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La cellula eucariotica, il suo origine, l'evoluzione e le sue caratteristiche. Il testo tratta temi come la riproduzione, la segmentazione delle uova, la protezione e l'evoluzione. Vengono citati importanti studiosi come linneo, leclerc e darwin.
Typology: Summaries
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05.10. 3.5/3.6 mld di anni fa si ritiene nascessero i primi organismi viventi dotati di metabolismo, all’inizio molto semplice. Erano organismi eterotrofi (si nutre di sostanze già presenti nell’ambiente). Gli eterotrofi sono anaerobi obbligati. L’O 2 cresce in quantità maggiori sulla terra, dando la possibilità di attivare il metabolismo. I primi batteri forse sono comparsi sul fondo oceanico sfruttando composti inorganici come fonte di energia. Nel passaggio dalla cellula procariotica ad eucariotica compaiono organuli nuovi, i mitocondri, si nota che essi sono molto simili a batteri, probabilmente si tratta di un processo di endosimbiosi. Un batterio viene fagocitato da un procariote. Con lo sviluppo del modello procariotico essi hanno iniziato a fare la fotosintesi, succede similmente per i plastidi. Un eucariote ancestrale ingloba inizialmente un cianobatterio, produttore di ossigeno. La cellula eucariotica è un gruppo di genomi e dà vita ad un corpo di batteri. In alcune cellule si trovano membrane multiple, portate da vari fenomeni di fagocitosi con queste caratteristiche, ma di cui ancora rimane traccia. Cellula eucariotica -> aggregato di parti procariotiche. Genoma deriva da diversi tipo di batteri, che scambiano materiale genetico senza produrre nuove cellule figlie. Dagli studi degli anni ’90 non si parla più di 5 regni, ma si divide in Bacteria, Archea, Eucarya (anche se i primi due procarioti). Si ragiona in termini di domini, non più regni. Inoltre, ci sarebbero antenati diversi tra Eubacteria e Archeabacteria. Le combinazioni avvengono casualmente a tutti i livelli dell’evoluzione, si sa che i procarioti sono i più vicini agli archeobatteri. DATE o Procarioti 3.7mld di anni fa o Eucarioti 2.2 mld di anni fa; eucarioti pluricellulari 1.5 mld capaci di riproduzione sessuata (non animali) o Animali 0.6 mld di anni fa o O 2 in atmosfera cresce 2.7 mld di anni fa Da quando l’ossigeno è comparso nell’atmosfera sono sopravvissuti solo i viventi anaerobi o che aveva acquistato batteri con endosimbiosi. Circa 750/580 mln di anni fa la terra era interamente ghiacciata, ma non ha annullato la vita: lo scioglimento ha permesso di costruire i mari e di seguito nascono le prime forme animali. I primi animali compaiono nella fine del precambriano. Sul fondo della barriera corallina (AUS) si trova la fauna di Ediacara, organismi molli, piccoli. La caratteristica degli animali più antichi era che non si muovessero, successivamente si nota come la sua struttura sia adatta al movimento (striscia), il corpo ha simmetria bilaterale e gli organi collocati in un certo ordine. Queste forme di vita hanno avuto il proprio corso senza lasciare discendenti certi. L’importanza di questi ritrovamenti sta nel fatto che non si debba trovare sempre un antenato, alcune forme di vita sono destinate all’estinzione e che non tutte le forme di vita abbiano discendenti. La fauna di Burgess: fossili più importanti, scoperti nel 1909 in Canada, antenati dei moderni vissuti nel precambriano/cambriano. o Marrella animale con esoscheletro resistente, per difendersi. Hanno parti dure e non collocabili con i phyla moderni. o Aysheaia, animale terrestre, antenato di onicofori. o Anomalocaris: unico predatore, phyla estinto. o Pikaia, più antico cordato di cui abbiamo fossili, antenato dei vertebrati (possiede un asse del corpo).
10.10. Gli studiosi antichi pensavano che gli esseri antichi dovessero rappresentare una piccola parte di quelli moderni e tutti avessero trovato dei successori. Di recente si è scoperto che il numero del phylum di sopravvissuti è minore, ad oggi ci sono specie molto diversificate, ma non appartenenti a numerosi phyla diversi. Alcuni successi sono casuali. La teoria di Wegener ci fa capire come il movimento della crosta terreste influenzi gli animali dell’epoca: si trovano stessi animali su continenti che oggi sono molto distanti fra loro cioè dimostra che prima erano terre unite o vicine. Ci sono state 5 estinzioni di massa importanti, la più grande è quella del Permiano. Le estinzioni avvengono ogni 26mln di anni, causata da una cometa che passa alla periferia del sistema solare, la quale colpisce altre meteore che causano comete distruttive. 12.10. Il processo riproduttivo è la capacità dei viventi di moltiplicarsi in nuovi individui simili, gamica o agamica. Agamica è la forma più rapida, si addice a organismi semplici, uni o pluricellulari, trionfa nei procarioti. Scissione binaria, avviene con uno strozzamento fino a dividere la cellula. Scissione multipla, nucleo che subisce divisioni multiple, ma in alcuni casi, sono mantenute prima che ci sia un rilascio massiccio. Gemmazione, una porzione del citoplasma inizia a gemmare finché non si staccherà una ‘gemma’ figlia. Frammentazione (anche accidentale) dove ciascun pezzo si rigenera a seguito di un distacco. Epimorfosi: cellule totipotenti mantenute dalla nascita e rigenerano ciò che manca (spugne, idre, anellidi). Nei pesci si rigenerano le pinne o le scaglie, ma solo in piccole parti; la rigenerazione è molto scarsa nei mammiferi. In un maschio animale, i cromosomi sessuali sono uguali ZZ, al contrario degli uomini. Riproduzione gamica, crea altre cellule a partire dai gameti. Può essere biparentale quando i gameti si originano da individui differenti. Meiosi caratterizza la riproduzione sessuata e include il rimescolamento genetico, legato sia al crossing-over, sia alla segregazione. Gli eventi più importanti per l’evoluzione avvengono durante la profase I della meiosi. Ermafroditismo: i due sessi convivono nello stesso organismo, possiedono entrambe le gonadi nello stesso organismo. Sono simultanei quando producono gameti M e F nello stesso momento, sufficienti= autofecondanti o insufficienti= non autofecondanti. Ermafroditi sequenziali, producono entrambi i gameti ma funzionanti in momenti diversi della vita anche lontani; è transessuale. 17.10. Ospite intermedio: animale dove il parassita transita. Ospite definitivo: animale in cui il parassita vive (verme solitario). Vantaggio dell’ermafroditismo sufficiente: non serve trovare un partner e la specie può riprodursi molto velocemente. I lombrichi per riprodursi si accostano testa-coda e scambiano spermatozoi dalle aperture, che raggiungono il ricettacolo seminale del partner. Ermafroditismo simultaneo sufficiente. Clitello: porzione dell’epitelio che produce sostanza mucosa che si sposta verso il capo, rilascia un bozzolo in cui avviene la fecondazione: da qui escono piccoli lombrichi. Vantaggi ermafroditismo insufficiente: utile per specie che si muovono poco o niente. Partenogenesi: individui si sviluppano in uova non fecondate, viene considerata asessuata e implica un processo meiotico. Si chiama: Arrenotica se ne nascono dei maschi. Telitica se ne nascono femmine. Deuterotoca se nascono entrambe.
31.10. Acelomati: possiedono ampio mesoderma Pseudocelomati: mesoderma ricopre ectoderma perifericamente, gli organi giacciono nel liquido. Celomati: il mesoderma è sia parietale, sia viscerale. La presenza di celoma assicura protezione agli organi. Nei protostomi si crea una bocca nel blastoporo la segmentazione è a spirale, il celoma si forma per divisione e l’embrione è a mosaico; mentre nei deuterostomi si crea l’ano, segmentazione radiale celoma per evaginazione embrione *****. Metameria: ripetizione di parti del corpo lungo l’asse longitudinale; caratterizza solo anellidi, artropodi, cordati (scorpione, addominali…). Le uova fecondate all’interno del corpo possono essere dipendenti (vivipari) o indipendenti (ovovipari, uova fecondate non sono supportate con nutrimento ecc…). La fase embrionale può avvenire per sviluppo indiretto, cioè larve che devono nutrirsi e fare metamorfosi; sviluppo diretto, cioè quando i giovani sono adulti in miniatura. Pochi organismi hanno un ciclo di sviluppo misto, la maggior parte muoio presto. I tessuti larvali possono passare nella fase adulta solo in alcuni casi. Ad esempio, axolotl raggiunge la maturità sessuale con fenotipo larvale, perché si verifica un rallentamento della crescita di parte somatica. 02.11. PROTEZIONE, SOSTEGNO, LOCOMOZIONE Per la protezione, la prima forma è il tegumento, rivestimento esterno fatto anche di cellule morte o cheratina, fa da barriera verso agenti patogeni, in molti animali serve per scambi gassosi; può anche assorbire i nutrienti, è utile per osmoregolazione, catabolismo, recettori tattili. (artigli, unghie, zoccoli, squama, sono di origine epidermica; scaglie, carapace sono derma). Le corna sono cave, non si ramificano en non si cambiano; nelle renne, cervi ecc si tratta di epidermide morta, che cresce e si ramifica, si chiamano palchi. Cuticola: serve per protezione e inserzione muscoli, è lo stato più superficiale del tegumento. Negli insetti serve per rafforzare l’esoscheletro. Fornisce un buon sostegno, formata da chitina. Il sistema scheletrico fornisce sostegno, anche idrostatico (non tutti gli scheletri sono rigidi). Il cambio di esoscheletro si chiama muta (formazione del nuovo) o ectisi (dispersione del vecchio) e dura finché l’animale deve crescere, poi si arresta. Gli anellidi hanno setti per separare i metameri, per ogni segmento si crea una cavità mesodermica. Hanno scheletro idrostatico, contraendosi il liquido si muove in entrambe le direzioni, con moto peristaltico. I nematodi sono un phylum di vermi che non ha muscoli circolari, la cavità del corpo è unico e non segmentato. Negli insetti ci sono alcuni elementi base, ecdisiotropina ormone della fase giovanile, successivamente si produce ecdisone. Ecdisone e ormone giovanile controlla muta prima e poi metamorfosi; ad un certo punto l’ormone giovanile diminuisce e inizia la muta. 30.11. EVOLUZIONE risale al novembre 1859 ‘L’origine delle specie’ di Darwin ed è stata una rivoluzione poiché le forme di vita immutabili venivano assimilate ad un Dio (fissisti). L’opera di Darwin è frutto di influenze di altri studiosi precedenti.
Carlo Linneo, anche lui fissista, scrive il ‘Systema Naturae’, in cui sviluppa la classificazione dei viventi. Leclerc, nel ‘700 ipotizza la plasticità dei viventi, attribuita però all’influenza dell’ambiente. Cuvier studiò i fossili e lui si occupò di analizzare eventi catastrofici che hanno influenzato l’evoluzione delle forme di vita; riteneva che alcuni animali sostituissero altri animali scomparsi nei luoghi che avevano occupato. Hutton propone la gradualità dei processi biologici, che si contrappone alla teoria di fenomeni catastrofici che cancellavano intere forme di vita. Lyell portò avanti le teorie di Hutton, Teoria dell’Attualismo, sostenne che gli eventi dei processi geologici si mantengono costanti nel tempo. Darwin fu molto influenzato dagli ultimi due studiosi, ma fu primo Lamarck a confrontare le specie e i fossili; tuttavia, egli sbagliò il meccanismo del fenomeno evolutivo. Egli è ricordato per il concetto di uso/non uso di parti del corpo; inoltre ipotizzò che le modifiche di un organismo fossero passate direttamente alla prole, in realtà il processo è molto lento. Lamarck difende la sua teoria affermando il concetto di adattamento all’ambiente. Darwin supportò l’idea di un cambiamento evolutivo più lento. Un momento importante per Darwin fu il suo imbarco perché poté visitare molte isole ed arcipelaghi, ricchi di organismi e campioni. Mayr, studioso contemporaneo, elenca 5 teorie che sintetizzano la teoria darwiniana.