Fondamenti Biologia -13 - Metazoi IV

ECDISOZOA:
ARTROPODI 2
L’idea tradizionale secondo cui gli artropodi sarebbero
derivati da progenitori anellidi è stata smentita dai dati
molecolari. Non vi è accordo sul fatto che il gruppo degli
artropodi sia o meno monofiletico.
Gli artropodi viventi sono classificati nei seguenti subphyla:
-  Myriapoda (capo e tronco)
-  Chelicerata (cefalotorace e addome)
-  Crustacea (cefalotorace e addome)
- Hexapoda (capo, torace e addome).
Artropodi estinti: i Trilobiti. Capo, torace e addome distinti
(Cambriano-Carbonifero).
Subphylum Myriapoda
Artropodi terrestri, molto abbondanti nel suolo sia in aree
tropicali che temperate, annoverano circa 11000 specie descritte
e sono distinti in quattro classi, Chilopoda (centopiedi),
Diplopoda (millepiedi), Sinfili e Pauropodi. Il corpo è costituito
da un capo e un tronco suddiviso in numerosi segmenti (15-117
nei Chilopodi, max 752 nei Diplopoda).
Scolopendra morsitans, un chilopode
Diplopoda (Millepiedi)
I millepiedi hanno un tronco suddiviso in numerosi
segmenti (fino a 752), la maggior parte solo un
centinaio. Circa 8000 specie, in larga maggioranza
erbivori. Se disturbati si arrotolano in una spirale o
una sfera compatta. Nell’adulto ogni anello del corpo
è formato da due segmenti fusi e porta due coppie di
appendici, da cui il nome Diplopoda dato alla classe.
Subphylum Chelicerata (Chelicerati)
Il corpo è costituito da cefalotorace e
addome. Il cefalotorace è ricoperto da un
carapace. Non hanno né antenne né
appendici masticatorie. Due classi:
Merostomata (limuli), veri fossili viventi
affini agli antichi trilobiti fossili e
rappresentati oggi da quattro specie
Aracnida
Delle circa 70000 specie descritte di aracnidi, circa la metà sono
ragni (ordine Araneae). Tra gli altri ordini sono da ricordare gli
scorpioni (Scorpiones) e gli acari (Acarina). Con l’eccezione di una
parte degli acari, gli aracnidi sono predatori.
Sei paia di appendici – 1° paio: cheliceri (con chele o artigli);
2° paio : pedipalpi; 3°, 4°, 5°, 6° paio: appendici ambulacrali
Ben otto vigili occhi
Araneae (ragni)
Il capo porta di solito otto occhi semplici. Ghiandole della seta,
generalmente tre paia. Gli organi respiratori sono polmoni a libro e tubuli
tracheali, spesso insieme. Complessi riti di corteggiamento: il maschio
introduce la spermatofora nel corpo della femmina (di solito più grossa)
tramite i pedipalpi. Sviluppo diretto.
Scorpiones (Scorpioni):
Diffusi in zone tropicali o subtropicali, attivi predatori. Facilmente
riconoscibili per le grandi chele e per il pungiglione all’estremità
posteriore dell’addome. Un paio di occhi semplici principali più altri
accessori. Le femmine partoriscono piccoli vivi. Respirano tramite
polmoni a libro situati nell’addome.
Acarina (acari):
Sono gli aracnidi più piccoli (anche microscopici) e più ampiamente
diffusi. Numerose specie (30000 note, probabilmente 500.000 ancora da
descrivere), in buona parte libere (saprofite), ma anche parassite sia di
piante che di animali. Tra gli acari parassiti dell’uomo da ricordare le
zecche (veicolo di pericolose malattie) e l’acaro della scabbia. Gli acari
che vivono nella polvere domestica possono indurre gravi allergie.
Subphylum Crustacea (Crostacei)
Per la maggior parte acquatici, circa 40.000 specie, sia marine che
d’acqua dolce. Alcune forme terrestri. Il corpo è costituito da un ampio
cefalotorace e un addome. Il cefalotorace è rivestito dorsalmente e
lateralmente da una grande placca cuticolare, il carapace. La cuticola è
impregnata di carbonato di calcio, eccetto che nelle giunture. Le
appendici sono costituite da un pezzo prossimale e due pezzi distali
(appendici biramose).
Malacostraca, la maggiore classe di Crostacei
Il capo porta 2 paia di antenne, 1 paio di mandibole, 2 paia di
mascelle. Torace di 8 segmenti, ciascuno con 1 paio di appendici: 3
massilipedi , 1 chelipedi e 4 appendici ambulacrali. Addome di 6
segmenti, con 5 paia di appendici natatorie (pleopodi) e un paio di
uropodi. Telson terminale.
Ordine più importante: Decapoda (gamberi, aragoste, granchi)
Il primo paio di appendici addominali nel maschio hanno funzione copulatoria
Tipico ciclo vitale di un crostaceo
Alcuni crostacei si sono adattati anche all’ambiente terrestre: gli
Isopodi
Sono i crostacei più fortemente adattati alla vita in ambiente terrestre.
Vivono in suoli umidi, nutrendosi di foglie e altro materiale organico in
decomposizione.
Anilacra sp., un isopode parassita di pesci
Altri crostacei: i Copedodi
Piccoli crostacei marini e d’acqua dolce, annoverano circa 3500
specie. In termini di numero di individui sono molto abbondanti e
costituiscono buona parte del krill, zooplankton da cui dipendono
numerosi invertebrati e vertebrati, tra cui le balene.
Il corpo degli Esapodi presenta tre tagmata (capo, torace e addome) e tre
paia di appendici ambulacrali. Essi si suddividono in due classi:
Entognata: pezzi basali dell’apparato boccale in profonde tasche del
capo; primariamente privi di ali (apteri).
Ectognata (Insecta): pezzi dell’apparato boccale interamente esterni al
capo. Capo, torace e addome separati da profondi solchi.
Sulla base del tipo di sviluppo, gli esapodi sono anche distinti come:
Ametaboli, insetti a sviluppo diretto. Giovani e adulti hanno lo stesso
habitat.
Emimetaboli, insetti a sviluppo indiretto nei quali però l’uovo si schiude
in un giovane (ninfa) che somiglia all’adulto ma non è ancora completo
(es. è privo di ali). Giovani e adulti hanno lo stesso habitat.
Olometaboli, insetti a sviluppo indiretto nei quali l’uovo si schiude in
una larva che si accresce e poi si trasforma in adulto attraverso una
radicale metamorfosi. Forme immature e adulti occupano habitat diversi.
Sviluppo emimetabolo del Plecottero Perla sp.
Sviluppo olometabolo nel Lepidottero Danaus plexippus
Subphylum Hexapoda
Classe Entognata:
Sono la linea più primitiva di Esapodi. Tre ordini: Protera, Diplura,
Collembola. I collemboli sono tra i principali componenti della fauna del
suolo (2000 specie). Abbondanti anche nella zona marina intertidale (pulci
d’acqua). Furculo saltatorio. Ametaboli
Classe Ectognata (Insecta)
Un ordine basale primariamente
aptero:
Thysanura, primariamente apteri. Es.
Lepisma, lepisme o pesciolini
d’argento, si nutrono di cellulosa
(compresa la carta) e colla. Ametaboli.
lepisma
Collembolo del
suolo
Tutti gli altri insetti sono primariamente alati. Essi sono
distinti in due gruppi: i Paleoptera e i Neoptera.
I paleoptera comprendono due ordini basali, Odonata e
Ephemeroptera, distinti dal fatto che le ali non sono
ripiegabili sul corpo quando l’insetto non vola. I Paleoptera
sono probabilmente un gruppo parafiletico (vedi slide 13).
Insecta Neoptera Apomorfia: ali ripiegabili sul corpo quando
l’animale è fermo. Il clado dei Neoptera, probabilmente monofiletico,
comprende numerosi ordini sia emimetaboli (più primitivi) che
olometaboli (più avanzati). Tra gli emimetaboli i più importanti sono:
Blattodea (blatte), Isoptera (termiti), Orthoptera (cavallette, grilli,
locuste), Homoptera (cicale, afidi), Hemiptera (cimici),
Insecta Neoptera
I principali ordini di Neoptera con metamorfosi completa (olometaboli)
sono: Coleoptera (coleotteri), Diptera (mosche, zanzare), Lepidoptera
(farfalle, falene), Hymenoptera (api, vespe, formiche).
Fra gli insetti Neoptera, alcuni ordini hanno perso secondariamente le ali.
Un esempio è dato dagli Anoplura (pidocchi) e i Siphonaptera (pulci)
Albero filetico degli Hexapoda
Animali essenzialmente
terrestri, alcune forme si sono
riadattate alla vita acquatica,
talora continuando a respirare
aria tramite trachee, talaltra
utilizzando come branchie
appendici modificate.
Gli insetti si nutrono
praticamente di tutto: foglie,
frutti, semi, legno, nettare, linfa
estratta dal floema (afidi),
materiale in decomposizione.
Non mancano forme carnivore
(vespe, mantidi) e parassite di
animali (pidocchi, ditteri
ematofagi). Molti insetti sono
coinquilini (più o meno
tollerati) delle abitazioni
umane.
Insetti sociali: società complesse con
caste sterili si sono evolute negli
Isoptera (termiti) e Imenoptera
(formiche, api, vespe).
Nelle termiti di solito solo una coppia si
riproduce e tutti gli altri membri della
colonia, sia maschi che femmine
cooperano alla colonia ma sono sterili.
Vero altruismo? No. Il segreto è nel
successo riproduttivo che la colonia
assicura. Tutti i membri della colonia
condividono fra loro il 50% dei geni
(sono fratelli). E’ perciò conveniente
rinunciare a riprodursi e cooperare alla
nascita di fratelli quando il successo
assicurato dalla colonia è superiore al
successo possibile agendo da soli.
Questa strategia riproduttiva è
ulteriormente perfezionata negli
imenotteri (formiche, api, vespe).
Insetti sociali: Società complesse con caste sterili si sono evolute negli
Imenottteri almeno 11 volte. Un alto grado di parentela è la chiave della
socialità degli imenotteri. I maschi nascono da uova non fecondate e sono
aploidi. Le operaie sterili condividono con le sorelle il 75% del genoma e
non solo il 50%, come accade normalmente fra fratelli. Questo perché
ciascun maschio produce, per mitosi, spermi tutti geneticamente uguali.
E’ perciò interesse delle
femmine (o meglio, dei loro
geni) rinunciare alla procreazione e cooperare per favorire
la nascita di altre sorelle
(comprese le nuove regine)
2n
2n
n
INSECTA
Le specie attualmente note di
insetti ammontano a circa un
milione e mezzo; si ritiene tuttavia
che questa sia solo una parte
minore del numero totale di
specie esistenti. Dal punto di vista
del numero di specie, perciò, il
subphylum Insecta è sicuramente
il gruppo più grosso e diversificato tra tutti i viventi.