I metazoi - parazoa, mesazoa, eumetazoa

Question 1

Quali sono le origini dei metazoi? Quali sono le loro caratteristiche comuni?

Answer 1

I Protista hanno evoluto due sistemi per aumentare le dimensioni corporee:
1. l’aumento della dimensione della cellula (con un aumento sfavorevole del rapporto superficie/volume per ottimizzare le funzioni metaboliche es. l’alga marina Acetabularia);
2. la formazione di colonie di cellule poco differenziate dal punto di vista funzionale (es. Volvox).

I Metazoa rappresentano il gradino evolutivo successivo e alternativo, con la differenziazione cellulare (specializzazione di funzione), la formazione di tessuti e organi (coordinamento cellulare), funzionali al metabolismo di un organismi di grandi dimensioni rispetto ai protozoi.
Percorsi alternativi, da punto di vista metabolico e funzionale sono stati intrapresi dagli organismi dei Regni Plantae e Fungi.

Caratteristiche comuni:
• Eterotrofi
• Mobili, in almeno alcune fasi del ciclo vitale
• Multicellulari
• Quasi sempre organizzati in tessuti (insiemi di cellule specializzate isolate da altri tessuti da strati membranosi)
• Tessuti aventi una precisa origine embrionale (foglietti)
• Mancanza di parete cellulare
• Riproduzione prevalentemente per via sessuale
• Cibo ingerito e successivamente digerito
• 32 Phyla, per la maggior parte marini

Question 2

Quali sono i 3 sottoregni dei Metazoa?

Answer 2

1. Parazoa
   ○ MONOBLASTICI: organizzazione cellulare-tissutale
   ○ Phyla Porifera e Placozoa (talora ascritti al Sottoregno Phagocytellozoa)
   § Poriferi: regno delle cosidette spugne
   § Placozoi: organismi marini di acque basse, microscopici e somiglianti vagamente alle amebe, non più grandi di alcuni millimetri e spessi qualche decimo. A suo tempo furno ritenuti erroneamente fasi larvali di meduse; ma in seguito (1971) è stato accertato che costituiscono un Phylum a sè stante e sembrano rappresentare il modello più realistico di metazoo.
   
   2. Mesozoa
      ○ MONOBLASTICI): organizzazione cellulare-tissutale
      ○ Unico phylum: Mesozoa.
      § Termine mesozoi = animali di mezzo –> primitività di questo phylum, a metà strada tra protisti unicellulari e metazoi.
      § Organismi pluricellulari dalla non chiara origine evolutiva, ritenuti come una via verso la pluricellularità meno vincente rispetto a quella degli eumetazoi
   3. Eumetazoa
      ○ DIBLASTICI E TRIBLASTICI: organizzazione delle cellule in tessuti e organi ad elevata specializzazione

Question 3

Sotto regno Parazoa: quali sono le caratteristiche generali del phylum Porifera?

Answer 3

• Organismi multicellulari sessili, acquatici, filtratori
• Da pochi millimetri a un paio di metri
• Mancano di tessuti; assenza di foglietti embrionali
• Digestione intracellulare
• screzione e scambi gassosi per diffusione
• Riproduzione
○ asessuale per mezzo di gemme (gemmazione) o gemmule (masserelle di archeociti incapsulati capaci di resistere a condizioni avverse)
○ sessuale tramite la formazione di uova e spermatozoi (in maggioranza specie monoiche)
• Larve cigliate natanti
• Presenti in tutto il mondo, a tutte le latitudini dalla zona intertidale fino al mare profondo
• ~ 6000 specie quasi tutte marine; 150 di acqua dolce

Question 4

Quali sono le caratteristiche anatomiche del phylum porifera?

Answer 4

Seguendo il flusso d’acqua che pervade le spugne si incontrano le seguenti parti anatomiche:
• Pori dermali o osti o ostioli: fori d’ingresso dell’acqua
• Canale inalante o afferente: canale di ingresso dell’acqua
• Prosopilo: ingresso della camera coanocitaria o ai canali radiali
• Camera coanociataria o canali radiali: camera o canali foderati da coanociti
• Apopilo: uscita della camera coanocitaria o dei canali radiali
• Canale esalante o efferente: canale di uscita dell’acqua verso lo spongocele (se presente)
• Spongocele o atrio: grande cavità interna a volte presente (altre volte è presente un labirinto di piccole cavità)
• Osculo: apertura dalla quale effluisce l’acqua dalla spugna

1. CELLULE DIVERSIFICATE
	○ Pinacociti: le cellule della parete esterna sono organizzate e appiattite quasi come in un vero tessuto.
		§ Miociti: vicino agli osculi e ai pori, contrattili, permettono la loro chiusura e apertura, contribuendo a regolare il flusso d’acqua. 
	○ Porociti: cellule tubulari (in ascon) formano pori per l’afflusso dell’acqua.
	○ Coanociti: tappezzano i canali e le camere flagellate, affondano nel mesoilo; la parte esposta è dotata di collare e di flagello che genera una micro-corrente.La sommatoria delle micro-correnti determina la corrente di uscita dagli osculi. 
	○ Collenciti: svolgono funzioni contrattili nel mesoilo. 
	○ Archaeociti: cellule ameboidi indifferenziate (ossia totipotenti, potendosi differenziare in qualsiasi altro tipo di cellula) che si muovono nel mesoilo;
		§ Amebociti: fagocitare il cibo presso lo strato epiteliale esterno o ricevono particelle da digerire da parte dei coanociti. 
		§ Spongociti: secernono spongina
		§ Sclerociti: secernono spicole.
			□ Spicole: elementi scheletrici silicei o calcarei, talora uniti a spongina (proteina del collagene)

2. NESSUN TESSUTO
   ○ Presenza di uno strato gelatinoso, detto mesolio, situato tra le cellule della parete esterna (pinacoderma) e gli strati di coanociti (coanoderma).
3. NESSUNA SIMMETRIA
   4. CONFIGURAZIONE
      ○ Ascon
      § forti limitazioni strutturali
      □ generalmente piccole
      □ ostioli microscopici
      § spongocele flagellato
      § solo nella classe calcarea
      Clathrina canariensis (Calcarea)
      ○ Syncon
      § Corpo tubulare
      § L’acqua entra dai canali inalanti
      § Canali radianti flagellati
      § Spongocele con cellule epiteliali
      § Classe Calcarea e Hexactinellidae
      ○ Leucon
      § Corpo anche di grandi dimensioni
      § L’anastomizzazione consente un aumento della porzione di superficie flagellata in rapporto al volume
      § Numerose camere flagellate
      § Numerosi osculi
      § Tutte le classi
      § Configurazione a cui appartiene il maggior numero di specie attuali

Question 5

Phylum porifera: alimentazione, digestione ed escrezione

Answer 5

Le spugne non hanno un apparato digerente e le particelle alimentari vengono ingerite e digerite a livello delle singole cellule (digestione intracellulare). La parte preponderante dell’alimento è costituto da particelle di dimensioni inferiori a 1 mm.
Come organismi sessili e essendo sprovvisti di organi sistemici per il metabolismo, dipendono completamente dal movimento dell’acqua per:
1. l’acquisizione del cibo,
2. l’approvvigionamento di ossigeno,
3. la rimozione dei rifiuti o dei cataboliti in genere.
Il flusso di acqua è generato dalle spugne stesse, per mezzo di movimenti effettuati da cellule specializzate, quali
1. miociti (contrazioni cellulari);
2. coanociti (movimenti delle ciglia).
Le spugne sono in grado di filtrare enormi volumi d’acqua fino a 20.000 volte il volume dell’individuo in 24 ore, durante le quali si cibano per lo più di batteri, filtrando fino al 90% di quelli in passaggio.

Question 6

Phylum porifera: riproduzione

Answer 6

Le spugne si riproducono sia per via sessuale che asessualmente
• Riproduzione asessuale per mezzo di
○ gemme (gemmazione)
○ gemmule (masserelle di archeociti indifferenziati e incapsulati, capaci di resistere a condizioni avverse).

• Riproduzione sessuale: molte specie che si riproducono sessualmente sono ermafrodite (monoiche);
	○ gli individui producono sia gameti maschili che femminili, ma in tempi diversi;
	○ i coanociti si differenziano in spermatozoi, mentre gli archeociti in uova (oociti);
	○ gli spermatozoi sono rilasciati in acqua e raccolti dalle altre spugne;
	○ le uova sono invece trattenute all’interno della spugna;
	○ lo zigote si sviluppa in una larva cigliata, natante e capace di dispersione;
	○ una volta trovato il luogo adeguato, la larva si fissa al substrato e si sviluppa in una spugna adulta.

		§ Larva anfiblastica: cava ed emicigliata, è prodotta dalla maggior parte delle spugne calcaree
		§ Larva parenchimula: costituita da un aggregato di archeociti ricoperti di cellule flagellate, è prodotta dalla maggior parte delle desmospugne

Question 7

Phylum porifera: in quali classi è diviso?

Answer 7

• Classe Calcarea (Calciospongiae): spicole CaCO3, piccola dimensione (< 10 cm); ascon, sycon e leucon; esclusivamente marine

• Classe Hexactinellidae (Hyalospongiae): spicole silicee; tessuto sinciziale (massa di protoplasma contenente molti nuclei, ma non divisi in cellule); da qualche 7-10 cm a oltre 1 m; sycon e leucon; esclusivamente marine (quasi tutte di grande profondità)

• Classe Desmospongiae: raggruppa i 4/5 delle spugne viventi; spicole silicee e/o spongina; leucon; possono raggiungere grandi dimensioni; marine e famiglia Spongillidae di acqua dolce

Question 8

Sotto regno Parazoa: phylum Placozoa, quali sono le caratteristiche fondamentali?

Answer 8

I Placozoi sono animali estremamente semplici di ambienti marini:
• Una sola specie conosciuta –> Trichoplax adhaerens
• Piccola quantità di DNA all’interno del Regno animale
• Costituiti da alcune migliaia di cellule, differenziate in soli quattro tipi
(i Poriferi ne hanno da 10 a 20 tipi; le mosche, Eumetazoa, Arthropoda, circa 90, i mammiferi, Eumetazoa, Chordata, oltre 200)
• Organizzazione cellulare-tissutale
• Fino a 3 millimetri di diametro
• Predatori di protozoi

Question 9

Sottoregno Mesozoa: quali sono le principali caratteristiche del phylum Mesozoa?

Answer 9

Si tratta di animali vermiformi, lunghi fino a 7 mm (ma di solito molto più piccoli)
• Circa 50 specie descritte
• Costituiti da un numero limitato (<50) di cellule costante da specie a specie (fenomeno di eutelia).
• Parassiti endocellulari o endocavitari (endoparassiti) di invertebrati marini

ATTENZIONE: oggi sarebbero attribuibili ai Lofotrocozoi (animali triblastici).
Notevole balzo in avanti dal punto di vista filogenetico!

Question 10

Sottoregno Eumetazoa: quali phyla comprende? Quali sono i due phyla che hanno evoluto una prima forma di simmetria radiata?

Answer 10

Gli eumetazoa comprendono tutti gli altri phyla del regno animale.
I due phyla che hanno evoluto una prima forma di simmetria radiata sono Cnidaria e Ctenophora