Parla dei Pesci: biologia, mitosi, meiosi, vacuoli e ribosomi

I pesci: vertebrati acquatici

I pesci sono vertebrati ben adattati alla vita acquatica, con una forma del corpo idrodinamica: sono affusolati, con l'estremità anteriore e posteriore a forma di cono, il capo è saldato senza collo al tronco e le sporgenze, costituite da arti trasformati in pinne natatorie, sono alquanto ridotte, per offrire la minima resistenza al movimento nel mezzo acquatico. Si calcola che i pesci, con circa 30.000 specie viventi, comprendano più del 50% dei vertebrati. I pesci più antichi e primitivi comparvero circa 400 milioni di anni fa. Gli attuali pesci con mascelle vengono distinti in base alla composizione del loro scheletro e si distinguono in pesci cartilaginei e pesci ossei:

Pesci cartilaginei e pesci ossei

pesci cartilaginei, detti anche condroitti, come squali, razze e mante, hanno uno scheletro costituito da cartilagine. La cartilagine ha una struttura fibrosa ed elastica, più leggera dell'osso, anche se meno robusta. I pesci cartilaginei vivono quasi esclusivamente nei mari, in acque profonde o sui fondali; i pesci ossei, detti anche osteitti, costituiscono la classe più numerosa e conosciuta, con circa 29.000 specie. Lo scheletro cartilagineo, presente nell'embrione, viene sostituito durante lo sviluppo da uno scheletro osseo, più pesante e robusto. I pesci ossei sono ampiamente diffusi sia nei mari sia nelle acque dolci e alcuni, come i salmoni e le anguille, possono vivere in entrambi gli ambienti.

Caratteristiche distintive dei pesci

Entrambe le classi di pesci sono caratterizzate da scaglie. I pesci cartilaginei hanno scaglie con spine aguzze 39 simili a fitti dentini, il che rende la loro pelle simile alla carta vetrata. I pesci ossei hanno invece scaglie più sviluppate, parzialmente sovrapposte come le tegole di un tetto; la pelle, molto ricca di ghiandole, produce un muco che la mantiene lubrificata e la protegge dalle infezioni. Oltre ai cinque organi di senso comuni ai vertebrati, nei pesci è presente l'organo della linea laterale, che serve a orientarsi nell'acqua. Un altro organo particolare, presente esclusivamente nei pesci ossei, è la vescica natatoria. Si tratta di una sacca riempita di una miscela di gas di composizione simile all'aria: aumentando o diminuendo il volume dei gas in essa contenuti, un pesce può variare la propria densità e spostarsi rapidamente in alto o in basso, controllando così il livello di galleggiamento. Per respirare i pesci utilizzano l'ossigeno disciolto nell'acqua, che viene assorbito mediante le branchie, situate ai lati della testa. Nei pesci cartilaginei le branchie comunicano direttamente con l'esterno: le aperture branchiali sono evidentissime per esempio negli squali, come delle grandi fessure appena dietro agli occhi. Nei pesci ossei le branchie sono invece protette da una specie di coperchio, l'opercolo; se si solleva l'opercolo si possono osservare delle lamelle rossastre per via del sangue che vi circola. Il colore rosso è dovuto all'emoglobina, il pigmento respiratorio presente nel sangue di tutti i vertebrati all'interno di cellule specializzate, i globuli rossi; l'emoglobina incorpora l'ossigeno e lo trasporta nel sistema circolatorio. Il sistema branchiale nei pesci è sostenuto da archi branchiali, ossia da strutture cartilaginee e ossee. Le branchie sono costituite da strutture filamentose, fortemente vascolarizzate. Il flusso dell'acqua avviene dalla bocca verso la parte posteriore della camera branchiale. Quando il pesce assume acqua ricca di ossigeno attraverso la bocca, la fa passare attraverso le branchie a livello delle quali avviene l'assunzione dell'ossigeno e l'eliminazione dell'anidride carbonica. Nelle branchie la circolazione del sangue va controcorrente rispetto a quella dell'acqua. Questo sistema consente ai pesci di assorbire una grande quantità di ossigeno disciolto. Vi sono anche pesci, come i dipnoi, che vivono in acque stagnanti estremamente povere di ossigeno. Questi strani pesci sono capaci di respirare l'ossigeno dell'aria, e lo fanno usando la vescica natatoria, che per loro funziona praticamente come un polmone. I pesci hanno sessi separati e sono ovipari, con fecondazione generalmente esterna: il maschio irrora con gli spermatozoi le uova già deposte dalla femmina. Alcune specie di squali hanno invece fecondazione interna e sono vivipare: le madri mantengono e nutrono gli embrioni all'interno del proprio corpo fino al momento della nascita.

Mitosi e Meiosi

Le cellule eucariotiche si dividono per mitosi seguita da citodieresi. La maggior parte del ciclo cellulare è costituita dall'interfase. L'interfase può essere riassunta in questo modo: durante la sottofase G1 la cellula si accresce; durante la sottofase S la cellula continua ad accrescersi, il nucleo duplica il proprio DNA e i cromosomi; infine, nel corso della sottofase G2, la cellula completa il proprio accrescimento e si prepara a dividersi. L'interfase è seguita dalla fase M (fase mitotica), che comprende due eventi: la mitosi e la citodieresi. La mitosi è un processo continuo in cui è possibile distinguere cinque fasi che precedono la citodieresi: profase, prometafase, metafase, anafase e telofase. La prima fase è la profase, durante la quale all'interno del nucleo i filamenti di cromatina si avvolgono e si spiralizzano fino a formare cromosomi singoli. Ciascun cromosoma è formato da due cromatidi identici. Nel citoplasma incomincia il fuso mitotico. Segue la prometafase dove l'involucro nucleare si dissolve, i microtubuli che partono dai due centrosomi possono raggiungere i cromosomi. Alcuni microtubuli del fuso si agganciano ai cinetocori di ciascun cromatidio. Segue la metafase dove il fuso mitotico è ormai completo, con i due poli alle estremità opposte della cellula. I cromosomi hanno ora raggiunto il piano equatoriale della cellula e i centromeri di tutti i cromosomi si sono allineati lungo il piano equatoriale. Segue l'anafase che ha inizio quando i due centromeri di ciascun cromosoma si staccano, separando così i due cromatidi. I cromosomi indipendenti iniziano a migrare verso i poli opposti della cellula. Segue la telofase in cui l'allungamento della cellula prosegue. Con la formazione delle nuove membrane nucleari intorno ai cromosomi compaiono i due nuovi nuclei. La cromatina si despiralizza. Mentre il l processo che produce cellule sessuali aploidi è chiamato meiosi. La meiosi è l'evento fondamentale che porta alla produzione delle cellule gametiche e cioè agli spermatozoi e agli ovuli. La meiosi consente di ottenere una notevole variabilità del patrimonio genetico, per la distribuzione casuale dei membri di ogni coppia di cromosomi all'interno delle cellule figlie (gameti) e per effetto del crossing over. La meiosi consiste in due divisioni cellulari: la meiosi I e la meiosi II. La meiosi I prevede: l'interfase I, cioè prima dell'inizio della meiosi I avviene la duplicazione dei cromosomi; la profase I, nella quale la cromatina si condensa e diventano visibili i cromosomi, formati da cromatidi identici. I cromosomi omologhi si appaiano formando delle strutture dette tetradi (costituite da 4 cromatidi). I cromosomi appaiati si scambiano tra loro alcuni segmenti durante un processo detto crossing over; la metafase I, durante la quale le tetradi si allineano sul piano equatoriale della cellula; l'anafase I, durante la quale le tetradi si dividono e i cromosomi omologhi migrano verso i poli opposti della cellula; la telofase I, durante la quale i cromosomi raggiungono i poli della cellula. Ogni cromosoma è ancora formato da due cromatidi. Contemporaneamente alla telofase I si verifica la citodieresi. Ogni cellula figlia contiene un solo cromosoma (due cromatidi) di ciascuna coppia di omologhi. Il crossing over è uno scambio di segmenti corrispondenti tra cromosomi omologhi che genera nuove combinazioni. I cromosomi che derivano da questo processo sono diversi da quelli di partenza e portano una mescolanza delle caratteristiche genetiche che l'individuo aveva a sua volta ricevuto dai genitori. Gli scambi avvengono a caso, motivo per cui le combinazioni possibili sono milioni. Ne deriva che ogni gamete prodotto da un individuo è diverso da tutti gli altri prodotti dallo stesso individuo. La meiosi I è seguita da una breve interfase durante la quale il DNA non viene duplicato. Nella profase II la cromatina si condensa nuovamente. Nella metafase II i cinetocori dei cromatidi appaiati si allineano in corrispondenza del piano equatoriale di ciascuna delle due cellule. Segue l'anafase II dove i cromosomi si raggruppano per formare due nuclei e il citoplasma si divide. Segue la telofase II durante la quale i cromosomi si raggruppano in nuclei e le cellule si dividono. I prodotti della meiosi II sono quattro cellule aploidi geneticamente diverse che matureranno a gameti.

Confronto tra mitosi e meiosi

Facendo un confronto tra mitosi e meiosi possiamo dedurre che in entrambi i processi di divisione il DNA si duplica una volta: la mitosi comporta però solo una divisione del nucleo e produce due cellule diploidi; la meiosi comprende due divisioni del nucleo e produce quattro cellule aploidi. Nella mitosi i cromatidi fratelli di un determinato cromosoma sono identici; nella meiosi invece, se durante la profase I ha avuto luogo un crossing over, i cromatidi fratelli possono essere diversi.

Immunità innata e adattiva

Gli animali hanno molti strumenti per difendersi dall'attacco di organismi patogeni. Esistono due meccanismi di difesa che conferiscono l'immunità, ossia la capacità di impedire lo sviluppo di una malattia dopo l'invasione da parte di un agente patogeno:

Immunità innata

immunità innata: è aspecifica. La difesa aspecifica (o naturale) consente il riconoscimento di un numero limitato di antigeni e pone il sistema immunitario in una condizione di allarme, che favorisce lo sviluppo dell'immunità specifica. I sistemi di difesa aspecifici comprendono: le barriere meccanico-chimiche, costituite dall'epidermide cheratinizzata, dalle membrane che rivestono gli organi (es. le pleure dei polmoni), dalle mucose e dai loro secreti (contenenti sostanze protettive, come il lisozima della saliva e delle lacrime o il sebo dell'epidermide), che impediscono fisicamente l'ingresso di microrganismi all'interno del nostro corpo; i fattori di tipo cellulare che intervengono quando gli aggressori (microrganismi, sostanze dannose) sono riusciti a superare la prima linea di difesa costituita dalle barriere meccaniche e chimiche. I fattori di tipo cellulare sono costituiti da alcuni leucociti altamente specializzati, distinti in cellule polimorfonucleate (con il nucleo a più lobi) e cellule mononucleate (con il nucleo grande e a forma di fagiolo), che tramite la fagocitosi eliminano gli agenti aggressori. Tra i leucociti polimorfonucleati troviamo i granulociti, caratterizzati dalla presenza di granuli nel citoplasma e in grado di spostarsi. Tra i mononucleati troviamo: i mastociti nei tessuti 43 connettivi; i monociti nel sangue; i macrofagi nei tessuti e specializzati nella fagocitosi delle particelle estranee e nella loro eliminazione. Partecipano alla difesa aspecifica anche alcuni linfociti e le cellule NK (Natural Killer), particolarmente importanti nel riconoscimento e nella distruzione di cellule tumorali e infette da virus e per la capacità di produrre interferone. L'interferone ha la capacità di interferire con lo sviluppo dei virus, inibendone la moltiplicazione. [2] Un'ulteriore difesa immunitaria innata è rappresentata dal sistema del complemento: un gruppo di circa 30 proteine che circolano nel plasma sanguigno cooperando con gli altri meccanismi di difesa. In assenza di infezione, queste proteine sono inattive, ma alcune sostanze sulla superficie di molti microbi possono innescare una serie di passaggi che, attraverso il sistema del complemento, porta alla lisi degli invasori.

Immunità adattativa

immunità adattativa: è specifica, cioè in grado di riconoscere le sostanze prodotte dall'organismo (self) e le sostanze estranee (non self). L'immunità adattativa è conferita da anticorpi e dai linfociti , cioè cellule presenti nel sangue e in altri tessuti, che sotto forma di linfociti T e B, attivano e regolano la risposta immunitaria, individuano e distruggono gli elementi estranei, provvedono a produrre anticorpi specifici e conservano la memoria dell'identità dell'invasore, per garantire una risposta più rapida in caso di un attacco successivo.

Il frutto delle piante

Il frutto è una struttura molto sofisticata e diversificata, presente solo nelle piante più evolute, le angiosperme. Il frutto è un legume che si apre dall'alto in basso lungo due linee di sutura che corrispondono alle placente e alla nervatura dorsale del carpello. Il legume può essere plurispermo o monospermo, a seconda che 32 contiene uno o più semi. La disseminazione può avvenire attivamente, per lancio, o passivamente, ad esempio per trasporto da parte di animali. Il frutto è costituito da tre strati: epicarpo (più esterno), mesocarpo ed endocarpo; nell'insieme questi tre strati formano il pericarpo che racchiude il seme. Nella pesca, ad esempio, la buccia è l'epicarpo; la polpa carnosa e succulenta è il mesocarpo; il nocciolo legnoso è l'endocarpo che racchiude e protegge il seme. I frutti vengono distinti in due categorie in base alla consistenza del pericarpo: frutti carnosi e frutti secchi. I frutti secchi a maturità posseggono un pericarpo membranoso o coriaceo, di solito non molto sviluppato e contenenti una piccola quantità di acqua. Un frutto si dice carnoso quando a maturità uno o più tessuti del pericarpo rimangono ricchi di acqua e si presentano sotto forma di polpa.