PROGRAMMA di BIOEVOLUZIONE (con SISTEMATICA e FILOGENESI)

(in questa sezione saranno esposti i principali argomenti del programma ricordando che per avere una visione maggiormente dettagliata del corso è consigliabile studiare sui libri di testo opportuni)

Lo scopo generale del corso è quello di presentare alcuni degli sviluppi più interessanti dell’evoluzionismo nella seconda metà del XX secolo.

Le radici storiche del dibattito: la natura dell’evoluzionismo darwiniano. La “Sintesi Moderna” come sviluppo del darwinismo. La popolazione ed i meccanismi del cambiamento al suo interno. La specie: dibattito sulla sua natura. Approccio morfologico, biologico, ecologico, filogenetico e pluralista. La speciazione: suoi meccanismi (allopatico, simpatrico, parapatrico). Ruolo del flusso genico nei vari modelli di speciazione. Esempi in natura e in laboratorio. Prove paleontologiche della speciazione: la teoria degli equilibri punteggiati. La cladistica: principi, metodi e conseguenze. La teoria neutralista, gli orologi molecolari, le distanze genetiche: metodi molecolari per lo studio dei tempi e dei ritmi dell’evoluzione.

(tratto dall'Università degli studi di Milano - www.unimi.it ) 

SISTEMATICA E FILOGENESI

Sistematicaàdiversità degli organismi viventi, la loro classificazione e filogenesi;

Tassonomiaàmetodi e procedure di classificazione, la parte pratica della sistematica;

Classificazioneàordinare gli organismi in gruppi sulla base delle loro relazioni;

Nomenclaturaàattribuire i nomi ai gruppi della classificazione;

Filogenesiàgenealogia degli organismi viventi.

Per la classificazione occorre stabilire dei CRITERI o unità di classificazione.

L'evoluzione è il criterio unificante della biologia moderna; tutti gli organismi si riproducono e la progenie è simile ai genitori e il potenziale riproduttivo degli organismi è superiore alla prole che vive veramente.

La selezione favorisce i + adatti e la popolazione si modifica rendendosi + adatta all'ambiente.

Si è potuto dire che le specie si evolvono grazie alle prove paleontologiche; in Australia vi erano + marsupiali ma sono stati sorpassati dai placentati che sono maggiormente presenti in altre parti del mondo. Questo può essere dovuto alla teoria tettonica delle zolleài placentati in Australia non sarebbero entrati al momento del distacco.

Un'altra prova dell'evoluzione sono gli organi vestigiali: non servono a niente ma si trovano in alcuni animali (residui ossei).

Alcuni tipi di classificazione possono essere:

-         artificialeàinventata dall'uomo (classificare in base al nome dello scopritore o del periodo)

-         naturaleàcomprendono + caratteristiche (vertebrati e invertebrati)

-         oggettivaàin base per es. al colore ma ciò non va bene.

OLOTIPOàriferimento della specieàcriterio tipologico ma non è sempre efficace a causa del dimorfismo sessuale ecc.

Si è passati quindi al criterio biologico che considera le capacità riproduttive.

SPECIEàpopolazione di organismi potenzialmente interfeconde e riproduttivamente isolate da altre popolazioni la cui prole sia feconda.

SPECIAZIONEàda una specie "1" ad una specie "2". Per far ciò la popolazione deve essere divisa dall'ambiente e non c'è + scambio reciproco perché i pool genetici sono diversi MA se dopo un certo periodo di tempo queste specie rientrano in contatto possono non essere interfeconde. (sterilità dell'ibrido).

La classificazione naturale si basa sulla storia evolutiva della specie; utilizza il criterio genealogico ascendente, si procede dal singolo elemento tramite una chiave dicotomica.

Le scuole di classificazione sono 3:

1)      scuola fenetica o numerica

2)      scuola filogenetica o cladistica

3)      scuola evoluzionistica classica.

OMOLOGIAàstruttura con = origine. Si confronta l'anatomia; è utile anche la serie paleontologica.

ANALOGIAàstesso aspetto ma ¹ origine. (ali di farfalla e di uccello)

CONVERGENZA ADATTATIVAàla risposta all'ambiente è la stessa in animali differenti.

La classificazione quindi deve tener conto delle omologie; mentre la FENETICA è soggettiva per la ricostruzione delle omologie.

CARATTERE PLESIOMORFOàprimitivo (arto)

CARATTERE APOMORFOànuovo (pinna)

SIMPLESIOMORFIàcaratteri primitivi condivisi e non tener conto nella classificazione

SINAPOMORFIàgruppi di cladistica.

Se un carattere è simile per convergenza, ai FENETICI non importa perché si basano sulla misura.

Regno – phylum – subphylum – superclasse – classe – sottoclasse – coorte – superordine – ordine – sottordine – superfamiglia – famiglia – sottofamiglia – tribù – genere – sottogenere – specie – sottospecie.

Per dare i nomi (tutti diversi) si fa riferimento ad un animale o piante (felini, rosacee) oppure in onore di qualcuno.

SISTEMATICA E FILOGENESI dei PROCARIOTI:

-         diversitààmotore che ha generato la diversità, sistemi di classificazione, filogenesi molecolare;

IDENTITA' BIOLOGICA DEI PROCARIOTI:

-         riproduzioneàscissione binaria, asessuale;

-         struttura della cellulaàcitoplasma, pili, flagelli, ribosomi, DNA, membrana plasmatica, parete cellulare, capsula, NO – NUCLEO;

-         ecologiaàin tutti gli habitats dove sono gli eucarioti, in ambienti ostili o in associazione con piante e animali, hanno capacità metaboliche diverse, sono dinamici e mutano lentamente, la varietà dei procarioti è il risultato della selezione naturale;

-         classificazioneàstruttura parete (GRAM), % di G+C ne genoma, temperatura di crescita, capacità di sporificare, tipi di accettori di e- per la respirazione, fotosintesi, motilità, morfologia cellula, capacità di crescere su varie fonti di N e C, richieste nutrizionali.

Per studiare i procarioti occorre isolarli dall'ambiente e coltivare in laboratorio dei cloni di cellule, per poi caratterizzarli sotto vari punti di vistaàfino ad oggi: vari CEPPI.

È + difficile sviluppare un sistema naturale di classificazione per i procarioti rispetto a piante o animali per i quali è + semplice identificare i caratteri sinapomorfici. Per ovviare a ciò i biologi hanno prodotto un volume chiamato:"Bergey's Manual of Determinative Bacteriology".

La specieàinsieme di ceppi con caratteristiche comuni che li differenziano da altri ceppi.

DETERMINAZIONE DI RAPPORTI DI PARENTELA DEGLI ORGANISMI VIVENTI:

1)      Filogenesi molecolareàcaratteristiche essenziali di un marcatore (per es. un gene) utilizzabile a livello genetico – molecolare.

-         Il gene deve essere presente in tutti gli organismi di cui si vuole studiare la filogenesi;

-         Le varie copie del gene devono derivare da un progenitore comune, ovvero mostrare un livello appropriato di conservazione di sequenza;

-         Il gene non deve essere soggetto a trasferimento laterale (orizzontale: domini diversi come batteri e eucarioti)

-         Si basa quindi sulla analisi e comparazione di sequenze di DNA tra cui in particolare l'        RNA 16-S. Si individuano le sequenze firmaàpresente in un numero limitato di microrganismi e che ne determina l'appartenenza ad un determinato gruppo.

-         Dopo aver allineato le sequenze si calcolano i coefficienti di distanza evolutiva e lo si approssima aggiungendo un 20% del coefficiente stesso; questa % è calcolata sulla ipotesi che in passato alcuni geni potevano essere mutati e trovarsi nella forma che oggi constatiamo.

-         Si mettono quindi a confronto i coefficienti dei vari organismi presi in esame e si costruisce un albero filogenetico con appositi programmi per computer.

In una coltura, per sapere se sono presenti dei microrganismi e sapere quali occorre utilizzare la tecnica del PCRàamplificare i geni dell'RNA 16-S e sequenzare col metodo di Sorge.

RNA 16-Sàalbero universale con 3 domini: BACTERIA; ARCHEA; EUKARIA.

ARCHEAà3 regni:

1)      KORARCHAEOTA: ambiente da ipertermofili e non sono mai stati isolati in laboratori

2)      CRENARCHEOTA: ipertermofili e zolfo – dipendenti

3)      EURYARCHAEOTA: metanogeni e alofili, fissano la CO2àCH4, ipertermofili e non.

BACTERIA:

-         Aquex: ipertermofili, H2 – ossidanti e S – riducenti

-         Thermotoga: ipertermofili e anaerobi

-         Batteri verdi: termofili e fotosintetici

-         Deniococci: resistenti ad alte radiazioni

-         Spirali:

-         Batteri verdi sulfurici: fotosintetici

-         Flavobatteri: aerobi e anaerobi

-         Planctomices: batteri gemmati privi di parete

-         Clamidia: parassiti intracellulari

-         Batteri gram+: eterogenei e fotosintetici

-         Cianobatteri: fotosintesi ossigenica

-         Batteri purpurei: eterogenei e fotosintetici

BOTANICA

ALGHE: organismi eucarioti, fotoautotrofi acquatici ma anche sui muri e sulle piante. Appartengono alla famiglia delle TALLOFITEàpiante senza tessuti, unicellulari o pluricellulari.

Le pareti cellulari delle alghe presentano gli APOPLASTI che permettono il contatto con le cellule.

Nelle CORMOFITE sono presenti i SIMPLASTIàplasmodesmi (fessure dalle quali passa il citoplasma) che coinvolgono il citoplasma.

Le alghe vengono classificate NON per la forma ma:

-         pigmentiàclorofilla b, c, d, e (sono accessorie) e servono per trasportare energia alla clorofilla a,

-         carotenoidi

-         xantofille e ficobilline

-         struttura del plastidioàa lamelle singole con ficobillosomi, impilati,

-         sostanze di riservaàamido solo alghe verdi.

Le ALGHE vengono divise in 3 principali gruppi:

1)      Rhodophita: alghe rosseàpluricellulari e filamentose e all'esterno delle loro pareti è presente una sostanza mucillaginosa chiamata "agar" oppure possono esserci dei carbonati di calcio. Contengono le ficobilline che assorbono determinate lunghezze d'onda luminosa in quanto nelle profondità dei mari non arriva tutta la luce.

2)      Chromophita: fitoplancton e diatomee (queste presentano un guscio di SILICIO utile per la tassonomia e possono essere raggruppate in colonie). Le alghe brune sono alghe marine con + specializzazioni perché sono le + grandi; presentano rizoidi, fusto e fronde; all'interno del fusticinoàvasi conduttori.

3)      Chlorophita: alghe verdi presenti nelle acque dolci, possono essere unicellulari o pluricellulari, formano colonie, possono presentare flagelli, filamentose, ecc.

RIPRODUZIONE vegetativa:

Avviene per scissione, gemmazione, frammentazione, sporulazione (alghe e funghi)àformazione di spore per via asessuataàMITOSPORE (zoospore con flagelli o aplanospore)

RIPRODUZIONE sessuale:

Avviene per meiosiàgameti (n)àzigote (2n)

Sporogonia: meiosiàMEIOSPORE (n) che danno origine a nuovi individui aploidi.

CICLI METAGENETICI: gli organismi vegetali sono diploidi (2n) ma alcune cellule si specializzanoàmeiosiàgameti (n)àzigoteàorganismo (2n).

Altre piante sono già aploidi (n)àalcune cellule diventano gameti (senza meiosi) tramite mitosiàfondonoàzigote (2n) che fa subito meiosi (MEIOSI ZIGOTICA)àspore (n)ànuovo organismo aploide (n).

-         Ciclo DIPLONTE; Ciclo APLONTE; Ciclo APLODIPLONTEàalghe e piante: si parte da una generazione diploide (SPOROFITO)àmeiosiàmeiospore (sporogonia) da cui si origina la stessa piantaàmitosi e si producono altre cellule (GAMETOFITO "n")àgametiàfondono e danno lo zigote (SPOROFITO).

Gli sporocisti e i gametocisti sono i luoghi dove avviene la formazione di spore e gameti.

FUNGHI: organismi eucarioti acquatici o terreni, eterotrofi (saprofiti, parassiti, simbionti) non hanno plastidi e neanche pigmenti fotosintetici, non hanno amido; hanno una parete simile a quella degli insetti perché contiene CHITINA. Hanno un'organizzazione a TALLOàplasmodio (muffe mucillaginose); ife (sifonale o settateàmicelio)

RIPRODUZIONE vegetativa:

Avviene per scissione, gemmazione, frammentazione o sporulazioneàMITOSPORE (zoospore o aplanospore, endosporein sporocisti o esospore in conidi)

RIPRODUZIONE sessuale:

Avviene per meiosiàgametiàzigote o spore durature;

SporogoniaàmeiosiàMEIOSPORE (ascomiceti o basidiomiceti)

LICHENI: simbiosi tra alghe e funghi. Il fungo accumula sostanze tossiche e l'alga fa la fotosintesi.

MICORRIZZA: simbiosi tra funghi  e le radici di alcune piante. Il fungo metabolizza le sostanze che la pianta non potrebbe assorbire da sé.

EMERSIONE: la colonizzazione dei vegetali sulla terrafermaà

I vantaggi sono:

Gli svantaggi sono:

-         economia dell'acqua

-         nutrizione: le risorse sono distribuite in modo diverso nell'ambiente

-         problemi meccanici

-         riproduzione e diffusione

Le conseguenze di ciò sono delle modificazioni dell'apparato vegetativo:

-         CORMO: formazione di tessuti veri e propri

-         Crescita in lunghezza indefinita

-         Apparato fotosintetico il + ampio possibile

-         Posizione eretta

-         Sistema conduttore

-         Protezione dal disseccamento

-         Modificazione dell'apparato riproduttivo

-         Nuove sostanze (lignina, suberina, flavonoli che proteggono dagli U.V., cutina e cere)

L'APPARATO VEGETATIVO è così costituitoà

1)      apparato assorbenteàancoraggio e assorbimento

2)      sistema conduttoreàsostegno e trasporto

3)      apparato fotosintetico disperdenteàfotosintesi e traspirazione

Molto probabilmente le piante terrestri derivano dalle ALGHE VERDIà

-         unicellulari, coloniali, pluricellulari

-         clorofilla a e b (e carotenoidi)

-         accumula amido nel cloroplasto

-         parete con cellulosa e pectina

-         cloroplasti con grana

BRIOFITEàpiante con tessuti non vascolari:

-         embriofite: dipendenza trofica tra le 2 generazioni (sporofito da gametofito)

-         ciclo aplodiplonte: alternanza di gametofito e sporofito

-         piante pioniere

-         comprendono muschi, hepaticae, anthocenotae

Dall'EMBRIONEàsporofito.

A causa della mancanza di H2O, per evitare il diseccamentoàcontenitori pluricellulari in cui le cellule fanno meiosi e danno gameti: GAMETANGI. In quello femminile c'è l'OOSFERAàembrioneàsporofito. Solo le piante terrestri hanno l'embrione.

Apparato vegetativo:

generazioni eteromorfiche = dominanza del gametofito

Gli adattamenti all'ambiente terrestre sono:

-         differenza istologica

-         unica cellula meristematica apicale

-         epidermide con cuticola, cere, pori e stomi

-         tessuti parenchimaticiàfotosintesi e riserva

-         stereoma(muschi)àstereidi (sostegno), idroidi (condurre H2O), leptoidi (condurre sostanze)

-         accorgimenti morfologici per trattenere l'H2O

-         flavonoidiàprotezione dagli U.V.

-         non c'è lignina ma solo cellulosa.

Generazione GAMETOFITICA:

-         rizoidiàadesione al substrato

-         fusticinoàsostegno (stereidi) e conduzione (idroidi e leptoidi)

-         fogliolineàfotosintesi.

Generazione SPOROFITICA: generazione ridotta e troficamente dipendente dal gametofito

-         seta

-         capsula, sporangioàproduce meiospore (sporogonia)

-         piedeàancora lo sporofito al gametofito e consente allo sporofito di essere nutrito dal gametofito

-         meiosporeàdiffusione delle briofite (sporopellenina: protegge le spore)

RIPRODUZIONE vegetativa:

Avviene per frammentazione (propaguli o gemme), non si ha + sporulazione (produzione di mitospore)

RIPRODUIONE sessuata:

I GAMETANGIàprotezione e sono anteridi (maschili con anterozoidi) e archegoni (femminili con oosfera immobile)

L'embrione proviene dallo sviluppo dello zigote e sviluppa lo sporofito protetto dal gametofito.

I GAMETOFITIàomotallici (anteridi e archegoni su stessa pianta) o eterotallici (solo anteridi o solo archegoni).

CARATTERI durante l'EVOLUZIONE:

-         sporofito dipende dal gametofito

-         generazione aploide dominante

-         sistemi di trasporto di H2O e soluti

-         NO gameti maschili ciliati

-         NO embrione transitorio

-         NO dispersione affidata alle meiospore

APPARATO vegetativo:

-         struttura a CORMOà sviluppo di organi (foglie, fusto, radici)

-         sviluppo di tessuti: MERISTEMATICI (primari, secondari o cambio) e ADULTI (tegumentali, parenchimatici, conduttori, meccanici, secretori)

TESSUTI CONDUTTORIàlegno (xilema)àVASI (tracheidi e trachee) e contiene lignina per il passaggio di sostanze.       àlibro (floema)àtubi o cellule cribrose.

LIRO + LEGNO = FASCI

TRACHEIDIàcellule allungate vuote con lignina; tra un tubo e l'altro ci sono delle griglie.

TRACHEEàtubo continuo e sono presenti nelle piante + evolute

PIANTE TERRESTRI VASCOLARI: pterofite, gimnosperme, angiosperme.

PTERIDOFITE:

v     tracheofiteàcon trachee

v     embriofiteàembrione non quiscente

v     ciclo aplodiplonteàgenerazione dominante è lo sporofito

v     diffusione affidata alle meiospore

v     i principali TAXA sono: (zosterophyllophyta, rhyniophyta, trimerophytophyta).

v     Lycophyta, sphenophyta, pterophyaàviventi

v     Piante vascolari senza seme.

APPARATO VEGETATIVO:

-         generazioni eteromorfiche = dominanza dello sporofito

-         generazione gametofiticaà progressiva riduzione; protallo pluriennale o annuale (cellule vegetative fotosintetizzanti, rizoidi e cellule conduttrici); indipendente dallo sporofito

-         generazione sporofiticaàdominante e svolge tutte le attività vegetative, inventano la ligninaàtracheidi e formazione del legno

-         nelle pteridofite solo tessuti primari

-         gametofiti omotallici, eterotallici, autosterili o autofertili.

RIPRODUZIONE VEGETATIVA:

Tramite lo sporofito e per frammentazione.

RIPRODUZIONE SESSUALE

Tramite i gametangiàanteridi (maschili ciliati) e archegoni (oosfera femminile immobile)

RIPRODUZIONE PER SPOROGONIA:

Tramite gli sporangiàcellule sterili esterne; tappeto (parenchima per nutrire le spore) e un tessuto archesporiale. La disposizione: strobili o sori + indusio (nelle felci)

-         ISOSPORIAàanteridi e archegoni di una pianta cadono vicini e i gametangi si fecondano.

-         ETEROSPORIAàevoluta nelle piante a fiore e si ha la fecondazione con spore diverse.

SPERMATOFITE:

1)      percorso evolutivo della riproduzione fino alle Pteridofite:

-         eterosporia = gametofiti eterotallici

-         protezione e nutrimento delle spore e gametiàsporangi e gametangi

-         embrione

2)      nelle spermatofite = pianta con seme

-         tutte eterosporee

-         Gimnospore (macro)àgametofiti femminili

-         Androspore (micro)àgametofiti maschili

-         Protezione degli sporangi sugli sporofiti con nuove strutture (ovuli e sacche polliniche)

-         Protezione dei gametofiti (quelli femmini non + rilasciati all'esterno e quelli maschili vengono ulteriormente protettiàGRANULO POLLINICO

-         Protezione della gamia (nell'ovulo): i gameti non escono all'esterno

-         Nuovo embrione = seme

-         Embrione quiescente

-         Diffusione affidata al nuovo sporofito (2n) e non alle spore

GIMNOSPERME:

-         spermatofiteàpiante con seme "nudo"

-         forme arboree

APPARATO VEGETATIVO:

-         accrescimento secondario di fusto e radici

-         cambio cribro – legnoso (legno e libro secondario)

-         cambio sughero – fellodermico (sughero e felloderma)

-         gametofito ridottissimo: quello femminileàresta sullo sporofito; quello maschileàridotto e protetto, germinerà sull'ovulo e si farà trasportare dal vento.

RIPRODUZIONE:

-         diffusione non + affidata alle meiospore

-         ovuloàsporangio accolto da tegumenti sterili

-         inventano il SEME

-         eterosporee

-         sullo sporofitoàmicrosporangioàmicrosporeàgametofito mobile (granulo pollinico)                 

-         sullo sporofitoàmacrosporangioàmacrosporaàgametofito femminile

-         microsporangi = sacche polliniche: rivestimento sterile, tappeto, tessuto archesporiale, spore, granuli pollinici, gameti mobili, nucleo germinativo

-         granulo pollinicoà4 cellule: 3 vegetative e 1 contenente il nucleo per la fecondazione

-         si riduce anche il gametofito femminileàOVULO:

-         tegumento aggiuntivo

-         sporangio o nucella

-         solo una cellula fa meiosià3 degenerano e 1 si divideàgametofito femminile o endosperma I°.

-         nel gametofito femminileàtanti nuclei di cui 2 diventano OOSFERA

-         i 2 tegumenti che ricoprono l'ovulo presentano un MICROPILOàcanale per l'entrata del granulo pollinico

ANGIOSPERME:

RIPRODUZIONE:

-         inventano il FIOREàprotezione ovuli, controllo gamia, controllo impollinazione

-         inventano l'OVARIOàFRUTTO

-         nel FIOREàantereà4 sacche pollinicheàgranulo pollinico costituito da 1 cellula vegetativa (1 nucleo) e 1 cellula con 2 nuclei (2 gameti)

-         ovuloà1 solo gamete femminile

-         si forma poi una cellula con 3 nucleiàOOSFERAàEMBRIONE

-         COTILEDONIàparte dell'embrione con funzione di riserva.

ZOOLOGIA

5 regniàmonere (batteri e archea); protisti (protozoi); vegetali; animali; funghi.

PROTOZOI: protisti mobili che non fanno fotosintesi e sono eterotrofi. Gruppo polifiletico (~40 Phyla)

METAZOI: animali pluricellulari (~35 Phyla conosciuti). Gli animali primitivi sono apparentemente semplici e non sempre sono uguali agli animali da cui derivano.

Gli animali si distinguono per alcune funzioni:

-         protezioneàsistemi tegumentali e scheletrico

-         sostegno e movimentoàsistemi scheletrici e muscolare

-         nutrizioneàapparato digerente

-         trasportoàsistema circolatorio

-         respirazioneàapparato respiratorio

-         osmoregolazione e apparato escretoreàapparato escretore (cataboliti azotati che sono entrati nel corpo mentre la defecazione interessa i cataboliti non entrati nelle cellule)

-         coordinamentoàsistema nervoso e endocrino

-         riproduzioneàapparato riproduttore.

PROTOZOI:

Comprendono:

1)      Sarcadini (amebe)

2)      Flagellati (Euglena)

3)      Sporozoi (plasmodi della malaria)

4)      Ciliati (parameci)

1 – 2à

-         raggruppati nel phylum dei sarcomastigophora

-         presentano 1 o + flagelli (i flagelli sono lunghi + di 50mm e le ciglia 12 – 15 mm) che permettono un movimento sinusoidale e sono di numero minore delle ciglia che oltretutto sono + rigide.

-         Eugleniaàflagellato con cloroplasti; in condizioni di scarsa illuminazione o abbondante nutrimento, può ridurre la capacità di fotosintesi e passare all'eterotrofia. Il flagello tira la testa e l'idrodinamicità della forma non conta. Presenta citoscheletro, mitocondri, cloroplasti, nucleo, stigma (riconosce l'ambiente illuminato o buio)

-         Amebeàunicellulari amorfi, hanno pseudopodi per muoversi e fagocitare

-         Alcuni Sarcodini hanno scheletro (endo o eso) e i + famosi sono i FORAMINIFORI (scheletro calcitico e carbonitico) e RADICARI (scheletro silicico); hanno anche forme parassitiche.

3à

-         forme parassiticheàformano spore

-         coccidi (toxoplasma e plasmodio della malaria)

-         CICLO DELLA MALARIAàcoinvolge + di un ospite: l'ospite vero è quello in cui avviene la riproduzione sessuale (zanzara), l'ospite intermedio è per es. l'uomo dove avviene la riproduzione vegetativa; la zanzaraàassume sangue infetto in cui i globuli rossi hanno macrogameti e microgametiàsi forma lo zigote che si incista nella parte intestinale della zanzaraàoocisti e per sporogonia si formano tanti organismi (sporozoiti n)àcrescono in numero fino a rompere la sporocisti e si ha la colonozzazione delle ghiandole salivari della zanzara che quando punge una persona vengono iniettatiàfegato e poi iniziano a moltiplicarsi (schizogonia) e fanno tanti MEROZOITI e quando la cellula del fegato è piena esplode e colonizza altre cellule del fegato. Dal fegato passa ai globuli rossi fino a formare un PLASMODIO e forma MEROZOITIàscoppiare il globulo rosso e ne colonizzano altri. Una parte di MERIZOITI entrano nei globuli rossiàmacrogameti e microgametiàaltra zanzara.

4à

-         citostoma (bocca)àvacuoli alimentariàsbocca nel citopigio (espelle i residui)

-         vacuoli contrattili per la osmoregolazione

-         l'escrezione avviene per diffusione

-         2 nuclei: micronucleo (2n)àriproduzione

-         macronucleo (poliploide)àfunzioni vegetative. Essendo unicellulare ciò serve per produrre proteine ed enzimi in numero maggiore avendo più DNA.

-         RIPRODUZIONE: avviene per scissione (sorta di mitosi) o per coniugazione: avviene tra gamonti (organismi interi) che differiscono geneticamente. Il macronucleo sparisce e i micronucleià2 divisioni (meiosi) e per ogni paramecio si hanno 4 micronuclei (n) di cui 3 spariscono. I1 micronucleo rimanente fa mitosià2 micronuclei identici e si scmbiano tra i due parameci. I 2 coniugati hanno lo stesso corredo genetico ma non è quello originale. I 2 micronuclei si fondono; si riforma il macronucleo.

-         I protozoi hanno 4 cicli.

METAZOI:

1)      teoria simbioticaàdiversi protistiàorganismo + complesso

2)      teoria colonialeà+ protisti con diverse funzioni ma si ha specializzazione

3)      teoria della cellularizzazioneàplasmodio ricco di celluleàmembraneàpluricellulare.

Coanoflagellati; Volvox e Protenospongiaàorganismi pluricellulari.

SPUGNEà

-         calcaree, silicee o cornee a seconda dell'endoscheletro

-         pinacocitiàrivestimento esterno

-         coanocitiàrivestimento interno

-         osculoàl'ano è l'apertura principale (non c'è la bocca)

-         sporgaceleàcavità interna

-         non ci sono giunzioni cellulariàcellule totipotenti o staminali

-    sono PORIFERIà

-         solo l'ano come apertura e l'escrezione e la respirazione avvengono per diffusione

-         sono ermafroditi; le gonadi maschili producono spermatozoi raccolti dai coanociti e portate alle cellule uovo nel mesoilo (collagene e cellule indifferenziate); si riproducono anche per frammentazione

I metazoiàCnidari (Idrozoi, Scifozoi, Antozoi)

Le simmetrie: i Cnidari hanno una simmetria raggiata cioè l'asse corporeo passa per la bocca; è un asse oro-aborale che divide in 2 parti speculari l'animale.

Sono animali SESSILIàfissi al substrato e hanno simmetria radiale

All'inizio lo zigote forma una BLASTULAàsfera cava formata da uno strato di cellule. La cavità interna è chiamata blastocele. La blastula poi va incontro a morfogenesi e nell'embrioneàgastrulazioneàGASTRULA: presenta ectoderma all'esterno, endoderma all'interno e l'apertura è chiamata BLASTOPORO.

CNIDARIà

-         animali rimasti allo stadio di gastrula, presentano ectoderma, endoderma e cavità gastrovascolare.

-          La parete del corpoà2 epiteli incollati: DIBLASTICI

-      La cavità gastrovascolare comprende bocca e ano; intorno alla bocca ci sono i tentacoli.

-         Presentano nematocisti o cnidoplastiàcellule con tubo estensibile che iniettano veleno nella  preda.

-         EPIDERMAàrivestimenti esterno

-         GHIANDOLEàdigestione nella cavità

-         Cellule NERVOSE e cellule EPITELIO – MUSCOLARI

-         Tra l'endoderma e l'ectodermaàtessuto connettivo o MESOGLEA (acellulare)

-         Sessi separati o ermafroditismo

-         METAGENESI ALTERNATE: alternanza di generazione gamiche e agamiche (meduse e polipi)

-         Plancton (organismi trasportati passivamente dalle correnti); Bentos (sul fondo); Necton (nuotano attivamente).

-         Le meduse hanno i gametiàsubstratoàpolipo

-         I polipiàcolonie; GONOZOIDE (riproduzione) e GASTROZOIDE (nutrimento)

-         IDROZOIàcolonie ramificate ("alghe")àmeduse piccole

-         SCIFOZOIàstadio di medusa ben sviluppato

-         ANTOZOIàcoralli, madrepori, attinie (anemoni di mare); non c'è + medusa ma solo polpo; i coralli formano le barriere coralline con l'esoscheletro calcareo mentre il loro endoscheletro è formato da solfoproteine.

PLATELMINTIà

-         vermi piatti (Tribellari, Trematodi, Cestodi)

-         vivono in ambiente umido

-         hanno una simmetria bilaterale (tipica degli animali che si muovono) e anche il sistema nervoso tende a concentrarsi davanti e si ha la differenziazione tra dorso e ventre. Hanno un PIANO SAGITTALE (destra e sinistra); PIANO FRONTALE (dorso e ventre) e un piano TRASVERSALE (gambe e tronco)

Planariaà

-         dall'endodermaàMESODERMAàTRIBLASTICA

-         l'ectodermaàtegumento e sistema nervoso

-         l'endodermaàapparato digerente

-         MESODERMAàtutti gli altri tessuti

-         Sistema digerenteàbocca ma non ha l'ano. La cavità gastrovascolareàdigestione e circolazione. Il digerente è ramificato per portare gli alimenti in circolo

-         Compare la CEFALIZZAZIONE

-         Organi di senso sviluppati

-         Nell'apparato escretoreàNEFRINI e PROTONEFRINI (aspira acqua e particelle e viene operata una selezione). Le ramificazioni hanno un fondo ciecoàcellula a fiamma.

-         Raccolgono i liquidi o dal parenchima o da cavità corporee.

-         Il "verme solitario" produce PROGLOTTIDIàapparato riproduttore

PSEUDOCELOMATIà

-         presentano ectoderma, endoderma, cavità gastrovascolare e MESENCHIMA (parenchima con tessuti connettivi)

-         tra il mesoderma e l'endodermaàcavità di liquido

-         PSEUDOCELOMAàBlastocele, è un idoscheletro

-         Cavità corporeaàvarie funzioni

-         LOMBRICOàectoderma – endoderma – celoma (peritoneo) – mesoderma – endoderma; nella bocca e nell'ano ci sono sfinteri muscolari e solo la parte centrale dell'apparato digerente è fatta da endoderma.

Nematodiàparassiti (Ossiuri)

-         architettura corporea uniforme

-         tubo digerente completo, apparati riproduttori separati o ermafroditi, pseudoceloma, apparato escretore (cellule renette)

-         l'apparato riproduttore è filiforme

-         all'esterno del corpoàcollagene

Molluschià

-         polpi, seppie, cozze, lumache, chiocciole

-         Gasteropodi (lumache); Bivalvi (ostriche); Cefalopodi (seppie)

-         CELOMAàSchizocelia (masse compatte di mesoderma che si scollano e formano delle vescicole che si ampliano e si legano saldamente all'endoderma e ectoderma) o Enterocelia (endoderma germina con sacche laterali che si isolano, si dilatano e vanno a formare il mesoderma).

-         Sono animali celomati difatti nel celoma è presente una cavità detta pericardio che serve per far battere il cuore. Inoltre nel celoma sono presenti apparato escretore e gonodotti.

-         MESENTERIàtengono uniti gli organi

-         Presenza di una CONCHIGLIA che viene secreta dal tegumento dorsale (mantello); ha la funzione di esoscheletro, cioè serve per il movimento e per la protezione ed inoltre la conchiglia viene persa nei cefalopodi perché l'hanno sacrificata al movimento migliore.

-         1) sacca dei visceriàapparato digerente completo

-         2) capoà/

-         3) piede muscolosoàorgano motorio lento

-         presentano una cavità pallealeàsbocca l'ano e lo CTENIDIO (branchia)

-         i gangli sono collegati da connessioni (dendriti e assoni)

-         presentano anche una radulaàparte anteriore del tubo digerente che è simile ad una lingua e funge da gratugia.

Gli pseudocelomati si dividono in:

1)      PROTOSTOMI (Artropodi, Anellidi, Molluschi)àil blastoporo origina la bocca e l'ano è secondario; la segmentazione embrionale è a spirale; il celoma si forma per schizocelia; dal dorso al ventre si ha l'apparato circolatorio, il digerente e il nervoso (ventrale).

2)      DEUTEROSTOMI (Echinodermi, Cordati)àil blastoporo origina l'ano e la bocca è secondaria; segmentazione radiale; il celoma si forma per enterocelia; dal dorso al ventre si ha il nervoso (dorsale) e l'intestino.

Bivalvià

-         conchiglia divisa in 2 valve

-         hanno perso la cefalizzazione e la RADULA

-         aumento della superficie degli CTENIDIà4 lamine e ragni respiratori

-         sono presenti pigmenti respiratoriàemocianina

-         si nutrono di piccole particelle

-         il PIEDEàorgano fossorio – scavatore per interrarsi

-         apparato circolatorio aperto: non ci sono capillari e le arterie sboccano in un emocele che embriologicamente è simile al pseudocelomaàderiva dal blastocele

-         presentano un cuore

-         EMOCELEàidroscheletro: il liquido è sottopressione e questo conferisce la forma all'animale

-         Il CELOMA è limitato solo al pericardio

Gasteropodià

-         trasformazione della conchiglia che subisce una spiralizzazione e torsione

-         l'animale retrae il corpo nella conchiglia

-         la branchia regredisce e la cavità pallealeàsuperficie respiratoria comunicante con l'esterno tramite un piccolo foro

Cefalopodià

-         molluschi + specializzati

-         predatori attivi

-         cefalizzazione spinta e apparato circolatorio chiuso + efficiente (cuore, arterie, capillari, vene)

-         il piede ha una forma ad imbuto per maggior spinta

Anellidià

-         Policheti, Oligocheti (lombrichi), Irudinei (sanguisughe)

-         Protostomi

-         Sistema circolatorio chiuso

-         Cuore (vaso cardiaco), intestino (gangli ventrali), sistema nervoso ventrale

-         METAMERIAàanimali con tanti segmenti o metameri; possono aumentare di dimensioni con lo stesso "modulo"; si ripetono i gangli; apparato escretore; gangleo sopraesofageo (o cervello) che è sopra l'intestino; gonadi negli ultimi segmenti.

-         La teniaàpseudometameriaàcolonia di gemme ma non è = all'anellide

Polichetiàcheteàspine per locomozione sui fianchi; PARAPODIàespansioni laterali carnose

Oligochetià

-         lombrichi con poche sete che ancorano l'animale quando scava

-         parete: cuticola, epidermide e 2 strati di muscolatura in cui la + interna è longitudinale e quella esterna è circolare

-         unica cavità celomatica e può cambiare forma con un movimento peristaltico

-         celoma metamerico e per ogni metamero c'è una coppia di vesciche e nei metameriàalloggiati i vasi che sono il residuo del blastocele ed embriologicamente sono omologhi al pseudoceloma

-         il circolatorio è il residuo del bastocele

Irudineià

-         parenti dei lombrichi, senza setole

-         ermafroditi come anche gli Oligocheti

-         ectoparassiti, ematofagi, faringe tagliente

PROTONEFRIDIOàstruttura che pesca o nel parenchima o nello pseudoceloma e funziona con un gruppo di ciglia che crea la corrente.

Nei Nematodi e Rotiferiànon hanno un apparato circolatorio ma lo è lo pseudoceloma

La concentrazione osmotica è maggiore nei vasi e minore nell'intestino

L'H2O tende a entrare nel celoma fino ai vasi mentre le particelle dai vasi al celoma.

ULTRAFILTRAZIONEàtramite i PODOCITI che controllano il passaggio in modo che dal sangue le particelle vadano al celoma. Nel celomaàURINA PRIMARIA (sostanze da escretare) ed esce dal metanefridio.

Protonefridioàfiltrazione con PODOCITI

Metanefridioàno-filtrazione; funziona in presenza di apparato circolatorio ed è nei vertebrati.

Anellidià

-         LARVA: stadio che sguscia dall'uovo e che diventa adulto dopo notevole metamorfosi.

-         LARVAàanimali marini per correntiàdispersione e nutrizione.

-         Larva TROCOFORA: tipica dei protostomi; forma di una trottola; 3 bande ciliate di cui 2 circondano la bocca e la 3° per il movimento; non ha celoma ma lo si forma poi; a livello dell'ano è presente una banda MESODERMICAàMETAMERIàcavità celomatiche

-         In un anellide i segmenti posteriori sono i + giovani, quelli anteriori i + vecchi.

Artropodià

-         derivano da anellidi metamerici

-         maggior successo

-         piedi articolati; emocele secondario

-         gruppo polifelitico

-         i segmenti si specializzano e le appendici si modificano

-         subphylum: Chelicerati (aracnidi); Crostacei (entomostraci, malacostraci); Unirania (miriapodi e insetti)

-         aracnidiàprosoma (zampe) e apistosoma; capo – torace – addome.

-         miriapodiàcapo e tronco

-         ragnoàcuore dorsale, gangli nel prosoma, polmoni a libro

-         insettiàintestino deriva dall'ectoderma; sessi separati; occhi composti formati da ommatidi; TRACHEE: sistema di tubi che si ramificano e portano aria alle singole cellule; ARTO: biramoso nei crostacei e negli insettiàcoxa, trocantere, femore, tibia, tarso; APP. BOCCALE: masticatore, pungente, lambente – succhiante, ecc.

-         crescita continua di tessuto ma il volume va a tappe e nel frattempoàriempiono di H2O e aria

-         METAMORFOSIàametabolia; olometabolia (completa) e eterometabolia (semplice)

I DEUTEROSTOMIàEchinodermi e Cordati

DIPLEURULAàprototipo di larva dei deuterostomi; celomata e ha 3 coppie di cavità celomatiche (somatocele – idrocele – assocele)

Echinodermià

-         simmetria raggiata

-         antenati bilateri: da una larva dipleurulaàadulto pentaraggiato (5 raggi)

-         il lato orale è opposto al substrato nei primi echinodermi e l'intestino è a U

-         gli echinodermi odierni hanno la bocca al substrato e l'ano opposto

-         somatoceleàcavità + grande del corpo

-         assoceleàdall'ano alla bocca

-         idroceleàsistema acquifero unico degli echinodermi e serve per la locomozione e come sistema respiratorio ed escretore.

-         Non sono presenti infatti apparati escretore, respiratorio, circolatorio perché le funzioni le svolge il celoma.

-         Presenza di DERMASCHELETRO (natura calcitica, rigido)àstrato connettivale sotto l'epidermide.

-         Sviluppo del celoma

-         Metamorfosiàda simmetria bilaterale a raggiata.

Cordatià

-         3 Subphylum: Cefalocordati; Urocordati; Vertebrati (ciclostomi, pesci cartilaginei, pesci ossei, uccelli, anfibi, rettili, mammiferi)

-         tubo neuraleàsistema nervoso cavo all'interno (al contrario dei gangli). A livello dell'encefalo è vescicale; dorsale all'intestino e il cuore è ventrale

-         corda dorsaleàbastoncino allungato che da sostegno all'animale e per l'inserzione dei muscoli. È presente:

-         urocordatiàsolo nella coda

-         cefalocordatiàdal capo alla coda

-         vertebratiàda metà

-         presenza di cellule turgide piene di glicogeno, cellule globose che formano sostegno rigido e circondate da una guaina fibrosa

-         faringe branchialeàingestione alimenti e funge come setaccio perché filtra l'H2O e le piccole particelle rimangono. Funzione anche respiratoria.

-         Nell'adulto cambiano i caratteri e l'adulto degli urocordati perde la coda e non hanno + corda né sistema tubulare

-         La notocordaàcolonna vertebrale

Urocordatià

-         grande faringe branchiale e piccolo ganglio nervoso

-         simili a spugna

-         2 buchi principali: SIFONE INALANTE (passa attraverso il faringe branchiale ed esce nel) SIFONE ESALANTE

-         le particelle: col battito ciliareàdocciaàstomacoàresidui escono dall'anoàSIF.ESALANTE

-         non hanno celoma

-         non sono metamerici

-         ermafroditi

-         il cuore batte in direzione alternataàapp.circolatorio aperto con lacune

-         TUNICATIàinvolucro formato da TUNICINA (polisaccaride simile alla cellulosa delle piante)

-         Immobili

Vertebratià

-         Tegumento: negli squali le SCAGLIEàdenti. La pelle è ricca di ghiandole mucose

-         Muco: protezione e idrodinamicità

Anfibià

-         pelle nuda a differenza dei vertebrati (pluristratificati)

-         cellule esterne morteàstrato corneo

-         cellule ricche di CHERATINA

-         strato idrorepellente

-         muco per protezione e nuoto

-         possono essere velenosi

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