zoologia Flashcards

Question

25- parla del tessuto epiteliale

Answer 1

1- EPITELIALE Tutti gli animali lo possiedono ed è lo strato di cell + esterno dell’organismo (chiamato epidermide, formata da tessuto epiteliale): riveste il corpo e delimita le cavità di bocca e ano. (vedi disegno) Sotto al tessuto è presente una membrana basale acellulare formata da fibre polisaccaridiche, che connette l’epidermide al tessuto sottostante (solitamente tessuto muscolare). (disegno) Il tessuto epiteliale forma anche le ghiandole, che secernono ormoni, muco, latte ecc… (es. Ghiandole mammarie, ghiandole sudoripare…). Può originare anche i recettori sensitivi legati al sistema nervoso: percepiscono segnali e li trasmettono al sistema nervoso. GHIANDOLE ESOCRINE→ generate da tessuto epiteliale, rilasciano il secreto fuori dal corpo o nel lume attraverso un dotto GHIANDOLE ENDOCRINE→ non sono generate dal tessuto epiteliale e secernono il loro secreto nel fluido interstiziale o nell’apparato cardiocircolatorio: i loro secreti sono gli ormoni, che mandano segnati all’organismo (ad es. L’adrenalina prodotta dalla ghiandola surrenale, che serve a rendere l’organismo pronto a una determinata reazione)

Answer 2

2- CONNETTIVO Ha il compito di sostenere e proteggere il corpo: è formato da tessuti che contengono poche cellule immerse in una matrice extracellulare (formata da fibre polisaccaridiche microscopiche) secreta da loro stesse. Le funzioni e la natura del tessuto connettivo dipendono dalla struttura della matrice extracellulare. Tipi di tessuto connettivo: - TESSUTO LASSO→ collega la cute agli organi sottostanti e avvolge i vasi e gli organi rendendoli + compatti e resistenti allo sfregamento e agli urti - TESSUTO ADIPOSO→ serve per l’accumulo di grassi e presenta gli adipociti (cell tessuto adiposo), che producono grassi utili come riserva di E e per protezione da traumi - TENDINI → collega il tessuto muscolare a quello osseo - LEGAMENTI→ connettono le ossa tra loro e hanno una matrice fibrosa con all’interno delle cellule - CARTILAGINE→ fornisce sostegno strutturale, ammortizzazione e assorbimento degli urti nelle articolazioni, facilitando movimenti fluidi. - OSSO→ è formato da carbonato e fosfato di calcio secreto da alcune cellule (hanno dei capillari che le raggiungono per nutrirle) immerse in una matrice di sostanza inorganica. Le ossa possono aumentare di spessore o di massa o possono ridursi in base alla necessità di calcio (sono una riserva di calcio) - SANGUE→ formato da tessuto emopoietico, che si trova nelle ossa lunghe del corpo e dal quale vengono formate le cellule del sangue. E’ quindi formato da una parte cellulare e da un liquido, che è la matrice in cui sono immerse - LINFA→ trasporta sostanze e cellule

Answer 3

3- MUSCOLARE Tutti gli animali lo possiedono e ha il compito di far muovere le varie parti di un organismo: è formato da lunghe cellule sinciziali (multinucleate), chiamate fibre muscolari. Tipi di muscolatura: - LISCIA e SCHELETRICA (o striata)→ servono per il movimento degli organi e delle appendici degli animali. In quella liscia l’actina e la miosina non sono organizzate in sarcomeri, mentre in quella scheletrica sono organizzate. - CARDIACA→ muscolatura striata che si trova solo nei cuore dei vertebrati. Nella muscolatura striata le fibre muscolari decorrono parallelamente l’una all’altra, mentre in quella cardiaca si intrecciano.

Answer 4

4- NERVOSO È formato da cellule chiamate neuroni, che servono per la trasmissione, l’elaborazione e la ricezione dei segnali (servono come sistema di controllo e di coordinazione degli animali), e le cellule gliali, che servono a sostegno, protezione e nutrizione dei neuroni. NERVI→ fasci di neuroni Gli apparati svolgono funzioni diverse, ma sono coordinati e relazionati tra di loro per mantenere l’omeostasi dell’organismo. OMEOSTASI→ mantenimento dell’organismo delle condizioni interne che consentono all’animale di sopravvivere e di svolgere le sue funzioni vitali (ad es. Il mantenimento della temperatura)

Answer 5

SISTEMA SCHELETRICO Ha funzione di sostegno (dà forma all’organismo), protezione (protegge gli organi vitali) e locomozione (funge da attacco per i muscoli) per gli animali. Per gli animali terrestri lo scheletro dev’essere + robusto rispetto a quello di animali acquatici, perchè c’è la forza di gravità. Ci sono 2 tipi di scheletri: fluidi (o idroscheletri) e rigidi.

Answer 6

IDROSCHELETRI Sono formati da tegumento (epidermide e annessi) e dai muscoli che stanno sotto a esso: formano una parete al cui interno è presente una cavità pseudocelomatica e celomatica ripiena di liquido. Vantaggi dell’idroscheletro: - Si deformano se sottoposti a una forza e tornano nella posizione iniziale senza dispendio di energia - Non serve un grande aumento di peso per costituire questo tipo di scheletro - È necessaria poca energia per il movimento e la locomozione Svantaggi dell’idroscheletro: - I movimenti localizzati precisi sono quasi impossibili - Non si può amplificare il movimento attraverso l’effetto di leve - Fornisce poca protezione agli organi interni Il liquido presente nella cavità degli scheletri fluidi può essere: citoplasma, fluido interstiziale, gelatina elastica, tessuto spugnoso (ad es. Il parenchima dei platelminti), liquido cavità corporee (es. emocele, celoma o pseudoceloma). IDROSTATO MUSCOLARE→ struttura che sfrutta lo scheletro idrostatico, ma non è presente una vera e propria cavità: la funzione idrostatica è data dal citoplasma contenuto nelle fibre muscolari (es. Lingua, proboscide dell’elefante, tentacolo del polpo…). Grazie a questa struttura è possibile fare movimenti fini e precisi. Nell’idroscheletro i liquidi si spostano all’interno di una cavità corporea chiusa grazie alla contrazione dei fasci muscolari longitudinali, circolari e trasversali. (es. Il corpo del lombrico formato da metameri)

Answer 7

CNIDARI (es. Polipi, sessile o sedentario, e meduse, natanti) Hanno un idroscheletro formato da una mesoglea (tra epidermide e cavità, è un tessuto gelatinoso che funge da idroscheletro) e una cavità gastrovascolare piena di liquido. Alcuni (ad es. I polipi) possono avere anche un endo o eso scheletro calcareo, siliceo o organico (fatto di chitina). PLATELMINTI (es. Vermi piatti) Non hanno un apparato cardiocircolatorio, quindi l’ossigeno deve essere assorbito per diffusione, e hanno un tessuto spugnoso, chiamato parenchima, che funge da idroscheletro. Esistono 3 classi di platelminti: - TURBELLARI→ sono vermi piatti a vita libera, sono autonomi e vivono in mare o in acque dolci. Sono gli ancestori delle altre classi di platelminti. Riescono a riprodursi per via asessuale: l’individuo si divide in 2 e si ottengono 2 individui diversi (ogni pezzo riesce a rigenerare le parti mancanti e riesce a formare un nuovo individuo) grazie a delle cell totipotenti. - TREMATODI e CESTODI→ sono endoparassiti (si trovano dentro al corpo di altri animali, tra cui diversi vertebrati e l’uomo). I trematodi sono endoparassiti di molluschi e vertebrati, che ingeriscono i molluschi (es. Fasciola, Clonorchis, Schistosoma…). I cestoda, invece, sono endoparassiti intestinali (es. Tenia…).

Answer 8

SCHELETRI RIGIDI Gli scheletri rigidi si dividono in: - ESOSCHELETRI→ all’esterno dell’animale - ENDOSCHELETRI→ all’interno dell’animale e ricoperto di tessuto Sono composti da una matrice extracellulare formata da composti inorganici (es. Carbonato di Ca) oppure organici (es. Polisaccaridi come la chitina o proteine come ad es. Collagene, conchiolina, spongina). E’ formato da elementi rigidi articolati fra loro. La differenza tra un endoscheletro e un esoscheletro sono le articolazioni: - Nell’endoscheletro i pezzi possono essere staccati l’uno dall’altro e collegati dai legamenti e i movimenti sono possibili grazie alla presenza di muscoli antagonisti (flessori ed estensori) - Nell’esoscheletro è presente un unico grande pezzo e le articolazioni sono formate da esoscheletro + sottile. VANTAGGI SCHELETRI RIGIDI: - Costituisce piattaforme di sostegno anche per organismi sessili (poriferi, coralli, artropodi…) - Protegge le parti molli - Dona sostegno per locomozione su base muscolare: i movimenti sono + precisi e localizzati e possiamo anche applicare forze SVANTAGGI SCHELETRI RIGIDI: - Può essere pesante - Necessita di molta materia organica e inorganica, che dev’essere prodotta per formare lo scheletro Gli esoscheletri possono anche limitare l'accrescimento corporeo, perché necessitano di una crescita attraverso le mute: attraverso il processo di ecdisi si rilascia il vecchio esoscheletro e avviene la produzione di un nuovo esoscheletro.

Answer 9

PROTOZOI (solo alcuni) 1- SCHELETRO Hanno degli esoscheletri di silicio o di calcare: la cellula produce all’esterno un esoscheletro (es. I foraminiferi utilizzano l’esoscheletro per produrre delle propaggini per raccogliere il cibo per fagocitosi). Nel tempo l’accumulo di esoscheletri può formare delle rocce e persino delle scogliere. Altri protozoi hanno degli endoscheletri (es. radiolari).

Answer 10

PHYLUM DEI MOLLUSCHI 1- SCHELETRO I molluschi hanno 2 tipologie di scheletro: - IDROSCHELETRO→ compone il piede dell’animale, che ha funzione di movimento ed è una struttura muscolare (idrostato muscolare) - ESOSCHELETRO→ è formato dalla conchiglia, che ha funzione protettiva e di sostegno Parti che caratterizzano un mollusco: - CONCHIGLIA→ ha funzione di protezione e sostegno, alcuni ce l’hanno mentre altri l’hanno persa con l’evoluzione - PIEDE MUSCOLARE→ serve per il movimento - MANTELLO→ dà origine alla conchiglia: ha delle ghiandole esocrine, che formano la conchiglia. E’ dorsale all’animale ed è detto anche pallio. - BRANCHIE→ servono per gli scambi gassosi e in alcuni molluschi servono anche per l’alimentazione, perché filtrano l’acqua del mare. Sono protette da un’introflessione nel corpo dell’animale chiamata camera branchiale (o camera palliale o del mantello), che si trova tra il mantello e il piede. La conchiglia è l’esoscheletro esterno all’animale e non è ricoperta da tessuto. E’ secreta dal mantello, lo strato epidermico dorsale, e a differenza degli insetti, che non possono accrescersi, cresce insieme all’animale. E’ formata da 2 strati: - PERIOSTRACO→ parte esterna di natura organica costituita da conchiolina (proteina molto sottile) - OSTRACO→ è la parte + dura e spessa di natura inorganica, è formata da carbonato di calcio (può avere 2 forme minerali: come aragonite o calcite) unito a una matrice proteica. Viene rilasciata dal mantello in 2 strati, uno lamellare e uno prismatico: lo strato madreperlaceo o lamellare è lo strato + esterno, mentre lo strato prismatico è + interno. Ci sono 3 linee evolutive dei molluschi: - BIVALVIA→ hanno una conchiglia divisa in 2 valvi, ad es. Mitili, vongole, ostriche… - GASTEROPODA (si muovono sul loro piede)→ caratterizzati da una conchiglia a spirale formata da un’unica camera spiralata: tutti i visceri dell’animale si sviluppano al suo interno (es. Chiocciole, lumache, murex, haliotis… ) - CEPHALOPODA (si muovono con la testa) → possono presentare una conchiglia a spirale con tante camere (es. nautilus), una conchiglia ridotta e ricoperta da un tessuto (es. Seppia, calamaro…), oppure con conchiglia assente (es. polpo)

Answer 11

MOLLUSCHI BIVALVI 1- SCHELETRO Le 2 valve della conchiglia sono tenute chiuse da 2 muscoli adduttori, che la fanno chiudere ermeticamente così da resistere fuori dall’acqua. La conchiglia si apre in modo automatico, senza l’utilizzo di un muscolo, attraverso la cerniera che è dove le 2 valve entrano a contatto: nel corso dell’evoluzione si sono formati 2 legamenti funzionali.

Answer 12

MOLLUSCHI GASTEROPODI 1- SCHELETRO La maggior parte vive in mare o in acqua dolce, hanno un’unica conchiglia spiralata con un’unica camera: l’asse centrale della conchiglia si chiama columella su cui si svolge la spirale. All’interno della conchiglia ci sono gli organi vitali. Il piede del mollusco sta al di fuori della conchiglia. Gran parte dei molluschi riescono a contrarre il loro piede all’interno della conchiglia per protezione: i gasteropodi + primitivi, hanno all’estremità superiore un opercolo che chiude l’apertura della conchiglia. Alcuni gasteropodi hanno perso completamente la conchiglia (es. Lumache, nudibranchi…) MOLLUSCHI CEFALOPODI 1- SCHELETRO Hanno i tentacoli sulla testa. Hanno una conchiglia concamerata con setti: i setti servono per il galleggiamento e l’animale si trova nell’ultimo setto + ampio.

Answer 13

NEMATODI I nematodi sono vermi filiformi di piccole dimensioni, la maggior parte non sono visibili ad occhio nudo. 1- SCHELETRO Hanno una spessa cuticola elastica, la maggior parte è a vita libera: vive in tutti gli ambienti sulla terra. Sebbene abbiano una cuticola, utilizzano una doppia modalità scheletrica: hanno un esoscheletro cuticolare spesso ed elastico, ma avendo uno pseudocele ampio e ricco di liquido hanno anche uno scheletro idrostatico. Hanno una muscolatura antagonista costituita solo da fasci longitudinali (si sviluppano dalla testa alla coda), il movimento è coadiuvato dalla pressione idrostatica all’interno della cavità corporea. La parte posteriore è + a punta, mentre la parte anteriore è + incurvata. Il loro ano è subterminale, ha una coda posteriore.

Answer 14

1- SCHELETRO Un altro esoscheletro lo troviamo negli artropodi e nei nematodi: il loro esoscheletro li riveste completamente e viene chiamato cuticola. E’ flessibile, con diversi gradi di elasticità, può essere molto sottile o molto spessa e rigida: è secreta dall’epidermide sottostante ed è formata da tanti strati. Limita la loro crescita quindi devono accrescersi per mute attraverso l’ecdisi (rilascio della vecchia cuticola). Alcuni animali mutano un numero fisso di volte (ad es. I nematodi e gli insetti) poi non mutano +, mentre altri artropodi (es. crostacei) mutano durante tutto il loro ciclo vitale. La cuticola è pluristratificata, nel phylum arthropoda ci sono diversi strati: - EPICUTICOLA→ è esterna e ha uno spessore minore, contiene proteine sclerotizzate (indurite con legami chimici incrociati, così che sia elastica e resistente), cere (per evitare che l’acqua fuoriesca dal corpo ed evapori) e lipidi - PROCUTICOLA→ è interna e + spessa, contiene una mol organica chiamata chitina (ricca di azoto, è un polisaccaride che conferisce rigidità e resistenza), in una matrice proteica La cuticola riveste la bocca (proctodeo) e l’ano (stomodeo) ed è continua, non ha interruzioni: le articolazioni sono formate da cuticola + sottile.

Answer 15

ENDOSCHELETRO Cresce con l’animale, quindi non c’è bisogno di mute: lo troviamo nei deuterostomi, dove il blastoporo diventa l’ano (echinodermi e cordati). PHYLUM ECHINODERMA→ hanno una superficie formata da spine (es. Riccio di mare, stelle di mare, cetrioli di mare… ), hanno un endoscheletro formato da piccole piastre, dette scleriti, che possono diventare + grosse e prendere il nome di vertebre (es. Stelle serpentine). Sono rivestiti da epidermide. PHYLUM CORDATA→ si dividono in 2 linee evolutive (tunicati e vertebrati) caratterizzate dall’avere a livello embrionale un endoscheletro di origine mesodermica, chiamato notocorda, che serve a sostenere l’embrione in sviluppo: la notocorda in alcuni animali si perde, mentre in altri si trasforma nella colonna vertebrale. L'endoscheletro dei vertebrati è formato da 2 tessuti connettivi: da osso (ha come matrice cell carbonato di Ca e fosforo, funge anche da riserva di questi minerali) e cartilagine (ricopre l’estremità delle ossa ed è coinvolta nelle articolazioni tra un osso e l’altro, così da far scorrere le ossa senza farle consumare).

Answer 16

È formato da due linee evolutive: Tunicati e Vertebrati. I tunicati hanno in comune con i vertebrati un ancestore comune: presentava una notocorda (un cordone cilindrico semirigido, che dona stabilità e sostegno all’organismo). La notocorda rimane presente nelle forme larvali dei tunicati, mentre nei vertebrati la notocorda è presente solo nell’embrione, poi verrà sostituita prima da cartilagine e poi da ossa. Caratteri tipici del phylum cordata, che accomunano tunicati e vertebrati: - CORDONE NERVOSO CAVO DORSALE ALL’INTESTINO→ il sistema nervoso è dorsale all’intestino - Presenza della notocorda - STRUTTURE BRANCHIALI→ presenti in un qualche stadio dello sviluppo embrionale e situate a livello della faringe - Almeno in uno stadio dello sviluppo embrionale presentano una coda posteriore all’ano

Answer 17

Le porzioni dello scheletro che si formano dopo la notocorda sono di tessuto cartilagineo, che può poi essere sostituito da quello osseo o mantenuto per tutta la vita (es. condroitti). Nella maggior parte dei vertebrati lo scheletro cartilagineo viene sostituito da tessuto osseo e solo alcune porzioni rimangono cartilaginee (es. Articolazioni, naso, orecchie, trachea, laringe…). La cartilagine è un tessuto connettivo composto da condrociti, circondati da una matrice extracell formata da un gel proteico e fibre collagene. L’osso è composto da struttura inorganica (carbonato di calcio e fosforo) e una parte organica di fibre collagene prodotte dagli osteociti, che sono connesse tra di loro e in contatto con vasi e nervi attraverso dei canali nell’osso dove passano i vasi e i dendriti dei neuroni, per portare nutrienti e segnali che danno il via alla sintesi o all’assorbimento di osso. Gli osteociti hanno 2 funzioni: possono diventare osteoblasti, che creano le ossa secernendo la matrice extracellulare, oppure possono diventare osteoclasti, che distruggono e riassorbono la matrice ossea extracellulare. Le ossa di solito sono composte da 2 porzioni: - OSSO COMPATTO→ che è denso e massiccio e compone la parte centrale delle ossa - OSSO SPUGNOSO→ che compone le estremità, presenta delle lacune dove non c’è tessuto osseo e ha una struttura tridimensionale a reticolo: le fibre sono orientate a dare la massima resistenza alle condizioni di compressione e tensione a cui l’osso è sottoposto. Nelle ossa lunghe, che sono cave, all’interno c’è il midollo osseo, che è tessuto emopoietico che forma le cell del sangue, che vengono rilasciate nei vasi sanguigni.

Answer 18

SPUGNE Le spugne hanno un endoscheletro. Sono organismi molto semplici strutturalmente e sono animali marini o d'acqua dolce filtratori. Sono parazoi perché le loro cellule non sono organizzate in tessuti e hanno come struttura scheletrica le spicole: strutture aghiformi che vengono originate da cellule chiamate archeociti e che si incastrano a formare una struttura di sostegno. Nell’evoluzione c’è stata una specializzazione nell’organizzazione del loro corpo e le spicole sono state sostituite, non completamente, da un intreccio di fibre proteiche di spongina: una sostanza elastica con all’interno delle porosità. Le spicole e la rete di fibre di spongina sono del materiale extracellulare il quale si trova dentro alla struttura dell’animale: è un endoscheletro fatto di matrice extracellulare. Presentano un osculo, un’apertura, e i porociti, dai quali l’acqua entra all’interno della cavità interna chiamata spongocele: l’acqua viene filtrata dai coanociti che trattengono le sostanze alimentari.

Answer 19

TEGUMENTO DEI PLATELMINTI I turbellari sono a vita libera, mentre i cestodi e i trematodi sono parassiti: nei turbellari, nei trematodi e nei cestodi il tegumento è formato dall’epidermide, che ha funzioni diverse tra le 3 specie. Nei trematodi e nei cestodi il tegumento è sinciziale, quindi le cellule non sono andate incontro a citodieresi: è un’unica cell indivisa. Nei parassiti (cestodi e trematodi) il tegumento è resistente al sistema immunitario dell’ospite e agli enzimi digestivi, inoltre presenta delle espansioni (i microtrichi) per il nutrimento di questi animali (nel corso dell’evoluzione i cestodi hanno perso la bocca e assorbono le sostanze dal loro tegumento per fagocitosi o pinocitosi).

Answer 20

Il loro tegumento è formato da epidermide e cuticola sovrastante. Nei molluschi bivalvi e nei gasteropodi l’epidermide è spesso molle, con ghiandole mucose secernenti la conchiglia e del muco per proteggere l’animale. Possono presentare anche delle ciglia, che aiutano durante la locomozione. Nei cefalopodi il tegumento è formato da epidermide, cuticola e uno spesso strato connettivo contenente cellule riflettenti e con cromatofori (cellule in grado di cambiare la C di pigmento al loro interno).

Answer 21

E’ formato dallo strato + esterno chiamato epidermide, al di sotto è presente uno strato connettivo denso, il derma, che ha un’ampia matrice extracell con all’interno diverse cellule: è irrorato da capillari sanguigni e contiene cell sensoriali nervose, cell immunitarie e cell pigmentate. Nei mammiferi sono presenti i peli, con ghiandole pilifere (follicoli piliferi), che generano il pelo, con attaccate delle cell nervose, che registrano i movimenti del pelo. Possono essere presenti anche delle ghiandole sebacee, che secernono sudore, e delle cellule del sistema immunitario, che intervengono in caso di ferite per evitare l’ingresso di patogeni. Le cellule pigmentate donano alla pelle un colore caratteristico perché la melanina: + c’è melanina + la pelle è scura (per bloccare i raggi ultravioletti che possono portare a tumori). L’epidermide è un tessuto squamoso stratificato e le cellule alla base si dividono per mitosi: man mano che le cellule salgono verso l’esterno il citoplasma è sostituito da una proteina resistente, la cheratina, formando lo strato corneo, che ha funzione protettiva perché è uno strato formato da cell non vitali. Le cellule poi si distaccano e vengono sostituite. La cheratina forma anche peli, capelli, unghie (nel caso di animali come i cani presentano un astuccio di cheratina che ricopre l’ultima falange del dito), penne, becchi (presentano un osso, uno strato epidermico e uno strato di cheratina che lo ricopre), corna, zoccoli. Le vere corna sono ricoperte da un astuccio di cheratina, chiamato astuccio corneo (ad es. Quelle di Capre, pecore, mucche): è un astuccio cavo cilindrico di epidermide cheratinizzata che ricopre uno spuntone osseo che si origina dal cranio. Le vere corna crescono in maniera continua. I palchi (ad es. Nei cervidi) sono delle “corna” di osso che partono dal cranio, sono solitamente ramificate e ricoperte da uno strato di tegumento, chiamato velluto, che si sfalda: i palchi si rinnovano ogni anno (alla fine della stagione riproduttiva vengono persi). Il corno dei rinoceronti invece è formato solamente da cheratina. Lo zoccolo è un involucro di cheratina, che avvolge le falangi di 2 gruppi di mammiferi: i perissodattili e gli artiodattili. I perissodattili hanno un n° dispari di dita: si muovono sul terzo dito, quindi sul dito medio (es. Cavalli, asini, zebre…), mentre gli artiodattili hanno un n° pari di dita e si muovono sul terzo e quarto dito (es. Suini, bovini, pecore, capre…). I pesci hanno uno strato epidermico e uno dermico, ma sullo strato epidermico possono avere delle scaglie (per ulteriore protezione), che possono essere scaglie ossee di origine dermica o scaglie cornee (squame). Nelle testuggini e nelle tartarughe è presente un carapace e un piastrone dorsale che si è formato dallo scheletro assiale dell’animale.

Answer 22

MOVIMENTO→ l’organismo fa muovere l’ambiente intorno a sé (ad es. Se muoviamo le braccia) LOCOMOZIONE→ il corpo viene mosso rispetto all’ambiente (ad es. Se camminiamo) Ci sono 3 categorie di animali in base alla locomozione: - VAGILI→ si muovono autonomamente - SESSILI→ non hanno locomozione (ad es. cozze): hanno una fase del ciclo vitale mobile per la loro dispersione - SEDENTARI→ si muovono, ma non attuano una locomozione veloce o continua: durante il ciclo vitale stanno molto tempo fermi in un punto (es. Ricci di mare, polipi…) Negli animali ci sono 3 tipi di movimento: - AMEBOIDE→ attraverso pseudopodi - CILIARE→ attraverso delle ciglia e flagelli - MUSCOLARE→ avviene grazie alle fibre muscolari del tessuto muscolare oppure agli elementi mioepiteliali, che sono cell muscolari non specializzate

Answer 23

Avviene grazie a un citoscheletro rigido, che spinge il citoplasma nello pseudopodio, che è un’estroflessione della cell. C’è un cambiamento di stato del citoplasma fluido, che passa da uno stato più solido e a uno + liquido (gel). Questo movimento si attua in un mezzo liquido o in tessuti molli: alcune amebe se l’acqua evapora si incistano e aspettano che l’acqua sia di nuovo presente. Molte cellule del sistema immunitario usano questo movimento ameboide, perchè devono muoversi all’interno del derma, che è una matrice densa. Gli pseudopodi nelle cellule ameboidi vengono utilizzati per locomozione, alimentazione (fagocitosi e predazione) e per gli scambi gassosi. Questi movimenti ameboidi vengono utilizzati da: - Cell del sangue o del sistema immunitario - Cellule delle cavità corporee (pseudoceloma, celoma, sistema circolatorio) - Cellule della mesoglea dei cnidari

Answer 24

MOVIMENTO CIGLIARE: CIGLIA E FLAGELLI Il movimento cigliare avviene grazie a ciglia e flagelli: hanno la stessa ultrastruttura (struttura interna), ma le ciglia sono strutture cilindriche affusolate corte (dai 5 ai 15 micron), mentre i flagelli sono + lunghi (fino a 40 micron). Le ciglia sono tante e disposte in file parallele, mentre i flagelli sono in n° limitato (1 o 2): solo poche cellule hanno un n° di flagelli elevato. Nel nostro corpo la cell che si muove grazie ai flagelli è lo spermatozoo. Il movimento ciliare funziona solo in una matrice liquida o in ambiente acquatico e porta a un battito o a una vibrazione. All'interno di ciglia e flagelli c’è la stessa struttura, chiamata 9+2: perchè ci sono 2 microtubuli centrali e 9 periferici: lo scorrimento dei ponti che uniscono i microtubuli periferici a quelli centrali permette il movimento ondulatorio. Il ciglio ha un battito efficace (fase attiva, dove la ciglia spinge) e uno di recupero (fase di recupero), mentre il flagello si muove in modo ondulatorio: ha una forza propulsiva che spinge o tira la cellula attraverso l’acqua. Il movimento dei flagelli avviene in organismi unicellulari: si muove grazie ad un’onda elicoidale che si propaga lungo il flagello. Molti protisti sono dotati di flagelli, mentre nessun animale si muove grazie ai flagelli, ma possono utilizzarli per muovere l’ambiente intorno o per muovere le cell gametiche maschili (spermatozoi monoflagellati o biflagellati in alcuni animali). Le ciglia presentano una fase efficace attiva e una fase di recupero: l’efficacia può essere limitata a causa della viscosità del mezzo. Molti unicell usano le ciglia, ma anche alcuni animali usano le ciglia per la locomozione o per il movimento. Esempi di movimento cigliare: Alcuni molluschi gasteropodi utilizzano sia una locomozione muscolare sia una locomozione cigliare (hanno ciglia sul tegumento del piede), inoltre presentano delle ciglia vicino alle branchie per muovere l’acqua, così che rimanga ricca di ossigeno.

Answer 25

E’ quello più usato negli animali, ed è quello responsabile della locomozione e del movimento delle parti interne del corpo (es. Spinta del bolo alimentare o respirazione). Produce la forza trainante responsabile della locomozione dei metazoi ed è attuato da fibre muscolari (cell altamente specializzate): si contraggono in modo attivo e non si allungano mai attivamente. I fasci di muscoli quindi lavorano sempre in coppie antagoniste: muscolo flessore + muscolo estensore. Proprietà delle fibre muscolari (proprietà fornite dallo scorrimento di actina e miosina, che sono proteine tubulari, una sull’altra all’interno delle fibre muscolari): - ECCITABILITA’→ capacità di percepire uno stimolo nervoso e rispondere ad esso (se non riceve uno stimolo non si contrae) - CONTRATTILITA’→ capacità di contrarsi (azione attiva) - ESTENSIBILITA’→ capacità di allungarsi (azione passiva) - ELASTICITA’→ capacità di tornare alla forma originale dopo la contrazione o l’allungamento

Answer 26

1- TESSUTO LISCIO o NON SARCOMERICO Nei tessuti muscolari lisci o non sarcomerici i tubuli di actina e miosina scorrono l’uno sull’altro, ma non sono ben organizzati in sarcomeri. Il muscolo liscio è predominante in molti invertebrati (es. Muscoli adduttori dei bivalvi, muscoli dei platelminti). Nei vertebrati si trova nei vasi del sistema circolatorio (aiuta il sangue a scorrere all’interno dei vasi), nell’intestino (riduce la sua dimensione per spingere gli alimenti o le feci verso l’ano), nel cristallino dell’occhio (lente dell’occhio che si deforma per mettere a fuoco). 2- TESSUTO MUSCOLARE SCHELETRICO (sarcomerico) A differenza di quello liscio ha delle striature formate da actina e miosina, che si organizzano in sarcomeri. E’ presente negli invertebrati e in tutti i vertebrati, che lo usano per la locomozione ed è presente anche nei visceri. Il muscolo è formato da fasci di fibre muscolari, ovvero cellule sinciziali. Dentro la cell l’actina e la miosina, che scorrono l’una sull’altra, sono organizzate in sarcomeri (strutture modulari che si ripetono all’interno della cellula). Ogni sarcomero è formato da 2 colonne di mol di actina, che tendono ad avvicinarsi perché scorrono all’interno di una colonna di miosina: quando avviene la contrazione, le colonne di actina si avvicinano tra loro scorrendo sulle mol di miosina. Sulla miosina sono presenti dei ponti, che con il consumo di energia si piegano verso il centro del sarcomero e fanno scorrere le due colonne di actina verso il centro della colonna di miosina. Le 2 fibre tornano alla conformazione iniziale quando il muscolo viene disteso dall’azione antagonista del muscolo estensore. 3- MUSCOLATURA STRIATA CARDIACA E’ presente nel cuore dei vertebrati, ma a differenza di quella scheletrica le fibre muscolari sono ramificate a formare un reticolo. Questa muscolatura è stimolata dal sistema nervoso autonomo, che manda segnali all’organismo senza che noi ce ne rendiamo conto: sono segnali involontari.

Answer 27

LOCOMOZIONE IDRAULICA PER STRISCIAMENTO Ad es. Negli anellidi è presente all’esterno il tegumento, poi uno strato di muscolatura circolare, che circonda tutto il metamero, e poi una muscolatura longitudinale non metamerica (attraversa tutti i metameri, quindi tutto l’animale). All’esterno sono presenti delle setole, che ancorano l’animale al substrato. Per muoversi sfruttano lo scheletro idrostatico, che è costituito dalla cavità corporea. Per creare locomozione serve sempre una forza uguale e contraria: negli anellidi la forza uguale e contraria è data dal substrato. L’attrito con il substrato porta a un ispessimento del diametro corporeo e le setole protruse ancorano l’animale al substrato: generano una forza uguale e contraria per lo spostamento dell’animale.

Answer 28

LOCOMOZIONE IDRAULICA DEI NEMATODI Nei nematodi è presente una cuticola, che riveste l’epidermide con al di sotto una muscolatura longitudinale: grazie a uno scheletro idrostatico (uno pseudoceloma), si alterna la contrazione dei muscoli longitudinali dorsali e quelli ventrali. Si creano delle ondulazioni corporee: quando i muscoli si rilassano l’animale torna ad essere dritto. Questo tipo di locomozione avviene in modo poco dispendioso a livello energetico, perché avviene grazie alla pressione dei liquidi interni.

Answer 29

STRISCIAMENTO-SCIVOLAMENTO DEI PLATELMINTI E DEI GASTEROPODI I platelminti fruttano il loro epitelio cigliato per scivolare sul substrato, in + questo strisciamento è coadiuvato dalle contrazioni della muscolatura longitudinale, che creano delle ondulazioni del corpo. I gasteropodi utilizzano un misto fra lo strisciamento dell’epitelio del piede e delle contrazioni muscolari: l’epitelio del piede è cigliato e contiene delle ghiandole mucipare che formano il muco utilizzato per ridurre l’attrito.

Answer 30

INFOSSAMENTO I bivalvi si muovono utilizzando il piede, che è ridotto rispetto ai gasteropodi: è utilizzato per infossarsi, quindi nascondersi dentro al substrato così che non vengano predate. Nell’infossamento entrano in gioco anche le due valve: quando si chiudono velocemente, spingono l’acqua fuori dalla cavità palleale così da rendere la sabbia meno compatta e permettere al piede (ha una forma di spatola) di riuscire a entrare meglio nel substrato per trascinare verso il basso l’animale. I bivalvi hanno 2 muscoli adduttori che tengono chiusa la conchiglia, che si apre senza bisogno di energia grazie a 2 legamenti (uno spinge verso l’interno e uno verso l’esterno). Passaggi per infossamento: - Il piede muscolare si appiattisce e si allunga verso il basso, nel frattempo le valve si chiudono e spingono l’acqua al di fuori della conchiglia, così da rendere la sabbia meno compatta permettendo al muscolo di penetrare il substrato - L’estremità del piede si allarga e funge da ancora - Il piede si accorcia e l’animale viene tirato verso il basso riuscendo a infossarsi dentro la sabbia

Answer 31

NUOTO CON PROPULSIONE IDROSTATICA Le meduse presentano un ombrello, che si muove grazie alla muscolatura associata alla cavità gastrovascolare e all’ombrello: quando l’ombrello stringe il suo diametro l’acqua esce dalla cavità dando una propulsione idrostatica alla medusa. (le amo sono così carine) Anche i cefalopodi (polpo, seppia, calamaro e nautilus) hanno una propulsione idrostatica: seppie e calamari per muoversi usano delle sorte di ali che hanno ai lati del corpo (strutture muscolari laminari), grazie a queste ali il nuoto avviene in direzione anteriore. Quando devono scappare possono attuare una locomozione idrostatica grazie a un imbuto ventrale: hanno una propulsione veloce e vanno in senso posteriore. Per muoversi in questo modo utilizzano la cavità palleale, che quando è aperta fa entrare l’acqua e quando si chiude fa fuoriuscire l’acqua da un imbuto.

Answer 32

ZAMPE DEGLI ARTROPODI Nelle appendici degli artropodi è presente un muscolo flessore e un muscolo estensore (servono a muovere le appendici) e delle articolazioni, che agiscono come una leva e forniscono un vantaggio meccanico. Negli artropodi grazie alla presenza di un esoscheletro, c’è un sistema di articolazioni che porta a sfruttare un sistema di leve che amplifica la potenza dei muscoli. Nei punti di flessione la cuticola è + sottile e permette lo scorrimento di un cuticolo sull’altro. Hanno zampe ventro-laterali e una deambulazione in cui ogni arto compie 4 fasi: (guarda slide 31)

Answer 33

Il corpo di un insetto è diviso in 3 segmenti: - CAPO→ presenta un solo paio di antenne, le appendici per la nutrizione, degli occhi composti - TORACE→ è formato da 3 metameri e ogni metamero ha un paio di zampe (sono esapodi, hanno 6 zampe). Negli insetti pterigoti (hanno le ali) possiamo trovare nel secondo e terzo segmento delle ali. - ADDOME→ non presenta appendici, possono esserci degli ovopositori (strutture per rilasciare le uova in determinati luoghi) Negli insetti meno evoluti le ali vengono mosse da dei muscoli dorso-ventrali che si contraggono e si rilassano facendo andare su e giù le ali. Nei ditteri il sistema di leve è + complesso e fa sì che i battiti siano molto + veloci. I crostacei (alcuni vengono chiamati decapodi, presentano 10 piedi), presentano 2 parti: - CEFALOTORACE (capo+torace)→ coperto da una porzione protettiva dell’esoscheletro chiamata carapace. Dal cefalotorace escono 4 antenne, che possono (almeno un paio) essere bifide (si biforcano), poi è presente l’occhio, che può essere composto, e i massillipedi, che si originano dal torace e che sono zampe non utilizzate per la locomozione, ma per l’alimentazione: coadiuvano l’assunzione del cibo (aiutano a portare il cibo alla bocca) e spesso sono chelati (presentano delle chele). I pereiopodi, invece, sono zampe che si originano dal torace e vengono utilizzate per deambulare. - ADDOME→ presenta dei pleopodi, che solitamente vengono utilizzati per il nuoto e per gli scambi gassosi. Presenta il telson, che è una sorta di coda che può essere piegata per dare un’ulteriore spinta.

Answer 34

NUOTO NEI PESCI Presentano diversi tipi di pinne: - Per nuotare usano una muscolatura laterale, che si sviluppa in modo metamerico in senso antero-posteriore, che serve a muovere la coda (pinna caudale, dà spinta all’animale). - Nel corso dell’evoluzione si è evoluta la pinna dorsale e anale, che dona stabilità all’andamento del pesce in relazione alla spinta della coda. - Le pinne pettorali danno la direzione del moto e corrispondono agli arti dei mammiferi. - La pinna ventrale è utilizzata in vari modi a seconda delle specie. Nei cetacei la propulsione avviene attraverso il movimento della coda, che si sviluppa orizzontalmente e non verticalmente come nei pesci.

Answer 35

La nutrizione è il processo attraverso il quale un eterotrofo digerisce, assorbe e immagazzina il cibo al fine di soddisfare le sue esigenze metaboliche di energia e materia: parte dall’assunzione del cibo e finisce all’assorbimento. Quando un animale percepisce lo stimolo della fame, la selezione naturale ha favorito dei processi che a cascata vengono compiuti da un animale affamato: - Ricerca di una fonte di cibo - Inseguimento e cattura della preda - MANIPOLAZIONE→ trattamento del cibo perché questo possa essere ingerito (es. Masticazione, triturazione…) - INGESTIONE→ il cibo va all’interno del canale alimentare - DIGESTIONE→ è presente una zona dove vengono rilasciati degli enzimi che scompongono la struttura molecolare dell’alimento in elementi semplici (es. Zuccheri semplici, catene aminoacidiche, grassi…) - ASSIMILAZIONE→ può portare al mantenimento (l’E è usata subito), oppure all’accumulo (si creano delle zone di accumulo di tessuto adiposo che permettono un’alimentazione discontinua, così che possano essere svolte altre attività oltre all’alimentazione) Tutti gli animali svolgono queste tappe.

Answer 36

Filtrano cibo sospeso in ambiente acquatico: estraggono le particelle di cibo che sono in sospensione nell’acqua, le raccolgono e le concentrano attraverso dei filtri. SPUGNE Sono sospensivori filtratori senza muco e ciglia: usano i flagelli per muovere l’ambiente. La struttura di una spugna presenta all’esterno delle cellule, i pinacociti (cell piatte non organizzate in tessuti) che ricoprono la parete esterna. Poi c’è uno strato intermedio in cui sono presenti le spicole (strutture aghiformi che danno forma alla spugna), nella parete della spugna sono presenti anche gli amebociti (cell totipotenti, che hanno un movimento ameboide e che si possono trasformare in altre tipologie di cell). La parte interna è chiamata spongocele (una cavità) rivestita da coanociti (presentano un anello di microvilli, che sono espansioni della membrana citoplasmatica, con all’interno un flagello). Il flagello si muove creando una corrente d'acqua , che viene spinta verso l’esterno attraverso l’osculo (apertura che va all’esterno) ed entra dagli osti, dei pori che formano i canali presenti all’interno dei porociti (cellule cilindriche con un canale al centro). Quando l’acqua entra nello spongocele attraversa i microvilli, che diventano un filtro bloccando le particelle, che vengono trasportate verso la base dei microvilli e vengono fagocitate e ingerite all’interno del coanocita. CROSTACEI Per filtrare usano le loro appendici, che presentano delle setole: le setole possono essere sulle zampe (es. granchio) o legate alle antenne. I cirripedi utilizzano le appendici, che escono ed entrano in continuazione dalla bocca: il loro movimento fa sì che l’acqua si rinnovi movimentando l’ambiente. Essendo animali sessili presentano un carapace, con delle piastre che lo isolano dall’ambiente esterno.

Answer 37

Utilizzano le ciglia per catturare le particelle alimentari e il muco per accumulare le particelle e portarle alla bocca. Un esempio di sospensivori filtratori muco-ciliati sono i tunicati e i molluschi bivalvi. TUNICATI Hanno un sifone inalante (+ alto) e uno esalante (+ basso). Possono essere a vita singola o coloniale. Hanno una faringe perforata (cestello branchiale): l’acqua entra dalla bocca nella faringe, passa nei fori branchiali e entra in una cavità dove viene spinta verso l’esterno attraverso il sifone esalante. La parte interna del cestello branchiale è ricoperta da cell cigliate, che creano una corrente d’acqua e accumulano le particelle di cibo nel muco. Negli animali che hanno un sifone esalante, oltre alle feci escono anche i gameti: la fecondazione è esterna. MOLLUSCHI BIVALVI Sono quasi tutti filtratori e usano una corrente d’acqua prodotta dalle ciglia presenti nelle branchie (organo filtratore), che sono organizzate in lamelle. Presentano un sifone inalante, che è molto ampio e serve per far entrare l’acqua nella cavità branchiale, e uno esalante. L’ano è posizionato in prossimità del sifone esalante. Sulle lamelle sono presenti delle ciglia, che servono per filtrare le particelle di cibo: le particelle + grosse vanno verso la bocca attraverso un cordone mucoso (rilasciato da delle ghiandole mucose presenti sulle lamelle), mentre le + fini vengono espulse. In corrispondenza della bocca sono presenti dei palpi labiali, che aiutano l’ingestione delle particelle.

Answer 38

Ci sono diversi vertebrati filtratori: pesci (es. aringhe, squali elefante), anfibi (es. girini), uccelli (es. fenicotteri, germani reali), mammiferi (es. balenottere azzurre). Possono essere passivi (sfruttano l’avanzamento per far entrare l’acqua nella bocca es. Squalo elefante, manta, squalo balena…) o attivi (usano una sorta di pompa oscillante per aspirare l’acqua e creare correnti es. Alzano e abbassano la lingua). I passivi continui presentano delle setole (branchiospine), che filtrano il nutrimento, mentre i passivi intermittenti presentano dei fanoni (setole di cheratina), che filtrano l’acqua. I filtratori attivi continui (es. Girini, fenicotteri) possono avere un sistema filtrante collegato al respiratorio (sistema branchiale), oppure possono essere indipendenti (becco con strutture a pettine grazie alle lamelle).

Answer 39

2- DEPOSIVORI/DETRITIVORI Raccolgono il cibo che si è posato sul substrato o che sta cadendo dall’altro (es. lombrico). Sono animali fossori (scavano) e raccolgono il cibo dai sedimenti. Presentano una bocca, che rimane aperta mentre scavano, e un sistema digerente molto semplice: gli enzimi vanno a digerire una parte della sostanza organica, che viene poi assorbita (molta non è digeribile e viene rilasciata attraverso le feci). Non fanno una scelta selettiva del cibo: meno del 10% è digeribile. Alcuni presentano dei tentacoli con i quali possono selezionare il tipo di substrato che ingeriscono. Sono animali onnivori. Hanno una crescita limitata, non hanno organi specializzati e il loro apparato digerente non è specializzato e presenta un intestino allungato.

Answer 40

3.2- ERBIVORI BRUCATORI Gli erbivori possono avere dei simbionti, che li aiutano a digerire la cellulosa, mentre se non li hanno si nutrono dei liquidi all’interno della pianta (hanno degli apparati boccali che perforano le pareti della pianta, sono considerati dei parassiti perché tolgono energia alla pianta) e del contenuto delle cellule della pianta: rompono la parete cell masticando (es. Bruchi, cavallette), oppure possono utilizzare delle sostanze prodotte dalle piante (es. Nettare, frutti, noci…). Gli erbivori, che hanno dei batteri endosimbionti associati all’apparato digerente, sono i ruminanti (riescono a digerire la cellulosa), mentre quelli che hanno dei protozoi endosimbionti (es. Le termiti) riescono a digerire la lignina. Le termiti presentano dei protozoi flagellati endosimbionti (simbiosi mutualistica), che fagocitano il legno e lo digeriscono: l’insetto può poi nutrirsi delle sostanze rilasciate dagli endosimbionti, oppure può nutrirsi degli stessi endosimbionti. I ruminanti (Artiodactyla) presentano un rumine (espansione dell’apparato digerente, che contiene i simbionti) e l’intestino cieco (contiene altri batteri simbionti). Hanno un apparato digerente completo (dotato di bocca e ano): il cibo masticato passa nell’esofago e poi nel rumine (la cellulosa viene digerita dai batteri all’interno di succhi digerenti adeguati alla crescita batterica), dopo arriva al reticolo (il cibo viene rimescolato) e successivamente viene di nuovo mandato alla bocca dove viene masticato ulteriormente. Quando il cibo viene inghiottito nuovamente passa direttamente nell’omaso e poi nell’abomaso (vero stomaco dei ruminanti, dove avviene la digestione finale). I ruminanti si nutrono anche dei batteri che dal rumine vengono trasportati passivamente insieme al cibo (forniscono nitrati e vitamine). Alla fine il cibo arriva al cieco, dove i batteri digeriscono le ultime sostanze indigeribili dall’animale. Il rumine è una camera di fermentazione anaerobica, dove temperatura e pH sono controllati: gli enzimi dei batteri convertono la cellulosa in glucosio, che è fermentato da altri batteri producendo corte catene di acidi grassi, così da poter essere assorbiti dalle pareti intestinali. L’abomaso attua i processi digestivi comparabili a quelli che avvengono nello stomaco degli animali monogastrici.

Answer 41

3.3- ERBIVORI BRUCATORI MANDIBOLATI Gli esapodi non hanno gli endosimbionti, quindi devono rompere le pareti cellulari per estrarre il citoplasma: hanno un apparato masticatore, che utilizza delle appendici articolate. Le parti dell’apparato masticatore sono: - 2 MANDIBOLE→ fornite di denti, svolgono la funzione meccanica principale - 2 MASCELLE→ aiutano l’azione di rottura e presentano delle appendici articolate (palpi), che servono per manipolare il cibo - 1 LABIUM→ presenta dei palpi, che aiutano nella manipolazione del cibo e partecipa alla triturazione - 1 LABRUM→ privo di palpi Tutti gli insetti che hanno evoluto diverse metodologie di assunzione di cibo presentano degli apparati specializzati che derivano da questa struttura di base.

Answer 42

4.1- PREDATORI OPPORTUNISTI SESSILI O POCO MOBILI (es. Meduse, polipi) Afferrano la preda solo quando ne entrano a contatto. Presentano degli cnidociti, che hanno la capacità di inserire sostanze neurotossiche nella preda: sono cell molto abbondanti sui tentacoli e presentano degli organuli, le nematocisti, in cui è ripiegato un bargiglio attaccata a una struttura elastica filamentosa e presentano un opercolo che chiude la nematocisti. All’esterno presentano uno cnidociglio, che quando viene toccato apre l’opercolo e i bargigli entrano nella preda anestetizzandola. Non masticano, quindi prendono la preda e la inseriscono nella cavità gastrovascolare, dove vengono rilasciati degli enzimi digestivi.

Answer 43

4.2- PREDATORI RICERCATORI Le prede di solito sono fisse o infossate e questo tipo di predatori sono relativamente lenti (es. Turbellari, stelle di mare…). Grazie alla faringe, che è estroflessa, catturano il cibo e ne svolgono una parziale digestione esterna. 4.3- PREDATORI DA INSEGUIMENTO E/O AGGUATO Possono essere predatori molto mobili, che hanno degli organi per catturare e manipolare le prede e degli organi recettori molto sviluppati: le loro prede sono grandi (se sono piccole sprecano + energie di quelle che gli potrebbero dare le prede). Soprattutto quelli terrestri presentano gli occhi frontali per triangolare e catturare la preda. Alcuni, come i chilopodi (es. scolopendra) presentano delle forcipule (delle appendici che contengono ghiandole del veleno), che sono dei massillipedi, ovvero delle appendici toraciche che svolgono funzioni nutritive. Alcuni esempi di predatori da inseguimento o agguato sono gli aracnidi (artropodi chelicerati)

Answer 44

La maggior parte sono predatori (es. Ragni scorpioni). Sono presenti diverse linee evolutive: xifosuri, picnogonidi (lo schifo) e aracnidi. Gli aracnidi sono acari e araneidi: la maggior parte degli acari sono a vita libera e detritivori, mentre alcuni possono essere parassiti. Gli araneidi sono scorpioni e ragni. Tutti i chelicerati presentano i cheliceri, ovvero appendici ai lati della bocca che servono per l’alimentazione: gli aracnidi pre-digeriscono la preda e succhiano quello che ne rimane. Quando un ragno cattura la preda, attraverso i cheliceri che iniettano il veleno nelle prede immobilizzandole, la mantiene viva o può direttamente bucare l’esoscheletro con i cheliceri e produrre degli enzimi digestivi, per poi succhiare le parti interne digerite. Hanno il corpo diviso in due parti unite da un peduncolo: - PROSOMA→ parte anteriore, presenta le 4 paia di appendici deambulatorie dell’animale, i cheliceri ai lati della bocca (possono contenere le ghiandole del veleno) e i pedipalpi (posizionati ai lati dei cheliceri per manipolare le prede). Presenta anche gli occhi, l’intestino, la faringe e lo stomaco. - OPISTOSOMA→ privo di appendici. Presenta le estremità delle ghiandole delle filiere (ghiandole che producono la seta della ragnatela) e diverse aperture: l’ano, il foro genitale e due fessure per gli scambi gassosi. Presenta anche il cuore, l’intestino e le gonadi. Gli scorpioni sono araneidi e sono divisi in prosoma e opistosoma. Le somiglianze con i ragni sono molte: hanno i cheliceri (senza veleno), i pedipalpi (grandi e chelati), 4 paia di zampe. L’opistosoma è lungo e diviso in 2 porzioni: alla sua estremità si ha un telson, che contiene una ghiandola del veleno e un aculeo. Ventralmente presentano un pettine che assorbe acqua e ha funzione sensoriale.

Answer 45

Alcune prede hanno sviluppato delle strategie per non essere predate. - DIFESE FISICHE→ corazza, guscio, colorazione aposematica (molto intensa, che serve a pubblicizzare un carattere nocivo ad es. Aculeo delle api), mimetismo criptico (le prede si confondono con il substrato), mimetismo mulleriano (specie con colori simili) e mimetismo batesiano (un insetto non nocivo ha un colore simile a un altro insetto nocivo). - DIFESE CHIMICHE→ veleni, ormoni (interferiscono con lo sviluppo del predatore), allomoni (sostanze rilasciate per trasmettere un segnale ad animali di specie diverse ad es. L’odore della cimice). - STRATEGIE COMPORTAMENTALI→ vivere in gruppo (per proteggersi e vedere meglio i predatori), tanatosi (fingersi morti, es. opossum), autotomia (perdere dei pezzi di corpo in modo volontario, es. lucertola). Queste strategie fanno sì che il predatore eviti di mangiare queste prede, perché spreca tempo ed energie: si disinteressa. MIMETISMO CRIPTICO→ (o criptismo) avviene una dissimulazione dei contorni, quindi l’animale si confonde con l’ambiente: può essere utilizzato sia da prede che da predatori (per gli agguati). DISORIENTAMENTO→ la presenza di occhi o macchie può disorientare il predatore COLORAZIONE APOSEMATICA→ la colorazione serve ad avvertire i predatori della pericolosità della preda o del fatto che sia velenoso o disgustoso. Non è efficace per un solo individuo, ma dal punto di vista selettivo è utile perché si sacrificano solo pochi individui rispetto alla popolazione. MIMETISMO MULLERIANO→ due specie, entrambe nocive, assumono forme e colori convergenti in modo da avvantaggiarsi reciprocamente: la colorazione simile reca beneficio a entrambe le specie, poiché i predatori imparano più rapidamente a evitare tutte le prede contraddistinte da tale colorazione MIMETISMO BATESIANO→ i colori di animali tossici (individui modello) sono imitati da animali non tossici (mimi): c’è stata una convergenza evolutiva. Il mimetismo batesiano non è molto comune, si instaura solo quando in un ambiente è + alta la C di individui modello e quella dei mimi non nocivi è + bassa: i predatori se no non possono notare la nocività, perchè potrebbero cibarsi prevalentemente di mimi.

Answer 46

5- CONSUMATORI DI LIQUIDI Alcuni consumatori di liquidi succhiano il nettare, ma la maggior parte sono parassiti (es. Zanzare, afidi, cimici, sanguisughe…), che si nutrono di liquidi biologici di piante o animali ricchi di sostanze nutrienti. Si parla di endoparassiti quando sono interni all’ospite, mentre di ectoparassiti (es. Zecche, zanzare…) quando sono esterni. Entrambi hanno apparati boccali altamente specializzati per pungere, tagliare o incidere il tegumento dell’ospite (ectoparassiti) o i tessuti interni (endoparassiti). Oltre a questi sistemi hanno una faringe muscolosa, uncini o ventose per attaccarsi all’ospite. Gli ematofagi, che si nutrono di sangue, hanno anche delle ghiandole salivari per produrre anticoagulanti. Spesso veicolano degli agenti patogeni (es. Virus, batteri, protozoi…), che rilasciano negli ospiti.

Answer 47

Un esempio di consumatori di liquidi sono gli acari e gli insetti: esapodi ditteri, afidi e cocciniglie, cimici ESAPODI DITTERI Gli esapodi ditteri presentano un apparato pungente succhiante (ad es. Mosca tsetse, zanzara tigre…): la parte pungente viene inserita nella cute degli ospiti arrivando ai capillari per succhiare il liquido, prima di succhiare rilasciano però delle sostanze anticoagulanti, che possono contenere batteri o virus. Le femmine si nutrono di sangue per avere + E per deporre le uova, mentre i maschi si nutrono dei fluidi delle piante. AFIDI E COCCINIGLIE Anche gli afidi e le cocciniglie hanno un apparato pungente succhiante, ma parassitano le piante: rilasciano degli enzimi che vanno a degradare il tessuto della pianta in modo che lo stiletto penetri + facilmente, ma possono rilasciare anche batteri o virus. Una grossa popolazione di parassiti può portare alla morte della pianta. La loro dieta è a basa di linfa ed è sbilanciata perchè contiene molti zuccheri e pochi aa: rilasciano gli zuccheri come sostanze di scarto (melata), che possono essere raccolti dalle formiche (simbionti mutualistici degli afidi e delle cocciniglie). CIMICI Anche le cimici hanno un apparato pungente succhiante e si nutrono di fluidi delle piante: difficilmente uccidono la pianta, ma trasmettono parassiti. Possono anche rilasciare all’interno della pianta degli enzimi per predigerire i tessuti della pianta, così da poterli succhiare quando diventano liquidi. Le cimici dei letti sono ematofaghe (si nutrono di sangue) e sono ectoparassiti temporanei dei vertebrati omeotermi.

Answer 48

ACARI Gli acari fanno parte del phylum artropoda e sono dei chelicerati, nell’ordine degli acari si distinguono: - ACARIFORMI→ hanno un solco che divide la parte anteriore e quella posteriore (non corrisponde a una suddivisione degli organi interni). Hanno dei cheliceri e dei pedipalpi, che si fondono a formare il capitolo, utilizzato per la nutrizione. Pochissime specie sono parassite: possono infestare le derrate alimentari. Alcuni acariformi possono ingerire alimenti solidi. (es. Acaro della scabbia…) - PARASSITIFORMI→ sono acari parassiti: si trovano specie predatrici a vita libera o parassiti (es. Zecche, che sono ectoparassiti succhiatori di sangue). I loro cheliceri sono lisci per incidere la pelle. Le zecche si dividono in: - ZECCHE DURE→ fanno parte della famiglia delle Ixodidae e parassitano i mammiferi: le femmine si nutrono di più sangue per deporre le uova. - ZECCHE MOLLI→ fanno parte della famiglia delle Argasidae e parassitano solitamente uccelli

Answer 49

6- ENDOPARASSITI Nel corso dell’evoluzione hanno sviluppato cicli vitali molto complessi: può comprendere + ospiti in serie. Ciclo vitale: - Generalmente gli adulti rilasciano le uova, prodotte nell’ospite definitivo, nell’ambiente - Dalle uova si sviluppano le larve - Attraverso uno o + passaggi da ospiti intermedi il parassita si accresce - Arrivati all’ospite definitivo l’animale si riproduce L’uomo si può ammalare dopo aver consumato o essere entrato in contatto con le carni di animali parassitati: le zoonosi sono malattie che si trasmettono dagli animali all'uomo (queste malattie sono conosciute con il nome di zoonosi parassitarie di origine: ittica, bovina, ovina, canina… ). Esistono molti parassiti dei vertebrati che non causano malattie all’uomo: i parassiti non zoonosici. La presenza di un numero elevato di parassiti nella carne provoca gravi ed evidenti alterazioni dei caratteri organolettici (consistenza, colore, odore, ecc.), ma non necessariamente ci sono problemi di carattere sanitario. Problemi causati dai parassiti: - Se le larve sono vive di parassiti zoonosici possono trasmettere delle malattie a carico dell’apparato gastro-enterico o degli organi interni (es. fegato) o si possono attivare delle allergie - Se le larve sono morte di parassiti zoonosici possono dare forme allergiche nell’uomo - Se c’è la presenza massiva di parassiti nei tessuti del prodotto alimentare avvengono delle modificazione del tessuto muscolare e quindi un’alterazione dei caratteri organolettici e un aspetto ripugnante del prodotto

Answer 50

ASCARIDIASI Tra i parassiti di animali si trovano gli Ascaridi (es. Ascaris lumbricoides…), che sono dei nematodi che possono entrare anche dentro l’uomo. Ciclo vitale: - Le uova vengono ingerite con gli alimenti o con l’acqua ed entrano nell’intestino dove, dopo la schiusa, diventano larve - Le larve bucano l’intestino ed entrano nei capillari: arrivano al fegato e poi ai polmoni (possono causare sintomi polmonari) - Dai polmoni risalgono i bronchi ed entrano nella bocca dove vengono inghiottite nuovamente per raggiungere di nuovo l’intestino - Nell’intestino crescono, maturano, si accoppiano e depongono uova, che verranno espulse con le feci e incubate nel suolo Quando sono dentro l’intestino passano da un metabolismo aerobio a uno anaerobio, che gli consente di raggiungere dimensioni maggiori.

Answer 51

FILARIOSI Un’altra malattia portata dai nematodi è la filariosi, che solitamente si manifesta negli animali domestici. Le filarie sono dei nematodi endoparassiti, che hanno come ospite intermedio la zanzara e come ospite definitivo un mammifero. ANISAKIDOSI Altri nematodi danno l’anisakidosi, che viene trasmessa all’uomo da nematodi che parassitano pesci o cefalopodi di acqua salata: con il termine di Anisakis in realtà si considera un gruppo di nematodi parassiti molto diversi fra loro. (es. Anisakis, pseudoterranova, contracaecum, hysterothylacium…). Ciclo vitale: - Gli adulti vivono nell’intestino di mammiferi marini o di uccelli, che si nutrono dei pesci parassitati e che eliminano le uova con le feci. - Nell’acqua le larve maturano e vengono ingerite dai crostacei (sono la via di diffusione), che vengono mangiati a loro volta dai pesci e dai cefalopodi. - Il ciclo si conclude quando gli ospiti definitivi si infestano ingerendo pesci o cefalopodi (ospiti intermedi), che contengono le larve. - L’uomo si inserisce nel ciclo del parassita attraverso l’ingestione di pesci crudi o di cefalopodi poco cotti infestati da larve: il parassita infesta lo stomaco e l’intestino dell'uomo. In infestazioni elevate può causare gravi danni.

Answer 52

NEMATODI ENDOPARASSITI DELLE PIANTE Alcuni nematodi sono parassiti delle piante: dal terreno penetrano nelle radici delle piante o si nutrono di esse, causando la distruzione del parenchima corticale. La penetrazione avviene attraverso gli stomi o attraverso la perforazione dei tessuti, grazie ad un’azione meccanica e alla secrezione di enzimi litici. Possono diffondersi autonomamente o attraverso vettori (es. insetti).

Answer 53

CESTODI I cestodi vivono nell’intestino degli ospiti e hanno il corpo diviso in 3: - SCOLICE→ è la parte anteriore, che ancora l’adulto alle pareti interne dell’intestino dell’ospite (ha degli uncini, delle ventose o degli uncini…) - COLLO→ è la regione non segmentata che genera le proglottidi giovani (pezzi di animale che maturano man mano che si allontanano dal collo e diventano proglottidi vecchie) - STROBILO→ formato da proglottidi Sono ermafroditi: le proglottidi giovani producono gli spermatozoi, mentre quelle + vecchie producono gli ovuli. Si ha quindi un’autofecondazione: le uova fecondate vengono immagazzinate all’interno dell’utero delle proglottidi vecchie, che si staccano dallo strobilo. I cestodi sono parassiti intestinali di vertebrati e non presentano apparato digerente e bocca: assorbono il nutrimento attraverso il tegumento con microtrichi (aumentano la superficie e mantengono l’animale ancorato alle pareti dell’ospite). Inoltre, producono inibitori enzimatici e alterazione del pH per evitare di essere digeriti. Ciclo vitale: - L’uomo ingerisce le larve, chiamate cisticerchi - Le larve si aprono nell’intestino e si ancorano alle pareti assorbendo nutrienti (in ogni ospite può essere presente solo un parassita) e producendo uova eliminate con le feci

Answer 54

La difillobotriasi è un’altra zoonosi parassitaria dovuta al consumo di prodotti ittici di fiumi e laghi. Diphyllobothrium latum (cestoda) da adulto è un parassita dell’intestino dell’uomo, del cane, del gatto e del maiale, mentre la larva è parassita di un piccolo crostaceo e di pesci d'acqua dolce. Ciclo vitale: - L’uomo si infesta attraverso il consumo di pesce e crostacei crudi o poco cotti contenenti larve di Diphyllobothrium. - Le uova, contenute nelle proglottidi, sono eliminate con le feci delle persone infette e, attraverso gli scarichi fognari, possono raggiungere i bacini idrici. - Qui vengono ingerite da piccoli crostacei, nell'intestino dei quali si sviluppa una larva: quando il crostaceo viene mangiato da un pesce, la larva migra nel nuovo ospite, e da lì si trasmette all'uomo tramite il consumo di pesce crudo o poco cotto.

Answer 55

TREMATODI Nei trematodi il corpo ha una forma simile a quella dei turbellari, ma presenta una bocca circondata da una ventosa, con la quale si attacca alle pareti intestinali, e un’altra ventosa (acetabolo) posta + posteriormente. Il loro l’intestino è incompleto e l’alimento viene assorbito dal tegumento. Sono ermafroditi: presentano testicoli e ovaie.

Answer 56

OPISTORCHIDOSI Un esempio di trematodi sono gli opistorchi che danno l’opistorchidosi, che è trasmessa all’uomo tramite l’ingestione di pesce d'acqua dolce infetto. Questo parassita infesta le vie biliari e il fegato dei mammiferi: l’ospite definitivo può essere l’uomo o altri mammiferi che mangiano il pesce infestato delle cisti (metacercarie). Ciclo vitale: - Le cisti arrivano nell’intestino, dove escono dallo stato di cisti e si introducono all’interno delle vie biliari, attraverso le quali può arrivare al fegato. - Qui diventa adulto e produce le uova, che tornano all’intestino ed escono attraverso le feci. - - Se le feci contaminano un bacino idrico d’acqua dolce, l’uovo può essere ingerito da un ospite intermedio dove si schiude e nasce una larva: diventa, dopo la maturazione, una larva cercaria (una larva natante che cerca un altro ospite intermedio, solitamente un pesce). - La larva buca le pareti del mollusco rimane in acqua fino a quando non penetra attraverso le branchie del pesce.

Answer 57

Nei mammiferi i denti si dividono in: - Incisivi - Canini - Premolari - Molari Nei carnivori i canini sono + sviluppati, mentre negli erbivori sono presenti degli incisivi + grossi e potenti (per strappare), non presentano i canini e i loro premolari e molari sono piatti (per spezzare le fibre). I denti di pesci, anfibi e rettili sono usati principalmente per afferrare la preda e impedirne la fuga: la preda è generalmente inghiottita intera. Dopo l’ingestione e la manipolazione il cibo dev’essere digerito nello stomaco (rilascia enzimi che riducono l’alimento in macromolecole) e gli elementi nutritivi devono essere assorbiti dall’intestino. Le proteine vengono scomposte in aa, i carboidrati in zuccheri semplici e i grassi in glicerolo e ac grassi: quello che lo stomaco non digerisce e l’intestino non assorbisce viene eliminato come feci. Nella maggior parte degli organismi, per aumentare la superficie assorbente, sono presenti dei microvilli cellulari: possono essere poi presenti anche pieghe e villi sulla parete del tubo digerente, allungamenti e diverticoli del tubo digerente. Dentro a ogni villo passano dei capillari per il trasporto delle sostanze, che vengono assorbite dalle cellule della parete intestinale.

Answer 58

Il cibo deglutito (bolo), grazie all’azione delle ciglia e della peristalsi svolta dalla muscolatura liscia specializzata, riesce a procedere lungo il canale alimentare attraversando: - BOCCA - ESOFAGO - FARINGE - STOMACO→ dove avviene la parte principale della digestione - INTESTINO→ dove avviene la maggior parte dell’assorbimento - RETTO→ è la parte terminale dell’intestino e ha la funzione di riassorbire l’acqua - ANO→ parte di uscita della porzione non digerita o riassorbita L’apparato digerente dei vertebrati presenta anche diverse strutture annesse, che producono enzimi e sostanze coadiuvanti la loro azione (es. Agiscono sul pH): - FEGATO→ produce la bile per la digestione dei grassi: viene immagazzinata nella cistifellea e poi riversata nel duodeno - PANCREAS→ rilascia delle sostanze, che neutralizzano l’acido che entra nel duodeno dallo stomaco, e degli enzimi digestivi, che scompongono carboidrati, proteine e grassi Gli uccelli presentano delle altre porzioni specializzate: - INGLUVIE→ che è una porzione dilatata dell’esofago in cui il cibo può essere immagazzinato e trattenuto per un certo periodo di tempo - VENTRIGLIO→ è uno stomaco muscolare trituratore

Answer 59

Al termine “respirazione” sono associati due concetti diversi: - RESPIRAZIONE ESTERNA o SCAMBIO GASSOSO→ passaggio di ossigeno nell’organismo dall’ambiente esterno a quello interno e dell’anidride carbonica dall’ambiente interno a quello esterno all’organismo - RESPIRAZIONE CELLULARE→ è aerobia ed è un lento processo di combustione nel quale i nutrienti, ridotti dalla digestione a componenti elementari (zuccheri semplici), vengono demoliti in molecole ancora più semplici (H2O, CO2), ottenendo energia, che viene accumulata in un legame chimico dell’ATP. La respirazione cellulare avviene all'interno della cellula in 2 fasi: - GLICOLISI→ è la 1° fase anaerobica, che avviene nel citoplasma: il glucosio viene scisso in 2 molecole di piruvato, producendo 2 ATP - CICLO DI KREBS e CATENA RESPIRATORIA→ è la 2° fase aerobica, che avviene nei mitocondri: il piruvato + O2 scisso in CO2 + H2O (produce 34 ATP) (l’acqua viene riutilizzata dall’organismo, mentre la co2 viene rilasciata all’esterno) L’ossigeno non può essere accumulato, per cui gli organismi devono introdurre di continuo ossigeno all’interno del loro corpo e farlo arrivare alle cellule (oltre a eliminare anidride carbonica prodotta dalle cellule). Tutti gli organismi devono avere una membrana respiratoria (sugli organi per gli scambi gassosi) rivestita da almeno un sottile strato d’acqua: a livello di questa membrana avvengono gli scambi gassosi per diffusione tra ambiente esterno e ambiente interno.

Answer 60

Nei poriferi la membrana respiratoria è costituita dalla membrana plasmatica di ogni cell e l'ossigeno viene rinnovato grazie alla corrente d'acqua che entra dai porociti ed esce dall'osculo

Answer 61

in questi 3 phyla la membrana respiratoria è il tegumento. nei cnidari e nei platelminti la parete corporea non deve superare 1mm di spessore, perchè non è presente un sistema cardiocircolatorio e quindi l'ossigeno deve essere assorbito per diffusione dalle varie cellule i nematodi presentano un diametro inferiore a 1mm e usano il movimento del corpo per facilitare la ventilazione per quanto riguarda i platelminti: - i turbellari utilizzano le ciglia per la ventilazione - trematodi e cestodi presentano una respirazione per diffusione, ma nelle fasi endoparassite presentano un metabolismo anaerobio

Answer 62

presentano come membrana respiratoria il tegumento, che deve essere sempre bagnato (per questo ha una vita fossoria) ed è riccamente vascolarizzato. la ventilazione è facilitata dai movimenti del corpo.

Answer 63

l'organo respiratorio dei molluschi sono le branchie, che si trovano nella cavità palleale, che è in stretta relazione con l'apparato circolatorio. nei molluschi gasteropodi e nei bivalviq la ventilazione è facilitata dal movimento delle ciglia e dalla locomozione

Answer 64

presentano 24 paia di branchie formate da cuticola molto sottile, che son ocollocate in 2 camere branchiali presenti nel cefalotorace e in stretta relazione con l'apparato circolatorio nei crostacei di piccole dimensioni non sono presenti le branchie, ma la membrana respiratoria è costituita dalla parete corporea e dalla superficie delle appendici

Answer 65

i pesci presentano una respirazione attuata con le branchie, dentro le quali scorre una fitta rete di capillari dove avviene uno scambio tra acqua e sangue

Answer 66

1- GASTEROPODI TERRESTRI Nei gasteropodi terrestri c’è una cavità interna con pareti vascolarizzate, che permette gli scambi gassosi: è un’invaginazione del mantello, che diventa sacciforme e presenta un’apertura, lo pneumostoma, chiudibile in caso di pericoli. La ventilazione è data dalla locomozione e dalla muscolatura associata a questo organo. 2- CROSTACEI TERRESTRI I crostacei terrestri (isopodi) hanno una struttura metamerica fatta di piastre dorsali: sono gli unici crostacei che riescono a completare il loro ciclo vitale senza un bacino idrico (i granchi depongono le uova sempre nell’acqua). Hanno le branchie all’interno di una cavità superiore isolata dall’esterno: formata da camere umide.

Answer 67

3- ESAPODI Gli esapodi presentano una membrana respiratoria composta da tubicini cavi, che si diramano all’interno dell’insetto portando l’O2 direttamente ai tessuti: hanno un sistema tracheale. Nella zona addominale hanno dei buchi, gli spiracoli dotati di stigma, che ha la funzione di filtrare l’aria che entra nelle trachee. La trachea è un tubo cuticolare spiralato: quando l’insetto muta si libera anche del sistema tracheale. E’ fatto a spirale così da piegarsi senza rompersi: ha rigidità e flessibilità. L’aria poi arriva alle tracheole dove è presente un sottile strato d’acqua, così che l’ossigeno possa essere ceduto ai tessuti. Ci possono essere dei sistemi di trachee anche nelle larve di insetti che vivono in acqua: - TRACHEOBRANCHIE→ presenti ad es. Negli efemerotteri, sono delle espansioni esterne che presentano le tracheole. - BRANCHIE ANALI→ presenti ad es. negli odonati: l’acqua entra dall’ano e passa all’interno del retto nel quale si diramano delle tracheole - SIFONE→ presente ad es. nelle larve di zanzare: il sifone esce dal pelo dell’acqua, quindi l’aria entra e poi viene distribuita al resto del corpo 4- ARTROPODI CHELICERATI Gli artropodi chelicerati aracnidi presentano trachee, analoghe a quelle degli insetti, e dei polmoni a libro: sul ventre sono presenti delle fessure dalle quali entra l’aria, che finisce nei polmoni lamellari: tra una lamella e l’altra presentano dei capillari, che attuano gli scambi gassosi. La ventilazione è svolta grazie al movimento del corpo e dall’abbassamento e l’innalzamento della parete del polmone.

Answer 68

5- TETRAPODI Hanno sviluppato un polmone. 5.1- Anfibi Presentano il polmone più semplice: hanno una respirazione polmonare integrata a quella cutanea. Alcune salamandre e tritoni utilizzano solo quella cutanea, come le rane e i rospi che vanno in ibernazione e quindi riducono il metabolismo basale (hanno bisogno di poco ossigeno). I polmoni degli anfibi sono dei sacchi dove passa l’aria e la superficie è ricoperta da capillari. 5.2- Rettili Nei rettili la superficie di scambio deve essere maggiore, perchè hanno un metabolismo + elevato: per aumentare la superficie, nella parte interna del polmone sono presenti delle pieghe, che formano dei lobuli. 5.3- Uccelli Agli uccelli serve ancora più ossigeno per il volo: i loro polmoni sono molto specializzati. La loro respirazione evita il volume morto causato dalla lunghezza delle vie aeree: il volume morto è l’aria che rimane nei polmoni senza essere rinnovata. Hanno dei polmoni associati a dei sacchi aerei e i polmoni hanno delle lamelle che li dividono in parabronchi: generano un flusso unidirezionale dell’aria. Durante l’inspirazione l’aria entra nei polmoni e nei sacchi aerei (qui non avvengono scambi gassosi), mentre durante l’espirazione l’aria dei sacchi aerei entra nei polmoni. 5.4- Mammiferi Il loro metabolismo basale è molto accelerato e quindi si ha un apparato respiratorio efficace. L’aria entra dalla cavità nasale delle narici, scende attraverso la faringe (condivisa dall’apparato respiratorio e dall’alimentare) dove l’epiglottide devia l’aria verso la trachea: nella prima parte della trachea, chiamata laringe, sono presenti le corde vocali. La trachea si divide in 2 bronchi (destro e sinistro), che a loro volta si dividono in bronchioli dove sono presenti gli alveoli polmonari: la trachea e i bronchi sono circondati da anelli di cartilagine, che consentono di tenerli aperti e di piegarli, inoltre sono ricoperti dal muco ciliare per catturare polvere e batteri, che verranno poi trasportati alla faringe e inghiottiti. Gli alveoli sono ricoperti da capillari e da un sottile strato di acqua, per idratare i polmoni. All’interno di ogni polmone si ha: bronco, bronchiolo, dotti alveolari e alveoli. Nell’arrivare agli alveoli, l’aria è: - filtrata per liberarla da polvere e sostanze estranee (es. patogeni) - riscaldata alla temperatura corporea - saturata di umidità L’inspirazione è un processo attivo: le coste si aprono grazie ai muscoli intercostali e all’abbassamento del diaframma. Mentre l’espirazione è un processo passivo: i muscoli intercostali e il diaframma si rilassano e tornano alla posizione iniziale.

Answer 69

Nel corso dell’evoluzione si sono evolute delle proteine che trasportano l’ossigeno, chiamate pigmenti respiratori, che contengono il ferro (dà il colore rosso al sangue). L’emoglobina è un pigmento respiratorio ed è formata da 4 molecole (chiamate globine), che contengono ognuna un gruppo eme (proteina che contiene ferro), in grado di legare l’ossigeno. Questa molecola ha un forte legame con l’ossigeno quando è molto concentrato (nei polmoni), quando invece è poco concentrato tende a rilasciarlo (negli organi). I vertebrati hanno sviluppato diverse varianti di pigmenti respiratori: - EMOGLOBINA FETALE→ utilizzata nell’embrione perchè ha una maggior affinità con l’ossigeno, nel corso dell’evoluzione viene sostituita dall’emoglobina comune - MIOGLOBINA (rossa)→ è contenuta nelle cellule muscolari e ha funzione di riserva di ossigeno: se l’o2 non fa in tempo ad arrivare al muscolo (ad es. durante l’esercizio fisico), può utilizzare questa riserva (quando finisce entra in un metabolismo anaerobio e produce acido lattico). Questa proteina contiene ferro e dona il colore rosso ai muscoli: le carni bianche spesso sono quelle degli uccelli e presentano una quantità molto bassa di questa proteina. - EMOCIANINA (blu)→ presente negli invertebrati, è libera nel plasma ma è meno efficiente - EMERITRINA (viola)→ presente soprattutto negli anellidi, ma è meno efficiente Gli eritrociti (globuli rossi) contengono l’emoglobina nei vertebrati: sono senza nucleo nei mammiferi, quindi hanno vita breve, mentre negli anfibi presentano il nucleo. L'emoglobina deve essere immagazzinata negli eritrociti, perché a causa del gruppo eme è tossica: il fegato filtra il sangue ed elimina i globuli danneggiati (rilascia l'aptoglobina, che scompone l’emoglobina) per evitare che l’emoglobina si disperda nel corpo. Gli eritrociti si sviluppano nel tessuto eritropoietico delle ossa cave: nei mammiferi gli eritrociti poi espellono il nucleo.

Answer 70

1- CNIDARI E PLATELMINTI Sono senza cavità corporea e non hanno un sistema di trasporto specializzato (non hanno vasi o seni): la maggior parte degli alimenti si distribuisce grazie a una cavità gastrovascolare ramificata in tutti i distretti del corpo, essendo a contatto con l’esterno attraverso un’apertura la cavità viene riempita anche di acqua e di ossigeno, così da trasportarlo nei diversi organi del corpo. L’assenza del sistema circolatorio è un limite evolutivo, perché non possono aumentare di troppo le loro dimensioni corporee. Altre cell (es. Cell del sistema immunitario) si muovono fra gli interstizi delle cell dei vari tessuti. 2- NEMATODI Hanno un emocele (seno) costituito dalla cavità corporea: il liquido pseudocelomatico serve a trasportare le sostanze e le cellule e si muove grazie ai movimenti dell’animale. Le cellule dell’apparato digerente rilasciano i nutrienti nel liquido, che poi li trasporterà a tutte le cellule dell’organismo.

Answer 71

Negli animali ci sono 2 sistemi di trasporto: - SISTEMA CIRCOLATORIO APERTO→ si trova ad es. Negli insetti: il sangue viene pompato nelle arterie, che si ramificano e alla fine delle ramificazioni ci sono delle aperture, che sboccano su degli emoceli (seni che circondano gli organi), che presentano degli osti a contatto con il cuore. Il liquido che scorre all’interno di questo sistema è chiamato emolinfa. In questo caso il sangue bagna direttamente gli organi e la sua circolazione è lenta. - SISTEMA CIRCOLATORIO CHIUSO→ il sangue sta sempre all’interno dei vasi: le arterie si ramificano in capillari e poi le vene riportano il sangue al cuore. Il liquido che scorre all’interno di questo sistema è chiamato sangue. Entrambi necessitano una pompa, il cuore, che è un organo propulsore muscolare: la circolazione all’interno dei vasi è unidirezionale in entrambi i casi. Il cuore serve a favorire la circolazione del liquido a cui viene applicata una forza in seguito alla contrazione della muscolatura, che è liscia nel caso dei vasi degli invertebrati, mentre è cardiaca nei vertebrati. Il cuore presenta delle valvole che consentono al sangue di andare solamente in una direzione: circolazione unidirezionale. Il cuore può essere tubulare, loculare o concamerato.

Answer 72

1- ARTROPODI Un esempio di organismi con un sistema circolatorio aperto sono gli artropodi: insetti, aracnidi e crostacei. 1.1- Insetti Hanno un cuore tubulare nell’addome, con osti muniti di valvole: pompa il sangue in un vaso dorsale, l’aorta, che è l’arteria che parte dal cuore e che poi si ramifica versando il sangue nell’emocele. L’emocele è divisa in 3 seni (il pericardico, il periviscerale e il perineurale) separati da 2 diaframmi (dorsale e ventrale): c’è anche un diaframma longitudinale in ogni zampa per guidare il sangue in modo unidirezionale. 1.2- Aracnidi e crostacei Nei chelicerati il cuore è nell’opistosoma, mentre nei crostacei è nel cefalotorace: hanno un cuore tubulare con osti collegati alle arterie, che si aprono nel seno respiratorio-pericardico. In piccoli artropodi si può non presentare l’apparato circolatorio: presentano solo una cavità chiamata emocele. 2- MOLLUSCHI I gasteropodi e i lamellibranchi hanno un sistema circolatorio aperto, mentre i cefalopodi hanno un sistema circolatorio chiuso (sono predatori e hanno bisogno di molta energia). Il cuore (mono-triloculare) è contenuto in una cavità: il sangue arriva al cuore attraverso dei vasi, esce attraverso le arterie, che si aprono nell’emocele (piccoli seni periferici) e passa alle branchie per poi tornare al cuore. Il cuore è diviso in un atrio (entra il sangue attraverso le vene) e un ventricolo (il sangue viene pompato nelle arterie).

Answer 73

Nell’apparato circolatorio chiuso le sostanze passano dal vaso sanguigno (capillare), alle cellule della parete dei capillari, al liquido interstiziale e vice-versa per diffusione, filtrazione e trasporto attivo. Il sangue è un tessuto connettivo fluido formato dal plasma (55%; porzione liquida) e dagli elementi corpuscolari (45%; cellule del sistema immunitario, eritrociti e piastrine). Il plasma è formato da un 90% di acqua, da proteine plasmatiche disciolte in essa (coinvolte nell’equilibrio osmotico, sistema immunitario, coagulazione del sangue), glucosio, aminoacidi, elettroliti, enzimi, anticorpi, cataboliti. Gli elementi corpuscolari comprendono i globuli rossi, i globuli bianchi e cellule coinvolte nella coagulazione del sangue (piastrine e trombociti). Vasi del sistema circolatorio chiuso: - ARTERIE→ portano il sangue dal cuore alla periferia. Sono vasi elastici senza valvole. Hanno pareti molto spesse - VENE→ portano il sangue dalla periferia al cuore. Sono vasi poco elastici e hanno valvole, perché devono combattere la forza di gravità e consentire l’unidirezionalità del flusso di sangue. - CAPILLARI→ sono la superficie di scambio per diffusione tra sangue e liquidi interstiziali Le arterie e le vene hanno una parete formata da 3 tuniche (strati): all’esterno è presente il tessuto connettivo, a metà il muscolo liscio (più spesso nelle arterie e più sottile nelle vene, perchè nelle arterie il sangue viene pompato a una pressione maggiore) e all’interno l’endotelio.

Answer 74

3- ANELLIDI Hanno un sistema circolatorio chiuso: è presente un vaso longitudinale dorsale e 2 vasi longitudinali ventrali connessi da dei vasi laterali (una coppia per ogni metamero). Sono presenti 5 coppie di cuori tubulari anteriori (derivanti dai vasi laterali), e una rete capillare attorno a tutti gli organi. Gli anellidi presentano un pigmento respiratorio, l’emoglobina, che lega l’ossigeno, che entra per diffusione nell’epidermide dell'animale. 4- MOLLUSCHI CEFALOPODI Hanno un sistema circolatorio chiuso: essendo dei predatori necessitano più ossigeno per produrre energia. Presentano un cuore principale triloculare con 2 atri e 1 ventricolo. Ci sono anche dei cuori accessori in relazione alle branchie: pompano il sangue a livello delle branchie.

Answer 75

5- VERTEBRATI Hanno un sistema circolatorio chiuso. 5.1- Pesci Hanno il più semplice sistema circolatorio: il loro cuore è bicamerato, quindi presenta un atrio e un ventricolo. Il sangue viene ossigenato nelle branchie e mandato in tutto l’organismo tramite le arterie e i capillari: nel cuore dei pesci passa sempre sangue non ossigenato. 5.2- Anfibi e rettili Il loro cuore è concamerato: presenta 2 atri e 1 ventricolo. Le vene portano il sangue non ossigenato all’atrio, che lo pompa nel ventricolo, che lo pompa nell’arteria polmonare, nei polmoni e nelle branchie il sangue si ossigena e poi esce dalla vena polmonare ed entra nell’atrio, poi nel ventricolo e nell’aorta che porta il sangue a tutti i distretti del corpo. C’è una doppia circolazione: - GRANDE CIRCOLAZIONE→ il sangue arriva a tutti i distretti del corpo - PICCOLA CIRCOLAZIONE→ il sangue attraversa i polmoni Nel ventricolo un po’ di sangue non ossigenato si mescola con quello ossigenato: durante l’evoluzione si sono evoluti dei diaframmi che dividono il ventricolo per separare i 2 tipi di sangue (nei rettili il ventricolo ha un setto incompleto, è ancora unito ma il sangue si mescola meno). Le pareti del ventricolo sono più spesse di quelle dell’atrio, perché deve pompare il sangue che deve arrivare in tutti i distretti dell’animale. 5.3- Mammiferi e uccelli Il cuore è tetra-camerato: ci sono 2 atri e 2 ventricoli. Il sangue non ossigenato entra nell’atrio destro, va nel ventricolo destro, passa ai polmoni attraverso l’arteria polmonare, la vena polmonare porta il sangue ossigenato all’atrio sinistro, poi viene pompato al ventricolo sinistro e infine il sangue passa nell’aorta dove arriva a tutti i distretti del corpo.

Answer 76

Mentre nel Sistema circolatorio chiuso circolano i fluidi extracellulari chiamati fluido interstiziale (liquido non contenuto nei vasi sanguigni, presente tra i tessuti) e plasma sanguigno (contenuto nei vasi). Il fluido interstiziale ha una circolazione per rinnovarlo: nei vertebrati attraverso un sistema di canali, ovvero il sistema linfatico, formato da una fitta rete di vasi (i capillari linfatici), che sono a fondo cieco e che si riuniscono in vasi sempre più larghi che sfociano nel sistema circolatorio (a livello della vena cava inferiore). Questo sistema funge da sistema di drenaggio del corpo: drena la quantità di liquido interstiziale che non rientra nei capillari (detta linfa) rimettendolo nel sistema circolatorio. Oltre a raccogliere la linfa, il sistema linfatico presenta diverse cellule del sistema immunitario: lungo la sua rete capillare sono presenti dei linfonodi contenenti cellule del sistema immunitario, che combattono i patogeni che i capillari linfatici hanno raccolto dal liquido interstiziale. I linfonodi sono anche centri (insieme al midollo osseo e il timo) per l’immagazzinamento e la proliferazione dei linfociti, che producono anticorpi. La linfa può contenere grassi, cell e proteine e impedisce il ristagno di liquidi. Funzioni del sistema linfatico: - mantiene costante la presenza di liquidi e soluti nel sangue garantendo l’omeostasi idrodinamica dell’organismo - trasporta proteine, lipidi, vitamine liposolubili assorbite dall’intestino coadiuvando il sistema circolatorio - trasporta cellule, filtra batteri o virus e collabora con il sistema immunitario.

Answer 77

L'omeostasi è la tendenza a mantenere una certa stabilità interna delle proprie caratteristiche chimico-fisiche: è uno stato di equilibrio dinamico, che si mantiene attraverso opportuni meccanismi di autoregolazione (a feedback) pur potendo variare le condizioni esterne. I meccanismi a feedback regolano diverse funzioni dell’organismo (es. Regolazione ormonale): un recettore percepisce uno stimolo negativo, manda un segnale al centro di controllo, che agisce su un effettore, che va ad agire sullo stimolo riportandolo a valori idonei.

Answer 78

ESCREZIONE→ meccanismi attraverso cui si eliminano delle sostanze tossiche, che non possono essere accumulate (es. Co2, ammoniaca…) Le principali funzioni dell’escrezione: - Eliminazione delle sostanze tossiche - Escrezione di acqua o slt - Mantenimento di adeguati livelli di sali - Idoneo vol di h2o L’escrezione è l’eliminazione dei cataboliti tossici dell’organismo derivati dal metabolismo cellulare legato alla respirazione (CO2 e H2O) e dal catabolismo delle proteine e degli acidi nucleici (ammoniaca, che non può essere accumulata). L’ammoniaca quindi può essere eliminata oppure trasformata in composti meno tossici che si possono accumulare a C maggiori: se elimino direttamente ammoniaca devo rilasciarla a basse concentrazioni (deve essere diluita in grandi quantità di acqua), per gli organismi acquatici non è un problema, ma per gli animali terrestri è un problema, quindi l’ammoniaca viene trasformata in urea (meno tossica e può essere più concentrata così da sprecare meno acqua

Answer 79

1- PLATELMINTI Presentano il protonefridio, che è caratterizzato da 2 tipi di cell: - CELLULE FIAMMA→ presentano un nucleo e delle cilia, si trovano all’interno del parenchima e muovono le ciglia all’interno della cavità iniziale del tubulo creando una corrente - CELLULE TUBULARI→ per osmosi i liquidi e i slt passano dal parenchima dentro al tubulo e grazie alla corrente vengono spinti verso l’estremità del tubo: le cellule del tubo assorbono le sostanze utili filtrando il liquido, che poi va verso il poro escretore per essere eliminato all’esterno dell’animale 2- ANELLIDI Presentano il metanefridio (per ogni metamero ce n'è uno), che è più complesso ed è composto da: - NEFROSTOMA→ è una sorta di imbuto con all’estremità delle ciglia, che fanno in modo che il liquido della cavità celomatica di un metamero passi all’interno del foro del nefrostoma filtrandolo - TUBULO→ dopo essere passato dal nefrostoma il liquido entra in questo tubulo con diverse anse, le sue cellule assorbono le sostanze utili e lasciano le sostanze di scarto, che si accumulano nella parte terminale del tubulo - TUBULO ESPANSO→ estremità del tubulo ingrossata, che accumula le sostanze di scarto e poi le elimina attraverso il nefridioporo.

Answer 80

3- CROSTACEI Presentano una ghiandola antennale, che presente alla base di 2 antenne: è presente una cavità a labirinto ghiandolare che si apre nell’emocele e filtra il liquido emocelico, poi il liquido passa da un tubulo dove vengono assorbite le sostanze utili e poi alla fine è presente un vescica di accumulo con un poro escretore. 4- INSETTI Presentano i tubuli malpighiani, che sono dei tubi che raccolgono i liquidi dell’emocele e li rilasciano nella parte posteriore dell’intestino, il retto, dove le sostanze utili vengono riassorbite e quelle di scarto vengono eliminate dall’ano insieme alle feci.

Answer 81

5- VERTEBRATI Presentano il rene, la quale unità funzionale è il nefrone, che presenta: - CAPSULA DI BOWMAN→ è una coppa con una doppia parete (interna ed esterna) e all’interno delle 2 pareti presenta una cavità, inglobato nella capsula è presente il glomerulo: la parete interna della capsula prende una parte dei liquidi che scorrono nei capillari del glomerulo e la cavità si riempie di liquido - GLOMERULO→ gruppo di capillari - TUBULO→ viene diviso in 2 porzioni in base alle sostanze che assorbe: tubulo prossimale e tubulo distale, che convogliano i liquidi filtrati in un dotto collettore - DOTTO COLLETTORE→ contiene l’urina concentrata Tutti i dotti collettori convogliano in due ureteri, che portano l’urina alla vescica, da dove parte un unico dotto, l’uretra, che sfocia nel poro escretore da dove viene eliminata.

Answer 82

Un altro sistema per mantenere l’omeostasi è l’osmoregolazione, che è la capacità di mantenere costante le concentrazioni interne di soluti/ioni indipendentemente dall’ambiente in cui l’organismo vive: l’insieme dei meccanismi che gli organismi utilizzano per rispondere alle variazioni di concentrazione osmotica sia dell’ambiente esterno che di quello interno. È necessario mantenere il bilancio idrico-salino, perché c’è una costante perdita d’acqua (respirazione, urina, feci, sudore). Gli organismi hanno sviluppato degli adattamenti per mantenere questo bilancio: - meccanismi in grado di trattenere adeguate quantità di acqua - meccanismi in grado di mantenere costante la concentrazione di sali e nutrienti - meccanismi in grado di eliminare sostanze di rifiuto Le membrane cellulari sono semipermeabili (fanno passare solo alcune molecole): per il passaggio di molecole più grosse servono delle proteine di membrana, che possono funzionare anche contro gradiente (da concentrazioni minori a maggiori) spendendo energia (tramite trasporto attivo). Gli organismi si possono però trovare in condizioni per cui l’ambiente esterno ha un concentrazione diversa dall’ambiente interno: - ORGANISMI ISOSMOTICI→ concentrazione interna uguale a quella esterna. - ORGANISMI IPOSMOTICI→ concentrazione interna minore di quella esterna, quindi i slt all’esterno tendono a entrare all’interno: questi animali o li ributtano fuori con il trasporto attivo, oppure ne compensano l’ingresso attraverso delle perdite di acqua. - ORGANISMI IPEROSMOTICI→ la concentrazione interna è maggiore di quella esterna, quindi l’acqua tende ad entrare e fa scoppiare l’organismo Gli organismi che vivono in ambiente marino hanno pochi problemi, perché sono leggermente iposmotici o sono isosmotici con l’ambiente.

Answer 83

I sistemi di coordinazione sono due e operano in stretta associazione: nervoso ed endocrino Hanno la funzione di modulare i rapporti tra l’interno e l’esterno dell’organismo e viceversa e percepiscono gli stimoli interni (es. Se abbiamo fame): fanno cooperare, comunicare, integrare, coordinare e funzionare in modo armonico tra loro i vari apparati e i loro organi. Il sistema nervoso ha una risposta immediata, veloce e organizzata, mentre il sistema endocrino ha una risposta lenta, ma di lunga durata, infatti controlla i processi di lunga durata (es. Crescita, riproduzione, metamorfosi…).

Answer 84

Il sistema nervoso dà una risposta immediata e di breve durata ed è caratterizzato da un flusso di informazioni, che avviene in 3 tappe: - Individuazione e registrazione di variazioni ambientali interne o esterne - Integrazione ed elaborazione del segnale - Risposta immediata coordinando le attività Lo stimolo (input) viene recepito da un recettore, che trasmette le informazioni a un neurone sensoriale, che a sua volta trasmette l’informazione a un interneurone, che elabora una risposta. Questa risposta viene trasmessa a un neurone motorio, che agisce sulla muscolatura: è in relazione con un effettore (un muscolo, che si contrae, o a una ghiandola del sistema endocrino, che produce ormoni). Ci sono 3 tipi di neuroni: - AFFERENTI→ collegati a recettori, che agiscono convertendo stimoli ambientali in impulsi nervosi - INTERNEURONI→ costituiscono il sistema nervoso centrale e sono neuroni di collegamento tra neuroni afferenti ed efferenti - EFFERENTI→ percepiscono l’impulso degli interneuroni e lo trasmettono a un sistema periferico di effettori (muscoli e ghiandole) Ci sono delle risposte che non sono mediate dagli interneuroni: ad es. Nell’arco riflesso (o riflesso patellare) i neuroni afferenti sono collegati direttamente con i neuroni efferenti. Il sistema nervoso è formato da neuroni (unità funzionali), che formano il tessuto nervoso. Hanno 2 proprietà: eccitabilità (rispondono a stimoli) e conducibilità (trasmettono un segnale). L’informazione viene trasmessa attraverso impulsi elettrici e mediatori chimici (i neurotrasmettitori, che sono delle sostanze che mettono in comunicazione i diversi neuroni).

Answer 85

La struttura base di un neurone è formata da un corpo cell (che contiene gli organuli), che si ramifica in: - DENDRITI→ possono essere molti e rappresentano l’apparato recettore della cellula nervosa - ASSONE→ parte che trasmette il segnale, generalmente è solo uno che può ramificarsi. Nei vertebrati e in alcuni invertebrati (es. Crostacei e insetti) è ricoperto da cellule, le cellule di Schwann, che producono una molecola protettiva, la guaina mielinica (fatta di mielina): ogni assone è ricoperto da più cellule di Schwann. La sua funzione è quella di condurre l’impulso alle terminazioni sinaptiche, che trasmettono l'impulso ad altri neuroni o a cellule effettrici. La guaina mielinica velocizza il trasporto del segnale da parte dell’assone: un assone che presenta la guaina mielinica trasmette il segnale più velocemente di un assone che non presenta la guaina mielinica. La funzione dei neuroni può variare, anche se presentano la stessa struttura di base: Ad es. I neuroni afferenti possono presentare un dendrite all’esterno dello strato epiteliale, che riceve direttamente gli stimoli, oppure i dendriti possono essere associati a delle altre strutture (ad es. Le ghiandole pilifere) e percepire gli stimoli in modo indiretto. Gli assoni sono organizzati in fasci: decorrono paralleli circondati da una guaina protettiva e formano un nervo (fascio di assoni).

Answer 86

L’impulso nervoso è trasmesso grazie a una differenza nel potenziale di membrana della cellula: ogni cellula presenta un potenziale di membrana a riposo, che è generato dai flussi ionici che si verificano attraverso la membrana cell. Un potenziale di membrana è un fenomeno fisico in cui vi è una barriera, che riesce a mantenere una quantità di cariche positive e negative diverse ai lati di essa: nel caso della cellula, la membrana cellulare mantiene all’interno una somma di cariche negative (anioni e ioni K+) maggiore rispetto alla somma delle cariche positive all’esterno (ioni Na+ e Cl-). Quando viene trasmesso un segnale parte l’impulso nervoso, che consiste in una rapido cambiamento del potenziale elettrico dovuto al passaggio di ioni sodio (Na+ ) e potassio (K+ ) attraverso pori (formati da proteine, che consentono il passaggio solo a certi ioni) della membrana cellulare: questo cambiamento è chiamato potenziale d’azione. Il potenziale d’azione è l’opposto del potenziale a riposo: in questo caso la cellula presenta più cariche negative fuori e più cariche positive dentro, quindi è una depolarizzazione della membrana (si ha un’inversione della polarità). La depolarizzazione è autopropagante: si autopropaga lungo la membrana cellulare di tutto il neurone, una volta che il segnale si è spostato lungo la membrana la cellule chiude i pori per l’ingresso del sodio e attiva la pompa sodio-potassio (spendendo energia), che porta fuori il potassio per ristabilire il potenziale di membrana a riposo. Negli assoni che non hanno la guaina mielinica il trasporto del segnale è continuo, mentre negli assoni dove è presente la guaina mielinica il trasporto del segnale è saltatorio: l’impulso salta tra un nodo di Ranvier e l’altro, ovvero tra punti presenti tra una cellula di Schwann e l’altra dove non è presente la guaina mielinica.

Answer 87

I neuroni trasmettono i segnali tra loro grazie alle sinapsi (punti in cui i neuroni comunicano tra loro o con altre cellule effettrici): attraverso la trasmissione sinaptica l’impulso nervoso può viaggiare da un neurone all’altro o dal neurone a una cellula effettrice. Le sinapsi possono essere eccitatorie o inibitorie, l’effetto di tutti gli impulsi determina se una cellula postsinaptica si eccita oppure no. Ci sono 2 tipi di sinapsi: - SINAPSI ELETTRICHE→ sono bidirezionali, perché il segnale si può trasmettere in entrambi le direzioni. Sono dei canali che congiungono un neurone con l’altro e fanno passare degli ioni positivi o negativi, senza mediazione chimica: è un sistema molto veloce. Il passaggio di ioni avviene grazie alle giunzioni GAP, che sono delle proteine che fanno passare solo determinati ioni: sono molto selettive. - SINAPSI CHIMICHE→ la comunicazione avviene attraverso mediatori chimici (neurotrasmettitori): il bottone presinaptico non è in contatto con il corpo cellulare del neurone post-sinaptico. Quando il potenziale d’azione arriva al bottone presinaptico, il citoscheletro fa in modo che delle vescicole cariche di neurotrasmettitori si spostino dall’interno fino alla membrana cellulare: la membrana delle vescicole si fonde con la membrana cellulare rilasciando i neurotrasmettitori nella fessura sinaptica. Sulla membrana del neurone post-sinaptico sono presenti dei recettori di membrana, che legano i neurotrasmettitori, rilasciando delle molecole che daranno via a un nuovo potenziale d’azione. Ogni neurotrasmettitore regola funzioni diverse: ad es. Le endorfine danno segnali legati al dolore o alla fame, la serotonina regola umore e sonno, ecc…

Answer 88

Non hanno un SN, ma reagiscono agli stimoli: ogni cellula è in grado di rispondere ad alcuni stimoli e di trasmettere informazioni all’interno o all’esterno della cellula. Percepiscono l’ambiente, ma le risposte che possono dare sono relativamente semplici. Anche le spugne non hanno un SN, perché non hanno tessuti: rispondono agli stimoli a livello cellulare.

Answer 89

2.1- Cnidari Hanno una simmetria raggiata e si spostano in modo unidirezionale, quindi presentano il sistema nervoso più semplice: non presentano un cerebro, ma il SN è a rete (i neuroni sono distribuiti in modo uniforme su tutto il corpo dell’animale 2.2- Platelminti La rete nervosa è sotto all’epidermide, ma c’è anche una struttura del SN definita a scala: sono presenti un cerebro, dei gangli anteriori ampli, due cordoni longitudinali, che presentano delle connessioni trasversali (commissure trasversali o nervi trasversali). Questa struttura è posta nella parte ventrale del corpo, si trova sotto lo strato muscolare ed è ventrale al tubo digerente.

Answer 90

2.3- Anellidi Gli anellidi più primitivi (es. Gli anellidi marini) hanno ancora un sistema a scala: presentano un cerebro nel capo, 2 cordoni longitudinali con dei nervi trasversali e per ogni metamero, ai lati dei cordoni longitudinali, sono presenti dei gangli. Negli anellidi più evoluti i cordoni longitudinali si sono fusi a formare un unico cordone longitudinale, che presenta un ganglio per ogni metamero. Presentano un anello perifaringeo (intorno al faringe), perchè il cerebro è dorsale, mentre il cordone longitudinale è ventrale e attraverso di essi passa l’intestino: l’anello perifaringeo è costituito da 2 cordoni nervosi, che collegano il cervello al cordone ventrale formando l’anello perifaringeo. 2.4- Molluschi I molluschi più primitivi presentano un SN a scala: uguale a quelli prima. A seconda delle linee evolutive il SN si trasforma e presenta diversi gradi di fusione dei gangli: i tipi più primitivi presentano un classico sistema a scala, mentre i tipi più evoluti presentano una concentrazione dei neuroni in gangli che si possono fondere in diverse masse (tendenza a cefalizzazione). Tutti presentano l’anello periesofageo. I molluschi cefalopodi hanno un cervello molto sviluppato protetto da uno scheletro cartilagineo: ha degli assoni molto grandi e i neuroni entrano nei vari tentacoli. Il loro lobo ottico è molto sviluppato: all’interno degli invertebrati hanno gli occhi più sviluppati, sono molto simili a quelli dei vertebrati quindi hanno un’ottima visione, perché sono predatori.

Answer 91

2.5- Artropodi Quelli meno evoluti presentano una struttura a scala: i tipi più primitivi presentano molti gangli distribuiti lungo i 2 cordoni nervosi ventrali, mentre i tipi più evoluti presentano la maggior parte dei gangli fusi in diverse masse (tendenza a cefalizzazione). È presente un anello circumesofageo: 2 nervi che collegano il cerebro dorsale ai 2 cordoni ventrali. Presentano: - CEREBRO→ centro di integrazione e coordinamento - GANGLI VENTRALI TORACICI→ coordinano il movimento di zampe e ali - GANGLI VENTRALI ADDOMINALI→ coordinano le funzioni digestive e riproduttive coordinate da ormoni

Answer 92

Nei vertebrati sono presenti: - SISTEMA NERVOSO CENTRALE (SNC) → riceve e analizza le informazioni in arrivo dall'ambiente interno ed esterno dell'organismo, quindi elabora le risposte più appropriate - SISTEMA NERVOSO PERIFERICO (SNP)→ raccoglie le informazioni da mandare al SNC e dà un’azione in risposta all’elaborazione delle informazioni del SNC Il SNP si divide in: - VOLONTARIO→ manda degli impulsi in modo cosciente (es. Il sistema muscolare) - INVOLONTARIO→ manda degli impulsi in modo incosciente (coordina la respirazione, la digestione, la circolazione… ) Il SNC è composto da encefalo (massa di neuroni all’interno del cranio) e midollo spinale (cordone longitudinale dorsale, che si propaga dall’encefalo fino alla punta della coda) protetto dalla colonna vertebrale: fra una vertebra e l’altra escono dei nervi, che si connettono con determinati organi. Encefalo e il midollo spinale sono di consistenza soffice e gelatinosa, sono immersi in un liquido protettivo e avvolti da membrane (le 3 meningi) e ulteriormente protetti da un rivestimento osseo esterno (ossa craniche e colonna vertebrale). Le vertebre presentano un corpo e un arco vertebrale: in mezzo a queste strutture è presente un canale dove passa il midollo spinale, che presenta dei nervi laterali con dei gangli secondari, che a loro volta si diramano.

Answer 93

Possiamo classificare i recettori in base al luogo da dove proviene lo stimolo: - ESTEROCETTORI→ percepiscono gli input esterni e si trovano sulla superficie esterna dell’animale - INTEROCETTORI→ interni all’animale e servono a percepire gli input interni - PROPRIOCETTORI→ interocettori legati a percepire i movimenti e la posizione del corpo Possiamo classificare i recettori in base alla tipologia degli stimoli che percepiscono: - FOTORECETTORI→ percepiscono gli stimolo luminosi - CHEMIOCETTORI → percepiscono i segnali chimici - MECCANOCETTORI→ percepiscono stimoli meccanici (es. Quelli del tatto) - FONORECETTORI→ percepiscono gli stimoli sonori - TERMORECETTORI→ percepiscono l’energia radiale - OSMORECETTORI→ percepiscono la concentrazione di un soluto in un liquido - ELETTROCETTORI→ percepiscono gli stimoli elettrici - IDROCETTORI→ percepiscono l’umidità - NOCICETTORI→ percepiscono i danni tissutali

Answer 94

1- FOTOCETTORI Percepiscono la luce (impulso luminoso). Ci sono dei neuroni sensoriali, che formano un substrato recettivo, la retina, sensibile alla luce: trasformano l’E luminosa in un’E di tipo chimico in grado di generare un potenziale d’azione. Le cellule della retina presentano al loro interno dei pigmenti fotosensibili (carotenoidi e rodopsina): questi pigmenti contenuti nei dendriti, assorbono fotoni di energia luminosa e accumulano energia, che rompe dei legami molecolari all’interno dei pigmenti, così che si formi il potenziale d’azione. Le cellule retiniche spendendo ATP riescono a riunire i legami per riformare i pigmenti fotosensibili. Esistono 2 tipi di cellule retiniche nei vertebrati, che sono cell nervose che presentano diverse quantità di pigmenti fotosensibili e quindi svolgono funzioni differenti: - BASTONCELLI→ percepiscono l’intensità luminosa e il movimento di oggetti: possono essere attivati anche con poca luce. - CONI→ sono associati alla percezione dei colori, ne esistono 3 tipi: quelli che percepiscono la porzione di luce blu, di luce rossa e di luce verde (i colori restanti sono percepiti confrontando i livelli di eccitazione dei 3 diversi colori). I coni necessitano più luce per essere attivati. Molti vertebrati si sono specializzati in un solo tipo di visione: - ANIMALI NOTTURNI→ nel corso dell’evoluzione hanno perso i coni, così che il numero di bastoncelli potesse aumentare (es. Civette, gufi, pipistrelli…) - ANIMALI DIURNI→ hanno molti coni e pochi bastoncelli, perchè non necessitano di vedere di notte (es. scoiattoli…)

Answer 95

Presentano delle singole cellule fotosensibili distribuite su tutto il corpo a livello del tegumento: capiscono se c’è buio o luce, ma non possono costruire un’immagine.

Answer 96

Cnidari, Platelminti, Anellidi, Molluschi Bivalvi e Artropodi possono avere delle macchie oculari complesse: un organo a forma di piccola coppa con fotorecettori rivestiti da cellule con pigmento fotoassorbente per schermare la luce Questa struttura si può trovare sulla superficie dell’epidermide o subito sotto l’epidermide: i fotoni riescono a penetrare lo strato più esterno dell’epidermide.

Answer 97

Si trova in meduse, policheti, molluschi gasteropodi, ragni, insetti e alcuni echinodermi. Presenta delle lenti trasparenti per focalizzare la luce sulla retina, che è formata da cellule fotosensibili disposte a coppa: sono schermate dall’esterno grazie a una struttura a coppa formata da cellule pigmentate.

Answer 98

3- OCCHIO COMPLESSO A CAMERA Si trova nei cefalopodi e nei vertebrati. 3.1- Cefalopodi Presentano diverse strutture: - CAMERA→ impermeabile alla luce, quindi la luce può passare solo attraverso l’iride colpendo la retina: la camera contiene una lente, che si chiama cristallino, che mette a fuoco la luce. - LENTE (cristallino)→ grazie ai muscoli ciliari riesce a cambiare la sua distanza focale rispetto alla retina: mette a fuoco (capacità di accomodazione). - PALPEBRE→ hanno funzione di protezione e idratano l’occhio. - CORNEA→ è sottile e trasparente e aiuta nella messa a fuoco. Prima di colpire il cristallino la luce passa attraverso la pupilla: struttura che si apre o si chiude per regolare la quantità di luce che entra all’interno della camera. La luce attraversa poi un liquido e arriva alla retina, dove sono presenti delle cellule retiniche, che vengono attivate quando un fotone le colpisce. 3.2- Vertebrati L’unica cosa che li differenzia dai cefalopodi è che nei cefalopodi la retina è direttamente colpita dalla luce, mentre nei vertebrati le cellule fotosensibili sono rivolte verso il fondo della coppa. La retina presenta un punto, chiamato fovea centrale, dove sono presenti solo coni: è il punto di acutezza visiva (risoluzione) e dipende da quanti coni sono presenti. La posizione degli occhi nei vertebrati è in relazione alle strategie alimentari dei diversi animali: le prede hanno gli occhi molto più laterali per avere una visione +più ampia e individuare i predatori, mentre i predatori hanno gli occhi più frontali per poter triangolare meglio la preda e per avere la percezione della distanza da essa.

Answer 99

4- OCCHIO COMPOSTO È presente in esapodi, crostacei, chilopodi e alcuni policheti. Presentano un occhio composto da tante strutture, chiamate ommatidi. Ogni cella dell’occhio rappresenta la lente più esterna di un ommatidio: gli ommatidi formano una coppa verso l’esterno, perché sono tutti orientati in direzioni leggermente diverse. L’immagine finale che il cervello elabora dipende dalla somma degli stimoli di ogni ommatidio: vedono molto bene i movimenti, ma hanno una cattiva risoluzioni. L’occhio everso (estroflesso all’esterno) dà un grande campo visivo: riescono a vedere anche posteriormente. Fra un ommatidio e l’altro c’è una zona, formata da cellule pigmentate, che impedisce alla luce di passare: solo la luce perpendicolare all’ommatidio va ad eccitare le cellule fotosensibili, quella che arriva non perpendicolarmente viene bloccata dalle cellule pigmentate. L’ommatidio presenta diverse strutture: - LENTE CORNEALE→ è la prima lente e corrisponde alla cuticola dell’animale, che è sottile e trasparente e funge da lente: concentra i raggi verso le cellule fotosensibili - CONO CRISTALLINO→ è la seconda lente e focalizza la luce sulle cellule fotosensibili - CELLULE RETINICHE→ presentano un pigmento fotosensibile, chiamato rodopsina (formano il rabdoma), e sono sostenute da cellule della retinula (retinulari) Le cellule fotosensibili poi mandano, attraverso degli assoni (formano il nervo ottico), le informazioni al cervello.

Answer 100

2- CHEMIOCETTORI Sono in grado di percepire le sostanze chimiche volatili nell’aria, disciolte nell’acqua o presenti su un substrato. L’olfatto e il gusto sono dovuti a dei chemiocettori: altri animali hanno i chemiocettori in altre posizioni (ad es. Gli artropodi percepiscono la natura chimica del substrato anche attraverso le zampe, che presentano tante setole cave, che sono organi chemosensori chiamati sensilli) Le setole presentano un canale nel quale entrano le molecole, che interagiscono con i dendriti di cell sensoriali, che si sviluppano all’interno delle setole: non percepiscono tutte le sostanze chimiche, ma solo quelle importanti per questi animali (quelle legate al cibo e feromoni). Anche nelle antenne gli insetti hanno molte setole chemosensoriali: i maschi ne hanno di più così da percepire meglio i feromoni della femmina. Nei vertebrati terrestri la raccolta del segnale chimico è in relazione alla cavità nasale, in cui l’aria entra dopo essere passata attraverso le narici. Le sostanze odorose presenti nell’aria accedono alla cavità nasale quando inspiriamo: nelle cavità nasale, sulla parte più dorsale, sono presenti delle aree ricche di neuroni olfattivi, che sono intercalati da delle cellule di sostegno che producono muco. Il segnale viene mandato poi al bulbo olfattivo, che genererà poi un nervo olfattivo che va verso il cervello. I chemosensori sono dei neuroni che percepiscono direttamente le molecole. In alcuni mammiferi e nei rettili è presente anche l’organo vomero-nasale, che è un organo ausiliario di senso olfattivo e sembra collegato alla recezione dei feromoni: è associato alla cavità orale. Il gusto è un altro senso che dipende da organi chemosensori situati nella cavità boccale. Nei vertebrati il gusto è associato alla lingua, che è un idrostato muscolare: ha il compito di manipolare il bolo alimentare, serve per la fonazione e presenta degli organi chemosensori, che creano il senso del sapore. La lingua è piena di papille gustative invisibili a occhio nudo: sono dei pori sulla lingua, che portano le molecole a contatto con un gruppo di neuroni sensoriali. La posizione delle papille è in relazione al tipo di molecole che esse percepiscono (sapori): sulla punta vengono percepite le molecole legate al gusto dolce, il gusto acido è nella parte leggermente posteriore, poi c’è il salato e poi l’amaro (recentemente si è introdotto anche l’umami, che è il gusto dei glutammati) Il gusto è dato dall’insieme di tante percezioni sensoriali: il sapore, l’odore, la temperatura, la consistenza

Answer 101

3- MECCANOCETTORI Tutto il tegumento degli animali e il cavo orale presentano dei meccanocettori legati a stimoli meccanici: generano il tatto. Si trovano nella parte esterna e interna del tegumento. Nel derma sono presenti diversi organi sensoriali meccanocettori: quelli più superficiali (corpuscolo di Meissner), che percepiscono i contatti più leggeri, quelli più profondi (corpuscoli di Pacini), che percepiscono i contatti più profondi, e i nocicettori, che percepiscono il senso del dolore. I corpuscoli di Meissner sono dendriti circondati da cellule di supporto, mentre quelli di Pacini sono immersi in un materiale gelatinoso. Il tatto nei mammiferi è anche legato ai peli: alla base del pelo c’è la ghiandola del pelo, che è circondata da cell nervose che percepiscono quando il pelo viene spostato. 3.1- Artropodi Hanno dei sistemi meccanocettori legati a delle setole associate a dei neuroni: quando una setola viene mossa il movimento fa partire un potenziale d'azione nel neurone. Ci sono anche degli organi campaniformi che hanno la stessa funzione.

Answer 102

4- PROPRIOCETTORI Sono meccanocettori interni, che permettono di capire la posizione del corpo e come si muove il corpo. Percepiscono quando la fibra muscolare è contratta o rilassata: sono recettori di stiramento, flessione o compressione. Danno informazioni posturali.

Answer 103

5- STATOCETTORI Servono a capire qual è lo stato di verticalità dell’organismo: forniscono informazioni posturali (posizione del corpo nello spazio e mantenere l’equilibrio). Possono essere di diversa natura, ma il principio è praticamente lo stesso. La statocisti è un organo sferico, pieno di liquido, con all’interno uno statolito (può essere una sfera di carbonato di calcio o un piccolo sassolino che l’animale ha raccolto dall’ambiente durante il suo sviluppo): all’interno della sfera è presente un epitelio sensoriale, formato da cell con microvilli. Quando l’organismo è verticale lo statolito, per gravità, scende verso il basso e schiaccia delle cellule, che trasmettono il segnale a delle cellule nervose, che sono connesse al cervello che elabora poi la posizione del corpo rispetto all’asse terrestre. All’interno del labirinto dei tetrapodi si è sviluppato il sistema vestibolare, formato da canali semicircolari (il labirinto), che contiene 2 sistemi che ci aiutano a capire la velocità dei movimenti della testa e per l’equilibrio statico e dinamico: - SENSORI STATICI→ sistema con cupola - SENSORI DINAMICI→ sistema di otoliti

Answer 104

1- Sistema a cupola Il labirinto, in quasi tutti i vertebrati è formato da 3 canali, che sono messi nelle 3 direzioni dello spazio (x, y, z) e all'interno di essi scorre del liquido. In base ai movimenti della testa il liquido si muove e fa muovere delle strutture gelatinose, che formano una cupola: la cupola è in contatto con delle cellule ciliate, che a loro volta si muovono e danno un segnale ai neuroni, che lo porteranno al SNC. A seconda della cupola che viene eccitata viene mandato un segnale diverso al cervello, che ricostruisce il tipo di accelerazione che il corpo sta avendo. 2- Sistema a otoliti Il sistema mobile è formato da otoliti (strutture solide in carbonato di calcio posizionate su una struttura gelatinosa, nella quale sono immerse le ciglia delle cellule sensoriali): anche gli otoliti sono immersi nel liquido del labirinto, ma si trovano alla base di esso. Quando ci muoviamo, gli otoliti rotolano verso le diverse direzioni, andando a schiacciare lo spessore gelatinoso deformando le ciglia. Questo sistema è responsabile della percezione dell’alto e del basso, mentre il sistema a cupola è responsabile della percezione dell’accelerazione.

Answer 105

6- FONORECETTORI E SISTEMA UDITIVO L’udito è dovuto a una vibrazione dell’aria o dell’acqua: le onde pressorie fanno vibrare una membrana presente nell'orecchio, la membrana timpanica. Gli insetti hanno gli organi fonocettori in altre parti del corpo: ad es. Nelle zampe, dove c’è una zona priva di setole che funziona come la membrana timpanica vibrando in relazione alle onde sonore che le arrivano, oppure possono presentare delle trachee modificate con all’interno delle membrane che vibrano in relazione alle vibrazioni dell’aria. Ci sono degli insetti che percepiscono i suoni in modo molto accurato: quelli che emettono una stridulazione per comunicare tra di loro, attraverso lo sfregamento di diverse parti del corpo a seconda delle diverse specie. Nei vertebrati è presente una membrana timpanica che vibra in risposta a un’onda sonora: il sistema di percezione del segnale non è direttamente collegato alla membrana, ma c’è un sistema che va ad amplificare il segnale. Associata alla membrana ci sono delle strutture rigide (nell’uomo staffa, incudine e martello) e dopo la membrana c’è una camera d’aria, che serve a dare amplificazione. Nei tetrapodi l’organo per l’udito è diviso in 3 sezioni: - ORECCHIO ESTERNO→ formato dal padiglione auricolare, che serve per captare le vibrazioni dell’ambiente, poi presenta un canale, il meato acustico, che porta le onde verso l’orecchio medio. All’estremità del meato acustico è presente la membrana timpanica, che vibra in relazione alle vibrazioni esterne. - ORECCHIO MEDIO→ addossato alla membrana timpanica c’è un osso, il martello, che si muove insieme alla membrana e trasmette il movimento a un’altro osso, l’incudine, che fa muovere la staffa: articolandosi tra loro, trasferiscono il segnale su un’altra membrana, la finestra ovale (limite tra orecchio medio e orecchio interno). - ORECCHIO INTERNO→ presenta il labirinto e la coclea, che sono uniti in un’unica struttura. All’interno della coclea ci sono delle cellule ciliate, che traducono le differenze di pressione, dovute al movimento della finestra ovale, in un segnale, che attraverso i nervi va mandato al cervello. La coclea è a forma di spirale e contiene del liquido, che genera una corrente (dovuta al movimento della finestra ovale) e impatta sull’organo del Corti, che si sviluppa lungo tutto il setto interno della coclea. L’organo del Corti presenta una membrana tettoria superficiale, che è a contatto con delle cellule ciliate connesse ai neuroni: il liquido spinge la membrana tettoria sulle ciglia delle cellule sensoriali: questa pressione fa sì che le cellule ciliate mandino un segnale ai dendriti, collegati al SNC. Anche nei pesci, negli anfibi e negli uccelli è presente il labirinto: il sistema staffa, incudine e martello è leggermente diverso, ma ci sono comunque degli ossicini che amplificano il segnale.

Answer 106

Il sistema endocrino è un sistema che utilizza dei messaggeri chimici, che circolano all’interno del corpo dell’animale.. Il sistema endocrino dà una risposta più lenta, a causa del tempo richiesto a un ormone per raggiungere il tessuto specifico e penetrare nelle cellule: hanno però un effetto di lunga durata (da minuti a giorno) e agiscono quando è necessario un effetto continuo (es. Accrescimento, riproduzione…). Negli animali esistono 3 tipi di messaggeri chimici: - ORMONI→ messaggeri chimici prodotti da ghiandole: esistono anche dei neurormoni prodotti dai neuroni. Sono mediatori chimici dell’organismo, che vengono riversati in sangue o emolinfa e servono a coordinare gli apparati dell’animale. - FEROMONI→ vengono rilasciati all’esterno dell’organismo, sono composti organici volatili (per animali dell’ambiente terrestre) o idrosolubili (per animali acquatici): possono essere percepiti anche a bassissima concentrazione da individui della stessa specie (ad es. I feromoni vengono rilasciati dalle femmine per attirare i maschi per scopi riproduttivi…) - ALLOMONI→ vengono emessi nell’ambiente, sono messaggeri chimici volatili o idrosolubili rivolti a individui di altre specie (es. Mol di cattivo odore che vengono rilasciate dalle cimici…)

Answer 107

A seconda delle dimensioni molecolari dell’ormone ci sono 2 meccanismi che permettono l’azione degli ormoni: - ORMONI DI NATURA PEPTIDICA (di grandi dimensioni, es. Insulina)→ si legano a dei recettori sulla membrana cellulare: quando si forma il complesso ormone-recettore viene rilasciata una molecola dalla superficie interna della membrana, che dà origine a una catena di eventi metabolici legati alla funzione svolta da quel determinato ormone - ORMONI STEROIDEI (di piccole dimensioni,ad es. Testosterone, androgeni, ecsidone…)→ sono liposolubili quindi riescono a penetrare all’interno della membrana cellulare. Dopo che hanno attraversato alla membrana cellulare e la membrana nucleare, si legano a specifiche molecole diventando proteine di regolazione di geni, che attivano dei geni specifici per determinate funzioni: possono stimolare o inibire la produzione di certi mRNA.

Answer 108

Nei vertebrati sono presenti le stesse ghiandole endocrine: - EPIFISI→ produce melatonina (regola il ciclo circadiano sonno-veglia dell’organismo) - IPOFISI→ produce, somatotropina (ormone della crescita), prolattina (stimola la produzione di latte), endorfina (ormone del benessere) e regola l’attività di altre ghiandole - TIROIDE→ produce gli ormoni T3 e T4, che regolano il metabolismo basale e il metabolismo delle ossa - OVAIE→ producono estrogeni e progesterone: in base alla loro concentrazione regolano il ciclo mestruale e, durante lo sviluppo, i caratteri sessuali secondari - TESTICOLI→ producono testosterone: regola la spermiogenesi e i caratteri sessuali secondari

Answer 109

IPOFISI È una ghiandola collocata al di sotto del cervello ed è implicata nella maggior parte dei meccanismi endocrini dei vertebrati: è in relazione con l’ipotalamo. Agisce su diverse cellule bersaglio (tiroide, ghiandole mammarie, tessuto osseo, muscolare e adiposo e gonadi) e rilascia diversi ormoni: - ORMONE DELLA CRESCITA (GH)→ coordina la crescita armonica dell’organismo: stimola la deposizione di calcio nel tessuto osseo, la proliferazione delle cellule cartilaginee, aumenta la massa dei muscoli scheletrici e stimola la sintesi proteica - PROLATTINA→ stimola la crescita della ghiandola mammaria e la produzione di latte dopo il parto - ORMONE MELANOTROPO→ agisce sui melanociti, responsabili della pigmentazione della pelle. - TIREOTROPINA→ agisce sulla tiroide, favorendo il rilascio degli ormoni T3 e T4 - ORMONE FOLLICOLO-STIMOLANTE E LUTEINIZZANTE→ agiscono sulle gonadi: nelle ovaie, stimolano la formazione dei follicoli e la secrezione dei loro ormoni (estrogeni), e la formazione del corpo luteo e la secrezione del progesterone; nel testicolo promuovono la spermatogenesi e la secrezione del testosterone.

Answer 110

Il sistema endocrino regola anche la metamorfosi negli animali che attuano questo processo. Ad es. Negli anfibi abbiamo diverse fasi: - PREMETAMORFOSI→ c’è una crescita rapida: i livelli di T3 e T4 sono bassi, mentre la prolattina è prodotta in maggiore quantità - METAMORFOSI→ c’è una crescita ridotta e un differenziamento elevato (inizia la metamorfosi): la prolattina decresce, mentre gli ormoni tiroidei raggiungono un picco, stimolati dall’ormone tireotropina (TSH; secreta dall’ipofisi). - CLIMAX→ c’è un differenziamento rapido (conclusione della metamorfosi): la prolattina e gli ormoni tiroidei restano poco concentrati, anche se il TSH è mantenuto a livelli elevati. Negli artropodi la produzione di ormoni è regolata da fattori esterni e interni. In questi animali è presente nel cervello la secrezione di un ormone, l’ecdisotropina, che agisce su una ghiandola, la ghiandola protoracica: quando viene stimolata da questo ormone, la ghiandola rilascia l’ormone ecdisone. Ogni volta che c’è un picco di ecdisone c’è una muta dell’animale: tra una muta e l’altra passa del tempo dove l’animale si nutre e si accresce. Il loro cervello rilascia anche la neotenina, o ormone giovanile, che è rilasciato in modo più continuo rispetto all’ecdisone: la sua produzione cala con il tempo, quindi man mano che l’animale si accresce la concentrazione di questo ormone diminuisce. Quando la concentrazione è al di sotto di un certo livello e c’è un picco di ecdisone la larva inizia a impuparsi.

Answer 111

RIPRODUZIONE ASESSUALE Avviene senza la generazione di nuovi individui con patrimonio genetico diverso: nuovi individui vengono prodotti a partire da un solo genitore Modalità di riproduzione asessuale: - SCISSIONE→ un animale si scinde in 2 - GEMMAZIONE→ si sviluppa una “gemma” sul corpo dell’animale e dà origine a un nuovo individuo - FRAMMENTAZIONE→ il corpo dell’animale si frammenta: ogni frammento dà vita a un nuovi individuo Vantaggi: - È più veloce rispetto a quella sessuale: non c’è bisogno di cercare un partner - Le energie che l'individuo spende sono limitate: non deve creare gli apparati per la riproduzione e non c’è bisogno di cercare un partner - Tutti gli individui della popolazione contribuiscono ad incrementare la popolazione Svantaggi: Non dà origine a nuove combinazioni genetiche nella prole: i figli sono cloni dei genitori, quindi non c’è variabilità genetica (l’evoluzione è lenta, perché l’unica variabilità è dovuta a mutazioni durante la mitosi). La maggior parte degli organismi infatti, può anche riprodursi per via sessuale: si riproducono asessualmente quando ci sono condizioni favorevoli e disponibilità di cibo (quando la popolazione può crescere velocemente).

Answer 112

1- SCISSIONE Platelminti, cnidari ed echinodermi si riproducono per scissione: l’animale si divide in 2 parti (solitamente uguali) lungo un piano di simmetria (longitudinale o trasversale), le 2 parti che si dividono poi rigenereranno le parti mancanti e formeranno 2 nuovi individui. Serve un’alta capacità rigenerativa dei tessuti: ci sono cellule totipotenti, che sono cellule indifferenziate che possono differenziarsi in cellule di diversi tessuti e vanno a formare i tessuti da riformare per completare l'individuo. I 2 individui figli sono uguali all’individuo parentale. 2- GEMMAZIONE Soprattutto presente nei polipi degli cnidari: si ha una rapida proliferazione di cellule con la formazione di un gruppo di cellule (gemma) sul corpo dell’individuo parentale. Quando la gemma è matura si stacca e forma un individuo, oppure il nuovo polipo non si distacca dall’individuo madre e si forma una colonia (es. Polipi dei coralli): hanno la cavità gastrovascolare unita tra tutti i polipi, quindi il cibo viene distribuito tra tutta la colonia. È molto diffusa negli animali sessili coloniali.

Answer 113

RIPRODUZIONE SESSUALE È presente nella maggior parte degli animali e può avvenire per fecondazione incrociata, autofecondazione e partenogenesi. - FECONDAZIONE INCROCIATA→ c’è un incrocio di gameti provenienti da organismi diversi: può essere svolta da organismi gonocorici (divisi in maschi e femmine) o da ermafroditi insufficienti (animali che producono sia spermatozoi che uova, ma non possono avere autofecondazione ad es. Chiocciole e lumache) - AUTOFECONDAZIONE→ un ermafrodita sufficiente (es. tenia) può autofecondarsi: i suoi spermatozoi possono andare a fecondare le sue uova - PARTENOGENESI→ sviluppo dell’embrione senza fecondazione dell’uovo: è a cavallo tra la riproduzione sessuale e asessuale, perchè se l’uovo è prodotto per mitosi ha patrimonio genetico uguale alla madre, mentre se è prodotto per meiosi il patrimonio genetico è diverso da quello della madre La fecondazione (o singamia) è la fusione del gamete maschile e femminile e può essere: - ESTERNA→ avviene all’esterno della femmina in ambiente acquatico (es. pesci) - INTERNA→ avviene all’interno della femmina: si sono sviluppati dei meccanismi per cui l’organismo maschile, attraverso la copula, può far entrare gli spermatozoi nelle vie genitali femminili Svantaggi: - Servono 2 individui di sesso diverso: spesa di energie per la ricerca del partner - È necessario lo sviluppo di organi sessuali primari, necessari per la copula, e secondari: richiede energia

Answer 114

APPARATI RIPRODUTTORI MASCHILI Il sistema riproduttore deriva dal mesoderma. Le 3 strutture che si trovano in tutti gli individui di sesso maschile sono: - TESTICOLO→ gonade maschile - SPERMIDOTTO→ trasporta i gameti dal testicolo all’esterno. Presenta il gonoporo, che è all'estremità del dotto - PENE→ presente negli organismi che attuano la fecondazione interna Organi annessi: - SACCO SPERMATICO→ dove vengono accumulati i gameti dopo che vengono prodotti - GHIANDOLA PROSTATICA→ è una ghiandola che rilascia all’interno dello spermidotto i liquidi seminali: servono a mantenere in vita gli spermatozoi all’interno delle vie genitali maschili e femminili. In alcuni animali (es. uomo) l’apparato riproduttore è associato all’apparato urinario e forma l’apparato uro-genitale, mentre in alcuni organismi (es. uccelli) hanno l’apparato riproduttore maschile collegato anche all’apparato digerente: si forma la cloaca, che è la zona di contatto tra i due apparati, quindi dall’ano escono i prodotti dell’intestino, ma anche i gameti.

Answer 115

APPARATO GENITALE FEMMINILE Le 3 strutture che si trovano in tutti gli individui di sesso femminile sono: - OVARIO→ gonade femminile - OVIDOTTO→ trasporta i gameti - VAGINA→ negli animali che attuano fecondazione interna accoglie l’organo riproduttore maschile Organi annessi: - RICETTACOLO SEMINALE→ dove vengono accumulati i gameti maschili che sono entrati negli apparati genitali femminili: non è presente in tutte le specie - GHIANDOLE DEL TUORLO E DEL GUSCIO→ la prima produce il tuorlo (sostanza di riserva energetica per l’embrione in sviluppo) ed è posizionata più vicina alla gonade rispetto a quella del guscio, mentre la seconda è presente nelle specie che rilasciano le uova all’esterno e devono essere protette da eventuali patogeni. - UTERO→ l’uovo viene mantenuto all’interno dell’organo genitale femminile, l’utero, che è un’espansione dell’ovidotto che mantiene l’embrione o conserva l’uovo L’apparato riproduttore può essere associato all’apparato digerente: l’uovo viene rilasciato dall’ano ed è presente una cloaca.

Answer 116

ERMAFRODITISMO Gli ermafroditi presentano entrambi gli apparati riproduttori. L’ermafroditismo può essere: - NON SEQUENZIALE→ nello stesso individuo sono contemporaneamente presenti i 2 tipi di gonadi (es. Lombrico, lumaca…) - SEQUENZIALE→ c’è una ripartizione temporale dei sessi: solo un tipo di gonade è matura, poi viene sostituita. I 2 tipi di gameti maturano in tempi diversi. È frequente nelle maggior parte delle specie ermafrodite Nell’ermafroditismo sequenziale gli individui si dividono in: - ERMAFRODITISMO SEQUENZIALE PROTERANDRO→ è molto presente: prima c’è la fase maschile, quindi maturano prima gli spermatozoi e poi le uova (es. Platelminti, molluschi bivalvi, molluschi gasteropodi…) - ERMAFRODITISMO SEQUENZIALE PROTEROGINICO→ è molto raro: prima c’è la fase femminile, quindi maturano prima le uova (es. labridi) e poi gli spermatozoi È più vantaggioso produrre prima gli spermatozoi, perchè sono più semplici strutturalmente, quindi serve molta meno energia per produrli: quando un individuo è adulto, ma ancora piccolo, ha meno energie e quindi è più vantaggioso produrre spermatozoi, mentre quando è più grande e ha più riserve energetiche è vantaggioso che produca uova.

Answer 117

SPERMATOGENESI È la maturazione funzionale degli spermatozoi. Ogni canale dei testicoli presenta una parete: nella parte più esterna della parete sono presenti gli spermatozoi immaturi, gli spermatogoni. Lo spermatogonio (2n) produce per mitosi 2 spermatociti I (2n), poi inizia la prima fase meiotica e da uno spermatocita I si formano 2 spermatociti II (2n), che poi nella seconda parte della meiosi formeranno 4 spermatidi (n): sono cellule non differenziate, che vanno incontro alla spermiogenesi (maturazione funzionale) diventando spermatozoi. Lo spermatozoo (di tutti gli animali) è un’unica cell ricoperta da membrana citoplasmatica e presenta: - TESTA→ presenta una vescicola, chiamata acrosoma, che è nella parte anteriore e contiene gli enzimi per entrare nella cellula uovo, e il nucleo che presenta il materiale genetico - COLLO→ contiene i mitocondri e serviranno per produrre l’energia per far muovere il flagello - CODA→ formata dal flagello L’ovogenesi avviene nello stesso modo: l’unica differenza è il destino delle 4 cellule aploidi che si formano. Le gonadi femminili presentano i follicoli, che sono delle cellule associate all’ovogonio: queste cellule proliferano man mano che l’ovogonio matura. L’ovogonio (2n) per mitosi forma 2 ovociti I (2n), che andranno incontro a meiosi formando un ovocita II (n) e un globulo polare I. Dai singoli ovociti II si forma un solo ovulo (n) e un altro globulo polare, mentre il globulo polare I forma altri 2 globuli polari II. La maturazione funzionale avviene nell’ovocita primario: si attiva per accogliere lo spermatozoo. Il completamento della meiosi non avviene prima dell’ovulazione, ma di solito avviene poco prima della fecondazione o quando avviene la fecondazione: quando avviene l’ovulazione si è ancora a livello di ovocita, perché la meiosi si completa dopo la fecondazione.

Answer 118

Durante la maturazione funzionale, nelle specie senza placenta, la ghiandola del tuorlo rilascia il tuorlo all’interno dell’ovocita primario in maturazione. L’involucro esterno dell’uovo può contenere carbonato di calcio (uccelli) o chitina (rettili). Il corion è una membrana esterna, presente in tutti gli animali, che avvolge l’embrione durante il suo sviluppo: molte uova hanno anche un sacco del tuorlo (struttura che contiene il tuorlo, sostanza di riserva energetica per la crescita dell’embrione). Nei placentati il sacco del tuorlo dà origine alla placenta insieme al corion. All’interno dell’uovo si trova l’allantoide, che è un diverticolo dell’intestino che si sviluppa in uno stato un pò avanzato dell’embrione: viene utilizzato come deposito delle scorie metaboliche, che vengono accumulate (funziona anche da superficie respiratoria a seconda delle specie, ad es. Nelle uova di uccelli e rettili è presente una camera d’aria che serve per gli scambi gassosi). Nei placentati l’allantoide dà origine al cordone ombelicale. Solo negli uccelli e nei rettili è presente l’amnios, un ulteriore struttura protettiva: è una membrana protettiva che evita la disidratazione (è stata fondamentale per la colonizzazione delle terre emerse, perchè evita che l’embrione si disidrati fuori dall’acqua). L’amnios delimita la cavità amniotica, che contiene il liquido amniotico. In alcune uova, si trova l’albume, che è una sostanza gelatinosa, che serve come protezione meccanica dagli urti e come protezione immunitaria (protegge l’uovo da contaminanti organici e inorganici). Gli animali con scarso tuorlo hanno sviluppi embrionali particolari: investono poche energie nell’uovo e gli embrioni tendono a svilupparsi rapidamente, così che l’animale nasca e che la larva riesca già a nutrirsi autonomamente al di fuori dell’uovo. Alcuni animali invece mettono tanta energia nella formazione dell’uovo, quindi l’embriogenesi può essere più lunga e il neonato sarà di dimensioni maggiori.

Answer 119

Nella maggior parte delle specie l’uovo viene deposto all’esterno della madre, ma altre specie lo tengono all’interno delle vie genitali femminili. Ci sono 3 tipologie di animali in relazione alla modalità di rilascio delle uova: - OVIPARI→ non prevedono un’incubazione dell’uovo: l’uovo fecondato o non fecondato viene deposto nell’ambiente acquatico o terrestre. Può avere il tuorlo o non averlo. (es. Cnidari, molluschi, echinodermi, uccelli e la maggior parte di pesci, anfibi e rettili) - OVOVIVIPARI→ la madre tiene l’uovo all’interno dell'utero (non viene deposto nell’ambiente): è più protetto. L’embrione è sempre isolato dalla madre, ma è in un ambiente protetto. Le uova sono ricche di tuorlo. (es. Alcuni pesci, anfibi e rettili) - VIVIPARI→ presente solo nei mammiferi placentati: è la relazione trofica che si instaura tra la madre e il neonato all’interno delle vie genitali femminili. Le uova povere di tuorlo vengono mantenute nell’utero. I mammiferi hanno 2 caratteristiche principali: allattano la prole (hanno ghiandole esocrine che rilasciano i nutrienti) e presentano i peli sulla cute. In base al destino dell’uovo si dividono in: - MONOTREMI→ (es. Echidna e ornitorinco) sono ovipari, depongono grosse uova che vengono mantenute in sacche protettive al di fuori delle vie genitali femminili (marsupi). - MARSUPIALI→ (es. Canguro, opossum) sono ovovivipari, l’embrione si sviluppa parzialmente nell’utero, ma senza entrare in contatto trofico con la madre (l’uovo ha una minima quantità di tuorlo per far arrivare l’embrione a un certo grado di sviluppo, quindi non entra a stretto contatto con la parete uterina), dopo viene partorito e viene mantenuto all’interno di un marsupio, dove sono presenti le ghiandole mammarie: rimane nel marsupio fino alla fine dello sviluppo embrionale. - PLACENTATI→ l’embrione entra in contatto trofico con la madre attraverso la parete uterina: si sviluppa la placenta (organo costituito in parte dalla madre in parte dall’embrione in sviluppo). La placenta presenta numerosi villi coriali, che penetrano dentro alla mucosa uterina (endometrio, ricco di capillari): attuano gli scambi nutritivi e gassosi con la madre. C’è quindi uno scambio di co2 e di o2 tra il feto in sviluppo e la madre. C’è anche uno scambio di nutrienti (madre-feto) e di sostanze di scarto che devono essere rilasciate all’esterno (feto-madre). Il corion e il sacco del tuorlo danno origine alla placenta del neonato.

Answer 120

Il processo di ovulazione e di preparazione delle pareti dell’utero viene regolato da ormoni: - L’ipotalamo dà un segnale all’ipofisi per produrre le gonadotropine, che sono ormoni in grado di regolare l’attività delle gonadi: nel caso degli organismi di sesso femminile sono gli ormoni FSH (follicolostimolante) e LH (luteinizzante). Vengono rilasciati dall’ipofisi e inducono l’ovulazione e la maturazione del follicolo. - Quando il follicolo rilascia l’ovulo anche il follicolo stesso diventa una ghiandola endocrina, rilascia degli ormoni e diventa il corpo luteo (stimola le gonadi a rilasciare estrogeni e progesterone). Questi ormoni vanno a preparare la parete dell’utero a raccogliere l’embrione: sviluppano l’endometrio, che inizia a ispessirsi e a vascolarizzarsi. - Se l’embrione entra in contatto con l’endometrio inizia la gravidanza, mentre se l’embrione non entra a contatto con l’endometrio viene rilasciato insieme allo sfaldamento dell’endometrio: genera le mestruazioni.