LA CLASSIFICAZIONE DEI VIVENTI
Sistematica
ramo della biologia che studia la classificazione
dei viventi
Tassonomia
sistema di classificazione gerarchica
dei gruppi, basato sulle loro relazioni evolutive
Carlo Linneo (1707-1778 )
primo sistema ordinato di classificazione
Organizzò un sistema gerarchico suddiviso
in sette categorie principali:
il regno,
il phylum (per gli animali) o la divisione (per le piante),
la classe,
l'ordine,
la famiglia,
il genere
e la specie
Unità fondamentale del sistema:
la specie
Anche il phylum è una categoria molto importante,
i suoi membri mostrano caratteristiche anatomiche originali,
diverse da quelle degli altri phylum
e risultato di una precisa tendenza evolutiva
Data la grande varietà dei viventi sono state poi create
ulteriori suddivisioni, indicate con i prefissi super-, sotto-, infra-.
Una certa, classe, per esempio, può essere formata da due
o più sottoclassi, ciascuna comprendente uno o più ordini.
Questo sistema di classificazione si fonda sul concetto di
precedenza e inclusione
le diverse categorie sistematiche
sono disposte in modo tale che ognuna è inclusa in quella
precedente e comprende tutte quelle successive
Il sistema di classificazione di Linneo è in vigore,
nelle sue linee fondamentali, ancora oggi.
Linneo però, era fermamente convinto
dell'immutabilità delle specie nel tempo.
La moderna classificazione è invece fondata
sull'idea di evoluzione e sulle teorie evolutive,
è basata sul sistema di Linneo, re interpretato
in base alla parentela evolutiva esistente tra gli organismi
Una questione fondamentale
nella classificazione evolutiva è l'origine di una
somiglianza o una differenza
Le strutture che hanno un'origine comune,
ma non necessariamente una funzione comune
sono definite Omologhe
(per esempio l'ala di un Uccello e la zampa di un cavallo).
Viceversa le strutture che hanno la stessa funzione,
somiglianza superficiale,
ma origini evolutive del tutto differenti
sono definite Analoghe
(per esempio l'ala di un uccello e l'ala di un insetto).
Per la classificazione evolutiva è importante
individuare le strutture omologhe
Sequenze amminoacidiche di proteine omologhe
Esistono proteine che hanno lo stesso significato funzionale
in tutti gli esseri viventi
Queste proteine, pur avendo la stessa funzione,
presentano differenze nella sequenza amminoacidica
dovute a mutazioni accumulate nel corso dell'evoluzione,
senza alterarne la funzionalità.
Lo studio delle sequenze amminoacidiche di queste proteine
permette di ricostruire un albero genealogico in cui
ad una maggiore differenza nella sequenza
corrisponde una maggiore distanza evolutiva.
La stessa cosa può essere fatta analizzando
le differenze presenti in tratti omologhi di acidi nucleici,
in particolare a questo scopo si studiano
specifiche porzioni di RNA ribosomiale.
Lo studio comparato di acidi nucleici e proteine
ha dimostrato che
le loro strutture si dispongono secondo una logica filogenetica:
molecole di specie morfologicamente diverse,
hanno sequenze amminoacidiche meno simili
rispetto a molecole di organismi più strettamente imparentati.
LA NOMENCLATURA BINOMIA
Ogni specie viene indicata con due nomi latini:
il primo si riferisce al genere ed è un sostantivo,
il secondo indica la specie ed è di solito un aggettivo.
Il nome scientifico della specie umana è Homo sapiens,
quello del protozoo parassita che provoca la malaria è
Plasmodium falciparum ecc.
5 Regni
Tutti gli organismi viventi sono classificati in 5 regni,
individuati in base a:
tipo cellulare
complessità strutturale
tipo e modalità di nutrizione
Monere
Protisti
Funghi
Piante
Animali
Le Monere
appartengono a questo regno tutti i procarioti,
sia quelli esclusivamente aerobi,
che quelli esclusivamente anaerobi.
Questo regno ha 2 phylum principali:
i batteri e le alghe azzurre
(o cianobatteri)
Dal punto di vista del metabolismo, si individuano, all'interno di
questo regno, 4 principali gruppi:
Fotoautotrofi:
sintetizzano i composti organici partendo dalla
anidride carbonica ed utilizzando come fonte energetica la luce
solare
Fotoeterotrofi:
utilizzano la luce per generare energia sottoforma
di ATP, ma non sono in grado di fissare l'anidride carbonica,
necessitano quindi di carbonio organico
Chemioautotrofi:
sono in grado di fissare l'anidride carbonica
ed ossidano composti inorganici per ricavare energia
Chemioeterotrofi:
traggono energia e componenti strutturali
da sostanze dell’ambiente circostante
I BATTERI
procarioti unicellulari, non hanno organelli citoplasmatici
specializzati ad eccezione dei ribosomi, non hanno nucleo,
il DNA è una molecola circolare
La riproduzione è di tipo asessuato, si hanno tuttavia meccanismi
di scambio di piccole quantità di materiale genetico, come eventi
disgiunti dalla riproduzione.
La divisione cellulare dei batteri avviene dopo che il batterio ha
duplicato il materiale genetico ed è aumentato in dimensione,
per scissione binaria.
I batteri possiedono una parete cellulare e se le condizioni ambientali
diventano sfavorevoli, alcuni sono in grado di formare spore resistenti.
Le spore possono rimanere quiescenti a lungo, nell'attesa che le
condizioni ambientali tornino favorevoli
I batteri possono essere eterotrofi o autotrofi
Tra gli autotrofi
si distinguono quelli fotosintetici e quelli chemiosintetici.
I fotosintetici sfruttano la luce per ricavare
l'energia necessaria per la sintesi delle molecole organiche,
utilizzano H2S anzichè H20 come donatore di elettroni
e non producono quindi O2.
I chemiosintetici
ricavano l’energia necessaria per il loro metabolismo
dalla ossidazione di sostanze minerali
Batteri eterotrofi
alcuni ottengono i composti organici
dai tessuti o dai liquidi corporei
di altri organismi viventi parassiti
appartengono a questo gruppo i batteri patogeni,
che per la maggior parte però sono saprobi,
si nutrono cioè di materiale organico morto
Fra i patogeni alcuni provocano gravi malattie come il tetano,
la polmonite e la tubercolosi
Alcuni ceppi batterici fissano l'azoto atmosferico
Alcuni tipi di batteri producono antibiotici,
sostanze che uccidono altri microrganismi
o ne inibiscono la crescita.
alghe azzurre
procarioti unicellulari dotati di parete cellulare,
sono organismi autotrofi, effettuano la fotosintesi con un
meccanismo simile a quello delle piante.
Possiedono sistemi di membrane interne,
coinvolte nello svolgimento della fotosintesi,
simili ai tilacoidi dei cloroplasti e la clorofilla rappresenta il
principale pigmento per l'assorbimento della luce.
Alcune sono in grado di fissare l'azoto atmosferico.
Si riproducono in modo asessuato, vivono sia isolate
che in colonie; alcune specie instaurano
simbiosi con i funghi formando i licheni.
Archeobatteri
Batteri che vivono in condizioni ambientali estreme,
Alobatteri,
vivono in condizioni di alta salinità
Termoacidofili,
vivono a temperature attorno agli 80°C e a pH 3
Metanobatteri,
vivono nelle paludi e sintetizzano metano da CO2 ed H2O
L’analisi genetica di questi batteri
ha mostrato le differenze con gli altri procarioti,
le esigenze ambientali di questi organismi,
adatti alle condizioni di vita della terra primordiale,
fanno presupporre una loro origine molto antica
I PROTISTI
Il regno dei protisti è composto da eucarioti primitivi,
per la maggior parte unicellulari
oppure coloniali ma non differenziati.
3 gruppi:
I Protozoi, non sono fotosintetici e si procurano il cibo predando
Le Alghe, sono fotosintetiche
Mixomiceti, hanno le abitudini alimentari dei funghi
Riproduzione sia sessuata che asessuata
I protisti possono essere parassiti interni e esterni,
possono vivere dove c'è sostanza organica in
decomposizione, vivere simbiosi con altri animali
Alcuni provocano gravi malattie nell'uomo,
quali per esempio la malaria e la malattia del sonno.
I FUNGHI
organismi pluricellulari eterotrofi,
alcuni unicellulari.
La maggior parte secerne sostanze che
digeriscono il materiale nutritizio fuori dal corpo,
ed in seguito lo assorbono attraverso la parete cellulare.
Hanno il corpo a tallo,
cioè non suddiviso in radici, fusto e foglie.
Gran parte sono
saprofiti,
si nutrono di sostanze organiche non appartenenti a esseri viventi
o parassiti,
si nutrono di sostanze organiche appartenenti a esseri viventi.
I FUNGHI
La maggior parte si riproduce alternando
riproduzione asessuata (mediante spore) a quella sessuata
in base alle modalità di riproduzione sessuata
e alle strutture riproduttive
i funghi sono divisi in quattro gruppi
Zigomiceti, Ascomiceti, Basidiomiceti, Deuteromiceti
che si presentano con una grande varietà di forme.
I lieviti, Ascomiceti unicellulari, effettuano la fermentazione
alcolica, e sono utilizzati per la produzione di vino e birra.
Alcuni, in particolare le muffe, producono antibiotici,
tra i quali la penicillina.
La filogenesi del regno animale
phylum principali appartenenti al regno degli animali
I Poriferi
unico phylum del sottoregno dei parazoi,
i cui individui sono formati da semplici aggregati
di cellule che non costituiscono tessuti differenziati.
Si ritrovano in acqua sia dolce che salata
e sono caratterizzati da numerose cavità
attraverso cui l'acqua entra e viene filtrata
Sono hanno un’ impalcatura scheletrica formata da
spicole silicee o calcaree e/o da fibre
di una proteina detta spongina
Possono riprodursi sia in modo sessuato che asessuato
Celenterati
Invertebrati quasi esclusivamente marini,
hanno una rudimentale differenziazione dei tessuti
Sono costituiti da un doppio strato di cellule
(ectodermide ed endodermide)
che delimita una cavità centrale dotata di una sola apertura
(celenteron).
Possiedono simmetria raggiata,
si riproducono per via asessuata e sessuata con
alternanza di generazioni
(fase sessuata: medusa, fase asessuata: polipo).
Sono Celenterati le attinie (o anemoni di mare) ed i coralli.
Platelminti
chiamati volgarmente vermi piatti.
In essi compare la simmetria bilaterale e lo sviluppo di organi.
Molti Platelminti sono parassiti
di uomini e animali e presentano di conseguenza una
regressione dell'apparato digerente e locomotore.
Sono inoltre ermafroditi.
Appartengono ai Platelminti le tenie,
parassiti del tubo digerente degli animali e dell'uomo.
Aschelminti
Hanno un tubo digerente completo con due aperture
(bocca e ano).
Tra gli Aschelminti troviamo i Nematodi,
detti anche vermi cilindrici, numerosi nematodi
sono parassiti, esempio
l'ossiuro, il comune verme intestinale dei bambini,
le filarie, che provocano la deformazione mostruosa degli
arti, nota con il nome di elefantiasi,
l'anchilostoma, che si fissa alle pareti dell'intestino
succhiando il sangue
la trichina, responsabile della trichinosi.
Molluschi
molti presentano una conchiglia calcarea,
prodotta da un tessuto sottostante chiamato mantello.
Si muovono per mezzo di un robusto piede muscolare
e sono in genere a sessi separati.
Il phylum comprende diverse classi tra cui
i Gasteropodi (chiocciole),
i Bivalvi (mitili e vongole)
i Cefalopodi (polpi, seppie e calamari).
In alcune classi si assiste a un particolare sviluppo
del sistema nervoso e degli organi di senso.
Anellidi
Negli Anellidi, detti anche vermi segmentati,
compare la metameria
(suddivisione corporea in segmenti ripetitivi)
importante conquista ai fini della locomozione,
si ritroverà in Artropodi e Vertebrati.
Comprendono i lombrichi, i comuni vermi di terra
e le sanguisughe
Artropodi
phylum che comprende il maggior numero di specie viventi
(oltre 900.000)
ed è considerato il più evoluto degli Invertebrati.
Gli Artropodi sono caratterizzati da un esoscheletro
di chitina e dal corpo generalmente diviso in tre parti
(capo, torace e addome)
e provvisto di appendici articolate in ogni segmento.
Sono per lo più a sessi separati.
Il phylum comprende diverse classi tra cui
gli Aracnidi (ragni, scorpioni, acari),
gli Insetti
i Crostacei (gamberi, granchi, aragoste)
Echinodermi
animali marini a simmetria pentaraggiata.
Caratteristico di questo gruppo è il sistema acquifero,
un sistema di canali con funzione locomotoria e respiratoria,
ripieno di liquido in comunicazione con l'acqua circostante.
Gli echinodermi sono caratterizzati da sessi separati.
Gli Asteroidi sono chiamati stelle di mare,
gli Ofiuroidi stelle serpentine
gli Echinoidi ricci di mare.
Cordati
sono animali a simmetria bilaterale,
generalmente a sessi separati.
Sono caratterizzati dalla presenza della corda dorsale
(o notocorda), una struttura cilindrica di sostegno,
almeno durante una parte del loro ciclo vitale.
Il phylum è suddiviso in tre subphyla:
Urocordati
presentano la corda dorsale solo nella
regione caudale e solo negli stadi embrionali;
Cefalocordati
la corda permane per tutto l'arco
vitale e occupa l'intera lunghezza del corpo
Vertebrati
rivestono e sostituiscono la corda dorsale con
un sistema scheletrico metamerico, la colonna vertebrale.
VERTEBRATI
Questo subphylum comprende le seguenti classi:
Ciclostomi o Agnati (Lamprede ) ,
Condroitti (pesci cartilaginei),
Osteitti (pesci ossei),
Anfibi,
Rettili,
Uccelli
Mammiferi.
PESCI
superclasse formata da due classi
( Condroitti e Osteitti) che condividono alcuni caratteri:
forma del corpo idrodinamica,
respirazione mediante branchie,
temperatura del corpo variabile (sono cioè eterotermi),
il cuore formato da due cavità
e la circolazione sanguigna semplice
(il sangue passa una volta sola per il cuore).
Condroitti
caratterizzati da
uno scheletro interno cartilagineo
cute ricoperta di scaglie, dette scaglie placoidi,
formate da dentina e smalto
coda eterocerca (formata da due lobi asimmetrici);
numerose fessure branchiali (da 5 a 7) scoperte,
bocca in posizione ventrale
assenza di organi di galleggiamento;
fecondazione interna:
alcune forme sono ovipare, altre ovovivipare,
altre ancora vivipare.
Appartengono a questo gruppo squali e le razze
Osteitti
Hanno uno scheletro di tessuto osseo
sono la classe più numerosa del gruppo dei Vertebrati,
e la più abbondante negli ambienti acquatici.
Caratteri più rappresentativi degli Osteitti:
cute ricoperta di scaglie ossee
e da un abbondante strato di muco;
coda omocerca (formata da due lobi simmetrici)
branchie comunicanti con l'esterno con una sola fessura,
ricoperta da un opercolo osseo
bocca in posizione frontale
presenza di un sacco pieno di gas, la vescica natatoria,
che funge da organo di galleggiamento;
fecondazione esterna
e produzione di un gran numero di uova di piccole dimensioni.
ANFIBI
primi Vertebrati a conquistare le terre emerse,
ma sono ancora legati all'ambiente acquatico,
dove si riproducono e sviluppano.
Cute
nuda e ricoperta da uno spesso strato di muco che protegge
dalla disidratazione
fecondazione
di solito esterna e deposizione delle uova nell'acqua
larve
acquatiche che respirano mediante branchie e diventano
adulte attraverso la metamorfosi
adulti
terrestri che respirano mediante polmoni
ANFIBI
Cuore
formato da tre cavità (due atri e un ventricolo)
Circolazione sanguigna
doppia (il sangue passa due volte per il cuore)
e incompleta (il sangue ossigenato e deossigenato si mescolano
nell'unico ventricolo);
Temperatura del corpo variabile (eterotermi).
La classe è suddivisa in tre ordini principali:
Urodeli (tritoni e salamandre),
Anuri (rane e rospi) e
Apodi (anfibi poco noti che vivono in gallerie scavate
nel terreno umido).
RETTILI
Vertebrati terrestri
completamente svincolati dall'acqua,
anche grazie ad adattamenti
dell'apparato riproduttore
Uova
racchiuse in un guscio coriaceo e dotate di una cavità piena
di liquido, la cavità amniotica, per proteggere l'embrione.
Cute
secca e rivestita di squame o scudetti cornei
Fecondazione
interna e deposizione delle uova in ambiente terrestre
Respirazione
mediante polmoni (meno efficienti di quelli di uccelli
e mammiferi)
RETTILI
Cuore
formato da tre cavità
circolazione sanguigna doppia e incompleta
temperatura del corpo variabile;
quattro arti, ridotti o assenti in alcune forme.
Gli ordini principali sono tre:
Squamati (serpenti, iguane e lucertole)
Cheloni (tartarughe)
Loricati (coccodrilli)
UCCELLI
adattamento al volo
Cute
ricoperta di penne, derivate da squame trasformate;
Respirazione
mediante polmoni molto efficienti, dotati di sacchi aerei;
Cuore
formato da quattro cavità (due atri e due ventricoli)
Circolazione sanguigna doppia e completa (il sangue ossigenato
e deossigenato non si mescolano)
Comparsa dell'omeotermia,
capacità di mantenere la temperatura corporea costante
Quattro arti, dei quali i due anteriori trasformati in ali
Fecondazione
interna e deposizione di uova con guscio calcareo
Eliminazione di acido urico
come scarto del metabolismo dei composti azotati;
Scheletro
robusto e leggero, ossa cave
Bocca
provvista di un becco corneo e priva di denti.
MAMMIFERI
Sono dotati di particolari ghiandole,
sviluppate nelle femmine, rudimentali nei maschi,
le ghiandole mammarie che producono un secreto,
il latte, con cui è nutrita la prole
I mammiferi accudiscono i piccoli
(cure parentali)
fino a quando diventano capaci di provvedere a loro stessi
Cute
in genere rivestita di peli, con funzione di isolamento termico
Respirazione mediante polmoni efficienti
Cuore
formato da quattro cavità
Circolazione sanguigna doppia e completa
Temperatura corporea costante (omeotermi)
Quattro arti;
Sistema nervoso
in particolare l'encefalo, molto sviluppato
fecondazione interna e uova di piccole dimensioni.
La classe dei Mammiferi comprende 18 ordini,
tra cui quello dei Primati
di cui fa parte anche l'uomo.
In 16 dei 18 ordini
lo sviluppo embrionale è caratterizzato dalla presenza
della placenta,
un organo che mette in relazione madre e feto
permettendo lo scambio di
ossigeno, sostanze nutritive e prodotti di rifiuto.
l mammiferi non placentati, più primitivi,
sono limitati agli ordini dei
Monotremi e dei Marsupiali.
