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Corso di Zoologia e lab - A.A. 2008-09 ECHINODERMATA Prof. Gianluca Polese Università degli Studi di Napoli Dipartimento di Biologia Strutturale ed Applicata Via Cinthia, MSA, 80126 Napoli E-mail: [email protected] greco: echînos = riccio + dérma = pelle. 6000 specie note. Dimensioni moderate mediamente di pochi cm. L’oloturia (Synapta maculata) arriva a 2 m di lunghezza. Alcune stelle marine misurano 80 cm (Phycnodia helianthoides). • Deuterostomi. • Simmetria pentaraggiata, larve bilaterale. • Triblastici. • Ametamerici. • Celoma complesso. Diagnostica • Aspetto corporeo variabile. • Superficie del corpo divisa in 5 aree visibili per la presenza di pedicelli ambulacrali. • Aspetto coriaceo talvolta con spine esterne. • Corpo globulare, spesso con 5 o più appendici in disposizione pentamera. Organismi rappresentativi Stelle e ricci di mare, stelle serpentine, gigli di mare, cetrioli di mare. La classificazione è piuttosto complessa. Tradizionalmente sono suddivisi in 5 classi: Asteroidea (stelle di mare): corpo con disco centrale da cui si dipartono di regola 5 braccia. Echinoidea (ricci di mare): forma globosa con aculei mobili. Holothuroidea (cetrioli di mare): corpo allungato, boca anteriore contornata da tentacoli retrattili. Ophiuroidea (stelle serpentine): disco centrale con 5 braccia articolate, spesso ramificate. Crinoidea (crinoidei): appaiono simili a fiori; sessili con peduncolo o senza (anche liberi). Corpo caliciforme con braccia ramificate. STRUTTURA STRUTTURA La struttura degli echinoidei. STRUTTURA La struttura degli echinoidei. La struttura degli asteroidei. STRUTTURA La struttura degli echinoidei. La struttura degli asteroidei. La struttura degli ofiuroidei. STRUTTURA La struttura degli echinoidei. La struttura degli asteroidei. La struttura degli ofiuroidei. La struttura degli oloturoidei. STRUTTURA La struttura degli echinoidei. La struttura degli asteroidei. La struttura degli ofiuroidei. La struttura degli oloturoidei. La struttura dei crinoidei. METABOLISMO • Scarse esigenze metaboliche. ALIMENTAZIONE E NUTRIZIONE • Alimento vario. Spesso detritivori. Raschiatori di alghe (echinoidei con lanterna di aristotele). Alimentazione con substrato (alcune oloturie) e filtrazione (crinoidei e oloturie). Carnivori (asteroidei), meccanismo predatorio su bivalvi. • Sistema digerente completo (alcuni asteroidei e ofiuroidei privi di intestino e ano). Ramificazione e ciechi, muscoli inseriti sullo stomaco (asteroidei). SCAMBI GASSOSI • Avvengono prevalentemente attraverso la superficie corporea (es. pedicelli ambulacrali). • Papule (es. asteroidei). • Polmoni acquiferi (es. oloturoidei). SISTEMI DI TRASPORTO INTERNO • Il celoma primario (derivante dal blastocele) persiste e da origine al sistema emale: funzione non chiara, forse primitivo sistema circolatorio (emociti negli oloturoidei forse per trasporto ossigeno). • Il celoma secondario da origine ai sistemi: • Periviscerale: la cavità più ampia in cui sono contenuti gli organi (ridotto in ofiuroidei e crinoidei). • Periemale: piccoli spazi che sono in rapporto con i sistemi emale e nervoso e con le gonadi. • Acquifero: sistema in cui circola praticamente acqua di mare ed è relativo alla locomozione e manipolazione. • I liquidi sono mossi da ciglia. • Sistemi acquifero, emale e periemale. • Il sistema acquifero asteroidei. OSMOREGOLAZIONE ED ESCREZIONE • Isotonici (eccetto rari casi). La regolazione ionica è un fenomeno cellulare. • Escrezione attraverso la superficie corporea a livello dei pedicelli ambulacrali. Anche papule e polmoni acquiferi. TEGUMENTO E SISTEMI DI SOSTEGNO • Endosceletro costituito da ossicoli (che spesso formano spine). • Le pedicellarie sono strutture specializzate per la difesa da organismi colonizzatori (anche predazione per alcune stelle marine). Quelle di molti echinoidei contengono ghiandole velenigene che secernono sostanze tossiche e paralizanti. MOVIMENTO E LOCOMOZIONE Movimenti lenti. Sono presenti strati muscolari sotto il derma e intorno al celoma. Più o meno sviluppati nei vari gruppi (assenti negli echinoidei, più sviluppati negli ofiuroidei). Alcune oloturie scavano, raramente nuotano. Pedicelli. COORDINAZIONE NERVOSA Sistema nervoso: anello nervoso periesofageo, nervi radiali e rete sottocutanea. COORDINAZIONE ENDOCRINA Poco nota. Forse sostanze chimiche promuovono l’aggregazione degli individui durante la riproduzione. PERCEZIONE SENSORIALE Limitata. Ocelli e statocisti. Riproduzione asessuale • Frammentazione. • Ottime capacità rigenerative (autotomia). Riproduzione sessuale • Dioici (tranne qualche eccezione). • Gonadi in disposizione pentamera lungo i solchi ambulacrali, sboccano con gonopori di regola sulla superfice aborale. • Fecondazione esterna. Alcune specie incubano le uova fecondate (superficie corporea o stomaco). • Larve varie echinodermi. Filtratrici. Plactoniche. Ecologia • Esclusivamente marini, fino a 12000 m. • Regolano efficacemente la crescita delle alghe sulle barriere coralline (alcuni echinoidei), ma sono anche dannosi: Acanthaster planci si alimenta di polipi di madrepore danneggiando le scogliere. • Oloturie e ofiure commensali di spugne e coralli. • Piccoli pesci tropicali vivono nell’intestino posteriore delle oloturie durante il giorno, uscendo la notte per alimentarsi. • Molti organismi (protozoi, platelminti, nematodi, gasteropodi parassiti) vivono da in o su echinodermi, ma poco si conosce riguardo queste relazioni ospite-simbionte. Ecologia • Esclusivamente marini, fino a 12000 m. • Regolano efficacemente la crescita delle alghe sulle barriere coralline (alcuni echinoidei), ma sono anche dannosi: Acanthaster planci si alimenta di polipi di madrepore danneggiando le scogliere. • Oloturie e ofiure commensali di spugne e coralli. • Piccoli pesci tropicali vivono nell’intestino posteriore delle oloturie durante il giorno, uscendo la notte per alimentarsi. • Molti organismi (protozoi, platelminti, nematodi, gasteropodi parassiti) vivono da in o su echinodermi, ma poco si conosce riguardo queste relazioni ospite-simbionte. Ofiura commensale su una Dendronephtya Ofiura commensale su una Dendronephtya Arthropoda Mollusca Chordata Platyhelminthes Nematoda Annelida Porifera Echinodermata Other Other protozoans Apicomplexa Ciliophora Il numero di specie non è molto elevato, tuttavia rappresentano un importante gruppo tassonomico inserito lungo il ramo dei deuterostomi. Arthropoda Mollusca Chordata Platyhelminthes Nematoda Annelida Porifera Echinodermata Other Other protozoans Apicomplexa Ciliophora Il numero di specie non è molto elevato, tuttavia rappresentano un importante gruppo tassonomico inserito lungo il ramo dei deuterostomi. Arthropoda Mollusca Chordata Platyhelminthes Nematoda Annelida Porifera Echinodermata Other Other protozoans Apicomplexa Ciliophora A: ano; B: bocca; P: pedicelli ambulacrali; S: spine Gli echinodermi possono assumere una forma stellata, globulare, vermiforme, a barilotto o a forma di fiore. A: ano; B: bocca; P: pedicelli ambulacrali; S: spine Gli echinodermi possono assumere una forma stellata, globulare, vermiforme, a barilotto o a forma di fiore. I protostomi sono animali in cui dal blastoporo deriva la bocca (es. anellidi, artropodi e molluschi). I protostomi sono animali in cui dal blastoporo deriva la bocca (es. anellidi, artropodi e molluschi). I protostomi sono animali in cui dal blastoporo deriva la bocca (es. anellidi, artropodi e molluschi). Nei deuterostomi il blastoporo non diventa bocca, in alcuni diventa ano. La bocca si apre secondariamente in un altro punto (echinodermi e cordati). I protostomi sono animali in cui dal blastoporo deriva la bocca (es. anellidi, artropodi e molluschi). Nei deuterostomi il blastoporo non diventa bocca, in alcuni diventa ano. La bocca si apre secondariamente in un altro punto (echinodermi e cordati). I protostomi sono animali in cui dal blastoporo deriva la bocca (es. anellidi, artropodi e molluschi). Nei deuterostomi il blastoporo non diventa bocca, in alcuni diventa ano. La bocca si apre secondariamente in un altro punto (echinodermi e cordati). Negli organismi a simmetria pentaraggiata cinque piani perpendicolari tra loro, passanti per l’asse centrale (oro-aborale) dividono l’individuo in metà speculari. ATTENZIONE La simmetria degli echinodermi è una simmetria raggiata secondaria. Allo stadio larvale gli organismi hanno simmetria bilaterale. La simmetria raggiata è acquisita successivamente. ATTENZIONE La simmetria degli echinodermi è una simmetria raggiata secondaria. Allo stadio larvale gli organismi hanno simmetria bilaterale. La simmetria raggiata è acquisita successivamente. Acodontaster sp. Notasterias armata Arbacia sp. Allocentrotus fragilis Diadema setosum Paracentrotus lividus Strongylocentrotus purpuratus Eurypatagus ovalis Spatangus purpureus Spatangus purpureus Amphgymnas bahamensis Ekmocucumis steineni Sjogurka sp. Sjogurka sp. Ophionotus victoriae forma globosa con aculei mobili forma globosa con aculei mobili REGIONE ORALE Bocca Ano REGIONE ABORALE Madreporite Gonoporo forma globosa con aculei mobili REGIONE ORALE Bocca Ano REGIONE ABORALE Madreporite Aculeo Gonoporo forma globosa con aculei mobili Teca Piastra REGIONE ORALE Pedicelli ambulacrali Bocca Ano REGIONE ABORALE Madreporite Aculeo Gonoporo forma globosa con aculei mobili Teca Piastra REGIONE ORALE Pedicelli ambulacrali Bocca Corpo con disco centrale da cui si dipartono di regola 5 braccia. Pedicelli ambulacrali Bocca aborale superficie orale Spine Branchia dermale Pedicellaria Ossicoli Ciechi pilorici Celoma Gonade Pedicello Gonoporo REGIONE ABORALE Ano Madreporite Disco centrale Braccio REGIONE ORALE Bocca Gonoporo REGIONE ABORALE Ano Madreporite Disco centrale Braccio REGIONE ORALE Bocca disco centrale con 5 braccia articolate, spesso ramificate REGIONE ABORALE Disco centrale Braccio Bocca Madreporite REGIONE ORALE Gonoporo disco centrale con 5 braccia articolate, spesso ramificate REGIONE ABORALE Disco centrale Braccio Bocca Madreporite REGIONE ORALE Gonoporo Tentacoli Madreporite Pedicelli Ano Bocca Gonoporo corpo allungato, bocca anteriore contornata da tentacoli retrattili. Tentacoli Madreporite Pedicelli Ano Bocca Gonoporo corpo allungato, bocca anteriore contornata da tentacoli retrattili. Tentacoli Peduncolo appaiono simili a fiori; sessili con peduncolo o senza (anche liberi). Corpo caliciforme con braccia ramificate. Tentacoli Peduncolo appaiono simili a fiori; sessili con peduncolo o senza (anche liberi). Corpo caliciforme con braccia ramificate. Bocca Ano Tentacoli Cirri La maggior parte degli echinoidei è erbivora. Essi raschiano le alghe dal fondo attraverso questo complesso apparato di alimentazione che circonda la cavità boccale e la faringe. Dentelli Muscoli La lanterna di Aristotele ha simmetria raggiata ed è provvista di denti mobili. Le varie parti sono mosse da un complesso sistema di muscoli. Dentelli Muscoli La lanterna di Aristotele ha simmetria raggiata ed è provvista di denti mobili. Le varie parti sono mosse da un complesso sistema di muscoli. Dentelli Muscoli Ciglia Branchia dermale Ciglia Branchia dermale Si tratta di prolungamenti della cavità del corpo, efficaci come siti per la diffusione Ciglia Branchia dermale Si tratta di prolungamenti della cavità del corpo, efficaci come siti per la diffusione Muscoli cloacali Polmoni acquiferi Cloaca Muscoli cloacali Polmoni acquiferi Cloaca Sono gli unici ad avere queste strutture ramificate che pescano nel celoma per gli scambi gassosi Muscoli cloacali Polmoni acquiferi Cloaca Sono gli unici ad avere queste strutture ramificate che pescano nel celoma per gli scambi gassosi Sistema acquifero Madreporite Canale petroso Canale anulare Corpi di Tiedemann Canale radiale Canale laterale Vescicole di Poli Pedicello ambulacrale Ampolla Sistema acquifero Madreporite Canale petroso Canale anulare Corpi di Tiedemann Canale radiale Canale laterale Vescicole di Poli Pedicello ambulacrale Ampolla Sono presenti degli ossicoli come elementi scheletrici (CaCO3) prodotti dal derma. Questi ultimi sono ricoperti da epidermide sottile ciliata e connettivo sottostante. Spine sporgenti dagli ossicoli. epid . spine derma branchia dermale ossicoli ossicoli Asteroidea (star fish) Branchia dermale Spine (non mobili) Pedicellaria Ossicoli Ciechi pilorici Gonade Pedicello Celoma Echinoidea Tubercoli mammelonari Echinoidea Tubercoli mammelonari Spine Branchia dermale Pedicellaria Spine Branchia dermale Disposizione radiale del SN. Rete nervosa. Scarsa centralizzazione. Anello nervoso intorno al canale alimentare Nervi radiali. Disposizione radiale del SN. Rete nervosa. Scarsa centralizzazione. Anello nervoso intorno al canale alimentare Nervi radiali. Ampolla valvola Canale laterale Parete del corpo Muscoli retrattori Ventosa Ampolla valvola Canale laterale Parete del corpo Muscoli retrattori Ventosa La contrazione dei muscoli nella parete dell’ampolla spinge l’acqua nel pedicello facendo si che esso spinga contro il substrato. Una valvola limita il reflusso di liquido nel canale radiale. Movimento dei pedicelli ambulacrali Movimento dei pedicelli ambulacrali RIPRODUZIONE ASESSUALE E RIGENERAZIONE RIPRODUZIONE ASESSUALE E RIGENERAZIONE Sono due fenomeni difficili da definire inequivocabilmente. In generale se alla fine del fenomeno il numero d’individui non varia si tratterà di una rigenerazione, se invece aumenta parleremo di riproduzione. RIPRODUZIONE ASESSUALE E RIGENERAZIONE Sono due fenomeni difficili da definire inequivocabilmente. In generale se alla fine del fenomeno il numero d’individui non varia si tratterà di una rigenerazione, se invece aumenta parleremo di riproduzione. RIPRODUZIONE ASESSUALE E RIGENERAZIONE Sono due fenomeni difficili da definire inequivocabilmente. In generale se alla fine del fenomeno il numero d’individui non varia si tratterà di una rigenerazione, se invece aumenta parleremo di riproduzione. 0 Rigenerazione RIPRODUZIONE ASESSUALE E RIGENERAZIONE Sono due fenomeni difficili da definire inequivocabilmente. In generale se alla fine del fenomeno il numero d’individui non varia si tratterà di una rigenerazione, se invece aumenta parleremo di riproduzione. 0 Rigenerazione RIPRODUZIONE ASESSUALE E RIGENERAZIONE Sono due fenomeni difficili da definire inequivocabilmente. In generale se alla fine del fenomeno il numero d’individui non varia si tratterà di una rigenerazione, se invece aumenta parleremo di riproduzione. 0 Rigenerazione Riproduzione RIPRODUZIONE ASESSUALE E RIGENERAZIONE Sono due fenomeni difficili da definire inequivocabilmente. In generale se alla fine del fenomeno il numero d’individui non varia si tratterà di una rigenerazione, se invece aumenta parleremo di riproduzione. 0 Rigenerazione Riproduzione Gonade Gonade Gonade Gonade Symmetry……. Simmetria bilaterale……….stadi larvali Echinopluteus Brachiolaria Ophiopluteus Auricularia Doliolaria
