi può essere obbligatoria e facoltativa o accidentale. Quella obbligatoria riguarda le

specie in cui non ci sono individui maschi e le uova hanno corredo 2n quindi non c'è bisogno

dell'intervento degli spermatozoi. Essa si divide a sua volta in spanandria e ciclica (dafnie, rotiferi

monogonta). Gli organismi che attuano la ciclica si avvalgono di cicli stagionali e avviene in

particolari momenti del ciclo biologico. Nel caso dei rotiferi monogonta si ha un uovo, detto uovo

di durata, che è stato fecondato e deposto sul fondo dello stagno all'inizio dell'inverno. In primavera

nasce una femmina che è 2n. Raggiunta la maturità sessuale, dato che non ci sono maschi, attua la

partenogenesi diploide e produce uova 2n. In questo modo nascono altre femmine che producono

altre uova 2n. Nascono ancora femmine 2n e aumenta notevolmente il loro numero. L'ambiente si

satura di femmine che a questo punto devono cambiare strategia: subiscono un processo meiotico e

danno luogo a gameti n. Le prime uova n si sviluppano a dare maschi n di piccole dimensioni e di

breve durata. I maschi producono gli spermatozoi subendo una pseudomeiosi, o meglio, mitosi.

Fecondano così le uova lasciate dalle femmine che si ricoprono di una specie di cuticola e

rimangono sul fondo. Il ciclo ricomincia. È da notare che la partenogenesi aploide dà luogo a

variabilità genetica.

La facoltativa, tipica del tacchino e delle api, invece comporta una scelta da parte dell'organismo

che può decidere se attuarla o meno. Essa è divisa a sua volta in telitoca che dà femmine, arrenotica

che dà maschi e deuterotica che dà maschi e femmine.

Nelle api l'ape regina che è più grande delle altre, è l'unica in grado di fare le uova mentre le altre

sono sterili e essa decide se l'uovo deve essere fecondato o se si deve sviluppare per partenogenesi.

La regina, 2n, durante il volo nuziale, viene fecondata da più fuchi n. Raccoglie tutti gli spermatozoi

in una sacca detta borsa copulatrice. In seguito perde le ali e le si ingrossa l'addome in quanto

produce solo uova. Queste possono essere fecondate se il dotto degli spermatozoi è aperto e si

origineranno femmine, 2n, che possono essere operaie o api regine oppure possono subire

partenogenesi e dare origine a maschi n.

Dal punto di vista della regolazione nella partenogenesi se il sesso omogametico è la femmina si

avranno sempre femmine se invece è il maschio può essere telitoca, arrenotica e raramente

deuterotica.

→ TACCHINO

SVILUPPO

lo sviluppo dell'individuo in seguito alla fecondazione può essere diretto o indiretto. Nel primo

caso, tipico dei vertebrati, dall'uovo fecondato esce un individuo adulto mentre nel secondo caso al

momento della schiusa si ha la fuoriuscita di un individuo non adulto chiamato larva. La larva è

proprio quell'individuo che manca di alcune caratteristiche presenti nell'adulto e di solito è incapace

di riprodursi ma è in grado di procurarsi il cibo. Essa si evolve, passando attraverso più stadi, per

divenire poi l'individuo adulto.

→tipi di tessuti nella larva =

1. tessuti larvali : sono formati da cellule che danno origine ai vari organi presenti nella larva e

che rispondono agli ormoni larvali

2. tessuti adulti : sono formati da cellule che danno origine agli organi tipici presenti nell'adulto

e che si sviluppano grazie all'azione degli ormoni dell'adulto.

3. Tessuti neutri : cellule che originano organi presenti sia nella larva che nell'adulto.

Lo sviluppo indiretto ha come vantaggio il fatto che è tipico di organismi poco mobili o sessili e

quindi facilita la dispersione.

I crostacei d'acqua hanno diverse forme larvali:

naoplius = prima fase dello sviluppo che ha capacità di movimento quando esce dall'uovo;

• metanaplius = inizia l'allungamento del torace e dell'addome;

• zoea = citoscheletro più robusto, occhio sviluppato e si evidenziano le prime appendici

• toraciche;

mysis = mancano pochi particolari, le appendici toraciche sono presenti ed è molto simile

• all'individuo adulto.

Queste forme larvali sono tipiche di questi organismi ma non necessariamente devono essere tutte

presenti. Il loro numero infatti dipende anche dalla quantità di tuorlo presente nell'uovo: se è poco si

esaurisce subito e si forma una larva precoce come nauplius, se è tanto può formare larve più

complesse.

Nei mammiferi ad esempio le uova sono isolecitiche, cioè hanno poco vitello, e quindi l'organismo

deve essere nutrito dalla placenta.

METAMORFOSI

i due ormoni, quello giovanile e quello della pupa, vengono prodotti contemporaneamente con

quantità diverse a seconda dei fattori ambientali. Il rapporto tra le concentrazioni dei due ormoni

cambia lo stadio di sviluppo dell'individuo: se sono uguali si ha la pupa altrimenti se c'è più ormone

giovanile si ha la larva.

→ ANFIBI ANURI= sono vertebrati che passano dallo stadio di larva e che non hanno la coda.

La loro forma larvale si chiama girino e presenta la coda e le branchie esterne e vive in acqua. Esso

subisce la metamorfosi e cambia notevolmente: si formano gli arti anteriori, gli arti posteriori, la

coda viene riassorbita ed infine le branchie diventano sacche polmonari.

Esso inizia tale processo sotto azione dell'ipofisi che viene stimolata da fattori ambientali.

→ INSETTI= la loro metamorfosi è molto studiata e si è scoperto che esistono 3 tipi di organismi

che svolgono tale processo diversamente: AMETABOLI, ETEROMETABOLI e ELOMETABOLI.

I primi non effettuano metamorfosi e sono insetti primitivi privi di ali. I secondi sono caratterizzati

da una metamorfosi graduale, le larve sono prive di ali e non si hanno cambiamenti sconvolgenti.

Infine gli elometaboli hanno metamorfosi catastrofica e totale, la larva è completamente diversa

dall'adulto e anche l'ambiente in cui le due forme vivono è molto diverso. Prima di divenire adulta

la larva passa dallo stadio di pupa ed in particolare cerca un rifugio in questo particolare momento

in quanto è esposta ai predatori. Inizialmente, sotto l'azione dell'ormone ectisone prodotto dalle

ghiandole prototoraciche, si ripiega su sé stessa e si impupa diventando immobile (nel caso dei

lepidotteri si rinchiude dentro ad un bozzolo). In particolare l'ectisone ha due funzioni a feedback

positivo: fa partire i processi per la sintesi del nuovo esoscheletro e permette il passaggio dallo

stadio larvale a quello adulto. La pupa subisce poi tutta una serie di modificazioni e diviene adulta.

→ANFIBI URODELI = hanno la coda e di solito hanno larve incapaci di riprodursi anche se ci

sono delle eccezioni.

Axolotl o ambistoma messicanum è un'eccezione.

Esso ha sviluppato la neotenia ossia la capacità di riprodursi nello stadio larvale. L'esperimento che

ha reso noto tale organismo è il seguente: degli studiosi trovarono una nuova specie di salamandra e

la chiamarono axolotl. Ne portarono via alcuni esemplari per studiarli e li misero in alcuni acquari

artificiali in cui erano presenti tutte le sostanze necessarie tra cui lo iodio. Dopo un certo periodo di

tempo gli axolotl sparirono e al loro posto apparvero gli ambistoma messicanum. Ciò voleva dire

che axolotl era la forma larvale di quest'ultimo e non una specie nuova. In seguito è stato capito

perché ha imparato a riprodursi: se si trova in ambienti poveri di sodio non è in grado di passare

dallo stadio larvale a quello adulto.

ALIMENTAZIONE

gli eterotrofi traggono energia dalla materia organica e quest'ultima può essere assunta in modi

diversi.

Ad esempio l'orso riceve degli stimoli dal sistema nervoso che lo inducono a cercare del cibo. Esso

quindi preda, insegue e cattura la propria preda e la ingerisce. La digestione di quest'ultima porta

all'assimilazione dei prodotti della demolizione sotto forma di accumulo per riserva o per il

mantenimento della vita dell'organismo. I grossi animali hanno bisogno di grandi quantità di cibo

per mantenersi durante l'inverno. L'energia acquisita dalla digestione viene utilizzata per mantenere

la temperatura interna dell'organismo in quegli individui che devono mantenerla costante.

Esistono due tipi di digestione: quella intracellulare e quella extracellulare. La digestioni

intracellulare, tipica di protisti e spugne, è più primitiva e prevede la fagocitosi della particella di

cibo da parte della cellula. Poi viene relegata nel vacuolo digestivo dove viene degradata ed infine i

nutrienti dopo l'utilizzo vengono eliminati attraverso l'ano cellulare detto citopigio.

La digestione extracellulare invece è più evoluta e è tipica degli organismi che hanno evoluto un

apparato digerente.

→ STATEGIE ALIMENTARI

gli organismi si possono dividere in:

erbivori = mangiano gli autotrofi

• carnivori = mangiano gli erbivori

• onnivori = mangiano piante e carne

questi 3 gruppi cercano il cibo nell'ambiente in diverso modo infatti si possono dividere in: filtratori

o sospensivori, detritivori, succhiatori di liquidi, erbivori, predatori e carnivori.

I filtratori vivono, tranne rare eccezioni, in ambienti acquatici e non cercano il cibo in quanto sono

poco mobili o sessili. Essi filtrano le particelle di cibo presenti nell'acqua grazie a dei sistemi con i

quali creano correnti d'acqua. In particolare le particelle passano attraverso la bocca e raggiungono

la zona digerente e vengono trattenute da ciglia e muco. La loro digestione è extracellulare. Tra di

essi abbiamo i protisti ed in particolare paramecium. Questo organismo ha un citostoma, con delle

ciglia che creano correnti, che permette l'ingresso di acqua e cibo. Le particelle vengono raccolte sul

fondo e l'acqua torna indietro per essere espulsa. Il cibo viene portato nel vacuolo digestivo dove

variazioni di pH permettono l'attivazione o l'inattivazione di enzimi necessari per la digestione. Tali

variazioni sono rese possibili da vescicole che secernono HCl e sono mantenute fino a che la

digestione non ha termine. A quel punto il pH torna basico e dal vacuolo partono vescicole

contenenti i prodotti della digestione che si dirigono negli altri distretti cellulari mentre le sostanze

che non possono essere digerite vengono espulse attraverso il citopigio.

I bivalvi, che appartengono ai molluschi, attuano anch'essi la filtrazione ed in particolare grazie a

due sifoni: il sifone inalante e il sifone esalante. L'acqua viene fatta entrare dal sifone inalante delle

branchie dove delle ciglia molto mobili trattengono il cibo. Da qui le particelle vengono fatte cadere

per gravità verso il fondo, attraversano un solco e cadono quindi nella bocca. Da qui vanno verso il

tubo digerente dove vengono assorbite. Le sostanze di rifiuto vengono espulse dall'ano e l'acqua

invece viene fatta uscire dal sifone esalante.

Un altro animale filtratore è l'anellide tubicolo che sta fissato alla sabbia ed è anch'esso un

organismo acquatico. Esso ha il corpo immerso in un tubulo dal quale emergono i suoi tentacoli che

sono branchie attraverso le quali entra l'acqua e le ciglia su di esse presenti, chiamate pinule,

trattengono il cibo. Queste poi vengono fatte cadere in un canale, detto doccia, che le porta alla

bocca. Da qui poi vanno nel canale digerente.

La balena è un esempio di grosso mammifero filtratore, infatti essa nella bocca ha delle speciali

ciglia, dette fanoni, con le quali filtra l'acqua che essa stessa risucchia. Il cibo poi viene digerito

nell'apparato digerente dove può essere assorbito o espulso. L'acqua che entra invece viene fatta

uscire da delle aperture laterali della bocca. Per questo grosso cetaceo la filtrazione è un'ottima

strategia in quanto che le sue grosse dimensioni gli impedirebbero di essere un veloce predatore.

I detritivori, invece sono onnivori infatti inglobano tutto ciò che li circonda ed in seguito fanno una

distinzione, a livello dell'apparato digerente, di ciò che gli interessa. Solitamente vivono nella

sabbia o nel fango e sono poco mobili. Tra di essi abbiamo chaepterus, un anellide policheto, che sta

in una tana scavata nella sabbia. Da una parte ha un sifone che assorbe tutto ciò che lo circonda.

Alcuni organismi producono un velo sottile mucoso che depositano sopra la tana sul quale le

particelle rimangono intrappolate. Ogni tanto l'organismo ritira il velo e se lo mangia, ingerendo

così ciò che è rimasto intrappolato.

Tra gli erbivori troviamo numerosi animali tra cui le chiocciole che appartengono anch'esse ai

molluschi. Esse hanno un sistema di denti detto radula con il quale grattano la superficie delle

piante o che usano per grattare via i depositi di microalghe per mangiarle (chiocciole marine). Tali

denti vengono spesso usurati e perciò sono rinnovati continuamente dal sacco della radula.

L'odontoforo è il tratto che viene estroflesso sul substrato per poi poter essere ritirato.

La cellulosa, in particolare, è digerita da pochissimi individui e questi vivono molto spesso in

simbiosi negli apparati digerenti di altri conferendo loro la capacità di mangiare le piante. Tra di

essi troviamo dei protozoi flagellati chiamati tricotella che si trovano nelle termiti e i protozoi ciliati

e i batteri dell'intestino dei bovini.

Tra i predatori, ovvero quelli che cacciano la propria preda tramite delle armi, troviamo l'hydra che

cattura piccoli crostacei con i tentacoli, se li porta nella bocca e li ingerisce e litonotus che mangia

euplotes (protisti). Solo i grossi carnivori non hanno dei meccanismi specializzati nella cattura delle

prede.

In particolare troviamo i carnivori, di cui la planaria è un esempio. Essa ha un apparato digerente

primitivo e si nutre di particelle morte.

Infine abbiamo i succhiatori di liquidi che succhiano il liquidi di altri organismi attraverso una

spiropompa e sono divisi tra ectoparassiti e parassiti. Tra i primi abbiamo la farfalla che succhia i

liquidi del fiore e tra i secondi gli insetti e gli acari che succhiano i liquidi di eterotrofi e autotrofi.

Gli insetti in particolare hanno apparati buccali specializzati che possono essere:

lambenti= non si ha una penetrazione nel substrato ma questo viene lambito → mosca

• per metà lambente e per metà succhiatore → api

• succhiatore e pungente → zanzare

• masticatore = è più primitivo

• succhiatore → grilli

Infine nei vertebrati troviamo uno schema generale del loro apparato digerente: il cibo entra dalla

bocca, passa attraverso un tubo, ovvero un canale, che mette in comunicazione la bocca con lo

stomaco, raggiunge lo stomaco, poi l'apparato intestinale ed infine il materiale di scarto esce dal

tratto anale.

CICLO VITALE E RIPRODUTTIVO DELL'AGENTE EZIOLOGICO DELLA MALARIA

In generale il ciclo vitale dei parassiti come il plasmodio della malaria è il seguente: al momento

della fecondazione i gameti si uniscono e danno vita allo zigote; questo si divide tramite

sporogonia, ovvero una divisione meiotica; si originano gli sporozoiti, tutti uguali, che sono

contenuti nelle spore che vengono rilasciate all'esterno; la spora penetra nel tessuto dell'ospite dove

si disgrega e libera gli sporozoiti; essi mangiano ciò che trovano nell'organismo e divengono

trofozoiti; a questo punto si dividono in modo asessuale per schizogonia e si producono in questo

modo cellule tutte uguali; il numero di individui aumenta in maniera esponenziale; il trofozoite si

riproduce sessualmente e origina i gamonti da cui si origineranno i gameti.

In generale il ciclo può avvenire in un ospite o in due e si definisce ospite definitivo quello in cui

avviene la riproduzione sessuale mentre si definisce intermedio quello in cui si ha il fenomeno

asessuale.

La malaria è una malattia causata da uno sporozoo, ovvero un protozoo parassita, che appartiene al

gruppo degli APICOMPLEXA e che è lungo circa 10 micrometri. Esso ha un apparato apicale

formato da vescicole che secernono enzimi litici che hanno lo scopo di lisare i tessuti dell'ospite e

dei microtubuli che lo aiutano in ciò.

Inoltre come è stato più recentemente scoperto non si nutre per semplice diffusione dalla membrana

ma presenta un microporo, ossia un citostomo, con il quale mangia il citoplasma della cellula ospite.

Il plasmodio fa parte di un gruppo di organismi chiamati coccidi e ha due organismi ospiti: la

zanzara che è l'ospite definitivo e l'uomo che è l'ospite intermedio. A differenza di altri organismi i

suoi gamonti sono di due tipi diversi, infatti troviamo micro e macro gamonti. I microgamonti si

riproducono asessualmente e i macrogamonti non si dividono ma come i gameti aspettano di essere

fecondati dai microgamonti.

In dettaglio il ciclo del plasmodio è il seguente: una zanzara anophelex contenente il parassita lo

inietta involontariamente al momento della puntura in quanto esso si trova accumulato nelle

ghiandole salivari dove sono presenti gli enzimi che la zanzara usa come anticoagulanti; gli

sporozoiti passano così nel sangue dell'uomo e raggiungono il fegato dove si annidiano; entrano

nelle cellule del fegato e si riproducono asessualmente; le cellule del fegato scoppiano e liberano i

merozoiti e tale processo di schizogonia (un nucleo si divide più volte e poi da esso il citoplasma si

divide dando origine a molte cellule figlie) continua fino a quando la pressione di CO2 non aumenta

e diminuisce quella di O2; a questo punto i parassiti cambiano cellula bersaglio e parassitano i

globuli rossi, il merozoita si riproduce asessualmente e origina il trofozoita che si attacca in

particolare con la regione apicale alla membrana della cellula e vi inietta enzimi litici che la

distruggono permettendogli così di entrare; rimangono silenti in queste cellule; si trasformano in

gamonti sempre rimanendo in queste cellule; una nuova zanzara punge l'uomo e prende anche i

globuli rossi infetti; li digerisce e libera così i gamonti; avviene a questo punto, nello stomaco della

zanzara, la fecondazione; si sviluppa uno zigote mobile che raggiunge le ghiandole salivari e il ciclo

ricomincia.

Dal punto di vista della malattia, la malaria può portare a morte in quanto i globuli rossi vengono

distrutti e di conseguenza la respirazione è compromessa. I sintomi di tale malattia sono attacchi

febbrili regolari: ogni 3 giorni e prende il nome di terzana o ogni 4 giorni e prende il nome di

quartana. Questo avviene in quanto questi periodi coincidono con il momento in cui tutte le cellule

scoppiano per liberare i parassiti riprodotti asessualmente. È importante notare inoltre che il

passaggio tra i due ospiti è diretto e che quindi la spora essendo inutile è stata eliminata dal

processo evolutivo. Infine bisogna capire perché il sistema immunitario non riesce a debellare

questa infezione: il parassita ha un glicocalice quando è in circolo e tramite di esso dovrebbe essere

riconosciuto e distrutto. Ciò non avviene in quanto tale struttura viene cambiata prima che il sistema

immunitario l'abbia riconosciuta.

Una curiosità importante è che nelle zone in cui la malaria è endemica chi ha l'anemia falciforme

sopravvive meglio in quanto che il parassita non riesce a vivere nei globuli rossi a falce.

PROCESSI OMEOSTATICI

tali processi servono a mantenere costanti alcuni parametri dell'organismo tra cui: la regolazione

della salinità attraverso i sistemi escretori e la regolazione della temperatura.

→ salinità = le cellule più o meno direttamente sono a contatto con l'ambiente esterno, nei protozoi

direttamente mentre nei metazoi dipende dal tipo di cellula.

In questo modo ci deve essere un equilibrio tra ambiente esterno ed interno: le molecole infatti

tendono ad andare da una parte all'altra secondo gradiente di concentrazione.

La soluzione in cui sono immerse le cellule, a seconda della concentrazione della differenza di

concentrazione dei soluti si dividono in: ipotoniche, ipertoniche e isotoniche.

Una soluzione si dice ipotonica quando all'esterno della cellula ci sono meno soluti che all'interno di

essa. I sali in questo caso tendono ad uscire secondo gradiente e tale processo andrebbe avanti sino

a che non si raggiunge l'equilibrio. Tale situazione non si verifica in quanto non tutti i sali possono

uscire dalle membrane biologiche e perciò in realtà si ha un passaggio di acqua che va a diluire la

soluzione più concentrata. Quindi si ha acqua che entra nella cellula e in certi casi può entrarne

tanta da far scoppiare la cellula. Anche le soluzioni isotoniche, ovvero quelle in cui i sali esterni

sono ugualmente concentrati con quelli interni alla cellula, sono pericolose perché un tale equilibrio

significa non avere scambi e quindi la morte della cellula. Infine le soluzioni ipertoniche sono

quelle in cui nell'ambiente i sali sono più concentri che nella cellula e qui l'acqua tende ad uscire da

quest'ultima comportando l'aggrinzimento della cellula e di conseguenza la sua morte in casi

estremi.

Gli organismi hanno sviluppato diverse strategie per ovviare a questi problemi e quindi per

mantenere l'equilibrio osmotico.

→PROTISTI = in acqua dolce. Hanno sviluppato dei canali che rimuovono l'acqua in eccesso che

entra nella cellula. I canali sfociano in un vacuolo contrattile fatto di fibre di actina e tubulina che

una volta riempito si contrae ed espelle l'acqua. Tale processo si ripete più volte in un minuto.

→PARAMECIUM = ha due vacuoli contrattili. I parenti di questo organismo che invece vivono in

acqua salata hanno questi vacuoli non funzionanti in quanto non hanno bisogno di espellere acqua.

→PLATELMINTI,PLANARIA = hanno un sistema a protonefridi, ovvero un vero e proprio

apparato escretore che permette loro di espellere l'acqua e i rifiuti del metabolismo azotato. In

particolare hanno due cordoni laterali formati da numerosi tubuli che convergono in due tubuli

collettori. I tubuli minori sono a fondo cieco: da una parte convergono nel tubulo collettore e

dall'altra sono sormontati da una cellula a fiamma, chiamata così perché il movimento dei flagelli al

suo interno ricorda una fiamma. Tale movimento permette la penetrazione dell'acqua che scorre fino

a che non raggiunge il poro escretore più vicino. Da quest'ultimo vengono eliminati anche i

cataboliti.

→ANELLIDI TERRESTRI = hanno un sistema a metanefridi e una cavità celomatica piena di

liquido dove confluiscono molti liquidi del corpo tra cui anche l'acqua. Nel lombrico terrestre si

deve limitare la perdita d'acqua anche se vive in ambienti umidi. Per questo ha delle strutture a

imbuto ciliate, dette nefrostomi, che si aprono nella cavità celomatica in un metamero in particolare.

Il liquido passa di metamero in metamero attraverso un tubulo che poi sfocia nella vescica. Tale

tubulo essendo molto lungo permette il riassorbimento di sali e di acqua lungo il tragitto e essendo

circondato da capillari permette il transito di tali sostanze verso tutto l'organismo. I cataboliti e

l'acqua non riassorbita escono dal nefridoporo.

→ARTROPODI, CROSTACEI = vivendo in soluzione ipertonica devono porre rimedio alla perdita

di acqua: essi sono in grado di recuperare l'acqua ed i cataboliti azotati. Questi invertebrati hanno

delle ghiandole antennali o verdi e una cavità interna, chiamata sacco, che raccoglie tutta l'acqua

che arriva dall'apparato circolatorio e dai tessuti. Da qui l'acqua passa in un tubulo detto canale

nefridiale che avendo una superficie frastagliata permette il riassorbimento dell'acqua. L'acqua che

non viene recuperata ed i cataboliti azotati passano nella vescica e vengono espulsi da un poro

escretore posto alla base delle antenne.

→ARTROPODI, INSETTI = sono animali che vivono in ambiente terrestre e quindi devono

limitare le perdite di acqua. Hanno un sistema escretore molto efficiente: un tubulo malpighiano

collegato all'intestino. Da esso vengono pompati, con dispendio di energia, ioni sodio e potassio e

acqua. Alla fine dell'intestino si ha un lume che permette il recupero di tali ioni e dell'acqua che si

portano dietro: le feci degli insetti sono completamente solide.

→ARTROPODI, GRANCHI =

1. granchio ripario =si trova alla foce dei fiumi in condizioni di salinità variabile. È un

organismo osmoregolatore infatti sopporta una diluizione dei fluidi corporei a

concentrazioni saline molto elevate. In particolare ha dei meccanismi diversi che

permettono di trattenere o espellere acqua a seconda delle necessità.

2. Granchio maijde = è un organismo marino ed è osmoconformista ovvero non sopporta

grandi variazioni di salinità.

→VERTEBRATI, PESCI = vivono sia in acqua dolce che salata ed alcuni, come salmoni e anguille,

riescono a sopportare grandi variazioni di salinità. Hanno sistemi escretori adattati alle zone in cui

vivono.

Acqua dolce = deve espellere l'acqua in eccesso. Dalla bocca, che serve per ingerire il cibo,

• entra poca acqua mentre la maggior parte entra dalle branchie. Hanno un rene con glomerulo

molto sviluppato per filtrare più acqua possibile. La loro urina si forma in grandi quantità ed

è per lo più formata da acqua e pochi cataboliti azotati.

Acqua di mare = devono assumere molta acqua e perderne poca e quella assunta non deve

• essere quella salata: ovvero devono liberarla dai sali in essa disciolti. La parte del rene

filtrante, ovvero il glomerulo, è ridotta e l'urina che si forma ha poca acqua e molti sali.

Gli organismi che si nutrono di animali che vivono in acqua salata regolano i propri processi in base

alla concentrazione dei sali che ingeriscono. L'albatros ad esempio ha due ghiandole sopra gli occhi

dette ghiandole del sale che sono vicine al flusso sanguigno. NaCl per diffusione tende ad uscire dal

sangue per entrare nelle ghiandole e viene convogliato nel dotto che lo collega alle narici da dove

viene poi eliminato.

COMPOSTI AZOTATI DI RIFIUTO

i composti ottenuti dal catabolismo delle proteine possono essere espulsi in diversi modi.

→ELIMINAZIONE DELL'AMMONIACA = questa può essere eliminata in due modi diversi:

1. può essere eliminata nel minor tempo possibile senza trasformarla. È il meccanismo che

utilizzano gli organismi ammoniotelici: si verifica nella maggior parte degli organismi

acquatici poiché essi la diluiscono direttamente nell'acqua dell'ambiente circostante.

2. Può essere modificata in modo da renderla meno tossica. È il meccanismo degli organismi

subaerei-terrestri che possono produrre urea, acido urico o guanina. L'urea è fatta di due

atomi di azoto, tipica dei mammiferi, anfibi e squali e necessita di una certa quantità di

acqua per essere resa meno tossica. Essa viene accumulata in una vescica e poi viene

eliminata.

L'acido urico è formato da due atomi di urea e che è tipico di insetti, uccelli e rettili ed è

poco solubile in acqua. Esso precipita e quindi le feci di questi animali sono semisolide.

Infine la guanina è tipica dei ragni e viene eliminata con una quantità infinitesimale di

acqua.

TEMPERATURA

Ci sono organismi che hanno dei sistemi interni per il mantenimento della temperatura corporea e

cioè producono calore internamente. Altri invece in cui la temperatura corporea varia in relazione

alla temperatura ambientale, essi si adattano alla temperatura esterna a patto che essa non sia troppo

bassa o troppo alta. Essi non hanno un sistema per regolare la temperatura e quindi devono prendere

energia dall'ambiente. In particolare si può distinguere anche tra animali a sangue caldo e sangue

freddo: i primi sono detti endotermici e i secondi ectotermici.

→ PESCI = si adeguano alla temperatura esterna ed hanno dei sistemi per il mantenimento di essa.

La loro temperatura corporea aumenta andando verso l'interno del corpo perché vicino ai muscoli,

che hanno bisogno di calore per funzionare, l'apparato venoso e arterioso sono in stretto contatto. Il

sangue venoso in particolare è più freddo poiché viene dalla periferia mentre quello arterioso, che

viene dall'interno, è più caldo.

→ LUPO = ha nella zampa un meccanismo simile a quello dei pesci, infatti verso l'esterno la sua

temperatura è più bassa che all'interno. Il sangue venoso ed arterioso, che sono a due temperature

diverse, possono scambiarsi calore perché vanno in direzioni opposte.

→ PAPERA= meccanismo simile a quello del lupo.

→ PIPISTRELLO = in inverno si ritira in una specie di letargo e a primavera quando deve uscire le

prime notti ha bisogno di scaldarsi. Esso presenta una zona, detta grasso bruno, sul dorso che è una

vera e propria palla di grasso in cui entra sangue freddo e ne esce di riscaldato. Il grasso in questa

zona viene bruciato dall'ossigeno con conseguente produzione di calore e scompare totalmente in

estate.

→ LEPRE DEL DESERTO = accumula molto calore che deve poi essere rilasciato e per questo ha

delle orecchie enormi molto vascolarizzate per permettere tale rilascio.

→ ANIMALE SIMILE ALLA LEPRE DEL DESERTO = vive in montagna e deve disperdere meno

calore possibile e assorbirne in grandi quantità. Ciò è reso possibile dall'esposizione della maggior

parte della superficie corporea al sole.

→ MAMMIFERI = disperdono acqua e calore grazie all'evaporazione e acquisiscono calore dalla

radiazione solare. Inoltre a seconda della superficie a contatto con il suolo acquisiscono calore per

conduzione.

→ TAUTOTRAGIO = vive nella calda Africa e per evitare di disperdere calore ha colori chiari che

riflettono la radiazione, pelliccia isolante, respiro lento e profondo per evitare la perdita di acqua per

evaporazione. Inoltre ha il grasso concentrato nella gobba, sceglie cibo succulento e ha feci solide e

urina concentrata.

RESPIRAZIONE

la respirazione è lo scambio di gas tra l'organismo e l'ambiente. Gli organismi aerobici scambiano

CO2 e O2, il quale gli serve per avere energia. La respirazione per diffusione semplice è il tipo più

semplice di respirazione, non ci sono strutture particolari per la respirazione e si trova nei protisti,

negli cnidari e nei platelminti. Lo scambio di gas avviene per diffusione attraverso l'epidermide fino

al raggiungimento dell'equilibrio.

→ legge di Fick = la quantità di gas scambiata aumenta all'aumentare della pressione parziale dei

gas ai lati della membrana e all'aumentare della superficie di scambio. Ovvero la quantità di gas

scambiata è data dal rapporto superficie/volume e se tale rapporto è a favore della superficie allora

lo scambio avviene altrimenti serve un apparato necessario poiché i gas non riuscirebbero a

raggiungere tutte le cellule dell'organismo.

I grandi organismi hanno appunto tali apparati.

→ ORGANISMI ACQUATICI = il loro apparato è costituito dalle branchie che sono fatte da

lamelle messe le une accanto alle altre e sono ciliate. Le ciglia servono per creare dei movimenti di

acqua fresca e ricca di O2 e di nutrienti. A livello delle branchie lo scambio di gas avviene per

diffusione infatti esse sono molto vascolarizzate e i capillari hanno una membrana sottile per

permettere gli scambi.

1. Mollusco gasteropode = assomiglia alla chiocciola e ha due branchie ai lati dell'apparato

anale. Inoltre ha un sifone attraverso il quale passa l'acqua che entra nell'organismo e che va

ad irrorare le due branchie: l'acqua passa dalla prima branchia, poi dalla seconda e poi esce.

2. Crostacei = le loro branchie sono coperte da un carapace dato che sono molto delicate.

Sull'addome hanno delle appendici che sembrano zampe ma che in realtà servono per creare

delle correnti di acqua fresca in prossimità delle branchie.

3. Pesci = sono più evoluti rispetto agli invertebrati e hanno un sistema di branchie migliore

perché sono più grandi e necessitano di più ossigeno. L'acqua penetra nella bocca quando le

branchie sono coperte dall'opercolo e in un primo momento rimane chiusa nella bocca.

L'opercolo poi si apre e lascia passare l'acqua sulle branchie.

SISTEMA EQUICORRENTE E SISTEMA CONTOCORRENTE

controcorrente = nei pesci l'acqua in entrata va in direzione opposta a quella del sangue e si ha così

lo scambio totale di O2 grazie alla diffusione per gradiente di concentrazione. Quando l'acqua

incontra il sangue in particolare, entrambi sono ricchi di O2 e l'acqua ne ha leggermente di più del

sangue: si ha un piccolo passaggio di ossigeno. Mano a mano che l'acqua scorre sui capillari il

passaggio di ossigeno aumenta poiché in essi è meno concentrato.

Equicorrente = viene captato solo il 50 % di ossigeno perché all'inizio c'è una grande differenza di

concentrazione e l'ossigeno quindi passa dall'acqua al sangue fino a che non è presente in egual

maniera in entrambi. A quel punto non passa più e si ha quindi uno svantaggio rispetto al sistema

controcorrente.

→ORGNISMI SUBAEREI = il gas non può passare in forma gassosa ma deve essere sciolto in un

liquido fisiologico.

1. Ragno= ha un polmone a libro e le branchie sono qui portate all'interno dell'organismo e

sono lamelle bagnate. Il gas entra per contrazione addominale, poi entra nel polmone e si

scioglie nel liquido. L'ossigeno entra nell'apparato circolatorio e viene così portato ai tessuti

dell'organismo.

2. Insetti = hanno sviluppato un sistema di respirazione tracheale grazie al quale l'ossigeno non

viene trasportato nei tessuti dal sangue ma dalle tracheole. Queste ultime entrano in contatto

con le singole cellule per cedere l'ossigeno e prendere l'anidride. L'apparato respiratorio

tracheale è fatto di tubi che partono dagli spiracoli, ovvero dal punto di contatto tra ambiente

esterno ed interno e che hanno dei filtri per evitare che i tubuli si occludano. Questi tubuli

stanno nell'addome e al momento dell'inspirazione le valvole che servono per aprire e

chiudere gli spiracoli si rilasciano, l'aria entra nella trachea la quale si approfonda

nell'organismo dividendosi sempre più in tubuli. I tubuli poi arrivano fino ai tessuti. Alla

fine di ogni tracheola si trovano dei bulbi che contengono un liquido fisiologico in cui

disciogliere il gas. Inoltre negli insetti di dimensioni maggiori è presente un sacco aereo

dove viene accumulata l'aria quando l'insetto non vola. Questo perché quando non è in volo

ha bisogno di meno energia e quindi può accumulare l'ossigeno che gli servirà in seguito. I

sacchi aerei sono comprimibili infatti quando le ali sono abbassate lo spiracolo è chiuso e il

sacco viene compresso in modo che l'aria possa diffondere, mentre quando le ali sono alzate

lo spiracolo è aperto ed è aperto anche il sacco.

3. Uccelli = hanno un sistema adatto alla grande quantità di energia richiesta durante il volo.

Hanno un sistema polmonare complicato formato da 1 polmone che è il punto fisico di

scambio di gas tra apparato circolatorio ed il polmone stesso e 5 sacchi aerei, di cui 3 posti

prima del polmone e 2 dopo. Questi servono per far si che l'organismo respiri

continuamente. Durante l'inspirazione i sacchi aerei sono dilatati, in quelli posteriori arriva

aria fresca che bypassa le sacche anteriori ed il polmone e quelli anteriori richiamano l'aria

sporca dal polmone. Durante l'espirazione i sacchi aerei sono compressi: quelli anteriori

espellono l'aria sporca e quelli posteriori mandano l'aria pulita al polmone.

APPARATI CIRCOLATORI

possono essere aperti o chiusi.

→ CHIUSO = è presente una pompa, il cuore, che può essere diversificata da un organismo ad un

altro. Ci sono le arterie che poi divengono arteriole in cui passa il sangue ricco di ossigeno e che va

nei vari distretti dell'organismo grazie ai capillari. In essi avviene in particolare lo scambio tra O2 e

CO2. Il sangue ricco di anidride passa nelle venule e poi nelle vene e torna al cuore. Il sangue

venoso dal cuore viene portato ai polmoni dove viene ossigenato e poi riportato al cuore. Questo è

un sistema di trasporto molto veloce che è adatto per gli organismi molto mobili.

→ APERTO = la pompa è rappresentata da un vaso molto dilatato con un apparato muscolare in

grado di pompare il sangue. Il sangue entra in arterie aperte che gettano fuori l'emolinfa, ossia il

sangue contenente le sostanze nutritive. C'è uno scambio diretto tra tessuti e emolinfa che poi viene

recuperata grazie agli osti posti al livello dell'emopompa. Questo è un sistema di trasporto lento che

è adatto per gli organismi poco mobili.

È da ricordare che le cellule del sangue hanno pigmenti con la capacità di captare le molecole di

ossigeno e di scambiarle con l'anidride. Questi pigmenti sono proteine con un atomo di ferro o di

rame che si lega all'ossigeno. Esse sono: l'emocianina nei molluschi e negli artropodi che presenta

un atomo di rame e l'emoglobina nei vertebrati, anellidi ecc che presenta invece il ferro.

SOSTEGNO E MOVIMENTO

in un animale e non, più l'apparato scheletrico è efficiente migliore è il movimento.

→ ORGANISMI UNICELLULARI= hanno bisogno di un apparato per mantenere la forma. Le

cellule di questi organismi sono divisi in due parti: una più esterna detta ectoplasma ed una più

interna detta endoplasma. In sezione trasversale queste due porzioni risultano essere divise dal

citoscheletro che è una fascia di filamenti di actina e tubulina e da molecole di miosina, che dà

forma all'organismo. Il movimento dei protisti è legato all'ambiente in cui vivono e usano per

muoversi ciglia o flagelli o gli pseudopodi che sono estroflessioni citoplasmatiche.

Il movimento ciliare è simile al battito di un remo ed è fatto da una battuta efficacie ed una di

recupero. Nella battuta efficacie le ciglia battono tutte nella stessa direzione rigidamente e si ha uno

spostamento di acqua nella direzione opposta che prende il nome di onda metacronica. Nella battuta

di recupero invece le ciglia tornano tutte nella posizione iniziale non rigidamente.

Il movimento tramite gli pseudopodi è tipico delle amebe. Il loro corpo è diviso in due zone: una

più esterna e meno fluida detta ectoplasma e una più interna e più fluida detta endoplasma.

Quest'ultima viene spremuta dall'ectoplasma perché essa è fatta di filamenti actinici contrattili. Si

forma uno pseudopodio privo di actina. L'endoplasma spremuto va verso la zona che offre meno

resistenza, ossia la zona ialina che è priva di corpuscoli. Lo pseudopodio deve poi essere fissato al

substrato con la membrana esterna. Quando si formano delle correnti interne alle amebe lo

pseudopodio si va a formare in altre zone e quindi il precedente si può staccare dal substrato

permettendo l'avanzamento nell'ambiente.

→ORGANISMI PLURICELLULARI =

movimento ptenofori = sono organismi marini che presentano delle piastre a pettine formate

• da tante ciglia. Le ciglia muovono l'acqua in una direzione e l'organismo si muove in

direzione opposta.

Movimento platelminti = si muovono per mezzo di ciglia strisciando sul substrato, le quali a

• loro volta sono mosse da muscoli localizzati sull'epidermide. Negli adulti il movimento non

è di tipo ciliare ma di tipo muscolare. La planaria si muove sempre con le ciglia.

Locomozione degli anellidi= attinia. Ha una muscolatura longitudinale che quando è

• contratta diminuisce la lunghezza dell'animale e una trasversale che quando è contratta

diminuisce il diametro del lombrico. Le due muscolature fanno pressione sulla circonferenza

del lombrico ed in particolare sul suo scheletro idrostatico. Il liquido che è contenuto nella

cavità celomatica è, per definizione, incomprimibile e quindi fa pressione sui setti quando la

muscolatura è contratta. È importante notare che ogni setto è indipendente dagli altri e i

muscoli possono così agire come antagonisti all'interno di ciascun segmento.

Anellidi marini= invece dell'idroscheletro sfruttano delle specie di remi detti parapodi posti

• ai lati di ogni metamero.

Bruco = si muove come la sanguisuga ma al posto della ventosa ha dei piedi.

• Cefalopodi = si muovono grazie al movimento a propulsione. Nella cavità del mantello entra

• l'acqua e questa può uscire solo passando da un imbuto quando la muscolatura circolare si

contrae. L'imbuto non è fisso e quindi l'animale può muoversi per far cambiare direzione

all'animale.

Echinodermi = si muovono molto lentamente grazie al sistema acquifero che è composto da

• diversi canali. È presente un canale circolare che circonda la zona orale e da esso si

dipartono dei canali radiali che sono tanti quanti sono i bracci della stella di mare. In essi

scorre l'acqua di mare e si diramano a loro volta in canali laterali che terminano nelle

ampolle. In contatto con le ampolle sulla parete esterna ci sono i pedicelli ambulacrali dove

arriva l'acqua. I muscoli che circondano le ampolle si contraggono e le spremono: l'acqua va

nei pedicelli che si allungano ed entrano in contatto con il substrato grazie anche a delle

ventose presenti sulla loro superficie. Quando la muscolatura dell'ampolla si rilassa i

pedicelli tornano indietro. In particolare i pedicelli si attivano in file ed è per questo che la

stella si muove piano: essi possono muoversi di poco in avanti.

I ricci di mare hanno i pedicelli su tutta la superficie a parte che sulla bocca.

Artropodi= comprendono gli aracnidi, i crostacei e gli insetti. Hanno un sistema di

• locomozione più efficiente grazie alla presenza degli arti. Essi hanno gli arti grazie

all'esoscheletro che è uno scheletro esterno all'animale sul quale agisce la muscolatura per

permettere all'organismo di muoversi. La capacità di movimento più efficiente e più veloce

permette di ipotizzare che furono proprio gli artropodi i primi organismi a colonizzare la

terra ferma. In seguito poi si sarebbero evolute, dagli arti, le ali. L'esoscheletro però crea un

problema ovvero l'organismo non può accrescersi perché è richiuso in questa teca rigida e

per questo la maggior parte degli artropodi sono di piccole dimensioni. Un metodo che

hanno sviluppato per accrescersi è la muta che comunque è un processo pericoloso in quanto

in tale momento l'organismo è facilmente predabile.

→Crostacei = la maggior parte vivono in acqua e hanno un esoscheletro e zampe molto

efficienti. Essi hanno due tipi di movimento: natatorio e reptante. Per il primo hanno arti

piatti per muovere l'acqua e è tipico di organismi piccoli. Il secondo invece sui basa sull'uso

degli arti che permettono movimenti più precisi ed è tipico di organismi di più grandi

dimensioni. In particolare gli arti si muovono grazie ai muscoli antagonisti:flessori ed

estensori.

MUTA

processo mediante il quale gli artropodi cambiano il loro esoscheletro per accrescersi. Tale processo

negli: insetti è favorito dall'ormone ectisone che agisce con un meccanismo a feedback positivo;

• nei crostacei agisce ancora l'ormone ectisone ma esso è prodotto da una ghiandola detta

• organo ad Y che è tenuta sotto controllo da un complesso ghiandolare ad X. In particolare

agisce con un meccanismo a feedback negativo: l'ormone inibitore della muta prodotto dalle

cellule ad X attiva la produzione di ectisone da parte dell'organo ad Y.

L'esoscheletro della cavalletta in particolare è formato da una cuticola divisa in 3 strati: epicuticola

che è lo strato sottile più esterno ed non essendo liscia si insinua nell'esocuticola, l'esocuticola che è

uno strato intermedio e dall'endocuticola che è la parte voluminosa più interna a contatto con le

cellule dell'epidermide.

La muta di questo animale in particolare avviene con il seguente procedimento: arriva uno stimolo

che può essere ambientale o dell'animale stesso, ad esempio crescendo comprime le pareti. Si

produce ectisone e la muta ha inizio. Le ghiandole epiteliali producono enzimi che digeriscono

l'endocuticola che così si stacca dall'epidermide. Si forma così uno spazio tra queste due ricco di

enzimi digestivi. Contemporaneamente le cellule dell'epidermide producono il materiale necessario

alla nuova epicuticola. Si formano nuovi strati di cuticola mentre gli enzimi digestivi continuano la

loro azione fino a che la vecchia endocuticola non è stata completamente digerita. Si forma la

procuticola che non è fatta di strati e fa aprire la vecchia cuticola a causa della sua pressione.

L'organismo esce all'esterno con la nuova procuticola che a contatto con l'aria diviene piano piano

una vera e propria cuticola. Il nuovo esoscheletro è fatto di chitina, una proteina che polimerizza a

contatto con l'aria.

I crostacei hanno un esoscheletro spesso e duro fatto di carbonato di calcio il cui peso viene

facilmente sopportato poiché vivono in acqua.

SISTEMA NERVOSO

le cellule del sistema nervoso comunicano con i vari distretti del corpo grazie al rilascio di sostanze,

i neurotrasmettitori, come l'acetilcolina. La gran parte dei recettori sono fatti da estroflessioni simili

alle ciglia. Esse vengono sollecitate da stimoli esterni ed interni dando così origine ad impulsi

nervosi che vengono mandati al neurone sensitivo che a sua volta li manda al sistema nervoso

centrale.

→ SISTEMA DI COMUNICAZIONE COMUNE = il meccanismo è il seguente: una cellula

recettrice con le ciglia sensoriali sente il cambio di pressione, cambia il neurotrasmettitore secreto a

seconda dello stimolo e il neurone sensoriale recepisce il segnale e lo porta lungo l'assone.

L'organismo riceve ed elabora lo stimolo. Di solito la trasmissione è di tipo chimico ed in

particolare queste sostanze sono ormoni che possono essere:

proteici = per entrare nelle cellule devono legarsi al recettore di membrana, fanno instaurare una

serie di eventi a cascata ed infine si ha la risposta. Sono molecole grandi.

Steroidei = sono molecole più piccole. Passano per via extracellulare, attraversano la membrana,

entrano nel citoplasma e arrivano al nucleo dove sono presenti molecole carrier che trasportano

l'ormone al nucleo dove viene attivata la trascrizione proteica.

MECCANOCETTORI = sono recettori meccanici che valutano la direzione della gravità per capire

in che direzione si sta muovendo l'organismo.

→ PROTOZOI CILIATI = hanno una statocisti, che è un blocco di carbonato di calcio, in una

vescicola contenente liquido collegato alle radici di un ciglio. Lo statocisti è mobile e a seconda di

come si muove crea delle estroflessioni del ciglio o lo ritrae e ciò provoca uno spostamento

dell'organismo in una direzione o in un altra. Tale meccanismo è preferito dai protozoi ciliati che

devono sempre stare sul fondo dove c'è poco ossigeno.

→ MEDUSE = hanno una statocisti contenente statoliti ossia palline di carbonato di calcio. Quando

l'organismo cambia direzione gli statoliti vanno a sensibilizzare certe cellule che compongono lo

statocisti e non le altre. Una volta sensibilizzate il segnale viene trasdotto e trasmesso ai neuroni.

→ CROSTACEI = hanno organi sotto alle antenne che funzionano con il metodo visto sopra.

→ ANFIBI E PESCI OSSEI = i recettori sono messi in funzione dalla forza dell'acqua. Essi hanno

una bolla legata a cellule sensoriali che viene spostata dall'acqua. Il segnale passa attraverso i

neuroni e il segnale viene rielaborato. Nella bolla ci sono i neuromasti ossia cellule ciliate provviste

di assoni. I pesci che vivono in branco si muovono così grazie a questo meccanismo.

RECETTORI DEL SUONO

→ GRILLO= ha i recettori del suono nelle zampe. Esso una membrana timpanica posta su di una

cavità contenente cellule recettoriali con ciglia. Quando il suono sbatte sul timpano le cellule ciliate

vengono stimolate e il segnale viene trasmesso ai centri superiori per dare una risposta.

→ PIPISTRELLO = emette dei suoni durante il volo e quando questi gli tornano indietro vuol dire

che gli sta di fronte un ostacolo che può essere una preda.

CHEMIOCETTORI = le sostanze chimiche interagiscono con le cellule nervose nella loro parte

dendritica. Il segnale tradotto arriva al corpo cellulare e quindi prosegue lungo l'assone fino a

raggiungere la cellula nervosa successiva.

Le sostanze possono essere di natura diversa, la farfalla ad esempio ha dei sensilli che le servono

per captare le sostanze sessuali emesse dalla femmina.

→ MOSCA = nella bocca e alla fine delle zampe ha dei sensilli composti da 4 cellule sensoriali

ognuna delle quali è attiva per diverse sostanze sensoriali. In questo modo la mosca può sapere

dove è appoggiata e cosa sta mangiando.

→ FARFALLA NOTTURNA = ha dei sensilli e dei sacchi aerei che servono per captare l'onda

sonora emessa dal suo cacciatore: il pipistrello. L'onda sonora comprime i sacchi e a seconda di

quale viene compresso la farfalla capisce da dove viene il suono. Il movimento dei sacchi e della

membrana timpanica vengono trasformati in segnale nervoso.

FOTORECEZIONE =

→ EOGLENA = è in grado di distinguere variazioni della quantità di luce. Su uno dei due flagelli

ha un fotorecettore in grado di captare la luce proveniente da tutte le direzioni. Esso ha uno stigma

che scherma la luce proveniente da tutte le direzioni e ne seleziona una soltanto. Fa un'integrazione

tra la luce proveniente da una sola direzione e la quantità di luce proveniente da altre e cambia

direzione in modo da poter prendere più luce.

→ DINOFLAGELLATO = ha un occhio complesso ed è un organismo autotrofo. In particolare ha

una struttura a lente che serve per convergere la luce esterna sul fotorecettore. Esistono dei

dinoflagellati eterotrofi e in questo caso il fotorecettore serve per capire dove è la luce e quindi le

alghe che sono il suo nutrimento.

→ PLANARIA = ha due ocelli, che sono organi di senso fatti da un pigmento che riveste le cellule

recettrici e che sono legati a cellule nervose a loro volta in connessione con il ganglio centrale,

nella parte anteriore. Il pigmento si chiama rodopsina e cambia struttura quando arriva la luce.

→ ARTROPODI = hanno un occhio composto formato da tanti piccoli occhi detti ommidi che è di

grandi dimensioni rispetto all'organismo. Da ogni ommide parte una fibra nervosa e ognuna

converge nel nervo ottico. Il pigmento dell'ommide permette di oscurare la luce che arriva da tutte

le direzioni e isola le cellule recettoriali. Questo occhio permette una visione precisa delle cose in

movimento.

TEORIE DELL'EVOLUZIONE

→ LINNEO = è il padre della classificazione genere/specie ovvero la classificazione tassonomica.

Egli era un fissista ovvero credeva nella fissità delle specie ovvero gli organismi sono sempre

rimasti gli stessi dalla creazione a oggi. La differenza tra il fissismo e il creazionismo è che in

questa teoria si pensa che ci sia un creatore che ha dato origine a tutto.

→ LAMARK = fu il primo evoluzionista che andò contro al fissismo: egli prese come esempio la

giraffa. Sosteneva che essa ha il collo lungo perché cerca di mangiare le foglie che stanno in alto e

quindi esso si è allungato in seguito all'esercizio fisico. Questa caratteristica è poi stata trasmessa ai

figli. Egli introdusse, pur sbagliando, il concetto di evoluzione e di adattamento all'ambiente

paleontologico.

→ CUVIER =vide i resti di molti fossili nel corso della sua esperienza e andava a studiarli. Egli era

un fissista e creò la teoria della catastrofe: ogni strato geologico corrisponde ad un era con

organismi creati ex novo dal creatore in seguito ad una catastrofe naturale che aveva ucciso i

precedenti.

→ WALLACE E DARWIN = i dati di Darwin furono influenzati dai risultati di una teoria di un

economista: Maltus. Quest'ultimo vide che la produzione degli alimenti in determinate zone cresce

in maniera lineare mentre la popolazione cresce in maniera logaritmica. Darwin ipotizzò che ad un

certo punto, quando gli alimenti non sono più sufficienti, si instaura una lotta per la sopravvivenza

dove il più adatto sopravvive. Vedi fringuelli delle galapagos.

La selezione naturale agisce sugli individui meno adatti ossia su coloro che non riescono ad arrivare

in maniera efficiente alla fonte di cibo. L'organismo più adatto è quello che nell'ambito della

popolazione prevale procurandosi cibo e producendo più prole.

Il gruppo più piccolo e l'unico a livello di divisione naturale, su cui agisce la selezione naturale è la

specie.

DEFINIZIONE BIOLOGICA DI SPECIE = due organismi appartenenti alla stessa specie sono

capaci di fecondarsi e dare origine a prole sana e feconda.

Es: cavallo e asino possono accoppiarsi e dare origine al mulo che è un ibrido sterile. Quindi cavallo

e asino sono di due specie diverse.

Tuttavia questa definizione non è valida per le specie che si riproducono asessualmente e quindi si

osserva l'aspetto morfologico che per primo osservò Linneo. La morfologia è importante in quanto

all'aspetto morfologico corrisponde un certo tipo di sviluppo dell'uovo fecondato.

Infine esiste un altro approccio che è quello di tipo molecolare in cui si va a leggere o il DNA o

l'RNA ribosomiale delle varie specie e sulla base di differenze o similitudini si identificano le

specie. Se tra DNA/RNA studiati c'è uno scarto <1% sono della stessa specie altrimenti non lo sono.

Se il risultato molecolare e morfologico convergono allora il risultato è più preciso. Se poi si

possono anche far accoppiare e e avere prole feconda allora sarà ancora più preciso.

BIODIVERSITÀ= coesistenza di specie diverse nello stesso ambiente.

SPECIAZIONE = fenomeno che ha permesso la formazione delle specie. È un fenomeno

attualmente in atto, duraturo nel tempo e può essere di due tipi:

geografica o allopatrica= è tipica degli animali. Si ha una certa popolazione A composta da

• un certo numero di individui che sono tutti terrestri. Ad un certo punto arriva un cataclisma

che divide la popolazione in due popolazioni:A' e A”. Se la divisione tra le due dura degli

anni le due nuove popolazioni si specializzeranno adattandosi al nuovo ambiente in cui

vivono. Se verranno poi riunite non si riconosceranno più.

Simpatrica = è tipica delle piante. Le popolazioni si evolvono in specie diverse pur

• rimanendo nello stesso ambiente. Se ho ad esempio individui con caratteristiche estreme e se

due di essi si isolano e danno prole in maniera indefinita non si ha più lo scambio genetico

che riporta i caratteri nella media. Si crea una subpopolazione che è favorita rispetto alla

popolazione normale. Quando queste due si riuniscono la neoformata tenderà a far

scomparire quella normale.

Nelle piante si verifica ad esempio quando si creano dei poliploidi.

ARTI OMOLOGHI = derivano tutti dallo stesso foglietto embrionale. Ad esempio ala del

pipistrello, ossa delle pinne della balena, braccia dell'uomo, zampa del gatto.

ARTI ANALOGHI= hanno tutti la stessa funzione e derivano da foglietti embrionali diversi. Ala

della farfalla e ala del pipistrello.

ANALOGIE MOLECOLARI = ad esempio differenze nell'emoglobina di varie specie rispetto a

quella umana.

EVOLUZIONE CONVERGENTE = individui di zone lontane ma con ambienti simili sviluppano

analogie. Come nel caso dello scoiattolo americano e australiano che hanno sviluppato lo stesso tipo

di volo planato.

Per la natura è importante che individui di specie diverse non si accoppino in quanto sarebbe un

dispendio di energia inutile e per tale motivo sono stati messi in atto dei sistemi che impediscono

tali accoppiamenti:

barriere prezigotiche= isolamento dell'habitat, ovvero una specie può vivere in un ambiente

• dove l'altra non riesce a sopravvivere e isolamento comportamentale in cui specie affini

hanno un comportamento sessuale diverso e quindi non si accoppiano perché non si

riconoscono. Ad esempio gli uccelli con le zampe blu non si accoppiano con quelli dalle

zampe bianche. Inoltre si ha l'isolamento temporale ovvero specie affini si riproducono in

momenti diversi e l'isolamento anatomico in cui ci sono differenze nelle dimensioni tra le

due specie. Infine si ha l'isolamento genetico in cui non c'è il riconoscimento tra i gameti e

quindi non avviene.

Barriere postzigotiche = si ha la mortalità degli ibridi e la non fertilità degli ibridi come nel

• caso del mulo.

GRADUALISMO ED EQUILIBRIO PUNTEGGIATO

secondo il gradualismo sostenuto da Darwin e seguaci le specie derivano da un antenato comune e

divergono gradualmente da esso mano a mano che passa il tempo per adattarsi meglio all'ambiente.

L'equilibrio punteggiato o intermittente ideato da Gould e Eldiedge, sostiene che l'evoluzione

fenotipica si verifica in periodi brevi di intensa speciazione seguiti da lunghi intervalli di stasi

evolutiva. Le specie quindi rimangono quiescenti accumulando mutazioni e poi si ha un'esplosione

di diversità.

GENETICA DI POPOLAZIONE = all'interno di una stessa specie le differenze tra gli individui

sono molteplici ed è importante che ci sia diversità per permettere l'adattamento all'ambiente.

TEORIA SINTETICA MODERNA DELL'EVOLUZIONE

seguita da molti autori tra cui Mayr. Viene rivalutata la gradualità e la selezione naturale intesa

come lotta di popolazione, l'evoluzione avviene quindi in due fasi: produzione casuale della

variabilità genetica e ordinamento di tale variabilità per selezione. Esempio Biston betularia.

La diversità all'interno di una popolazione è data dalla diversa espressione dei geni appartenenti al

pool genetico, ovvero l'insieme di tutti gli alleli di tutti i geni della popolazione, della popolazione

stessa. La variabilità è mantenuta tramite mutazioni, crossing over e assortimento indipendente nella

fecondazione.

LEGGE DI HARDY-WEINBERG =

la frequenza dei geni è costante nella popolazione se:


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DETTAGLI
Esame: Zoologia
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze biologiche e molecolari
SSD:
Università: Pisa - Unipi
A.A.: 2016-2017

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher giulylencio.95 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Zoologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Pisa - Unipi o del prof Verni Franco.

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