Purves inizi vol 3:Layout 1
annuncio pubblicitario
Indice PARTE V I modelli e i processi evolutivi Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca CAPITOLO 21 La storia della vita sulla Terra 21.1 In che modo gli scienziati datano eventi passati? I radioisotopi ci forniscono un metodo per datare le rocce I metodi di datazione mediante radioisotopi sono stati ampliati e perfezionati 525 526 526 21.2 Come sono cambiati nel tempo i continenti e i climi sulla Terra? L’ossigeno è costantemente aumentato nell’atmosfera terrestre Il clima terrestre è cambiato da caldo/umido a freddo/secco I vulcani a volte hanno cambiato la storia della vita Eventi extraterrestri che hanno innescato cambiamenti sulla Terra 528 529 530 531 531 21.3 Quali sono stati i principali eventi nella storia della vita? Diversi fattori contribuiscono alla scarsità di fossili Gli organismi viventi nel Precambriano erano piccoli e acquatici La vita si espanse rapidamente durante il Cambriano Molti gruppi di animali si diversificarono La differenziazione geografica aumentò durante l’era Mesozoica L’evoluzione dei biota moderni si verificò durante l’era Cenozoica Tre tipi principali di fauna hanno dominato la vita sulla Terra 532 532 533 533 534 537 538 540 CAPITOLO 22 I meccanismi dell’evoluzione 22.1 Quali fatti costituiscono la base della nostra comprensione dell’evoluzione? La parola “adattamento” ha due significati La genetica di popolazione fornisce un fondamento alla teoria di Darwin La maggior parte delle popolazioni è geneticamente variabile Il cambiamento evolutivo può essere misurato in base alle frequenze degli alleli e dei genotipi La struttura genetica di una popolazione non cambia nel tempo se esistono determinate condizioni Le deviazioni dall’equilibrio di Hardy-Weinberg indicano che l’evoluzione è in corso differisce tra gruppi di organismi? Oggi esistono dei “fossili viventi” I cambiamenti evolutivi sono stati graduali per la maggior parte dei gruppi Talvolta i tassi di cambiamento evolutivo sono rapidi Anche le velocità di estinzione sono state estremamente variabili 541 541 541 541 543 548 551 551 552 553 554 556 22.2 Quali sono i meccanismi del cambiamento evolutivo? Le mutazioni generano variabilità genetica Il flusso genico può cambiare le frequenze alleliche La deriva genetica può provocare grandi cambiamenti in piccole popolazioni L’incrocio non casuale modifica le frequenze genotipiche 556 556 557 557 559 22.3 Quali meccanismi evolutivi conducono all’adattamento? 21.4 Perché la velocità evolutiva 545 545 546 546 La selezione naturale produce risultati variabili La selezione sessuale influenza il successo riproduttivo 560 560 562 22.4 Come viene mantenuta la variabilità genetica entro le popolazioni? All’interno delle popolazioni possono accumularsi mutazioni neutrali La ricombinazione sessuale amplifica il numero di possibili genotipi 564 564 564 © 978-88-08-16646-3 La selezione dipendente dalla frequenza mantiene la variabilità genetica all’interno delle popolazioni La variazione ambientale favorisce la variabilità genetica Molta variabilità genetica viene mantenuta in sottopopolazioni geograficamente distinte INDICE CAPITOLO 24 565 L’evoluzione dei geni e dei genomi 566 24.1 Cosa possono rivelare i genomi riguardo all’evoluzione? 566 22.5 Quali vincoli limitano l’evoluzione? I processi di sviluppo limitano l’evoluzione I fenomeni di bilanciamento limitano l’evoluzione I risultati evolutivi a breve e a lungo termine qualche volta differiscono 567 567 568 568 L’evoluzione dei genomi produce la diversità biologica I geni e le proteine vengono confrontati attraverso l’allineamento delle loro sequenze Per calcolare la divergenza evolutiva vengono usati modelli di evoluzione delle sequenze L’evoluzione molecolare può essere osservata direttamente per mezzo di studi sperimentali 22.6 In che modo l’uomo ha influenzato Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 569 570 571 572 572 CAPITOLO 23 Le specie e la loro origine 23.1 Cosa sono le specie? Possiamo riconoscere e identificare molte specie dal loro aspetto Le specie si formano nel tempo La speciazione allopatrica richiede un isolamento genetico quasi completo La speciazione simpatrica avviene in assenza di barriere fisiche 575 575 575 577 Le barriere prezigotiche agiscono prima della fecondazione Le barriere postzigotiche operano dopo la fecondazione Se l’isolamento riproduttivo è incompleto si può formare una zona dell’ibrido 579 581 581 582 584 23.4 Perché i tassi di speciazione variano? 594 594 596 Gran parte dell’evoluzione è neutrale È possibile individuare nel genoma l’azione della selezione positiva e di quella stabilizzante Anche le dimensioni e l’organizzazione del genoma si evolvono Nuove funzioni possono originarsi mediante duplicazione genica Alcune famiglie geniche evolvono attraverso l’evoluzione concertata 598 599 600 602 603 604 dell’evoluzione molecolare? I dati relativi alla sequenza delle molecole sono utilizzati per determinare la storia evolutiva dei geni L’evoluzione genica viene usata per studiare la funzione delle proteine L’evoluzione in vitro produce nuove molecole L’evoluzione molecolare viene utilizzata per studiare e combattere le malattie 605 606 607 607 608 577 23.3 Cosa accade quando specie recentemente formate si riuniscono? 593 24.3 Quali sono alcune applicazioni 23.2 Come hanno origine nuove specie? 593 24.2 Quali sono i meccanismi dell’evoluzione molecolare? l’evoluzione? XI Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 609 610 611 611 CAPITOLO 25 La ricostruzione e l’utilizzo delle filogenesi 25.1 Cos’è la filogenesi? Tutte le forme di vita sono collegate tra loro attraverso la storia evolutiva I confronti tra specie richiedono una prospettiva evolutiva 613 614 614 585 25.2 Come vengono costruiti gli alberi 23.5 Perché si realizzano delle radiazioni adattative? Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca filogenetici? 586 588 589 590 590 La parsimonia fornisce la spiegazione più semplice dei dati filogenetici Le filogenesi vengono ricostruite a partire da molte fonti di dati I modelli matematici espandono le potenzialità della ricostruzione filogenetica 616 617 618 619 XII © 978-88-08-16646-3 INDICE L’accuratezza dei metodi filogenetici può essere verificata 619 È possibile ricostruire gli stati ancestrali 620 Gli orologi biologici aggiungono una dimensione temporale 621 25.3 I biologi come usano gli alberi filogenetici? 622 La filogenesi ci aiuta a ricostruire il passato La filogenesi ci consente di mettere a confronto gli organismi viventi I biologi usano la filogenesi per predire il futuro 622 623 624 25.4 Che nesso c’è tra la filogenesi e la classificazione? 625 La filogenesi è la base della moderna classificazione biologica Codici diversi di nomeclatura biologica regolamentano l’uso dei nomi scientifici 627 Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 628 628 629 629 626 PARTE VI L’evoluzione della diversità CAPITOLO 26 26.5 Quali sono i principali gruppi Bacteria e Archaea: i domini dei procarioti di procarioti? 26.1 In che modo gli organismi viventi hanno iniziato a diversificarsi? I tre domini differiscono tra loro per alcune caratteristiche significative 26.2 Dove vivono i procarioti? I procarioti di solito formano comunità complesse 633 633 634 635 26.3 Quali sono le caratteristiche principali del successo evolutivo dei procarioti? I procarioti possiedono particolari pareti cellulari I procarioti hanno forme caratteristiche di locomozione I procarioti si riproducono asessualmente ma possono verificarsi anche eventi di ricombinazione genetica Alcuni procarioti comunicano attraverso l’ambiente circostante I procarioti sono caratterizzati da vie metaboliche molto diverse 637 637 638 639 639 640 la filogenesi dei procarioti? 642 645 645 646 646 647 648 649 650 651 652 26.6 In che modo i procarioti influiscono sull’ambiente circostante? 26.4 In che modo si può determinare Lo studio della storia evolutiva dei procarioti è complicata dalle loro ridotte dimensioni Le sequenze nucleotidiche dei procarioti rivelano i loro rapporti evolutivi Il fenomeno del trasferimento genico laterale può complicare gli studi filogenetici La maggior parte delle specie di procarioti non è mai stata studiata Nei procarioti la principale fonte di variabilità è rappresentata dalle mutazioni Le spirochete si muovono per mezzo di filamenti assiali Le clamidie sono parassiti estremamente piccoli Alcuni Gram-positivi ad alto GC costituiscono valide fonti di antibiotici I cianobatteri sono importanti batteri fotoautotrofi Non tutti i Gram-positivi a basso GC sono effettivamente Gram-positivi I Proteobacteria costituiscono un gruppo ampio e diversificato Gli Archaea differiscono dai batteri per molti aspetti importanti Molti crenarcheoti vivono in luoghi caldi e acidi Gli euriarcheoti vivono in molti luoghi sorprendenti I corarcheoti e i nanoarcheoti sono meno conosciuti 645 652 I procarioti svolgono un ruolo importante nei cicli degli elementi Alcuni procarioti vivono sulla superficie e all’interno di altri organismi Solo una minoranza dei batteri è patogena 653 653 Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 654 655 656 656 652 642 CAPITOLO 27 643 L’origine e la diversificazione degli eucarioti 644 27.1 In che modo gli eucarioti unicellulari 643 644 influiscono sull’ambiente circostante? 659 © 978-88-08-16646-3 Sia la filogenesi che la morfologia degli eucarioti microbici illustrano la loro diversità Gli organismi che costituiscono il fitoplancton rappresentano i produttori primari della rete alimentare marina Alcuni eucarioti microbici sono endosimbionti Alcuni eucarioti microbici sono letali L’uomo dipende dai prodotti di antichi eucarioti microbici marini INDICE 659 660 661 661 663 XIII I foraminiferi hanno dato origine a estesi depositi calcarei I radiolari possiedono pseudopodi esili e rigidi Gli amebozoi utilizzano pseudopodi lobiformi per la locomozione 684 Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 687 688 689 689 683 683 27.2 Come si è evoluta la cellula eucariotica? L’evoluzione della cellula eucariotica è avvenuta attraverso una lunga serie di tappe I cloroplasti permettono di studiare il processo di endosimbiosi Non riusciamo ancora a spiegare la presenza di alcuni geni procariotici nel genoma degli eucarioti 664 664 Le piante senza seme: dall’acqua alla terraferma 666 28.1 In che modo si sono evolute le piante terrestri? 667 27.3 In che modo si sono diversificati gli eucarioti microbici? Gli eucarioti microbici hanno molti stili di vita diversi Gli eucarioti microbici sono caratterizzati da vari tipi di locomozione Gli eucarioti microbici utilizzano i vacuoli per molti scopi Gli eucarioti microbici possiedono vari tipi di superfici cellulari microbici? 667 668 668 669 670 Gli alveolati possiedono alveoli sotto il plasmalemma Gli stramenopili possiedono due flagelli diversi, di cui uno provvisto di peli Le alghe rosse sono contraddistinte dalla presenza di un tipico pigmento fotosintetico accessorio Le clorofite, le carofite e le piante terrestri contengono clorofilla a e b I diplomonadi e i parabasalidi sono excavati privi di mitocondri Gli eteroloboseani alternano forme ameboidi e forme provviste di flagelli Gli euglenoidi e i cinetoplastidi possiedono mitocondri e flagelli particolari 691 691 692 28.2 Le piante come hanno colonizzato l’ambiente terrestre e vi sono sopravvissute? Gli adattamenti alla vita sulla terraferma distinguono le piante terrestri dalle alghe verdi Le piante non tracheofite vivono di solito in aree dove c’è disponibilità d’acqua Il ciclo vitale delle piante terrestri è caratterizzato dall’alternanza di generazioni Lo sporofito delle piante non tracheofite dipende dal gametofito 693 693 694 695 695 670 671 672 673 27.5 Quali sono i principali gruppi di eucarioti? Le piante terrestri vengono suddivise in dieci gruppi principali Le piante terrestri si sono evolute dalle alghe verdi 667 27.4 Come si riproducono gli eucarioti Alcuni eucarioti microbici si riproducono senza ricombinazione sessuale e la effettuano senza riprodursi Molti cicli vitali degli eucarioti microbici comprendono l’alternanza di generazioni Le clorofite sono caratterizzate da modalità diverse di ciclo vitale Il ciclo vitale di alcuni eucarioti microbici richiede più di una specie ospite CAPITOLO 28 673 675 676 679 680 681 681 682 28.3 Quali sono i caratteri distintivi delle painte vascolari? I tessuti vascolari provvedono al trasporto dell’acqua e dei minerali disciolti Le piante vascolari si sono evolute per quasi 500 milioni di anni Le prime piante vascolari erano prive di radici e foglie Le piante vascolari si sono diversificate Le radici potrebbero essersi evolute dai rami Le pteridofite e le piante a seme possiedono vere foglie La comparsa dell’eterosporia tra le piante vascolari 697 697 698 700 700 700 701 702 28.4 Quali sono i cladi principali di piante senza seme? Le epatiche potrebbero costituire il clade di piante più antico sopravvissuto fino a oggi Le antocerote possiedono stomi, cloroplasti particolari e sporofiti privi di peduncolo 703 703 704 XIV © 978-88-08-16646-3 INDICE I meccanismi di trasporto dell’acqua e degli zuccheri si sono evoluti nei muschi Alcune piante possiedono tessuti vascolari, ma sono prive di semi I muschi clavati sono strettamente imparentati con le altre piante vascolari Equiseti, psilopsida e felci costituiscono un clade Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 705 706 706 706 710 710 711 711 CAPITOLO 29 L’evoluzione delle piante a seme 29.1 In che modo le piante a seme sono diventate l’attuale vegetazione predominante? Il ciclo vitale delle piante a seme è caratterizzato dalla formazione di strutture che proteggono i gameti e l’embrione Il seme è una struttura complessa e ben protetta Un cambiamento anatomico ha permesso alle piante a seme di raggiungere dimensioni molto elevate 713 I rapporti tra gnetofite e conifere sono tuttora oggetto di ricerca Le conifere producono coni ma possiedono gameti immobili 713 715 716 716 718 718 29.3 Quali caratteri distinguono le angiosperme? Le strutture riproduttive delle angiosperme sono i fiori La struttura del fiore si è evoluta nel tempo Le angiosperme si sono coevolute con gli animali Il ciclo vitale delle angiosperme è caratterizzato dalla doppia fecondazione Le angiosperme producono frutti 720 721 722 723 724 725 Il clade di angiosperme più primitive costituisce una materia controversa L’origine delle angiosperme rimane un mistero 726 I semi delle piante costituiscono la principale fonte di nutrimento dell’uomo Le piante a seme sono una fonte di farmaci fin dai tempi antichi I funghi riciclano i minerali, sono patogeni, parassiti e mutualisti delle piante 30.1 In che modo i funghi crescono praticamente in tutti gli ambienti? Il corpo di un fungo pluricellulare è formato da ife I funghi stabiliscono uno stretto contatto con l’ambiente I funghi utilizzano numerose risorse trofiche I funghi bilanciano nutrizione e riproduzione agli altri organismi? I funghi saprobi eliminano i residui organici e contribuiscono al ciclo globale del carbonio I rapporti mutualistici sono vantaggiosi per entrambi gli organismi coinvolti I licheni possono crescere in luoghi inadatti per le piante Le micorrize sono essenziali per la maggior parte delle piante I funghi endofiti proteggono alcune piante dai patogeni, dagli erbivori e dallo stress Alcuni funghi costituiscono una fonte trofica per le formiche che li coltivano 735 735 736 737 738 739 739 740 740 742 743 743 30.3 In che modo i vari cicli vitali fungini differiscono tra loro? I funghi si riproducono sia per via asessuata che sessuata La condizione dicariotica è una caratteristica unica dei funghi Il ciclo vitale di alcuni funghi parassiti coinvolge due ospiti I “funghi imperfetti” mancano di uno stadio sessuale fungini? 730 I chitridi sono gli unici funghi con cellule flagellate Gli zigomiceti si riproducono sessualmente mediante fusione di due gametangi I glomeromiceti formano micorrize arborescenti Negli ascomiceti la struttura adibita alla riproduzione sessuata è l’asco Nei basidiomiceti la struttura adibita alla riproduzione sessuata è il basidio 731 Ricapitolando 728 728 29.5 In che modo le piante sostengono la vita sulla Terra? CAPITOLO 30 743 744 745 745 748 30.4 Come si distinguono i vari gruppi 29.4 Come si sono evolute e diversificate le angiosperme? 732 732 733 733 30.2 I funghi come recano beneficio 29.2 Quali sono i gruppi principali delle gimnosperme? Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 730 749 749 750 751 751 753 754 © 978-88-08-16646-3 Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca INDICE 754 755 755 L’origine degli animali e l’evoluzione del piano corporeo 31.1 Quali dati indicano un’origine monofiletica degli animali? L’origine monofiletica degli animali è supportata da studi su sequenze geniche e dati morfologici I modelli di sviluppo illustrano i rapporti evolutivi tra gli animali 757 La maggior parte degli animali è caratterizzata da simmetria La struttura della cavità corporea influisce sul movimento La segmentazione del corpo facilita il controllo dei movimenti Le appendici facilitano la locomozione 757 758 760 760 761 I filtratori catturano piccole prede Gli erbivori si nutrono di piante I predatori catturano e uccidono prede di grossa taglia I parassiti vivono sulla superficie o all’interno di altri organismi Tutti i cicli vitali comprendono almeno uno stadio di dispersione Nessun ciclo vitale è in grado di massimizzare tutti i benefici Il ciclo vitale dei parassiti si è evoluto per facilitare la dispersione e superare le difese dell’ospite Le spugne sono animali con scarsa organizzazione anatomica Gli ctenofori hanno simmetria radiale e sono diblastici Gli cnidari sono carnivori specializzati di lofotrocozoi? I briozoi sono coloniali Platelminti, rotiferi e nemertini sono imparentati ma strutturalmente diversi I foronoidei e i brachiopodi utilizzano il lofoforo per estrarre cibo dall’acqua Gli anellidi e i molluschi sono gruppi imparentati Gli anellidi possiedono un corpo segmentato I molluschi hanno subito una straordinaria radiazione evolutiva 781 782 783 783 784 785 787 787 789 32.3 Quali sono i gruppi principali Molti gruppi marini comprendono un numero relativamente scarso di specie I nematodi e le specie affini sono abbondanti e diversificati 763 764 765 766 767 767 768 768 770 771 772 772 dominano la fauna terrestre attuale? I gruppi imparentati con gli artropodi possiedono appendici carnose, non articolate Le zampe articolate sono comparse nei trilobiti I crostacei sono diversificati e abbondanti Gli insetti sono artropodi che dominano nell’ambiente terrestre I miriapodi possiedono numerose zampe La maggior parte dei chelicerati possiede quattro paia di appendici Una visione d’insieme dell’evoluzione dei protostomi Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 792 792 793 776 776 777 777 795 795 796 796 798 802 802 803 805 805 806 806 CAPITOLO 33 I deuterostomi 33.1 Cosa sono i deuterostomi? 809 33.2 Quali sono i principali gruppi di echinodermi e di emicordati? Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 779 32.4 Per quale motivo gli artropodi 31.5 Quali sono i principali gruppi di animali? 779 763 31.4 In cosa differiscono i cicli vitali degli animali? Nei lofotrocozoi si sono evoluti la trocofora, i lofofori e la segmentazione a spirale Gli ecdisozoi devono sostituire periodicamente il proprio esoscheletro I chetognati mantengono alcuni caratteri embrionali ancestrali di ecdisozoi? 762 762 31.3 In che modo gli animali si procurano il cibo? I protostomi 32.2 Quali sono i gruppi principali 31.2 Quali caratteristiche determinano il piano corporeo degli animali? CAPITOLO 32 32.1 Cosa sono i protostomi? CAPITOLO 31 XV Gli echinodermi possiedono un sistema vascolare acquifero Gli emicordati possiedono una struttura corporea tripartita 810 811 813 XVI © 978-88-08-16646-3 INDICE 33.3 Quali nuovi caratteri si sono evoluti nei cordati? Gli adulti della maggior parte degli urocordati e dei cefalocordati sono sessili Nei vertebrati la notocorda viene sostituita da una nuova struttura dorsale di supporto Il piano strutturale dei vertebrati è in grado di fornire sostegno ad animali di grandi dimensioni Pinne e vesciche natatorie aumentano la stabilità e il controllo del movimento 814 815 816 817 818 Le pinne articolate hanno aumentato il sostegno meccanico dei pesci Gli anfibi si sono adattati alla vita sulla terraferma Gli amnioti hanno colonizzato gli ambienti aridi I rettili si sono adattati a molti habitat I Crocodylia e gli uccelli condividono un antenato comune con i dinosauri 821 821 822 824 825 826 827 829 829 33.5 Quali caratteri contraddistinguono i primati? 33.4 In che modo i vertebrati hanno colonizzato le terre emerse? L’evoluzione delle penne ha permesso agli uccelli di volare I mammiferi si sono diversificati dopo l’estinzione dei dinosauri La maggior parte dei mammiferi sono teri 832 Gli antenati dell’uomo hanno sviluppato una locomozione bipede L’encefalo umano è aumentato di dimensioni, mentre le mascelle si sono ridotte L’uomo ha sviluppato un linguaggio e una cultura complessa 836 Ricapitolando Quesiti di verifica Temi di approfondimento Per fare ricerca 836 837 838 838 Risposte ai quesiti Crediti fotografici Indice analitico 833 834 A1 A3 A7
