Sistematica degli organismi viventi, classificazione e filogenesi

GIULIA NARDOZZA 2022/23

1 Chordata Deuterostomia Hemichordata Echinodermata Xenoturbellida Segmen- tazione radiale Chaetognatha Arthropoda Tardigrada Onychophora Ecdysozoa Priapulida Kinorhyncha Loricifera Nematomorpha Nematoda Sipuncula Annelida La bocca si forma dal blastoporo Mollusca Nemertea Phoronida Brachiopoda Lophotrochozoa Ectoprocta Entoprocta Cycliophora Mesozoa Acanthocephala Rotifera Micrognathozoa Gnathostomulida Gastrotricha Platyhelminthes Acoelomorpha Ctenophora Cnidaria Placozoa Porifera Choanoflagellata 2022/23 GIULIA NARDOZZA Metazoa Protostomia Bilateri triblastici Segmentazione spirale Diblasteri Nello sviluppo compare lo stadio di blastula Muta della cuticola

Sistematica

Studiare bene i parameci. Probabile domande d'esame. Scienza deputata alla classificazione degli organismi viventi. Lo scopo ultimo è di classificare gli animali, e per farlo si usa la tassonomia (metodi) che porta a classificare secondo regole che vengono man mano stabilite. La filogenesi indica la storia evolutiva degli animali durante il corso dell'evoluzione. La classificazione riconosciuta è basata su categorie tassonomiche accomunate da aspetti fisiologici e genetici comuni. Dai regni ci sono PHYLUM, CLASSE, ORDINE, FAMIGLIA E GENERE. Il phylum contiene più classi affini ad esempio mammiferi e anfibi sono tutti cordati. Le classi comprende cane e cavallo che sono tutti mammiferi. Gli ordini sono ad esempio cane e leone che hanno stessa dentatura. La classificazione parte da Linneo, storico. Si usa il latino in corsivo per identificare genere e specie. La regola stabilita prevede una nomenclatura binomia.

Specie Genere Famiglia Ordine Classe Phylum Regno Dominio Vita Esempio: regno- animalia; phylum- cordati; classe- mammiferi anfibi; ordine- primati; famiglia- felini ominidi.

Specie

È ancora un qualcosa di irrisolto. Non si ha una definizione.

• Linneo dice che per ogni organismo vivente c'è un organismo tipo che caratterizza l'animale che voglio considerare. Va bene per i resti fossili ma è troppo limitante perché non tiene conto della discendenza evolutiva di un organismo.
• Ad oggi il concetto più usato è di Mayr che dice che LA SPECIE È COSTITUITA DA POPOLAZIONI NATURALI EFFETTIVAMENTE O POTENZIALMENTE INTERFECONDI E ISOLATI RIPRODUTTIVAMENTE DA ALTRI GRUPPI. Vuol dire che una specie sono tutti gli organismi che possono fecondarsi e dare origine a un organismo fertile.
• La SPECIE ECOLOGICA tiene in considerazione una nicchia ecologica,
• La SPECIE EVOLUTIVA è considerata un gruppo di organismi con la stessa storia evolutiva. La classificazione delle specie è complessa, anche all'interno di una specie ci può essere variabilità intraspecifica. Ci possono essere delle sottospecie in nicchie ecologiche differenti, a volte in competizione tra loro. queste possono evolvere indipendentemente le une dalle altre. DARWIN dice che una popolazione di organismi presenta dei caratteri variabili, che sono i fenotipi allelici. C'è anche competizione per la sopravvivenza. Una variante risulta in vantaggio rispetto agli altri che si tramuta in caratteri che vengono poi ereditati dalle generazioni successive. Quelli con varianti vincenti si riproducono più degli altri. L'obbiettivo degli organismi è di aumentare la fitness da 0 a 1, dove 1 è quando si riproduce e quindi mantiene la specie.

Meccanismi di speciazione

MECCANISMI DI SPECIAZIONE sono 4:

• ALLOPATRICA: si origina una nuova specie quando in una popolazione si inserisce una barriera geologica. Le due parti di una stessa specie rimangono fisicamente separate, e nel corso degli anni si evolvono in modo indipendente. Si parla di interruzione del flusso genico, c'è un blocco.
• PERIPATRICA: c'è sempre una barriera fisica ma è una piccola parte della popolazione che si stacca perché ai margini. Si parla di effetto del fondatore. Subentrano i meccanismi di deriva genetica ossia effetti casuali che possono portare a fissare dei nuovi geni per formare una nuova specie. Dopo una catastrofe pochi sopravvivono e per effetti casuali questi geni si possono bloccare e la selezione naturale favorisce lo sviluppo di alcuni individui. Barriera fisica 2

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• PARAPATRICA: non prevede la presenza di barriere fisiche. È la distribuzione geografica che varia la specie. La popolazione è distribuita in modo omogeneo, ma in ogni fascia geografica con condizioni ambientali diverse si evolve un diverso tipo di organismo. Es gli orsi bianchi e gli orsi bruni.
• SIMPATRICA: non ci sono barriere fisiche, ma nello stesso areale un gruppo per caso si separa e quindi nel tempo insorgono barriere riproduttive. Ad esempio parte della popolazione si adatta a mangiare un tipo di frutto diverso e quindi si adatta a quell'alimentazione e si distacca dalla principale. fisica No Barriera Le cause della speciazione sono l'isolamento geografico, l'interruzione del flusso genico e l'isolamento riproduttivo.

L'albero filogenetico è costruito tenendo conto di morfologia, pattern metabolici degli organismi, genetici, paleontologi. Il progenitore comune è quello che ha dato origine a tutte le specie che si susseguono nell'albero. La lunghezza della ramificazione dipende dal tempo di distacco ma anche dall'entità della modifica morfologica o genetica.

Batteri verdi filamernosi Entamebe Animal Methanosarcina Metanobatteri Gram+ Proteobameri Metanococchi Not Cianobatteri T. celer Olati Planctomiced · Flagellati Bameroidi chofagi Microsporidia Thermotoga Diplomonadini Aquifex -Batteri -AI Albero filogenetico con radici

• Un gruppo monofiletico è l'antenato comune con tutte le sue discendenze. Gruppo polifiletico indica organismi che derivano da più forme ancestrali. Parafiletico quando da un ancestrale si considera solo un ramo evolutivo. Cercare di classificare gli organismi deriva da strutture anatomiche simili. Due strutture sono omologhe quando hanno una discendenza comune e si sono evoluti con piccole variazioni. Si definiscono strutture analoghe due strutture che per puro caso sono arrivate ad avere stessa funzione e sono simili ma non hanno antenato comune.

Protozoi

I protozoi sono comparsi 1,5milioni di anni fa. Tra tutti gli organismi sicuramente sono i più dibattuti perché la loro classificazione è difficile. I protozoi sono organismi eucarioti unicellulari. Derivano dai procarioti che sono i batteri, che a un certo punto hanno invaginato le loro membrane per isolare il materiale genetico. Successivamente subiscono un processo endosimbiontico con dei procarioti aerobi e fotosintetici a seconda del tipo di cellula che si va a creare (alga o animale). I protozoi sono organismi eucarioti unicellulari che sono in grado di svolgere tutte le funzioni vitali della cellula. Gli organelli sono gli stessi nostri. Sono più efficienti delle nostre cellule proprio perché unicellulari. Per molto tempo erano un phylum, in realtà recentemente hanno visto che è un gruppo polifiletico. Hanno un enorme capacità adattativa, sono ubiquitari. Devono vivere in ambienti umidi, sia marino che terrestre ma umido, per evitare la disidratazione. Sono alla base della catena alimentare, sono i più semplici. La maggior parte conduce vita libera negli ambienti. Alcuni di loro sono parassiti. Sono eucarioti di dimensione variabile tra 1 micron e 3mm. Alcuni fossili trovati sono anche di 15mm. Possono essere asimmetrici o avere simmetria sferica, raggiata e bilaterale. Possono muoversi mediante ciglia e flagelli oppure possono strisciare sul substrato grazie a pseudopodi. Possono fagocitare sostanze per alimentarsi, oppure svolgere pinocitosi. Gli scambi gassosi e di eliminazione avvengono tramite diffusione. Alcuni presentano dei rivestimenti esterni la cui funzione è la protezione.

• Le MEMBRANE sono lipoproteiche e presentano delle proteine, sono semipermeabili. Le funzioni della membrana sono di assumere sostanze nutritive dall'esterno ed eliminare gli scarti. Hanno anche loro un potenziale di membrana. La variazione del potenziale può scatenare delle risposte. Possono avere forme variabili come le amebe oppure quelle con rivestimento minerale hanno una forma definita. Alla membrana è associato il citoscheletro per il sostegno della membrana e contribuisce alla forma. Funghi mucilaginosi Spirochete / Funghi Piante Thermoproteus Pryodictum Tricomonadi 3

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• Esternamente presentano un GLICOCALICE, è formato da zuccheri legati alle proteine di membrana che proteggono da essiccamento ma anche blocca il passaggio di particelle. Ha ruolo importante anche per l'elusione delle difese immunitarie dell'ospite in caso di parassiti.
• La membrana ha strutture di rinforzo che si chiamano PELLICOLE e danno forma e rigidità alla cellula. La membrana è unita a membrane interne del RE che conferiscono rigidità e quindi maggior resistenza. Alcuni possiedono la parete cistica, formata da chitina che è una glicoproteina. Forma una cisti protettiva in caso di condizioni ambientali sfavorevoli. Avviene riduzione di attività Macronucleus Cyst Well metabolica, retraggono ciglia e flagelli ed entrano in fase latente. glycocalyx vascular lumen 1 ST OM -MM IM -
• Possiedono ORGANELLI SPECIALIZZATI variamente distribuiti nei vari phylum. Possono avere glicosomi, idrogenosomi che producono ATP tramite vie anaerobie, estrusomi sia per protezione sia per attacco contenenti sostanze tossiche. Il citoplasma non è uniforme, nelle amebe nella parte centrale c'è l'endoplasma più fluido, mentre ai margini c'è ectoplasma che è più compatto e viscoso.

Estrusomi

• Gli estrusomi sono vescicole aderenti a membrana a bastoncello. Buttano fuori filamenti per catturare un altro organismo, oppure fanno uscire sostanze tossiche per immobilizzare le prede.

Nucleo dei protozoi

• Il NUCLEO nei protozoi può avere forma e dimensione differente. Alcuni lo hanno a collana di perle, altri sferico, alcuni ne hanno due uno grande e uno piccolo.

Coniugazione e riproduzione

• Con la coniugazione il micronucleo viene scambiato per aumentare la variabilità genica, contiene informazioni riproduttive principalmente. In genere fanno mitosi, ma alcuni possono fare anche meiosi. Possono essere autotrofi o eterotrofi. gli autotrofi hanno cloroplasti e organuli fotorecettivi. L'alimentazione può avvenire attraverso fagocitosi che formano vacuoli digestivi. Alcuni organismi per i rivestimenti esterni possono fagocitare solo in alcuni punti specifici.

Paramecio

• Il paramecio è cigliato, supportato da pellicola, quindi fagocita solo dal citostoma che è un punto privo di ciglia ed è l'unico punto da cui può assumere nutrienti. Le sostanze di scarto vengono fatte uscire dal citopigio. estremità anteriore vacuolo ili nucleo cavità boccale a forma di imbuto batteri nella faringe poro anale -

Vacuoli contrattili

• I VACUOLI CONTRATTILI servono per l'osmoregolazione. Si trovano in particolar modo in protozoi di acqua dolce perché vivono in ambiente iposmotico, quindi in continuo i vacuoli fanno uscire acqua. Funzionano perché hanno pompe protoniche in grado di richiamare H e HCO, e buttano fuori l'acqua che si forma. Il movimento avviene attraverso CIGLIA E FLAGELLI oppure PSEUDOPODI. È supportato da sistemi actomiosinici e sistemi microtubulari. Quando incontrano un ostacolo, si arrestano e cambiano direzione. Questo è dovuto alla modifica del potenziale di membrana. Spesso quando collidono causa un'apertura dei canali calcio, che entra e depolarizza la membrana. Il battito di ciglia e flagelli si arresta. Quando il calcio poi esce riprendono a muoversi e quindi cambia direzione. La riproduzione può essere ASESSUATA per mitosi o SESSUATA con coniugazione. Può esserci scissione binaria, gemmazione, scissione multipla con tante divisioni di materiale genico e poi citodieresi. La scissione binaria può essere trasversale, propria dei cigliati, oppure longitudinale nei flagellati. La scissione multipla è tipica dei parassiti. Ad esempio il plasmodio della malaria. La gemmazione è tipica di protozoi fissi sul substrato. È esogena se la gemma è esterna oppure endogena in cui la gemma è interna e poi buttata all'esterno. La riproduzione sessuale avviene per cariogamia, ossia fusione dei gameti. Nei cigliati avviene la meiosi gametica dove un organismo 2n fa meiosi, si formano i due gameti e poi si fecondano. In altri parassiti e flagellati può avvenire la meiosi zigotica dove abbiamo uno zigote 2n che fa meiosi, da origine a individuo n che si fecondano. Merozoiti Schizonte Citodieresi 4