Zoologia: riassunto

Introduzione, concetti chiave, pluricellularità

Cos’è un animale? È un organismo vivente pluricellulare, caratterizzato da cellule eucarioti, prive di parete

cellulare. in genere è eterotrofo e di nutre per ingestione.

Caratteristiche:

- Bauplan che garantisce uno schema strutturale

- Un animale si deve proteggere dall’esterno, deve sostenersi e muoversi

- Un animale mangia ed elimina i residui non digeriti di cibo

- Un animale respira

- Un animale fa comunicare le diverse parti corporee e si protegge dal “non self”

- Un animale elimina i prodotti di scarto del suo metabolismo

- Un animale riceve stimoli e coordina attività e funzioni

- Un animale si riproduce

La classificazione secondo regni (protisti, monere, funghi, piante, animali) è ormai superata, e si tende a

classificare gli animali secondo domini: Batteri, Archea ed Eucarioti (piante, funghi e animali).

Gli animali all’interno di un phylum condividono generalmente il bauplan.

Homo sapiens

Nome di una specie, ad esempio

- È sempre binomiale

- Il primo ordine indica il genere, in maiuscolo

- Il secondo nome è sempre minuscolo

- Il tutto viene scritto in italico o comunque in modo differente dal resto del testo Homo

Ogni singolo rango tassonomico considerato viene chiamato taxon (plurale taxa). è il termine usato

Homo sapiens

per il taxon genere, è il termine usato per il taxon specie. Vertebrata, Tetrapoda, Mammalia,

Primates, Hominidae sono termini utilizzati per i taxa superiori a quello di genere.

Homo sapiens

Classificazione di una specie, es. :

- Dominio: Eukaryota

- Regno: Animalia

- Phylum: Chordata

- Classe: Mammalia

- Ordine: Primates

- Famiglia: Hominidae

- Genere: Homo

- Specie: H. sapiens

L’ambiente intracellulare è separato dall’esterno dalla pellicola, una struttura dinamica che svolge molte

funzioni.

Con la comparsa della pluricellularità, della specializzazione cellulare, compaiono i primi animali o metazoi.

Nel Cambriano si verifica “l’esplosione della vita”. Tutti i phyla animali oggi noti erano presenti nei mari del

Cambriano. La loro storia evolutiva deve essere iniziata prima, il quando preciso è dibattuto, ma si pensa a

circa un miliardo di anni fa.

542-605 milioni di anni fa – Biota Ediacardiano

I fossili di Ediacara sono tra i Metazoi più antichi conosciuti. Le colline dell'Australia meridionale hanno

fornito peculiari fossili Precambriani, raccolti dal geologo Reg Sprigg nel 1946, e studiati da Martin Glaessner

a partire dal 1950. Il suo nome deriva dalle colline di Ediacara (derivato da una parola della lingua aborigena

australiana che indica un posto vicino all'acqua), facenti parte della catena dei Monti Flinders, nell'Australia

meridionale. Insoliti fossili a corpo molle apparvero effettivamente nel periodo Ediacarano, ma non alla sua

base, bensì relativamente tardi (580-542 milioni di anni fa). Invece, l'inizio è definito dalla comparsa di un

livello di carbonato di calcio strutturalmente e chimicamente caratteristico, che indica un brusco

cambiamento climatico (a conclusione della glaciazione globale precedente). In questo periodo geologico si

assiste allo sviluppo della simmetria bilaterale come tappa fondamentale dell’evoluzione dei primi animali.

In meno di 50 milioni di anni (da 580 a 530 milioni di anni fa), i metazoi diblastici di Ediacara (fauna diffusa

su tutta la Terra e costituita per intero da animali dal corpo molle ed è l'unica prova della vita pluricellulare

prima della grande divisione che separa Precambriano e Cambriano) hanno dato origine ai principali phyla di

organismi triblastici: i protostomi, tra cui anellidi, molluschi e artropodi, e i deuterostomi, cioè echinodermi e

cordati.

800 milioni di anni fa si arriva alla comparsa degli animali triblastici. Dall’origine della vita ad oggi, noi e le

spugne ci siamo evoluti per lo stesso tempo, quindi non si può dire che esse siano meno evolute.

Tutto parte dal metazoo ancestrale, per poi arrivare ai diversi tipi di cellule con varia specializzazione.

I coanoflagellati sono il sister group dei metazoi e sono caratterizzati da un flagello e da un colletto. Le

cellule si organizzano in colonie originatesi per divisione cellulare di individui indipendenti.

Perché le cellule restano unite? Grazie alla presenza di una matrice extracellulare che mantiene unite le

cellule. Nei protisti si vede questo fenomeno proprio in coanoflagellati e Volvox spp.

Il Bauplan è lo schema strutturale generale dei phyla animali: un animale ha una struttura corporea, una

organizzazione complessiva del suo corpo (il bauplan), che condivide con altri organismi che appartengono al

suo stesso phylum. Può essere in generale descritto sulla base di 3 caratteristiche principali:

1. Simmetria corporea

2. Livello di organizzazione

3. Foglietti germinativi e cavità del corpo

La simmetria può essere: assente, radiale, o bilaterale.

Gli organismi viventi sono generalmente organizzati in modo gerarchico. Un’evidenza di questo è la

classificazione, ma anche l’organizzazione corporea rispecchia un modello gerarchico.

Livelli di organizzazione:

1. Livello del protoplasma Tutte le funzioni sono svolte all’interno di una singola cellula (eucariote, con

→

organuli). Hanno questo livello di organizzazione i Protisti, ad es. il paramecium.

2. Livello cellulare Unicellulare vs Pluricellulare Al livello cellulare c’è un aggregato di cellule con

→ →

funzioni distinte (specializzazione); le cellule “tendono” ad organizzarsi, ma non vi sono veri e propri

tessuti. Ne sono un esempio i Poriferi.

3. Livello cellula-tessuto Protozoi/animali basali vs animali/metazoi A questo livello le cellule sono

→ →

organizzate in veri e propri tessuti, anche se in molte parti del corpo vi sono ancora cellule “libere”, non

organizzate in tessuti. Ne sono un esempio gli Cnidari.

4. Livello tessuto-organo Alcuni tessuti corporei si organizzano in organi, anche se in molte parti del

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corpo vi sono ancora tessuti non organizzati in organi. Ne sono un esempio i Platelminti.

5. Livello organo-sistema Più organi possono cooperare per una determinata funzione diventando

→

sistema. Gli animali più “semplici” con questa organizzazione sono i Nemertini.

Foglietti germinativi e cavità del corpo:

- Le spugne non hanno dei veri e propri foglietti, ma sono sostanzialmente degli ammassi di cellule.

- Segmentazione Aumenta il numero di cellule, non la dimensione. Termina con la formazione della

→

blastula. È influenzata dal quantitativo di tuorlo presente nell’uovo: il polo dell’uovo con la maggiore

concentrazione di tuorlo è detto vegetativo, mentre il polo opposto è detto animale.

- Gastrulazione È il processo attraverso il quale la cavità della blastula si invagina formando la gastrula.

→

È il processo attraverso il quale si formano i foglietti embrionali.

Eumetazoi diblastici – Cnidari e Ctenofori Sono animali a simmetria raggiata. L’embrione presenta 2 strati,

→

uno esterno detto ectoderma ed uno interno detto entoderma. Le cellule ectodermiche si specializzano nella

protezione del corpo, nel fornire il movimento, nel raccogliere informazioni. Le cellule entodermiche si

specializzano nell’acquisizione dell’alimento.

Eumetazoi triblastici Oltre a sento- ed ectoderma si sviluppa un foglietto intermedio, il mesooderma. Esso

→

deriva dalle cellule embrionali inizialmente associate all’entoderma.

Differenze tra Protostomi e Deuterostomi:

- I Deuterostomi hanno anche il terzo foglietto (mesoderma).

- Nei Protostomi il blastoporo dà origine alla bocca; infatti alcuni non hanno l’ano.

- Nei Deuterostomi il blastoporo dà origine all’ano, mentre la bocca deriva da una invaginazione

secondaria.

Il celoma è una cavità piena di liquido circondata da mesoderma. Si distinguono animali:

- Acelomati (come i Platelminti)

- Pseudocelomati Hanno una cavità che sembra un celoma, ma si forma a partire dal blastocele e si

→

forma direttamente intorno al mesoderma, quindi è a contatto diretto con il liquido pseudocelomatico.

- Celomati Hanno un celoma vero e proprio che si forma per invaginazione.

→

Negli esseri umani il celoma è rimasto in 3 zone:

- Pericardio

- Pleura

- Peritoneo

Bauplan e simmetria

Il Bauplan è lo schema strutturale generale dei phyla animali: un animale ha una struttura corporea, una

organizzazione complessiva del suo corpo (il bauplan), che condivide con altri organismi che appartengono al

suo stesso phylum. Può essere in generale descritto sulla base di 3 caratteristiche principali:

4. Simmetria corporea

5. Livello di organizzazione

6. Foglietti germinativi e cavità del corpo

La simmetria può essere: assente, radiale, o bilaterale.

Protozoi

- Organismi eucarioti unicellulari.

- Non necessariamente “semplici”.

- Organizzazione cellulare: a livello di protoplasma (tutte le funzioni vitali sono svolte all’interno della

cellula).

- Asimmetrici o a simmetria sferica (ma non sempre).

- Sessili (fissati al substrato) o vagili (si muovono liberamente).

- A volte coloniali.

Poriferi

- Livello di organizzazione cellulare (organismi pluricellulari privi di veri tessuti).

- Nessuna simmetria.

- Bauplan modulare.

- L’ambiente corporeo interno non è completamente separato dall’esterno perché le giunzioni tra le cellule

adiacenti non sono “ermetiche” come quelle degli altri metazoi.

- Strati cellulari senza membrana basale.

- Pochi tipi cellulari.

- Adulti sessili.

Placozoi

- Probabilmente sono larve di un animale ora estinto che hanno acquisito la capacità di riprodursi

(condizione di neotenia).

- Livello di organizzazione cellulare (organismi pluricellulare privo di veri tessuti).

- Nessuna simmetria.

- Animale diblastico.

- 4-5 tipi di cellule.

- Vagili (cambiano un po’ forma per muoversi strisciando sul substrato).

Cnidari

- Livello di organizzazione cellula-tessuto.

- Simmetria radiale o biradiale.

- Estremità orale o aborale.

- Animali diblastici (epiderma e gastroderma con in mezzo mesoglea gelatinosa).

- Vagili o sessili.

Ctenofori

- Livello di organizzazione cellula-tessuto.

- Simmetria bilaterale doppia (anche se sono radiati).

- Estremità orale e aborale.

- Animali diblastici (epiderma e gastroderma con in mezzo mesenchima cellulare).

- Vagili.

Domande:

Quali sono i pro e i contro della simmetria radiata?

•

- Non c’è un capo.

- Non è necessario un alto livello di specializzazione cellulare.

- Per il movimento è meglio la simmetria bilaterale; la simmetria radiata è vantaggiosa solo nel caso di

organismi sessili come i polipi che possono allungare i tentacoli in tutte le direzioni.

Platelminti: Vermi piatti

- Livello di organizzazione tessuto-organo.

- Simmetria bilaterale.

- Vermiformi, appiattiti.

- Animali triblastici (epiderma e gastroderma con in mezzo mesenchima cellulare), acelomati. Blastocele

occupato da parenchima mesodermico.

- Vagili.

Nemertini: Vermi filiformi o nastriformi

- Livello di organizzazione tessuto-organo.

- Simmetria bilaterale.

- Vermiformi, cilindrici, con intestino completo e proboscide evertibile.

- Animali triblastici, acelomati.

- Vagili.

Rotiferi

- Livello di organizzazione tessuto-organo.

- Simmetria bilaterale.

- Capo (con corona ciliata o troco), tronco e piede (con “dita” e ghiandole adesive), cilindrici.

- Condizione di eutelia: numero di cellule costante nel corso della vita.

- Vagili o sessili.

Nematodi

- Livello di organizzazione tessuto-organo.

- Simmetria bilaterale.

- Cilindrici, allungati.

- Animali triblastici, pseudocelomati.

- Condizione di eutelia: numero di cellule costante nel corso della vita.

- Vagili.

Molluschi

- Livello di organizzazione organo-sistema.

- Simmetria bilaterale.

- Capo (in alcuni gruppi), piede (movimento, molte variazioni), visceri protetti dal mantello o pallio

(dorsale), che può produrre la conchiglia, corpo molle.

- Animali triblastici, celomati.

- Celoma limitato al pericardio, alle gonadi e al sistema escretore.

- Vagili o sessili: quelli vagili hanno generalmente cefalizzazione.

- La conchiglia può essere interna o esterna.

- Tantissimi molluschi vivono in acqua e quindi respirano con le branchie, ma molti vivono sulla

terraferma, quindi hanno polmoni.

Anellidi

- Livello di organizzazione organo-sistema.

- Simmetria bilaterale.

- Vermiformi, metameria (corpo esternamente e internamente diviso in segmenti).

- Animali triblastici, celomati.

- Il celoma si forma per schizocelia, due sacche celomatiche per ogni metamero, divise dai mesenteri, setti

tra le cavità celomatiche di metameri diversi.

- Vagili o sessili.

Artropodi e gruppi correlati

- Livello di organizzazione organo-sistema.

- Simmetria bilaterale.

- Metameria delle strutture esterne ed interne, molte forme diverse, appendici articolate e appendici sul

capo, condizione primitiva con un paio di appendici per ogni metamero.

- Animali triblastici, celomati.

- Tendenzialmente vagili.

Lofoforati o tentacolati

- Livello di organizzazione organo-sistema.

- Simmetria bilaterale.

- Lofoforo, conchiglia (brachiopodi) o teche dette zooeci (briozoi), non coloniali (foronidei, brachiopodi) o

coloniali (briozoi: zooidi con parte esterna o cistide e parte interna o polipide).

- Animali triblastici, celomati.

- Sessili.

Echinodermi

- Livello di organizzazione organo-sistema.

- Simmetria pentaraggiata o multipla (deriva dalla simmetria bilaterale).

- Apertura orale ventrale (ad eccezione dei gigli di mare), non cefalizzati.

- Animali triblastici, celomati.

- Celoma strutturato in 3 camere: somatocele o metacele, idrocele o mesocele, assocele o protocele.

- Deuterostomi.

- Sessili o vagili.

Cordati

- Livello di organizzazione organo-sistema.

- Simmetria bilaterale.

- Notocorda, tubo neurale cavo dorsale, faringe con tasche (danno origine alle branchie, coda muscolosa

postanale per il movimento).

- Animali triblastici, celomati.

- Deuterostomi.

- Sessili (urocordati) o vagili.

Domande:

Pro e contro della simmetria bilaterale?

• A che tipo di movimento è associato?

• Come è correlato con lo sviluppo del sistema nervoso e degli organi di senso?

•

Epiderma, sostegno corporeo e movimento

L’epiderma separa l’organismo dall’ambiente esterno. Protegge l’organismo da agenti fisici e chimici,

radiazioni, parassiti. Va da pochi tipi di cellule (principalmente separa dal mondo esterno) ad una struttura

piuttosto complessa (ghiandole, innervamento, strutture per il movimento e la cattura delle prede, ecc.).

Il sostegno serve a mantenere la forma dell’organismo. Comprende meccanismi e composizione molto

diversi, permettono un grado diverso di vagilità, strutture tendenzialmente più rigide negli organismi sessili.

Pressione idrostatica, muscolatura, teche, strutture mineralizzate o proteiche esterne (esoscheletro) o

interne (endoscheletro).

Il movimento permette agli organismi di spostarsi in due o tre dimensioni (per la ricerca di cibo, per sfuggire

ai predatori ecc.). Gli animali possono utilizzare una locomozione vera e propria (organismi veri e propri) o

movimenti di parti del corpo (organismi sessili, per convogliare l’acqua, catturare le prede ecc.). Si adottano

soluzioni molto diverse nei vari phyla: ciglia e flagelli, muscoli, muco, appendici.

Più che un aumento della complessità evidente si osserva una serie di adattamenti al tipo di vita e alle

necessità ecologiche.

Protozoi

- L’ambiente intracellulare è separato dall’esterno dalla pellicola, una struttura dinamica che svolge molte

funzioni.

- In alcuni gruppi strutture rigide: gusci e teche o loriche. I Foraminiferi hanno scheletro di carbonato;

Radiolari hanno scheletro siliceo.

- Movimento pseudopodiale (ameboide), sul substrato bidimensionale, tramite gli pseudopodi (contrazioni

del citoplasma grazie all’interazione tra actina e aggregati di miosina); oppure mediante ciglia e flagelli,

tridimensionale, nel liquido; oppure per scivolamento, sul substrato, grazie a creste longitudinali e muco

secreto. Le proteine all’interno del citosol possono cambiare il loro ripiegamento.

Poriferi

- Metazoi privi di veri tessuti: l’ambiente corporeo interno non è completamente separato dall’esterno

perché le giunzioni tra le cellule adiacenti non sono “ermetiche” come quelle degli altri metazoi.

- Pinacoderma esterno, formato da pinacociti appiattiti.

- Coanoderma interno, formato dai coanociti.

- Scheletro formato da spicole o da spongina.

- Adulti sessili, nessun movimento dell’organismo.

Placozoi

- Diversi tipi di cellule dell’epitelio esterno; parte dorsale con cellule monociliate appiattite; nella parte

ventrale cellule cilindriche/cubiche flagellate.

- Nessun sostegno rigido, cambiano forma continuamente.

- Locomozione per scivolamento grazie ai flagelli e alle cellule stellate e fusiformi, ricche in fibre di actina,

che si trovano tra i due epiteli.

Cnidari

- Ectoderma esterno (epiderma) formato da cellule diverse: cellule mioepiteliali (monostrato epiteliale),

prolungamenti contrattili (conferiscono contrattilità), cellule interstiziali, cnidociti (con cnidocisti).

- Sostegno: in molte specie scheletro idraulico sostenuto dalla pressione della cavità celenterica; tubi

chitinosi; scheletri interni proteici; esoscheletri carbonatici; spicole; tubi carbonatici.

- Movimento: larva ciliata; nelle meduse propulsione a getto grazie alle cellule mioepiteliali che muovono

l’ombrello; movimento dei tentacoli e possibile locomozione pedale nelle specie sessili.

- Gli cnidociti hanno una pressione interna pa