Fondamenti di Zoologia Invertebrati: schemi filogenetici e caratteristiche

Fondamenti di Zoologia Invertebrati

Prof. Oscar P.V. Lisi Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche e Ambientali, Sezione di Biologia Animale "Marcello La Greca" Contatto preferito: WhatsApp su 370 363 8990 Contatto secondario: olisi@unict.it

Albero filogenetico di La Greca

CELOMATI Artropodi Cordati Emicordati Anellidi DEUTEROSTOMI Brachiopodi Briozoi Molluschi Echinodermi PSEUDOCELOMATI Comparsa della CUTICOLA Nematodi Rotiferi Gastrotrichi Nemertini Platelminti PARENCHIMATOSI = ACELOMATI Ctenofori Cnidari RADIATI Metazoo planuloide ancestrale Spugne Protozoi flagellati Albero filogenetico di La Greca, che seguiva la «Teoria dell'antenato planuloide» per gli Eumetazoi BILATERI ENTEROCELIA PROTOSTOMI SCHIZO CELIA

Schema classico di suddivisione degli animali (Metazoi)

Metazoi è sinonimo di Animali: sono tutti metazoi fino agli ultimi e fino a noi! Non solo i primi! Attenzione: non è un albero filogenetico! Le frecce significano «li possiamo suddividere in», NON indicano nessuna storia evolutiva. Deuterostomia Protostomia In realtà anche tutti i precedenti sono protostomi Acoelomata Coelomata Pseudocoelomata ‹ Bilateria Problema di dove inserire gli Ctenofori Radiata Cnidari Eumetazoa 1 Parazoa Poriferi Apprendere questa slide è fondamentale e vi deve fare da guida per lo studio di tutto il modulo! Metazoa

Phylum Nemertei

Caratteristiche dei Nemertei

• Quasi tutti marini, qualcuno limnico o «terrestre» di substrati umidissimi. Vermiformi striscianti (lenti). Alcuni molto lunghi (persino decine di metri) ma diametro limitato.
• Ancora parenchimatosi, meno appiattiti grazie a un rudimentale apparato circolatorio.
• Sembrano avere un preludio di metameria per certe strutture.
• Proboscide e rincocele. Predatori, alcuni velenosi. Alcuni usano la proboscide anche per aiutarsi a strisciare.
• Proctodeati come regola; inizia la differenziazione di tratti del tubo digerente.
• S.N. più centralizzato, muscolatura un po' più complessa.
• Gonadi semplicissime, «metameriche».
• Segmentazione spirale; larva planctonica «pilidio» con cavità cieca.

1Rincocele e circolatorio: celoma? Ma senza cuticola ... Però dati molecolari li indicavano già dagli anni '90 vicini ai celomati (Anellidi).

Anatomia dei Nemertei

(a) Rhynchocoel Proboscis Proboscis retractor muscle Proboscis pore Anus Mouth Intestine Retractor muscle Mouth Everted proboscis connecting vessel - anus LIFE: THE SCIENCE OF BIOLOGY, Seventh Edition, Figure 32.21 Ribbon Worms (Part 1) 2004 Sinauer Associates, Inc. and WE H. Freeman & Co. cephalic blood vessel mouth network of blood lacunac lateral blood vessel genital pore vaso laterale vaso trasversale lacuna anale A B C lacuna cefalica · gangli cerebrali vas mediano dorsale gonad dorsal blood vessel Cerebratulus Figura 12.5. - Sistema circolatorio

Classificazione degli Invertebrati

Cordati CELOMATI Artropodi Emicordati Anellidi ENTEROCELIA DEUTEROSTOMI Brachiopodi Briozoi Molluschi Echinodermi PSEUDOCELOMATI Comparsa della CUTICOLA Nematodi Rotiferi Gastrotrichi Nemertini Platelminti PARENCHIMATOSI BILATERI RADIATI Metazoo planuloide ancestrale Spugne 1 ? Protozoi flagellati PROTOSTOMI SCHIZO CELIA Ctenofori Cnidari

La cavità del corpo

Tipi di cavità corporea

A: assente (riempita dal parenchima): Parenchimatosi o acelomati. B: Pseudoceloma. C: Celoma vero. Comparsa una cuticola che sostiene la parete del corpo, il parenchima può lasciare spazio per una cavità piena di liquido fra parete del corpo e intestino. GUAI a fare confusione con le cavità digerenti e altre !!! Questa era la sezione trasversale della gastrula Ectoderme Endoderme strato muscolare celenteron - mesenchima = parenchima A pseudocele organi interni - epiderma - - strato muscolare intestino peritoneo intestino celoma -- - mesentere - B C CUTICOLA

Piani strutturali diblastici e triblastici

Ectoderma Mesoglea Celenteron Endoderma Figura 4.10 Piano strutturale diblastico. Gli animali diblastici possiedono tessuti derivati dall'ecto- derma e dall'endoderma. Tra questi due strati c'è una mesoglea priva di cellule proprie. Ectoderma Pseudoceloma Mesoderma -Mesentere Somato- pleura Celoma Endoderma splancnopleura Intestino Cavità digerente (a) Intestino (b) CUTICOLA (c) Eucelomato Acelomato Pseudocelomato Ectoderma Mesoderma incl. muscoli e somatopleura Endoderma Figura 4.11 Piani strutturali triblastici. Gli animali triblastici possiedono tessuti derivati dall'ectoderma, dal mesoder- ma e dall'endoderma. (a) Modello triblastico acelomato. (b) Modello triblastico pseudocelomato. Notare l'assenza di rivestimento mesodermico del canale intestinale. (c) Modello triblastico celomato. I tessuti deri- vati dal mesoderma circondano completamente il celoma.

Sistema nervoso negli pseudocelomati e celomati protostomi

• In molti pseudocelomati, e nei celomati protostomi, il sistema nervoso può restare simile a quello dei Platelminti, evolvendosi più o meno ma tendenzialmente seguendo lo stesso schema: gangli cerebroidi dorsali e anello peri-esofageo di connessione a cui seguono dei cordoni principali ventrali.

Evoluzione dell'organizzazione animale

Organizzazione unicellulare e pluricellulare

Organizzazione unicellulare ancestrale Unicellulari Pluricellulari Aggregati di cellule Mancano di foglietti germinativi, di veri tessuti o organi; digestione intracellulare Eumetazoi Foglietti germinativi, veri tessuti, bocca, cavità digerente Simmetria radiale Simmetria bilaterale (Mesozoi, spugne) (Animali radiati) Organizzazione acelomata Piano strutturale dei nemertini Piano strutturale dei platelminti Organizzazione "un tubo dentro un tubo" Canale alimentare aperto, presenza di una cavità fra parete del corpo e apparato digerente Bocca che prosegue con un canale alimentare a fondo cieco; manca un sistema circolatorio Canale digerente completo e sistema circolatorio Piano strutturale degli pseudocelomati Cavità corporea di derivazione blastocelica, manca il peritoneo Piano strutturale degli eucelomati Il celoma deriva dal mesoderma ed è tappezzato da peritoneo (nematodi, rotiferi ecc.)

Cavità del corpo: pseudoceloma e celoma vero

Prerequisiti e vantaggi della cavità corporea

• Prerequisito: cuticola che dà sostegno alla parete del corpo. Diventa necessario compiere le mute.
• Scheletro idrostatico: dà turgore al corpo grazie al liquido mantenuto in pressione dalla parete del corpo rinforzata esternamente dalla cuticola (se la parete del corpo fosse molle non si potrebbe avere un buono scheletro idrostatico e non basterebbe a dare sostegno e forma al corpo, vedi platelminti che sono vincolati al parenchima come sostegno).
• Il celenteron era già diventato tubo digerente: tutti gli pseudocelomati/celomati sono proctodeati.
• Consente un aumento di mole, o almeno di spessore, grazie all'abbandono del parenchima: sistema di distribuzione molto più efficiente.
• Azione dei muscoli più efficace: attacco (indiretto tramite l'epiderma) nella cuticola, scheletro idrostatico.

Limiti dello pseudoceloma

Pseudoceloma o blastoceloma: deriva direttamente dal blastocele, non ha pareti proprie e il suo liquido bagna direttamente i muscoli verso l'esterno e l'intestino verso l'interno. Limiti dello pseudoceloma:

• Manca la sospensione dell'intestino: 1) quest'ultimo non può essere più lungo della distanza fra bocca e ano se no si coricherebbe sulla parete del corpo ventrale con gravi disfunzioni; 2) solo gli pseudocelomati molto piccoli possono muoversi energicamente, mentre quelli più grandi, più lo sono e meno possono «agitarsi» (possono essere per es. fossori o parassiti comunque con motilità ridotta) altrimenti si potrebbe rompere l'intestino.
• Scheletro idrostatico e relativa azione antagonista verso i muscoli con dei limiti poiché la cavità è unica per tutto il corpo e non compartimentata.
• Mancando i celoteli manca anche la base mesodermica per la formazione di muscolatura dell'intestino.

Schema classico di suddivisione degli animali (Metazoi)

Metazoi è sinonimo di Animali: sono tutti metazoi fino agli ultimi e fino a noi! Non solo i primi! Attenzione: non è un albero filogenetico! Le frecce significano «li possiamo suddividere in», NON indicano nessuna storia evolutiva. Deuterostomia Protostomia In realtà anche tutti i precedenti sono protostomi Acoelomata Coelomata Pseudocoelomata ‹ T Bilateria Problema di dove inserire gli Ctenofori 4 Radiata Cnidari Eumetazoa ‹ Parazoa Poriferi Apprendere questa slide è fondamentale e vi deve fare da guida per lo studio di tutto il modulo! Metazoa

Pseudocelomati (sicuramente polifiletici)

Caratteristiche generali degli pseudocelomati

• Pseudoceloma (analogia), cuticola, eutelia.
• Segmentazione in passato creduta spirale, ora vari modelli (es. radiale tipica, radiale modificata, rotazionale, spirale).
• Protonefridi (renette nei Nematodi).
• Generalmente piccolissimi (tranne i parassiti), marini o limno-terrestri.
• No riproduzione asex (tranne un solo phylum).
• 9 phyla.

Phyla di pseudocelomati

Priapulidi Rotiferi Gastrotrichi Loriciferi Nematodi Nematomorfi Acantocefali Endoprotti Chinorinchi

Phylum Rotiferi

Morfologia e biologia dei Rotiferi

• Marini, acqua dolce, ambienti terrestri umidi. Per lo più microscopici: meiofauna.
• Forma a barilotto o allungata, molto estensibili-contrattili, peduncolo alla base.
• Corona cefalica di ciglia per il nuoto e la nutrizione, movimenti a compasso-fisarmonica sul substrato, alcuni fissi.
• Apparato boccale interno (mastax).
• Criptobiosi.
• Frequente partenogenesi, sviluppo diretto.

Anatomia dei Rotiferi

Banda ciliata pre-orale = trochus Corona - Banda ciliata postorale = cingulum Bocca -Tubo digerente https://www.youtube.com /watch?v=FRZ64 IZf 8

Phylum Nematodi (vermi a frusta)

Caratteristiche generali dei Nematodi

• Vermi cilindrici con estremità affusolate. Scarsa cefalizzazione.
• Circa 20.000 specie.
• Piccoli i liberi (mm o frazioni di mm; meiofauna), anche grandi i parassiti (cm finanche m).
• Pseudoceloma con poche cellule.
• Cuticola spessa e costituita da più strati.
• Epiderma privo di ciglia.
• Uniformità morfologica, notevole diversità fisiologica. Possono avere criptobiosi.
• Marini, acqua dolce, terrestri, parassiti. Svariate le fonti alimentari. https://youtu.be/Xbcuu3WCLOI

Anatomia e riproduzione dei Nematodi

• App. digerente (giallo) differenziato in vari tratti; può essere presente uno stiletto boccale.
• La cuticola può formare setole, eventualmente utili alla locomozione, anellature e altro.
• S.N .: Anello periesofageo con 6 cordoni anteriori e 4 posteriori (principali sono il dorsale e il ventrale); organi di senso semplici, raramente visivi.
• Renette.
• Cloaca nei maschi (femmine con ano e gonoporo separati); coda nelle femmine (maschi con apertura cloacale terminale).
• App. riproduttore (rosso) semplice: gonadi e gonodotti.

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