Indice generale
1.
L’origine della vita e delle prime cellule
1.1.
Premessa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Introduzione del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
L’ipotesi del brodo ancestrale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La teoria o ipotesi “metabolistica” . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dalla geochimica abiologica ai procarioti chemoautotrofi . .
L’origine della cellula eucariote . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
L’ipotesi “idrogeno”, e la comparsa delle cellule eucariotiche
2.
Animali nei loro rapporti con l’ambiente
2.1.
I ruoli ecologici dei viventi .
I cicli della materia . . . . . .
Gli ambienti . . . . . . . . . . . .
Il mare . . . . . . . . . . . . . . . .
Mare: il dominio bentonico
Mare: il dominio pelagico . .
2.2.
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54
54
55
55
Il plancton, 25 - Il necton, 26
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
Le
Le
Le
Le
lagune . . . . . . . .
acque territoriali
terre emerse . . .
simbiosi . . . . . .
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3.
Organizzazione funzionale
3.1.
Le funzioni di base . . . . . . . .
Procacciarsi il cibo . . . . . . . .
Mettere il cibo in circolazione
Bruciare il cibo . . . . . . . . . .
Eliminare le scorie . . . . . . . .
Regolare le funzioni . . . . . . .
Riproduzione . . . . . . . . . . . .
Sviluppo . . . . . . . . . . . . . . .
Cicli biologici . . . . . . . . . . . .
Geni e ambiente interno . . . .
Unità e diversità . . . . . . . . . .
Animali e ambiente . . . . . . .
VIII
INDICE GENERALE
3.9.
Un solo grande quadro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Alimentazione e digestione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Escrezione e regolazione osmotica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Respirazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Circolazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Motilità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Riproduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Organismi aplonti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Organismi aplodiplonti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Organismi diplonti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cenni sul significato dei cicli riproduttivi . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sesso e sessualità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La ricombinazione genetica negli eucarioti . . . . . . . . . . . . . . . .
La riproduzione sessuata è molto più diffusa di quella asessuata
L’ipotesi della regina Rossa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Il sistema nervoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.
Embriologia e biologia dello sviluppo
4.1.
4.7.
4.8.
Prima dello zigote: i gameti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Le uova . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Segmentazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Divisione radiale e spirale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Formazione della morula e della blastula . . . . . . . . . .
Gastrulazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Mesoderma e cavità corporee . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sviluppo embrionale dell’anfiosso (esempio didattico) .
Embriologia e genetica, dalla separazione alla biologia
dello sviluppo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
L’universalità del genoma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elementi di Biologia dello sviluppo . . . . . . . . . . . . . . .
Formazione degli assi embrionali e determinazione
delle diverse parti dell’embrione . . . . . . . . . . . . . . . . .
Cenni sulla determinazione delle caratteristiche
dei diversi segmenti (i geni omeotici) . . . . . . . . . . . . .
Preformismo ed epigenesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Evoluzione ed embriogenesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.
Evoluzione
5.1
La natura dell’evoluzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Storia delle teorie evolutive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Evoluzionismo e creazionismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Come si studia l’evoluzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Evoluzione biologica e adattamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I livelli di studio dell’evoluzione:
microevoluzione e macroevoluzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La variazione ereditaria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Genetica di popolazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La popolazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Genotipo e Fenotipo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La norma di reazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La variabilità agenetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La variabilità genetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Misure della variabilità genetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Due modelli di struttura genetica delle popolazioni . . . . . . . . .
Variabilità genetica nelle popolazioni naturali . . . . . . . . . . . . .
Sorgenti della variabilità genetica: mutazione e ricombinazione
Meccanismi del cambiamento evolutivo . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
5.2.
5.3.
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136
137
138
140
IX
INDICE GENERALE
La legge di Hardy-Weinberg . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Deriva genetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Flusso genico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La selezione naturale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Polimorfismo e selezione bilanciante . . . . . . . . . . . .
La controversia neutralista-selezionista . . . . . . . . . .
Coadattamento genetico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fattori che limitano l’azione della selezione naturale
Le unità biologiche soggette a selezione . . . . . . . . .
La selezione naturale in azione . . . . . . . . . . . . . . . .
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141
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150
154
155
156
156
158
Competizione, divergenza di caratteri, radiazione adattativa, 158 - Predazione e mimetismo, 162 - Coevoluzione, 166
5.4.
5.5.
La speciazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Il significato della specie e della speciazione . . . . . .
L’origine delle specie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I meccanismi dell’isolamento riproduttivo . . . . . . . .
Struttura e variazione geografica delle specie . . . . . .
Principali modelli di speciazione . . . . . . . . . . . . . . .
Velocità della speciazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Differenze genetiche tra le specie . . . . . . . . . . . . . .
Macroevoluzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Origine di taxa superiori tramite gradualismo filetico
Teoria degli equilibri intermittenti . . . . . . . . . . . . . .
L’ipotesi saltazionista sull’origine di taxa superiori . .
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168
168
170
174
177
183
184
185
185
187
188
L’areale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Generalità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tipologia dell’areale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dinamismo dell’areale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Elementi relitti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Endemismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La dispersione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Generalità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dispersione attiva e passiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Barriere alla dispersione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fattori intrinseci e cause della dispersione . . . . . . . . . . . . . . . .
Dispersione e migrazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La colonizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Generalità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fattori limitanti e valenza ecologica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fattori intrinseci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Paleogeografia e paleoecologia: i modelli interpretativi
della dispersione e della vicarianza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Il popolamento delle isole: il modello della biogeografia insulare
Generalità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fauna di isole continentali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fauna di isole oceaniche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Fattori del popolamento insulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
La teoria dell’equilibrio insulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Le regioni zoogeografiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regione Paleartica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regione Neartica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regione Afrotropicale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regione Orientale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regione Neotropicale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Regione Australiana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Wallacea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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227
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229
6. Zoogeografia
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
6.6.
X
INDICE GENERALE
6.7.
Comunità e biomi . . . . . . . . . . . . . .
Comunità biotica . . . . . . . . . . . . . . .
Stratificazioni nella comunità . . . . . .
Successioni ecologiche . . . . . . . . . . .
Variazioni cicliche nella comunità . .
Regolazione della comunità . . . . . . .
Classificazione delle comunità, biomi
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233
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7.
Estinzione e conservazione della diversità animale
7.1.
7.2.
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237
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239
241
7.5.
7.6.
La conservazione della diversità animale . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Rarefazione ed estinzione per cause naturali:
le specie a carattere relittuale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Le cause di rarefazione e di estinzione di origine antropica . . . . .
La competizione con specie domestiche ed alloctone come causa
di estinzione e rarefazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protezione e gestione delle specie animali . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Gli interventi legislativi per la conservazione della fauna . . . . . . .
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246
248
250
8.
Principi e metodi di sistematica zoologica
Alcuni concetti di base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Struttura gerarchica della classificazione: le categorie tassonomiche
Una categoria particolare: la specie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Concetti di specie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Specie tipologica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Specie nominalistica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Specie biologica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.5. Adimensionalità e pluridimensionalità della specie . . . . . . . . . . . .
Specie adimensionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Specie pluridimensionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.6. Regole della nomenclatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.7. Caratteri tassonomici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.8. Filosofie sistematiche ed evoluzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Anagenesi e cladogenesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Filosofie sistematiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.9. Metodi di ricostruzione filogenetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.10. Metodi di classificazione e procedure tassonomiche . . . . . . . . . . .
Tassonomia fenetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Scuola cladistica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Scuola evolutiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.11. Difficoltà della ricostruzione filogenetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.12. Importanza filogenetica dei dati molecolari . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ipotesi filogenetiche basate su dati molecolari . . . . . . . . . . . . . . . .
253
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255
255
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269
269
271
272
7.3.
7.4.
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8.1.
8.2.
8.3.
8.4.
Analisi delle proteine, 273 - Analisi del DNA, 275
Orologi molecolari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
279
Indice dei termini tecnici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
285
Indice dei nomi scientifici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
289
