1
Sylvia S. Mader
Immagini e
concetti
della biologia
2
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
A11 – L’evoluzione
degli animali
3
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli animali sono eterotrofi complessi,
acquatici o terrestri
Gli animali (regno Animalia) possiedono caratteristiche
che li rendono assai diversi dagli altri eucarioti
pluricellulari; sono eterotrofi, cioè devono acquisire i
nutrienti da una fonte alimentare esterna, e ingeriscono il
cibo internamente al proprio corpo.
Di solito si riproducono per via sessuata; alla
fecondazione segue una serie di stadi di sviluppo fino alla
formazione di un organismo dotato di tessuti e organi
specializzati.
4
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Molto probabilmente gli animali
derivano da un antenato protista
Secondo l’ipotesi del flagellato coloniale, gli animali
discenderebbero da un antenato costituito da cellule
flagellate organizzate in una colonia sferica cava.
5
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
L’evoluzione dei piani corporei
Gli animali sono caratterizzati dal tipo di simmetria.
La simmetria radiale implica che l’animale sia
organizzato in modo circolare: qualsiasi piano
longitudinale che passi per il centro può sezionarlo
in due metà speculari.
La simmetria bilaterale implica che l’animale abbia
una metà destra e una metà sinistra definite: un
solo piano passante per il centro può sezionarlo in
due metà uguali.
6
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
L’albero
evolutivo
degli animali
si basa su
sette caratteri
chiave
7
Gli animali e il celoma
Una struttura importante che riguarda gli animali è la presenza di una
cavità corporea. Gli animali che ne sono privi, come i platelminti, si
definiscono acelomati. I nematodi sono invece pseudocelomati:
possiedono una cavità corporea non completamente rivestita di
mesoderma.
La maggior parte degli animali fa parte dei celomati, gruppi dotati di
un vero celoma, cioè una cavità posta tra il canale alimentare e la
parete corporea che si origina da un’escavazione nel mesoderma.
8
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I celomati:
protostomi e deuterostomi
Nel corso dello sviluppo embrionale, nei celomati
si forma un’apertura chiamata blastoporo.
Nei protostomi la bocca compare in
corrispondenza o vicina al blastoporo, mentre nei
deuterostomi in corrispondenza del blastoporo o
vicino ad esso compare l’ano e, più tardi, da una
nuova apertura si forma la bocca.
9
I vantaggi del celoma
La presenza del celoma offre diversi vantaggi:
•i movimenti del corpo sono più liberi;
•l’ampio spazio permette lo sviluppo di organi e
sistemi di organi complessi;
•il fluido celomatico protegge gli organi interni dai
danni meccanici e dalle escursioni termiche;
•la cavità funge da deposito e trasporto di sostanze
nel corpo;
•negli animali privi di scheletro fornisce sostegno
idrostatico.
10
Alcuni gruppi animali sono invertebrati,
mentre altri sono vertebrati
I gruppi animali si possono suddividere in due ampi
raggruppamenti:
•invertebrati – privi di endoscheletro di cartilagine o
tessuto osseo (per esempio, le spugne e i molluschi);
•vertebrati – muniti di endoscheletro, cartilagineo oppure
osseo (per esempio, i pesci e i mammiferi).
11
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli animali invertebrati più semplici
sono le spugne e gli cnidari
Le spugne sono gli unici animali privi di veri e propri
tessuti, benché presentino cellule specializzate; si
nutrono per filtrazione di particelle dall’acqua.
12
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli animali invertebrati più semplici
sono le spugne e gli cnidari
Gli cnidari hanno simmetria radiale e sono in prevalenza
sessili; catturano le loro prede grazie a un anello di
tentacoli dotati di cellule urticanti, gli cnidociti.
Hanno un livello di organizzazione tissutale e presentano
due forme corporee di base: il polipo e la medusa.
13
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Nei platelminti, o vermi piatti,
compare la simmetria bilaterale
I platelminti hanno tre foglietti embrionali e un sistema di
organizzazione a livello di organi, con un sistema
digerente incompleto e un sistema nervoso organizzato
come una sorta di «scala a pioli» con un piccolo cervello
anteriore; si tratta di animali acelomati.
I vermi piatti sono parassiti dell’uomo e di altri animali.
14
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I nematodi sono i vermi cilindrici
I nematodi sono vermi non segmentati, presentano una
cavità interna (pseudoceloma) e un tubo digerente
completo.
Si trovano quasi ovunque e alcuni, come gli ascaridi,
sono endoparassiti dell’uomo.
Un individuo maschile e uno femminile di Ascaris.
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
15
Gli anellidi sono i vermi segmentati
Gli anellidi presentano il
corpo suddiviso in segmenti
riconoscibili dall’esterno,
separati da setti che
suddividono il celoma.
Il phylum include gli
oligocheti (come il
lombrico), i policheti (di
ambiente marino) e gli
irudinei (come le
sanguisughe).
16
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I molluschi hanno un piano corporeo
suddiviso in tre parti distinte
Tutti i molluschi hanno il corpo composto dal piede, la
robusta porzione muscolare usata per la locomozione, la
massa viscerale, che contiene gli organi interni, e il mantello,
che riveste la massa viscerale e può secernere la conchiglia.
I tre gruppi principali di molluschi sono:
1. gasteropodi;
2. cefalopodi;
3. bivalvi.
17
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I tre gruppi di molluschi
Nei gasteropodi l’animale si muove per la
contrazione muscolare che interessa il piede,
appiattito ventralmente.
Nei cefalopodi il piede si è evoluto in tentacoli
che circondano il capo.
Nei bivalvi, così chiamati per la conchiglia formata
da due valve, il piede muscolare si estroflette
ventralmente dalla conchiglia.
18
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli artropodi
Si tratta di un phylum
notevolmente diversificato e
ricchissimo di specie.
Il successo degli artropodi può
essere attribuito a queste
caratteristiche:
•appendici articolate;
•esoscheletro;
•segmentazione;
•sistema nervoso ben sviluppato;
•varietà degli organi respiratori;
•competizione ridotta grazie alla
metamorfosi.
19
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli artropodi: crostacei
I crostacei sono un vasto gruppo di artropodi per lo più
marini; sono dotati di un esoscheletro duro e crostoso e
di cinque paia di zampe.
20
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli artropodi: miriapodi e aracnidi
I centopiedi sono dotati di
un paio di appendici per
ogni segmento corporeo, i
millepiedi di due paia di
appendici sulla maggior
parte dei segmenti.
Gli aracnidi comprendono
i ragni, gli scorpioni e gli
acari; sono provvisti di
quattro paia di zampe,
attaccate al cefalotorace.
21
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli artropodi: insetti
Il gruppo degli insetti è estremamente numeroso e
diversificato. Essi sono adattati a uno stile di vita terrestre
e hanno colonizzato una vastissima gamma di ambienti.
Il corpo è suddiviso in un capo, un torace e un addome; al
torace sono articolate tre paia di zampe.
22
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli echinodermi adulti hanno
simmetria radiale
Gli echinodermi comprendono organismi come le stelle
marine, i ricci di mare e i cetrioli di mare. Gli adulti hanno
simmetria radiale e non presentano né un capo, né un
cervello, né una segmentazione; tuttavia, le larve
presentano simmetria bilaterale.
La locomozione è affidata a un peculiare sistema vascolare
acquifero; non hanno sistemi respiratorio, escretore o
circolatorio complessi, dato che i fluidi della cavità
celomatica e il sistema vascolare acquifero assolvono
molte di queste funzioni.
23
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli echinodermi adulti hanno
simmetria radiale
24
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Il phylum dei cordati comprende
animali con notocorda
Tutti i cordati hanno simmetria bilaterale e in qualche stadio del
loro ciclo vitale presentano quattro caratteristiche:
1. cordone dorsale di sostegno, chiamato notocorda;
2. cordone nervoso tubulare dorsale;
3. tasche faringee, che nella maggior parte dei vertebrati sono
presenti soltanto durante lo sviluppo embrionale;
4. coda postnatale.
25
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
L’albero
evolutivo dei
cordati, di cui
fanno parte i
vertebrati
26
I cordati invertebrati
Nei cordati invertebrati la notocorda non viene mai
rimpiazzata da una colonna vertebrale.
I tunicati, che vivono sui fondali marini, presentano le
quattro caratteristiche tipiche dei cordati soltanto nello
stadio larvale.
Gli anfiossi, anch’essi marini, mantengono le
caratteristiche tipiche dei cordati anche nella forma adulta.
Due esempi di cordati invertebrati: un’ascidia (a sinistra) e un anfiosso (a destra).
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
27
L’albero evolutivo dei vertebrati si
basa su cinque caratteristiche chiave
Tutti i vertebrati hanno lo scheletro interno, una struttura
dotata di articolazioni e appendici pari, presentano
cefalizzazione, hanno un ampio celoma e organi
viscerali ben sviluppati, un sistema circolatorio chiuso e
sistemi respiratorio ed escretore molto efficienti.
I cinque caratteri che distinguono i vari vertebrati tra loro
e dai cordati invertebrati sono:
1. presenza delle vertebre;
2. evoluzione delle mascelle;
3. comparsa dei polmoni;
4. presenza di arti articolati;
5. comparsa di un uovo amniotico.
28
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I pesci sono vertebrati acquatici
rappresentati da tre classi
I pesci agnati sono privi di mascelle, di
scaglie e di pinne pari; alcuni di essi sono
parassiti di altri pesci.
I pesci cartilaginei comprendono squali,
razze e mante; hanno scheletro di
cartilagine e sono in prevalenza predatori.
I pesci ossei sono i più numerosi e
diversificati tra tutti i vertebrati; per la
maggior parte si tratta di pesci a pinne
raggiate, dotati di vescica natatoria; l’altro
gruppo è quello dei pesci a pinne lobate.
29
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
Gli anfibi sono tetrapodi in grado di
muoversi in ambiente terrestre
Gli anfibi sono rappresentati da rane, rospi, tritoni e
salamandre; sono tutti dotati di quattro arti, gli adulti
hanno piccoli polmoni e la respirazione polmonare è
coadiuvata dallo scambio di gas che avviene attraverso la
pelle (respirazione cutanea).
La maggior parte di essi conduce uno stile di vita anfibio:
lo stadio larvale vive in acqua, l’adulto sulla terraferma.
30
Una raganella e una salamandra.
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I rettili hanno un uovo amniotico e
possono riprodursi sulla terraferma
Il corpo dei rettili è rivestito di squame
coriacee cheratinizzate, che proteggono
l’animale dalla disidratazione e dai predatori.
L’adattamento più significativo è il tipo di
riproduzione: dopo la fecondazione interna la
femmina depone uova amniotiche, che
rendono possibile lo sviluppo embrionale
lontano dall’acqua.
La diversità dei rettili: tartaruga verde, mostro di Gila e crotalo adamantino.
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
31
Gli uccelli hanno le penne
e sono endotermi
Quasi tutte le caratteristiche anatomiche degli uccelli sono correlate
alla capacità di volare, dagli arti anteriori modificati in ali alle ossa
pneumatiche. Sono animali endotermi (mantengono una temperatura
corporea costante) e depongono uova con guscio duro.
32
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I mammiferi hanno la pelliccia
e le ghiandole mammarie
I mammiferi sono endotermi e molti dei loro adattamenti,
tra cui la pelliccia, sono legati al controllo della
temperatura interna. Le ghiandole mammarie permettono
alle femmine di allattare i piccoli.
33
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
I mammiferi hanno la pelliccia
e le ghiandole mammarie
La classe dei mammiferi si divide in tre gruppi:
•monotremi, che sono dotati della cloaca e depongono uova a
guscio duro;
•marsupiali, che iniziano il loro sviluppo nel corpo materno e lo
completano nel marsupio, una tasca dell’addome materno;
•placentati, a cui appartiene la gran parte dei mammiferi, che
presentano membrane embrionali modificate (tra cui la placenta)
per lo sviluppo interno nell’utero della madre.
I mammiferi monotremi e marsupiali.
Sylvia S. Mader Immagini e concetti della biologia © Zanichelli editore, 2012
34
