sono stati descritti negli insetti

ARTROPODI
Gli artropodi sono di enorme importanza economica :
impollinano le colture, sono utilizzabili come cibo per l’uomo ed altri animali, ma allo stesso tempo competono con l’uomo per il cibo e danneggiano le colture. Le malattie diffuse da insetti e zecche colpiscono ogni tipo di pianta e animale, incluso l’uomo.
ANIMALI EUCELOMATI E METAMERICI:ARTROPODI
Gli artropodi si originarono da progenitori simili ad
anellidi. Essi, infatti, sono metamerici, hanno metameri
provvisti di appendici pari, hanno un sistema nervoso
simile a quello degli anellidi. Gli artropodi hanno,
comunque, subìto, nel corso dell’evoluzione, la divergenza
da progenitori simili ad anellidi. In primo luogo hanno
evoluto un esoscheletro esocuticolare. I metameri tendono a
combinarsi in gruppi funzionali, o tagmi (capo, torace e
addome degli insetti). Le appendici sono articolate per
mezzo di articolazioni. Infine gli artropodi presentano un
emocele anziché il celoma.
Insieme allo sviluppo della cuticola vengono sviluppate altre caratteristiche importanti:
• Il processo di cefalizzazione compie un ulteriore fondamentale progresso evolutivo a seguito della concentrazione nel capo di gangli nervosi e di organi sensoriali;
• Tagmatizzazione: i somiti si specializzano notevolmente formando gruppi funzionali;
• La comparsa di appendici ambulacrali, diversificate per usi diversi. Organismo modello: la cavalletta (Ordine Orthoptera)
Organismo modello: la cavalletta (Ordine Orthoptera)
Appendici ambulacrali e ali. Le ali
non sono appendici ma espansioni
laminari della cuticola toracica
Classe Arachnida
Anatomia del ragno
Scorpione deserticolo (Latrodectus mactans)
Vedova nera (Latrodectus mactans)
Pseudoscorpione (Vachonium)
I ragni riciclano la ragnatela
La produzione delle sete è assai dispendiosa, in termini di risorse, per il ragno. Pertanto l'aracnide, al fine di limitare il dispendio delle proprie risorse, ricicla la propria tela. Dunque, il ragno, quando la ragnatela non è più funzionale (dopo due giorni perde la propria vischiosità) o quando è gravemente compromessa, la utilizza come cibo, salvando, comunque, l'archifilo. Per poterla ingerire il ragno utilizza speciali succhi gastrici che servono anche per tagliarla.
Classe Arachnida
Zecca del cane (Dermacentor variabilis)
Acaro della polvere (Dermatophagoides)
CROSTACEI : Classe Malacostraca
Porcellino di terra (Porcellioscaber)
Pulce d’acqua (Megalorchesta californiana)
Granchio azzurro (Callinectes sapidus) Gamberetto (Pandalus platyceros)
CROSTACEI
I crostacei costituiscono un
gruppo relativamente piccolo
(circa 40000 specie viventi)
negli artropodi, ma essi
hanno
una
importanza
eccezionale negli ambienti
acquatici. I crostacei sono più
numerosi in mare. Molte
specie d’acqua dolce sono
importanti
nelle
catene
alimentari. Le specie terrestri
sono poche.
MYRIAPODI: Classe Diplopoda e Chilopoda
(Diplopoda pachydesmus)
Millepiedi
(Lithobius)
Centopiedi
Classe Insecta
La maggior parte degli insetti è lunga meno di 60
mm. Gli insetti vivono pressoché in tutti gli habitat
terrestri. Relativamente pochi sono acquatici;
tuttavia, tutti i tipi di laghi, corsi d’acqua e stagni
sostentano abbondanti popolazioni di insetti, e
alcuni insetti prosperano negli habitat marini poco
profondi. Soltanto l’oceano aperto e le zone di
mare profondo sono state poco sfruttate,
rispecchiando l’origine terrestre degli insetti e il
predominio dei crostacei in questi habitat marini.
Lo scarabeo Golia, l’insetto più grande del mondo
(11‐12 cm, 80‐100 gr)
INSECTA
Le specie attualmente note di insetti
ammontano a circa un milione e
mezzo; si ritiene tuttavia che questa
rappresenti solo una parte del numero
totale di specie esistenti. Si pensa che
solo nei tropici vi siano ancora 20-50
milioni di specie di insetti da
descrivere! Dal punto di vista del
numero di specie, perciò, gli insetti
rappresentano sicuramente il gruppo
più grosso e diversificato tra tutti i
viventi.
Isotteri: termiti
Mallofagi: pidocchi pollini
Anopluri: pidocchi; Sifonatteri: pulci
Coleotteri
Ditteri: mosche, zanzare
Lepidotteri: farfalle, falene
Imenotteri: api, vespe, formiche
Ortotteri: cavallette, locuste,
blatte, grilli,mantidi religiose
Odonati: libellule
Emitteri: cimici
Riproduzione.
Le api, un esempio di PARTENOGENESI
Organi di senso degli Artropodi:
• Sensibilità tattile si esplica attraverso peli o setole distribuite irregolarmente sul corpo. Collegata a questa troviamo una sensibilità termica (molto sviluppata nelle formiche) e una sensibilità alle variazioni di pressioni e alla luce (indipendentemente dalla vista);
• Il senso dell’olfatto si esplica attraverso tubuli o coni olfattori, che si considerano come peli tattili modificati, si trovano generalmente nelle prime antenne. Il senso del gusto sono organi simili a quelli olfattori, posti nella bocca e nelle zampe (api e aracnidi). Sensazioni olfattive e gustative: senso chimico;
• Il senso di equilibrio e direzione, molto studiati nel gambero, sono formati da fossette situate alla base del primo paio di antenne in cui si trovano gli statoliti costituiti da granelli di sabbia;
• Organi «uditivi» simili a «organi timpanici» sono stati descritti negli insetti;
• Il senso della vista è molto sviluppato negli Artropodi, che possono presentare organi semplici e occhi composti (Crostacei e Insetti)
Gli occhi degli insetti
Gli occhi composti degli insetti sono formati da centinaia o migliaia di singoli recettori chiamati ommatidi. Grazie alla loro estensione possono ricoprire un vastissimo campo visivo, le loro capacità visive però non sono paragonabili a quelle dei vertebrati, soprattutto perché manca un cervello in grado di elaborare le immagini. Alcuni insetti hanno anche altri occhi più piccoli oltre a quelli composti chiamati ocelli.
Occhio umano
Occhio cefalopode
Visione a mosaico degli insetti
Visione a mosaico degli insetti
Fotocamera che imita l’occhio degli insetti
Inutile per la fotografia ma perfetto per volare: arriva una nuova fotocamera che imita perfettamente l'occhio degli insetti, naturalmente progettato per vedere qualsiasi movimento. La rivoluzionaria tecnologia è stata realizzata in Svizzera, dal gruppo del Politecnico di Losanna guidato dall’italiano Dario Floreano, ed è descritto sulla rivista dell'Accademia delle Scienze degli Stati Uniti (Pnas). L'occhio artificiale ispirato a quello del moscerino è al centro degli interessi di più gruppi di ricerca del mondo. Quello realizzato nel Politecnico di Losanna potrebbe trovare applicazioni a bordo di tutti i veicoli nei quali è necessario riconoscere in tempo reale movimenti complessi, come gli aerei senza pilota, auto, robot.
''E' una fotocamera particolare, pensata in maniera specifica per il riconoscimento del movimento'', ha spiegato Floreano, da anni a capo del Laboratorio di Sistemi Intelligenti del politecnico svizzero. Mammiferi e insetti hanno occhi estremamente diversi e pensati per funzioni diverse: mentre i primi hanno occhi 'singoli' e capaci di osservare tutti i dettagli, gli insetti hanno molti piccoli occhi poco accurati, ma in grado di coprire grandi angoli e percepire ogni piccolo movimento. Decidendo di imitare le diverse caratteristiche dell'occhio degli insetti, i ricercatori hanno sviluppato una sorta di 'tappetino' flessibile costituito da centinaia di minuscoli occhi che potrebbe avere un enorme impatto applicativo. Si tratta di una striscia di recettori, spessa meno di 1 millimetro e curvabile a 360 gradi, in grado di percepire un movimento in quasi qualsiasi tipo di illuminazione, giorno e notte.
''Potrebbe trovare applicazione in tutte le situazioni nelle quali è necessario individuare un movimento'', ha detto Floreano. ''Per fare operazioni simili ‐ ha aggiunto ‐ sono necessarie oggi complesse elaborazioni che richiedono tempo. Con questo tipo di fotocamera si hanno invece prestazioni molto elevate: raccoglie fino a 1.500 immagini al secondo, molto più rapidamente e senza richiedere una grande potenza di calcolo''. L'idea dei ricercatori è stata quindi riprodurre in tutto e per tutto non solo la struttura fisica dell'occhio degli insetti, ma la loro funzione, ossia identificare i movimenti molto meglio di un occhio singolo tradizionale. Un dispositivo originale: “a differenza di un recente studio statunitense – ha spiegato Floreano – abbiamo realizzato dei sensori con una logica completamente diversa e pensato per essere facilmente prodotto a livello industriale. Di certo nessuno userà questa tecnologia per fare fotografie, ma credo possa trovare buone applicazioni in molti campi, dal volo dei droni a qualsiasi oggetto interattivo”.
SULLA BASE
DISTINGUONO:
DEL
TIPO
DI
SVILUPPO,
SI
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.
AMETABOLI
Uovo
più stadi immaturi
pesciolino d’argento
adulto
ASSENZA DI METAMORFOSI
Lepisma: Esempio di artropode che non subisce
metamorfosi. Le larve somigliano ad adulti in
miniatura e, dopo un periodo di accrescimento
che implica più mute, raggiungono la maturità
sessuale
EMIMETABOLI
OLOMETABOLI
Evoluzione della socialità‐gli insetti e il comportamento sociale
Formiche, api, vespe, termiti, afidi
Vivono in società organizzate, suddivise in caste, in cui i singoli individui agiscono in funzione delle necessità collettive. Presentano tre caratteristiche:
‐La prole viene allevata da più individui in modo cooperativo;
‐ presenza di una casta sterile all’interno della specie;
‐ nel medesimo periodo coesistono all’interno della colonia gli individui riproduttori, la prole adulta e la prole immatura.
Il nido rappresenta un importante fattore per l’origine e l’evoluzione della vita di gruppo negli Insetti.
Le Api sono «animali sociali»
Origine e evoluzione delle caste sterili
negli insetti.
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).
Le società delle vespe sono molto complesse
Le vespe presentano organizzazioni sociali con sistemi di comunicazione basati su feromoni e con una casta operaia specializzata anche per lavori di vario tipo: difesa, raccolta del nutrimento, cura delle larve, ecc. Tra le vespe e le api troviamo, accanto a specie estremamente evolute dal punto di vista sociale, altre che soddisfano i tre criteri di eusocialità solo in alcune fasi del loro ciclo coloniale e in cui le femmine mostrano una flessibilità, estesa alla vita adulta, nella possibilità di appartenere ad una data casta. Percorsi didattici:
• Muta
• Metamorfosi
• Vita sociale insetti
• Organi senso Gli ANIMALI EUCELOMATI posseggono un vero celoma
PROTOSTOMI
DEUTEROSTOMI
La bocca si forma dalla
prima apertura
embrionale, detta
blastoporo
La bocca ha uno
sviluppo secondario e il
blastoporo dà origine
all’apertura anale
Molluschi
Echinodermi
Anellidi
Cordati
Artropodi
DEUTEROSTOMI:
ECHINODERMI,
CORDATI
INVERTEBRATI
ECHINODERMI
Hanno simmetria bilaterale come larve e simmetria biradiale come
adulti.
Presentano spicole calcaree inserite sotto l’epidermide.
Hanno un particolare apparato locomotore idraulico, detto sistema
acquifero o idrocele, costituito da canali acquiferi interconnessi con
piccoli prolungamenti esterni detti pedicelli ambulacrali.
Crinoidea
Hanno un corpo costituito da una
porzione
centrale a coppa e
numerose braccia
Due gruppi: i gigli di mare (sessili e
peduncolati) e le stelle piumose,
libere. La coppa centrale nelle stelle
piumose porta un fascio di cirri
simili a radici, con i quali l’animale
può fissarsi temporaneamente a
substrati solidi.
Asteroidea (stelle di mare)
Circa 1900 specie. Il corpo è costituito da un disco centrale e braccia
carnose che si irraggiano da esso. Sulla faccia ventrale delle braccia sono
presenti solchi ambulacrali. L’ano si apre dorsalmente nel disco centrale, la
bocca ventralmente.
Ophiuroidea (stelle serpentine)
Sono gli Echinodermi più attivi e mobili e più numerosi (oltre 2000 specie).
Le braccia, sottili e molto mobili, sono il mezzo principale di locomozione.
L’intestino è privo di ano. Sospensivori o detritivori; le particelle alimentari
sono catturate dai pedicelli (privi di ventose) che rivestono la superficie
ventrale delle braccia e convogliate alla bocca. Sessi generalmente separati.
Echinoidea (ricci di mare)
I ricci di mare possono essere immaginati come stelle di mare nelle quali le
braccia si sono ripiegate e fuse al di sopra del disco centrale. Le placche
ossee subepidermiche sono saldate fra loro in modo da formare uno
scheletro sferoidale o teca. Le piastre portano lunghe spine articolate alla
base e dotate di muscoli propri.
Oloturoidea (cetrioli di mare)
I cetrioli di mare possono essere immaginati come ricci di mare con il
corpo allungato e flaccido, privi di spine e di teca, e che giacciono su di un
lato. I cetrioli di mare si nutrono di materiale organico in decomposizione
che raccolgono sul fondo marino.
Il sistema acquifero è una cavità
celomatica distinta da quella viscerale,
e consiste di un canale anulare che
circonda la bocca, da cui si diramano 5
canali radiali, uno in ciascun braccio.
Da ciascun canale radiale si dipartono
due serie di canali pedicellari che
riempiono i pedicelli ambulacrali.
La funzione circolatoria è svolta dal celoma periviscerale, mentre gli scambi
gassosi avvengono attraverso le papule dermiche e le sottili pareti dei
pedicelli. L’apparato digerente consiste di un ampio stomaco cardiaco e uno
stomaco pilorico aborale da cui si dipartono cinque ciechi pilorici altamente
ramificati (uno in ciascun braccio).
Stella di mare che si sta alimentando di un mollusco bivalve.
In questo processo, la stella di mare inserisce il proprio stomaco
estroflesso tra le valve della vittima
Chordata (Cordati): il grande phylum cui appartiene anche l’uomo
Questo phylum, comprendente circa 45.000 specie viventi, è
caratterizzato da una struttura assiale, la notocorda, presente almeno
nella fase embrionale.
I Cordati sono suddivisi in Cordati invertebrati (subphyla Tunicati e
Cephalocordata) e Cordati vertebrati (subphylum Vertebrata)
Cephalocordata (Cefalocordati, anfiossi)
Piccoli animali di forma allungata e semitrasparenti,
conducenti vita bentonica sedentaria. L’acqua entra
attraverso la bocca (circondata da tentacoli), viene
filtrata attraverso il faringe fessurato e ciliato ed esce
attraverso l’apertura atriale situata ventralmente.
Sistema circolatorio chiuso, con aorta ventrale
contrattile, numerosi archi branchiali e aorta dorsale.
Sessi separati, fecondazione esterna. Lo sviluppo comprende uno
stadio larvale liberamente natante tramite ciglia.
Urocordati, Ascidiaceae
Il tubo digerente comprende un ampio faringe specializzato, la cui parete è
perforata da numerosi fessure rivestite da cellule ciliate. Il tubo digerente a valle
del faringe comprende uno stomaco ed è conformato ad U, con l’ano che si apre
nell’atrio. Sistema circolatorio aperto, con cuore racchiuso in un sacco
pericardico e un esteso sistema di vasi e seni emali. Il sangue non contiene
pigmenti respiratori. Non ci sono organi escretori specializzati.
Urocordati, Ascidiaceae
I tunicati sono ermafroditi. Nella maggior parte delle specie le uova
fecondate sono trattenute nella cavità atriale, dove si sviluppano in una
larva giriniforme. Una volta libera, la larva non si alimenta ma nuota
attivamente fino a trovare un sito adatto dove insediarsi e metamorfosare
nell’adulto sessile. La larva è caratterizzata da una coda muscolosa
sostenuta per l’intera lunghezza dalla notocorda.
VERTEBRATI
Subphylum Vertebrata (Vertebrati)
Colonna vertebrale che forma l’asse scheletrico del corpo
Cefalizzazione molto pronunciata (cervello grande e complesso
da cui partono dieci o dodici paia di nervi cranici, che si
estendono verso gli organi del corpo)
Organi di senso ben sviluppati e concentrati sul capo
Sistema circolatorio chiuso
Apparato digerente completo
Ghiandole endocrine secernenti ormoni
Reni che regolano il bilancio idrico
Sessi separati
Agnati estinti corazzati
Ostracodermi
Piccoli animali pisciformi
ricoperti da una corazza
protettiva ma privi di
mascelle e mandibole, che
vivevano sul fondo e si
procuravano il cibo filtrando
l’acqua. La maggior parte
non possedeva pinne. Si
estinsero alla fine del
Devoniano