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❘ U ❘ N ❘ I ❘ T ❘ À ❘ D 64 LA VARIETÀ DELLA VITA MODULO D .................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... GLI ANIMALI INVERTEBRATI 䳦 1 Che cos’è un animale? Molte leggende ci parlano di strani animali come draghi, liocorni, chimere; numerosi giochi elettro- nici e fiction cinematografiche «inventano» mostri di ogni genere. Tutti questi animali immaginari col- piscono la nostra fantasia, ma sono ben poca cosa rispetto al numero e alla varietà degli animali che vivono oggi sulla Terra. Le forme di vita più straor- dinarie le troviamo proprio tra quegli organismi che a torto consideriamo «inferiori», chiamati in- vertebrati. I coralli, gli anemoni di mare, le gorgonie sono per noi strani esseri, perché se ne stanno ancorati al fondo del mare, quasi immobili, e ci appaiono come delicati fiori o ramoscelli carichi di gemme. Se però un pesciolino sfiora i «petali» carnosi degli strani fiori di un anemone di mare, ecco che si svela la lo- ro vera natura (ᔢ figura 1). I petali sono in realtà pericolosi tentacoli che, iniettando un liquido tossi- co, paralizzano il malcapitato. Questo, successiva- mente, viene portato alla bocca che si apre in mezzo ai tentacoli, ingurgitato e digerito. FIGURA 1 a. Quando è sommerso, il pomodoro di mare (Actinia equina) dispiega i suoi eleganti tentacoli rossi, che lo fan- no assomigliare a un fiore. b. Le attinie, tuttavia, non sono affatto pacifiche come potrebbe sembrare: al contrario grazie ai loro tentacoli urticanti, sono temibili predatori. a b Quali caratteristiche distinguono gli animali dagli altri esseri viventi? Qual è la loro origine evolutiva? Quali sono gli invertebrati più semplici? Quali le loro caratteristiche principali? Quali sono i vantaggi della simmetria bilaterale e quali gruppi di invertebrati la presentano? Quali sono gli invertebrati più complessi? Quali le loro caratteristiche principali? Perché gli insetti hanno avuto un enorme successo evolutivo? 4
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GLI ANIMALIINVERTEBRATI
�1 Che cos’è un animale?
Molte leggende ci parlano di strani animali comedraghi, liocorni, chimere; numerosi giochi elettro-nici e fiction cinematografiche «inventano» mostridi ogni genere. Tutti questi animali immaginari col-piscono la nostra fantasia, ma sono ben poca cosarispetto al numero e alla varietà degli animali chevivono oggi sulla Terra. Le forme di vita più straor-dinarie le troviamo proprio tra quegli organismiche a torto consideriamo «inferiori», chiamati in-vertebrati.
I coralli, gli anemoni di mare, le gorgonie sonoper noi strani esseri, perché se ne stanno ancorati alfondo del mare, quasi immobili, e ci appaiono comedelicati fiori o ramoscelli carichi di gemme. Se peròun pesciolino sfiora i «petali» carnosi degli stranifiori di un anemone di mare, ecco che si svela la lo-ro vera natura (� figura 1). I petali sono in realtàpericolosi tentacoli che, iniettando un liquido tossi-co, paralizzano il malcapitato. Questo, successiva-mente, viene portato alla bocca che si apre in mezzoai tentacoli, ingurgitato e digerito.
FIGURA 1
a. Quando è sommerso, il pomodoro di mare (Actiniaequina) dispiega i suoi eleganti tentacoli rossi, che lo fan-no assomigliare a un fiore. b. Le attinie, tuttavia, non sonoaffatto pacifiche come potrebbe sembrare: al contrariograzie ai loro tentacoli urticanti, sono temibili predatori.
a
b
� Quali caratteristichedistinguono gli animali dagli altriesseri viventi? Qual è la loro origineevolutiva?
� Quali sono gli invertebrati più semplici? Quali le loro caratteristiche principali?
� Quali sono i vantaggidella simmetria bilaterale e quali gruppi di invertebrati la presentano?
� Quali sono gli invertebrati più complessi? Quali le loro caratteristicheprincipali?
� Perché gli insetti hannoavuto un enormesuccesso evolutivo?
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Tutti gli animali, anche quelli più bizzarri, hannouna caratteristica che li distingue dagli altri esseriviventi: il fatto che «mangiano». Questo vuol direche per ricavare l’energia e le sostanze di cui hannobisogno introducono nel proprio corpo il cibo, cheè sempre costituito da altri organismi viventi o daloro parti. Il cibo viene poi digerito in una cavità in-terna. In termini scientifici si dice che gli animali so-no eterotrofi a digestione interna, per distinguerlidai funghi, che pure sono eterotrofi ma riversanoall’esterno del corpo gli enzimi per digerire le so-stanze organiche di cui si nutrono: sono cioè etero-trofi a digestione esterna.
La maggior parte degli animali che ci sono fami-liari, però, non se ne sta immobile ad aspettare chearrivi a tiro qualcosa , ma si dà da fare per procu-rarsi il cibo. E quindi si muove attivamente, neimodi e negli ambienti più diversi: alcuni nuotano,altri volano, altri ancora strisciano, saltano, corro-no... Negli animali attivi gli organi di senso, il siste-ma nervoso e quello muscolare, di varia comples-sità, lavorano insieme per raccogliere le informazio-ni dall’ambiente circostante, comunicarle alle varieparti del corpo ed elaborare risposte più o menorapide.
Nonostante l’enorme diversificazione del regnoanimale, la definizione di cos’è un animale si puòriassumere in pochi punti:
Un animale è un organismo pluricellulare, ete-rotrofo a digestione interna, formato da celluleeucariote, cioè con un nucleo.
per fissare i concetti1 Quali sono le caratteristiche del regno animale
rispetto a: tipo di cellula, numero di cellule,nutrizione? Spiega il significato dell’espressioneeterotrofi a digestione interna.
�2 Origine e classificazionedegli animali
Quasi tutti gli scienziati ritengono che gli animali,come le piante e i funghi, siano i discendenti di pro-tisti unicellulari. Come sia avvenuto il passaggio daiprotisti agli animali primitivi resta tuttavia un pro-blema molto dibattuto e tuttora insoluto.
La comparsa di forme di vita animale sembra sialegata all’accumulo nell’atmosfera dell’ossigenoprodotto dall’attività dei batteri fotosintetici. Puòdarsi che in condizioni di sufficiente ossigenazionele cellule eucariote dei protozoi si siano aggregatein colonie in cui i vari individui cominciarono asuddividersi i compiti. Si sarebbero così evoluti iprimi organismi pluricellulari capaci di assorbirel’ossigeno attraverso la superficie del loro corpomolle e di distribuirlo alle cellule.
Le prime testimonianze di vita animale provengonodai resti fossili di Ediacara, in Australia. Circa 700milioni di anni fa, in mari poco profondi, viveva unaricca fauna di animali dal corpo molle. Le loro im-pronte fossili sono conservate nelle rocce sedimen-tarie. Alcuni paleontologi, studiando i fossili, iden-tificano in questi organismi gli antenati dellemeduse e dei vermi più evoluti; altri, invece, li con-siderano esperimenti evolutivi che non ebbero suc-cesso e non lasciarono discendenti.
È certo comunque che in epoca successiva, nelperiodo Cambriano (circa 500 milioni di anni fa), imari erano già popolati da numerosi gruppi di in-vertebrati, alcuni dei quali somiglianti a quelli oggiviventi. Molti di essi avevano il corpo rivestito daconchiglie o corazze che costituivano un’efficaceprotezione contro i predatori.
Gli animali oggi viventi, di cui sono state descrit-te e nominate ben oltre un milione di specie, posso-no essere classificati in circa 35 tipi, o phyla (al sin-golare, phylum) sulla base di alcuni caratteri gene-rali, come l’avere uno scheletro esterno oppure in-terno, la suddivisione del corpo in segmenti, la pre-senza di zampe, e così via.
Gli invertebrati sono gli animali privi di colon-na vertebrale, che comprendono oltre 950 000specie (quindi circa il 95% di quelle note) (� fi-gura 3). D65
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artropodi
cnidariplatelminti
nematodi
anellidi
spugne
echinodermi
FIGURA 2
Il diagramma mostra le specie viventi appartenenti ai prin-cipali gruppi di animali attualmente conosciuti. Gli insettisono di gran lunga i più numerosi, e ci sono ancora moltespecie da scoprire; a ragione potremmo definire quella incui viviamo come l’era degli artropodi.
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cellule specializzate nella riproduzione: uova e sper-matozoi. L’uovo fecondato, lo zigote, va incontro adivisioni e forma una larva liberamente natante che,dopo aver vagato nell’acqua, si fissa sul fondo e di-venta una nuova spugna. Molti tipi di spugne sonoermafrodite: uno stesso individuo produce cioè siauova sia spermatozoi.
per fissare i concetti5 Perché le spugne non possono essere considerate
dei veri e propri organismi pluricellulari?
6 Le spugne sono poriferi; spiega il significatodel nome del phylum e descrivi come si nutrono.
7 Che cosa s’intende con il termine sessile?
8 Come avviene la riproduzione nelle spugne?
Si sospetta l’esistenza di diversi altri milioni di spe-cie non ancora descritte dagli scienziati. Il che nonci deve sorprendere, soprattutto tenendo conto difattori come le dimensioni anche piccolissime dicerti animali e degli ambienti poco esplorati in cuimolti di essi vivono, come i fondali marini e le fore-ste tropicali.
per fissare i concetti2 Da quali organismi unicellulari si pensa discendano
gli animali? Quale condizione ambientale può averefavorito il passaggio dagli unicellulari ai pluricellulari?
3 A quando risalgono le più antiche tracce fossilidi animali? Quale caratteristica presentava il lorocorpo? Qual è la differenza con gli animalii cui resti fossili risalgono a un periodo successivo,il Cambriano?
4 A quanto (in percentuale) ammontano le speciedi invertebrati sul numero totale di specie animali?
�3 Filtratori acquatici: i poriferi
Il gruppo di invertebrati più semplici oggi viventi èquello delle spugne, un phylum molto antico checomprende oltre 9000 specie di animali quasi tuttimarini, alcuni di acque dolci.
I poriferi hanno un corpo a forma di sacco,perforato da numerosi pori, da cui deriva il no-me del phylum: poriferi significa infatti «porta-tori di pori» (� figura 3a).
Sono organismi pluricellulari molto semplici: nonhanno organi e neppure veri e propri tessuti, ma so-lo cellule differenziate.
L’animale adulto è sessile, cioè vive ancorato alfondo marino, e si nutre per filtrazione; una spugnapuò filtrare, in media, due litri di acqua al minuto.Hanno una cavità interna tappezzata da cellule, icoanociti, munite di flagelli che, agitandosi di conti-nuo, creano una corrente d’acqua attraverso il cor-po della spugna (� figura 3b). L’acqua entra dai po-ri, distribuiti sulla superficie esterna del corpo, edesce da un’apertura più larga chiamata osculo. Leparticelle di cibo sospese (alghe microscopiche,protozoi, batteri) vengono trattenute come in un fil-tro quando l’acqua attraversa il corpo della spugna.
La spugna è sostenuta da una specie di «schele-tro», formato da piccole spine dette spicole. Lemorbide spugne da bagno, oggi sostituite con quel-le sintetiche, non sono altro che gli scheletri formatida una sostanza elastica, la spongina, di una partico-lare specie, l’Euspongia officinalis.
Le spugne si riproducono per via asessuata me-diante il distacco di frammenti dall’animale genito-re (gemmazione); oppure per via sessuata medianteD66
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FIGURA 3
Le spugne sono animali acquatici molto semplici, con uncorpo tubolare privo di tessuti veri e propri. L’acqua, in cuisono sospese particelle di cibo microscopiche e ricca diossigeno, fluisce attraverso i piccoli pori inalanti delle pa-reti della spugna e viene espulsa attraverso l’osculo.
�4 I primi predatori: gli cnidari
Con circa 9000 specie, gli cnidari sono animali qua-si esclusivamente marini che possono presentare,anche in uno stesso individuo, forme medusoidimobili, come le meduse (� figura 4a), e forme poli-poidi fisse sul fondo (sessili), come le idre (� figu-ra 4b), gli anemoni di mare, i coralli e le gorgonie.
Rispetto ai poriferi, il phylum degli cnidari pre-senta un’organizzazione del corpo più comples-sa, con cellule differenziate in tessuti.
In questi animali, infatti, si osserva un primo esem-pio di tessuto nervoso e di tessuto muscolare.
Il nome cnidari in greco significa «ortica». Infat-ti, intorno alla bocca e sui tentacoli sono presenticellule urticanti dette cnidoblasti: quando vengonosfiorate, queste cellule estroflettono un lungo fila-mento che inietta nelle prede, di solito piccoli pescio crostacei, un veleno irritante e paralizzante.
I coralli sono costituiti da piccoli polipi che vivonoin immense colonie ramificate sostenute da schele-tri calcarei. Questi polipetti, dall’apparenza inno-cua (� figura 4c), sono in realtà voracissimi; con leloro cellule urticanti intercettano tutto ciò che ècommestibile e nutriente, lo paralizzano e lo ingur-gitano. Nel corso delle ere geologiche gli scheletridei coralli hanno prodotto le più spettacolari e im-ponenti costruzioni animali che si conoscano: atolli,barriere coralline e catene montuose come le Dolo-miti. D67
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FIGURA 4
a. Le meduse si muovono grazie alle contrazioni dell’om-brella (nella foto,Rhizostoma pulmo).I tentacoli convoglianoil cibo al centro del corpo della medusa attraverso un’a-pertura che serve sia da bocca sia da ano. b. Le idre sonoparenti di acqua dolce delle meduse. Vivono appena sot-
to il pelo della superficie e predano piccoli organismi coni loro tentacoli,stipati di cellule velenifere.c. I polipi di un
corallo rosso costruiscono uno scheletro di carbonato dicalcio in cui possono ritrarsi quando sono minacciati.
celenteron
bocca
bocca
a
c b
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�5 La simmetria bilateraleper un corpo differenziato
Dopo i celenterati, animali a simmetria raggiata, cheper molti aspetti ricordano le piante, arriviamo oraa descrivere animali a noi più familiari, nei qualipossiamo distinguere una parte anteriore e una po-steriore, una parte ventrale (sotto) e una parte dorsa-le (sopra), una parte laterale destra e una parte late-rale sinistra.
A partire dai vermi, nel corso dell’evoluzionecompaiono corpi a simmetria bilaterale. Nellasimmetria bilaterale (bilaterale = due lati) esisteun solo piano di simmetria che divide il corpo indue metà equivalenti equivalenti, destra e sini-stra. Gli altri piani dividono l’animale in partiche non sono equivalenti tra loro: il capo e lacoda, il dorso e il ventre, e così via (� figura 6).
Questa forma del corpo si è sviluppata quando glianimali, non più fissi sul fondo sabbioso o sulle roc-ce, hanno avuto la necessità di andare alla ricercaattiva del cibo, per esempio strisciando sul fondo.Quando un animale si muove in un’unica direzione,ossia in avanti, la probabilità di trovare il cibo op-pure di imbattersi in un pericolo è maggiore in cor-rispondenza dell’estremità che avanza per prima. Ilcorpo allora si specializza in varie regioni:
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Il corpo degli cnidari, grosso modo a forma di cop-pa, presenta:
• una primitiva cavità digerente a forma di sacco, ilcelenteron, che si apre all’esterno con una boccacircondata da tentacoli, per cui sono detti anchecelenterati;
• una organizzazione del corpo a simmetria rag-giata.
Per spiegare che cosa significa una simmetria rag-giata, consideriamo come esempio un’idra, uno de-gli cnidari più semplici. Il suo corpo viene diviso indue metà uguali da tutti i piani che passano per lamedesima retta, detta asse di simmetria, che passaattraverso la bocca circondata dai tentacoli (� figu-ra 5). Se invece il piano non passa attraverso l’assedi simmetria, ma per esempio è perpendicolare a es-so, le due metà non sono più uguali. Nell’idra sipossono distinguere una parte superiore, rappresen-tata dai tentacoli, e una parte inferiore, il calice, manon un lato destro e uno sinistro.
La simmetria raggiata è presente negli animaliimmobili come idre, coralli e attinie (per esem-pio il pomodoro di mare e gli anemoni di mare,� figura 1), o in quelli lenti come le meduse.
Infatti, finché un animale vive fisso sul fondo o gal-leggia sospeso nell’acqua, il cibo e i pericoli gli pos-sono provenire da qualsiasi direzione: gli organi disenso, le strutture difensive e quelle per la catturadevono perciò essere disposti a raggiera.
per fissare i concetti9 Spiega che cos’è la simmetria raggiata.
Per quale ragione la simmetria raggiata è presentenegli animali marini e non in quelli terrestri?
10 Quali sono le due principali forme degli cnidari?Quale delle due è sessile? Quali sono le differenzenel loro aspetto?
11 Come si nutrono gli cnidari? Che cos’è il celenteron?
12 Che cosa sono gli cnidoblasti? Come funzionano?
dorso
codacapo
ventre
destra
sinistra
FIGURA 6
La planaria, un piccolo verme piatto, è uno dei più sempli-ci animali a simmetria bilaterale. C’è un solo piano di sim-metria,che la divide in due parti uguali:destra e sinistra. Vi siriconoscono anche una parte anteriore e una posteriore.
FIGURA 5
(a destra) Un’idra,tagliata secondo unpiano passante per la bocca, si dividein due metà uguali. (sotto) Un pianoche non passa per la bocca la tagliainvece in due metà diseguali.
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• una regione cefalica, anteriore, che serve per l’e-splorazione dell’ambiente e la cattura del cibo,con un capo che contiene la bocca, il cervello emolti organi di senso.
• una regione caudale, posteriore, che serve perl’espulsione dei prodotti di rifiuto e frequente-mente per la riproduzione. Talvolta in questa re-gione è presente la coda, che facilita il movimen-to spingendo o equilibrando il corpo.
• una regione ventrale, inferiore, che è in genererivolta alla superficie sulla quale il corpo si spo-sta. In questa parte molto spesso si sviluppanogli arti.
• una regione dorsale, superiore, che, essendo piùesposta all’ambiente, spesso sviluppa strutture diprotezione come squame, scudi ecc.
Se si escludono gli cnidari e gli echinodermi (ricci estelle marine), la simmetria bilaterale è presente nel-la maggior parte degli animali acquatici e in tuttiquelli terrestri, uomo compreso. E la ragione è sem-plice: la quasi totalità degli animali è dotata di movi-menti attivi.
per fissare i concetti13 Quali sono le caratteristiche generali
di un animale a simmetria bilaterale? Perché la maggior parte delle specie animali ha questo tipo di simmetria?
14 Descrivi le regioni del corpo di un animalea simmetria bilaterale. Indicale nel tuo corpoe individua il piano di simmetria.
�6 Vermi piatti, cilindricie segmentati
Il termine generico di «vermi» è attribuito nel lin-guaggio corrente ad animali in realtà diversi, chepoco hanno in comune tra loro e che si assomiglia-no esteriormente solo per il fatto che hanno il corpomolto allungato. Addirittura chiamiamo molto im-propriamente «vermi» i bruchi e i bachi, che inrealtà sono le forme larvali di farfalle e mosche.
In effetti, questo termine nella classificazionescientifica si riferisce a gruppi ben distinti di anima-li, che addirittura rientrano in diversi phyla sullabase della loro anatomia. Ci limitiamo a prendere inconsiderazione i tre principali gruppi: i platelmintio vermi piatti, i nematodi o vermi cilindrici, gli anel-lidi o vermi segmentati.
I PLATELMINTI O VERMI PIATTI. Al phylum dei pla-telminti appartengono circa 20 000 specie.
I platelminti sono il primo gruppo animale consimmetria bilaterale comparso sulla Terra.
Il loro corpo è decisamente appiattito (� figura 7a):da qui il nome di platelminti (dal greco platys =piatto ed hélminthos = verme). Nella regione ante-riore, che si differenzia leggermente assomigliandoun po’ a una testa, si trovano dei semplicissimi orga-ni di senso, le macchie oculari (� figura 6), e una
macchie oculari
boccae ano
cellulenervose
tubo digerente
faringe estroflessa
FIGURA 7
a. I vermi piatti vivono in genere sui fondali rocciosi e de-tritici e spesso, a differenza di questo nella foto, sono mi-metici e poco appariscenti. Si muovono in modo molto si-nuoso grazie a una muscolatura ben sviluppata. b. I platel-minti, come la planaria, hanno una sola apertura che fungeda bocca e da ano.c. Una tenia, parassita comune nei gat-ti.Tramite una testa armata di ventosa e uncini (d) si ag-ganciano all’intestino dei loro ospiti e assorbono le sostan-ze già digerite attraverso la superficie del corpo.
a
b
dc
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masserella di cellule nervose che possiamo conside-rare un cervello molto primitivo.
Le abitudini di vita dei platelminti sono assai dif-ferenti, e molte specie sono parassite di animali. Laplanaria, per esempio, vive libera sul fondo degliambienti acquatici, nascosta tra il fango o sotto lepietre. Ha il tubo digerente molto ramificato che sicollega all’esterno con una sola apertura che serveda bocca e da ano, per introdurre il cibo ed elimina-re i rifiuti. Una parte di questo tubo, il faringe, puòessere estroflessa all’esterno per raccogliere il cibo(� figura 7b).
La tenia è invece un parassita dell’intestino deivertebrati, uomo compreso (� figura 7c). Essa man-ca di una bocca e di un tubo digerente, ma ciò nonrappresenta un problema, dal momento che vivenell’intestino dell’ospite, immersa in un brodo disostanze già digerite che assorbe attraverso la su-perficie del corpo. La testa del verme, o scolice, èmunita di ventose e uncini per potersi ancorare allepareti dell’intestino (� figura 7d). Il corpo è forma-to da numerosi segmenti, detti proglottidi, e puòraggiungere lunghezze notevoli: il «verme solitario»dell’uomo è una tenia che può arrivare a più di 5metri di lunghezza, mentre quello dei pesci può ar-rivare addirittura a 20 metri.
I NEMATODI O VERMI CILINDRICI. I nematodi (dalgreco néma = filamento) comprendono circa 12000specie di vermi filiformi di ambienti vari.
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Complessivamente il corpo dei nematodi puòessere considerato costituito da due tubi coas-siali, cioè infilati l’uno nell’altro e avvolti intor-no allo stesso asse: il tubo interno è l’intestino,che va dalla bocca all’ano; il tubo esterno è il ri-vestimento corporeo esterno.
Rispetto ai platelminti, i nematodi presentanoun’importante novità evolutiva: la presenza di unaseconda apertura del tubo digerente, l’ano.
La sua presenza significa che all’interno del cor-po il cibo si muove in un’unica direzione, e quindile scorie non digerite non si mescolano al cibo che èstato appena ingerito. Questo fatto stimola la spe-cializzazione di regioni diverse del tubo digerenteche svolgono compiti diversi: la bocca ingerisce eframmenta il cibo, lo stomaco lo demolisce permezzo di enzimi digestivi, l’intestino assorbe le so-stanze semplici digerite. Questa organizzazione siperfeziona successivamente in tutti gli animali.
I nematodi si trovano dappertutto: oltre che nelsuolo, nelle acque dolci e in quelle salate, ai tropicicome ai poli. La maggior parte di essi sono lunghimeno di 2 millimetri, moltissimi sono microscopici(� figura 8). (Si stima che in una mela marcia ce nesiano all’incirca 100000!) Alcuni vivono liberi sullamateria in decomposizione e, insieme a funghi ebatteri, rappresentano un anello essenziale nella ca-tena naturale del riciclaggio delle sostanze. Altri so-no parassiti di piante e animali; gli ossiuri, per esem-pio, sono tipici parassiti intestinali dell’uomo checolpiscono i bambini, che ne ingeriscono le uovagiocando con la terra. Ancylostoma duodenale è in-vece un parassita che causa una malattia cronica de-bilitante, la anchilostomiasi: il nematode si fissa condentelli uncinati nell’intestino dell’uomo, laceran-done i tessuti e provocando gravissime emorragie.Si calcola che circa il 25% della popolazione mon-diale può avere contratto questa parassitosi. Duran-te la costruzione della galleria del San Gottardo inItalia, intorno al 1880, a causa di questo temibileparassita morirono oltre 3000 minatori. Oggi è pra-ticamente debellato nei paesi industrializzati, ma èancora un vero flagello nelle regioni tropicali e sub-tropicali; secondo l’Organizzazione Mondiale dellaSanità (OMS) costituisce addirittura uno dei princi-pali problemi sanitari attuali.
GLI ANELLIDI O VERMI SEGMENTATI. Tra le circa15 000 specie di anellidi, lombrichi e sanguisughe so-no piuttosto noti (� figura 9a e b). Basta osservareun lombrico per capire che la parola «anellide» siriferisce al corpo dell’animale, costituito da tanti«anelli». Questi anelli sono ben evidenti quando illombrico si sposta in avanti perché si muovono incontinuazione: alcuni di essi si accorciano e si allar-gano, mentre altri si allungano e si restringono.
Se si seziona per il lungo il corpo di un lombrico,ci si accorge che l’aspetto esteriore riflette in realtàil piano di organizzazione interno. Anche interna-
FIGURA 8
Uno schistosoma maschio, lungo circa 4 cm,che racchiudeall’interno la minutissima femmina, di cui si vede sporgerela testa.Questo nematode provoca la bilharziosi, una peri-colosa malattia parassitaria molto diffusa in Africa, Suda-merica e Cina. Gli stadi immaturi del verme penetranodalla pelle nel sangue e si annidano in vari organi.
La metameria è un’importante conquista dell’evo-luzione animale. Immaginatevi per esempio un tre-no fatto tutto d’un pezzo: avrebbe certamente mol-te difficoltà nell’affrontare le curve. La divisione invagoni consente invece al treno di affrontare tutti ipercorsi, pur avendo una notevole lunghezza. Nonsolo, i singoli vagoni possono essere modificati persvolgere funzioni diverse: vagone letto, vagone ri-storante, vagone postale, locomotore e così via.
Anche per gli animali un modo relativamentesemplice di allungarsi, mantenendo la flessibilitàdel corpo, è quello di avere dei segmenti mobili.Negli anellidi i segmenti sono ancora tutti simili traloro; nel phylum degli artropodi (� paragrafo 7) isegmenti si differenziano assumendo ciascuno fun-zioni diverse.
Un’altra «invenzione» degli anellidi è il celoma,una intercapedine tra l’intestino (il tubo inter-no) e la superficie del corpo (il tubo esterno).
Esso contiene un liquido che, essendo incomprimi-bile come tutti i liquidi, conferisce rigidità al corpo(� figura 9c). In pratica funziona come uno schele-tro ed è perciò chiamato scheletro idraulico, o idro-scheletro. Grazie alla flessibilità, dovuta alla meta-meria, e alla rigidità, dovuta allo scheletro idraulico,gli anellidi sono capaci di scavare gallerie per pene-trare nel terreno o nel fango dei fondali.
Gli anellidi sono inoltre il primo gruppo di ani-mali fin qui descritti dotati di un sistema circo-latorio.
Lo sviluppo di un sistema di vasi chiusi è un altroimportante contributo allo sviluppo di corpi piùgrandi, nei quali l’ossigeno e le sostanze nutrientipossono essere distribuiti a tutte le parti del corpo ele sostanze di rifiuto rimosse in tempi rapidi.
La maggior parte degli anellidi sono invece prividi organi specializzati per la respirazione. L’ossige-no dall’esterno penetra attraverso la superficie delcorpo, entra nei vasi sanguigni e viene trasportatoin circolo insieme alle sostanze nutrienti digeritedall’intestino. Questo tipo di ossigenazione è dettorespirazione cutanea. Poiché per l’assorbimentodell’ossigeno la pelle deve essere mantenuta umida,gli anellidi terrestri, come il lombrico, possono vive-re nel terreno bagnato o in superficie, quando l’ariaè satura di umidità.
Infine, il sistema nervoso degli anellidi decorreper tutta la lunghezza del corpo ed è costituito daammassi di cellule nervose, detti gangli, uniti a ca-tena. Il ganglio cerebrale, più grande degli altri, ècome un piccolo cervello e comincia a specializzar-si in regioni deputate al controllo delle percezionisensoriali.
La maggior parte degli anellidi fa parte delbenthos, vive cioè sul fondo degli oceani e si nutrefiltrando l’acqua o ingoiando la sabbia per estrarne D71
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mente, infatti, il corpo è suddiviso in tanti segmenti,in ognuno dei quali si ripetono i principali organi(� figura 9c).
Gli anellidi presentano cioè una ripetizione lun-go l’asse del corpo di segmenti simili, un assettochiamato metameria; i segmenti sono detti me-tameri.
vaso sa
vaso sanguigno
celoma
intestino
organo escretore
cordone nervoso poro escretore
metameri
FIGURA 9
a. Il corpo segmentato consente al lombrico di muover-si agevolmente attraverso i cunicoli che scava nel terreno.b. Una sanguisuga, un altro anellide, mentre succhia san-gue da un ospite. c. La struttura metamerica tipica di unlombrico, in cui si vedono alcuni degli organi interni.
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le particelle di cibo. Altri anellidi, come le sanguisu-ghe, vivono invece nei ruscelli e negli stagni, e si at-taccano con la bocca a ventosa al corpo di altri ani-mali, uomo compreso, per succhiarne il sangue.
Il lombrico, che tutti conosciamo, è un animaleterrestre che vive nascosto nel suolo al buio e all’u-mido. È un ermafrodita: ciascun individuo possiedecioè organi riproduttivi sia maschili sia femminili.La fecondazione è incrociata: questo vuol dire che,quando due lombrichi si accoppiano, ciascuno tra-sferisce all’altro i propri spermatozoi per fecondar-ne le uova. Come dire: un incontro, due feconda-zioni. L’ermafroditismo è diffuso in tutto il regnoanimale; con questo espediente, infatti, aumenta lapossibilità di riprodursi, in particolare per le specieche si spostano con lentezza, come appunto i lom-brichi o le chiocciole.
per fissare i concetti15 Con quali altre forme animali è facile confondere
i vermi? Indica i tre phyla principali di vermi e spiegail significato del loro nome.
16 Quali sono le principali differenze tra nematodie platelminti? Cita un platelminta e un nematodeparassiti dell’uomo.
17 Che cos’è la metameria? Quali sono i vantaggidi avere un corpo metamerico?
18 A differenza di quanto solitamente si crede, il lom-brico è un animale piuttosto evoluto dal punto divista biologico. Indica alcune caratteristiche, oltre allametameria, che convalidano questa affermazione.
19 Che cosa s’intende per animali ermafroditi? Perchél’ermafroditismo è un vantaggio per lombrichie chiocciole?
�7 I superspecializzati:gli artropodi
Più di tre quarti delle specie del regno animale ap-partengono al phylum degli artropodi. Non esistepraticamente angolo della Terra dove non si trovinorappresentanti di questo vastissimo phylum, forma-to da cinque classi principali: i crostacei (gamberi,aragoste, granchi), gli aracnidi (ragni, scorpioni,zecche), i chilopodi (centopiedi), i diplopodi (mille-piedi) e infine il gruppo più numeroso, gli insetti(farfalle, mosche, formiche, api ecc.).
I caratteri degli artropodi che più di altri nehanno decretato il successo sono: la metameria,le appendici specializzate, l’esoscheletro e gliorgani di senso.
• La metameria. Gli artropodi, come del resto glianellidi, possiedono un’organizzazione metame-rica del corpo che però non è così evidente. In-
fatti, i segmenti sono disuguali e in numero ri-dotto perché alcuni di essi si sono fusi tra loro esi sono specializzati assumendo funzioni diverse.In seguito a questi due processi di fusione e spe-cializzazione si sono formate regioni distinte delcorpo (� figura 10a). Negli insetti per esempio leregioni sono tre: capo, torace e addome, ciascu-na costituita da più segmenti; negli aracnidi il ca-po e torace sono invece fusi in un’unica regione,il cefalotorace.
FIGURA 10
a. In questa mantide religiosa sono ben evidenti capo, to-race e addome.b. Un centopiedi emerge dal vecchio eso-scheletro con uno nuovo fiammante. c. L’occhio compo-sto di un insetto è costituito da ommatidi,ciascuno formatoda una lente e da un gruppetto di cellule sensibili alla luce.
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addome
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• Le appendici. Quasi tutti i segmenti delle diverseregioni corporee possiedono delle appendici, di-sposte in coppie, che svolgono compiti specializ-zati. Sul capo si trovano appendici sensoriali(sensibili al tatto, agli odori e ai sapori), come leantenne, e appendici per afferrare e masticare ilcibo, come chele, mandibole e mascelle. Dal tora-ce, e talvolta dall’addome, sporgono appendici,zampe o ali, adattate ai diversi tipi di movimento.Nell’addome, dove si trovano gli organi per la ri-produzione, possono essere presenti appendicispecializzate nella deposizione delle uova, gliovodepositori.
• L’esoscheletro. Tutti gli artropodi possiedonouno scheletro esterno, o esoscheletro, che avvol-ge il corpo come un’armatura. Esso è formato dauna sostanza complessa, la chitina. Questo rive-stimento non serve solo a proteggere il corpo daeventuali predatori, ma anche a sostenerlo e amantenerlo rigido. L’esoscheletro è costituito datanti pezzi articolati tra loro, cioè con giuntureflessibili tra un pezzo e l’altro; questa soluzioneconsente all’animale di muoversi con una certaagilità. In particolare quest’articolazione dei pez-zi è ben sviluppata e visibile nelle appendici spe-cializzate (zampe, antenne, chele ecc.) che perquesto motivo si chiamano anche arti, ossia ap-pendici articolate. Il termine artropodi significaappunto animali con «zampe articolate» (dal gre-co árthron = articolazione e podós = piede).
Lo sviluppo di appendici mobili ha richiesto anchela specializzazione della muscolatura. La polpa pre-libata e gustosa dei gamberi e delle aragoste è inrealtà la massa muscolare. A livello degli arti questimuscoli scavalcano come un ponte le giunture e,contraendosi, muovono una parte rispetto all’altra.
Pur vantaggioso per la protezione che assicura,l’esoscheletro presenta una notevole limitazione:per crescere l’animale deve sbarazzarsi dell’armatu-ra che lo tiene imprigionato.
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TABELLA 1 Artropodi, le classi principali
Crostacei Chilopodi Diplopodi Aracnidi Insetti(gamberi (centopiedi) (millepiedi) (ragni)granchi)
regioni del corpo • cefalotorace• addome
• capo• numerosi segmenti
del tronco
• capo• numerosi segmenti
del tronco
• cefalotorace• addome
• capo• torace• addome
numero di antenne 2 paia 1 paio 1 paio assenti 1 paio
numero di arti minimo 5 paia 1 paio per segmento 2 paia per segmento 4 paia 3 paia + 1-2 paia di ali
respirazione branchiale o cutanea tracheale tracheale polmonare tracheale
ambiente di vita acqua marina o dolce;poche specie terrestri
terrestre; alcune speciedi costa marina
terrestre terrestre; alcune speciedi acqua dolce o marina
terrestre; alcune speciedi acqua dolce
Il rinnovo periodico dell’esoscheletro, che con-sente la crescita dimensionale degli individui,viene detto muta (� figura 10b).
• Gli organi di senso. Un altro svantaggio che pre-senta l’involucro di chitina è l’isolamento dal-l’ambiente circostante. Gli artropodi hanno ri-solto questo problema sviluppando un sistemanervoso e organi di senso particolarmente effi-cienti che nell’insieme consentono efficaci con-tatti con il mondo esterno. Analogamente aglianellidi, nel capo è presente un ammasso di cel-lule nervose, una massa cerebrale complessa sud-divisa in regioni, da cui si diparte un cordonenervoso in posizione ventrale. A questo sistemanervoso sono collegati organi di senso molto spe-cializzati: su tutto il corpo si trovano in gran nu-mero setole sensibili al tatto; sul capo, oltre alleantenne, si trovano gli occhi, che sono gli organidi senso più sviluppati. Gli aracnidi hanno occhisemplici, gli insetti e i crostacei hanno invece oc-chi composti, cioè costituiti da migliaia di picco-li occhi elementari detti ommatidi (� figura 10c).
La classificazione degli artropodi è molto comples-sa, come si può immaginare pensando al numerocomplessivo delle specie. La � tabella 1 inquadra lecaratteristiche delle cinque classi principali, cheverranno trattate nei tre successivi paragrafi.
per fissare i concetti20 Quali sono le somiglianze e le differenze
nella struttura metamerica del corpo tra anellidi e artropodi?
21 Che cos’è l’esoscheletro e quali funzioni svolge?Di che sostanza è fatto? Perché è necessarioil processo di muta?
22 Spiega il significato del termine artropodi.Come fanno gli artropodi a muovere le loro appendici?
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FIGURA 11
a. Il gambero di fiume, che un tempo popolava in abbon-danza i fiumi dell’Italia settentrionale, fu vittima intorno al1880 di un fungo parassita che ne decimò le popolazioni.Oggi è raro e il suo nemico principale è l’inquinamentodelle acque. b. Gli isopodi sono tra i pochi crostacei ter-restri, come questi comuni porcellini di terra.
a
b
�8 Artropodi acquaticie corazzati: i crostacei
I crostacei sono la classe più popolosa e più varia dianimali marini. A differenza di quanto si crede, nelmare esistono molte più specie di crostacei che dipesci. Diversi crostacei abitano anche le acque dol-ci: ne sono esempi il gambero di fiume (� figura11a) e il raro granchio di fiume.
Il corpo dei crostacei è interamente racchiusonell’esoscheletro costituito da chitina impre-gnata di sali di calcio.
Questo spesso rivestimento «crostoso», che ha datoil nome al gruppo, è costituito da pezzi articolati traloro, come si può notare quando si «sbuccia» ungamberetto.
I segmenti del corpo, ben visibili in genere nellaregione ventrale, sono organizzati in tre regioni: ca-po, torace e addome. In alcune specie, però, capo etorace sono fusi in un’unica regione, il cefalotorace.Questa regione si nota bene negli scampi e nellearagoste, in cui il capo e il torace sono avvolti dauna specie di scudo protettivo detto carapace.
In alcune specie di crostacei, tipicamente granchi egamberi, un paio di arti sono sviluppati a forma dirobuste pinze: si chiamano chele e rappresentanouna temibile arma. A livello della bocca si trovanole mandibole, che sono arti specializzati per afferra-re, lacerare e masticare il cibo.
Un’altra caratteristica che distingue i crostaceidagli altri artropodi è il fatto che, vivendo nel-l’acqua, respirano con le branchie, sottili lamel-le in cui il sangue scorre proprio sotto la super-ficie, dove avviene lo scambio gassoso.
Il sangue contiene un pigmento bluastro, chiamatoemocianina, che ha il compito (in modo analogo al-la nostra emoglobina) di catturare e trasportare l’os-sigeno disciolto nell’acqua che scorre sulle branchie.
I crostacei vivono negli ambienti acquatici piùdiversi: lungo le coste così come in mare aperto,nelle acque superficiali come negli abissi, nei laghi,nei fiumi e persino nelle acque sotterranee; alcunivivono nella zona di confine tra acqua e terra, comei granchi e i balani, che vivono attaccati agli scogli.E vi sono infine crostacei che riescono a vivere lon-tano dall’acqua: sono i cosiddetti «porcellini di ter-ra» (isopodi), che si trovano spesso nei giardini, sot-to sassi o vasi (� figura 11b).
per fissare i concetti23 Da quale caratteristica dell’esoscheletro prendono
il loro nome i crostacei?
24 Descrivi l’organizzazione del corpo dei crostacei.In quali ambienti sono molto diffusi?
�9 I padroni delle terre emerse:gli insetti
Rispetto agli invertebrati che abbiamo finora de-scritto, gli insetti sono stati capaci di affrancarsi deltutto dagli ambienti umidi e di colonizzare conenorme successo le terre emerse, in una vastissimavarietà di habitat. Pochissimi sono invece gli insettiche vivono nelle acque dolci in tutti gli stadi vitali,mentre nessun insetto vive in acque marine.
Come per le piante, così per gli animali, il pas-saggio dall’ambiente acquatico a quello terrestre harichiesto la soluzione di una serie di problemi. Unanimale terrestre deve avere:
1. strutture di sostegno e di locomozione adatte perspostarsi sulla terraferma;
2. dispositivi per evitare la disidratazione, cioè l’ec-cessiva perdita di acqua dal corpo;
3. organi per gli scambi respiratori tra l’atmosfera el’interno del corpo;
4. strutture per consentire la fecondazione e lo svi-luppo degli embrioni anche in assenza di acqua.
In tutto il mondo sono circa 3000 lespecie di zanzare, e una sessantina vivo-no in Italia. La più comune e diffusa neicentri abitati è senz’altro la Culex pi-piens, che di solito non è portatrice dimalattie e provoca soltanto fastidioseirritazioni epidermiche. Maschio e fem-mina si nutrono di liquidi vegetali (linfae nettare) e il loro apparato boccale, ditipo pungente-succhiante (� figura 14),è perfettamente adattato a perforare itessuti vegetali.
Quando la femmina porta le uova fe-condate, però, si trasforma nel temutoflagello che conosciamo, che in certezone del nostro paese induce a tapparsiin casa, al riparo con tutte le finestreprotette da fitte zanzariere. La femminapunge la vittima, che riesce a localizzareanche a 35 m di distanza, e inietta la sa-liva anticoagulante e a effetto vasodila-tatore: quando la proboscide incontraun capillare, comincia a succhiare ilsangue, circa cinque milionesimi di li-tro. Da questo momento, dopo quaran-totto ore le uova maturano nutrite dalsangue, quindi la zanzara si porta in unristagno d’acqua e depone le sue 100-300 uova (� figura A); da esse in unpaio di giorni nascono le larve, che incirca due settimane, e dopo diverse mu-te, volano come adulti. E il ciclo rico-mincia.
Zanzare del genere Anopheles, por-tatrici del plasmodio della malaria (unprotozoo) pullulavano nelle zone palu-
dose d’Italia prima delle bonifiche dialcuni decenni fa. Queste temibili zan-zare sono oggi state debellate quasicompletamene nei paesi industrializza-ti, ma restano un grave problema sani-tario nei paesi tropicali dell’Africa e delSudamerica, dove ogni anno trasmetto-no la malaria a 250 milioni di persone,uccidendone due milioni. Il rischio ma-laria è quindi reale quando si viaggia inqueste regioni: per questo chi vi si recaper lavoro o per turismo è obbligato aseguire una profilassi antimalarica a ba-se di farmaci molto potenti, una curache deve iniziare prima del viaggio, chedeve perdurare dopo il rientro e che de-ve essere accompagnata sul posto conl’uso di repellenti e zanzariere per dimi-nuire le possibilità di contatto.
Nell’ultimo decennio è stata poi se-gnalata in Italia una nuova specie, cheha riempito le cronache per la sua fasti-
diosità e formidabile espansione di po-polazione, l’inconfondibile zanzara ti-gre (Aedes albopictus), con ali nere pun-teggiate di bianco e originaria dell’Asia(� figura B). A differenza della Culexpipiens che è prevalentemente nottur-na, la tigre è anche diurna e molto ag-gressiva. Sembra però che non sia por-tatrice di malattie.
Oltre alla malaria, le zanzare posso-no trasmettere altre pericolose infezio-ni, come la leishmaniosi provocata daun altro protozoo (che viene trasmessaanche dai pappataci, moscerini chepungono di giorno) e parassitosi, comela filariosi nei cani (molto raramentenell’uomo), una gravissima malattia do-vuta a nematodi.
per fissare i concetti• Per quale motivo le femmine
di zanzara succhiano il sangue?
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L’esoscheletro è la soluzione ai primi due problemi:fornisce sostegno al corpo e una ideale superficie diattacco per i muscoli. Inoltre è impermeabile e per-ciò impedisce la perdita di acqua dai tessuti.
Per assorbire l’ossigeno atmosferico, gli insettihanno invece trovato una soluzione originale,completamente diversa dai polmoni dei verte-brati terrestri o dalle branchie di altri inverte-brati: le trachee (� figura 12).
Esse sono piccoli tubi cavi comunicanti con l’ester-no, che si ramificano in ogni parte del corpo e con-vogliano direttamente l’ossigeno dell’aria a tutte lecellule. Le trachee si aprono all’esterno con piccolifori muniti di valvole (stigmi) che, regolandone l’a-pertura, riducono anche la perdita di acqua dal cor-po. Le trachee, nelle quali quindi penetra diretta- D75
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FIGURA A
La femmina della zanzara Culex depone eallinea le uova in un ammasso galleggiante.
FIGURA B
La zanzara tigre, Aedes albopictus, è in-confondibile per le ali maculate.
branchie esterne
branchie internetrachee
polmoni
FIGURA 12
Le trachee degli insetti e i polmoni dei vertebrati (vediUD 5) sono strutture adatte allo scambio gassoso nel-l’ambiente terrestre. Le branchie invece sono adatte alloscambio di gas nell’ambiente acquatico.
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mente l’aria atmosferica e dalle quali esce l’anidridecarbonica respirata, occupano fino al 50% del cor-po e sono così efficienti nel rifornimento dell’ossi-geno da rendere inutile la presenza di un pigmentorespiratorio adibito alla cattura e al trasporto del-l’ossigeno: nel sistema circolatorio degli insetti scor-re infatti un liquido incolore (perché privo di pig-menti) detto emolinfa, che serve solo per iltrasporto di cibo e altre sostanze.
Negli insetti la fecondazione è interna, ossia glispermatozoi vengono introdotti nell’ovidotto dellafemmina. In questo modo l’acqua non è più neces-saria per l’incontro dei gameti. La fecondazione in-terna è quindi la soluzione del quarto problema.
LA DIVERSIFICAZIONE DEGLI INSETTI. Grazie a que-ste caratteristiche vincenti, la classe degli insetti hapotuto diversificarsi e conquistare ogni ambiente: siconoscono almeno 750 000 specie di insetti, ma al-cune stime ritengono che le specie oggi viventi sullaTerra siano circa 3 milioni. Mentre il piano organiz-zativo corporeo è simile nelle sue linee essenziali intutti gli insetti, ogni gruppo sistematico presenta ca-ratteristiche peculiari.
Il corpo degli insetti è nettamente diviso in treregioni: capo, torace e addome (il termine inset-to, in latino, significa proprio «tagliato») (� fi-gura 13).
• Il capo porta un paio di antenne, un paio di oc-chi composti e tre paia di appendici che formanol’apparato boccale;
• sul torace vi sono sempre tre paia di zampe enormalmente anche due paia di ali;
• l’addome è privo di arti; a volte, tuttavia, sonopresenti appendici per la deposizione delle uova,trasformate in alcuni casi (api, vespe, calabroni)in pungiglione.
Alcuni insetti, come le cavallette, hanno un appara-to boccale masticatore con robuste mascelle per tri-turare le foglie (� figura 14). Altri, come le zanzaree gli afidi, hanno un apparato boccale pungente-suc-chiante adatto a forare la pelle degli animali e suc-chiarne il sangue (vedi scheda, p. D75) o a penetra-re nei tessuti delle piante per aspirare la linfa. Altriancora, come le farfalle, hanno un apparato bocca-le lambente-succhiante, formato da una lunga pro-boscide avvolta a spirale per estrarre il nettare daifiori.
Gli insetti più primitivi, come i collemboli, i mi-croscopici insetti del suolo, sono privi di ali. Alcuni,come i pidocchi e le pulci, nell’evoluzione hannoperso le ali come adattamento alla vita parassitaria;formiche e termiti perdono invece le ali nella vitaadulta. Talvolta un paio di ali è assai modificato: neicoleotteri, come la coccinella, le ali anteriori sonomolto ispessite e svolgono funzione protettiva (eli-
TABELLA 2 I principali ordini di insetti
Ordine EsempiCollemboli, 8000 specie collemboli (insetti terricoli primitivi)
Efemerotteri, 2000 specie effimere
Odonati, 4500 specie libellule, zigotteri, anisotteri
Dermatteri, 1300 specie forficule o forbicine
Mantoidei, 1800 specie mantidi religiose
Blattari, 3000 specie blatte o scarafaggi
Isotteri, 2000 specie termiti
Fasmidi, 2500 specie insetti stecco
Ensiferi, 8000 specie cavallette, grilli, grillotalpa
Celiferi, 7000 specie locuste
Anopluri, 400 specie pidocchi
Omotteri, 50 000 specie cicale, afidi, cocciniglie, psille
Eterotteri, 58 000 specie cimici, idrometre, notonette, gerridi,scorpioni d’acqua
Planipenni, 7000 specie formicaleone
Coleotteri, 400 000 specie scarabei, ditischi, cervi volanti, maggiolini,coccinelle, lucciole
Imenotteri, 100 000 specie api, vespe, calabroni, bombi, formiche
Lepidotteri, 140 000 specie farfalle diurne e notturne
Ditteri, 100 000 specie mosche, moscerini, zanzare
FIGURA 13
Questa è la regina di un formicaio. È evidente la suddivi-sione in:capo,con antenne e apparato boccale; torace,contre paia di zampe; addome, privo di arti. Mancano le ali.
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FIGURA 14
(nella foto) L’apparato boccale di una cimice. a. Formiche,cavallette e la maggior parte degli insetti triturano il cibograzie al loro apparato masticatore.b.Mandibola e mascel-la sono trasformate in taglienti stiletti che vengono utilizza-ti per perforare pelle o tessuti vegetali, per esempio nellezanzare.c. Nelle farfalle le mandibole sono atrofizzate e lemascelle sono allungate e scanalate,a formare una sorta dicannuccia avvolgibile perfetta per aspirare i liquidi.
FIGURA 15
(in basso) Dalle uova che la locusta depone nella sabbia umi-da esce una ninfa che si trasforma presto in un adulto in mi-niatura. Attraverso stadi successivi, l’insetto arriverà finoallo stadio di adulto maturo,con le ali del tutto sviluppate.
tre), nelle mosche quelle posteriori sono ridotte apiccole clave con il compito di stabilizzare il volo(bilancieri).
La � tabella 2 dà un’idea della straordinaria di-versificazione della classe degli insetti.
RIPRODUZIONE E METAMORFOSI. Come la maggio-ranza degli animali, gli insetti si riproducono ses-sualmente e depongono uova, cioè sono ovipari. Leloro uova, come quelle di quasi tutti gli invertebra-ti, sono piccole e povere di materiali di riserva: per-ciò quando l’uovo si schiude esce una larva che habisogno di un lungo periodo di sviluppo. Lo svi-luppo di questo tipo è detto indiretto e, nella mag-gior parte dei casi, procede per tappe che compor-tano drastici mutamenti, una vera e propria meta-morfosi.
Due sono i tipi di metamorfosi cui vanno incon-tro gli insetti durante il loro sviluppo:
• alcuni insetti (grilli, libellule, cicale e scarafaggi)subiscono una metamorfosi incompleta (� figu-ra 15). Le loro larve, chiamate ninfe o pupe, sonoall’inizio prive di ali e si trasformano in adultialati attraverso una serie di mute.
• in tutti gli altri (mosche, zanzare, farfalle, coccinel-le, api ecc.) lo sviluppo avviene per metamorfosicompleta (� figura 16, a p. seguente). La larva,che in genere prende il nome di bruco, dopo un
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Dal cefalotorace sporgono appendici articolate. Laprima coppia si sviluppa in forma di tenaglie, i che-liceri, strumenti assai versatili che servono per affer-rare, nutrirsi, iniettare il veleno. Quelle della secon-da coppia sono dette pedipalpi, e servono adafferrare il cibo. A queste seguono le quattro paia dizampe.
Gli aracnidi sono privi di antenne e anche dimandibole, per cui non possono masticare il cibo,ma devono ingerirlo in forma semiliquida. Gli arac-nidi, tuttavia, sono in prevalenza carnivori predato-ri e la loro specializzazione consiste nel trattenere lapreda in prossimità della bocca, riversare al suo in-terno gli enzimi digestivi, e quindi risucchiare lapoltiglia liquida prodotta da questa digestioneesterna. Se si osservano i resti di un insetto finitonella rete di un ragno il corpo appare integro, ma sesi guarda bene non è che un guscio vuoto, è un eso-scheletro il cui contenuto è stato risucchiato.
periodo di intensa alimentazione e rapida cresci-ta, diventa una pupa che si rinchiude in un boz-zolo. La pupa è uno stadio apparentemente inat-tivo: non si nutre e non si muove. In realtà,durante questo periodo, si formano gli organi ele ali dell’adulto. Alla fine di questo processo, dairivestimenti pupali si libera l’adulto sessualmen-te maturo, pronto cioè a riprodursi.
per fissare i concetti25 Descrivi l’organizzazione del corpo degli insetti
e spiega i motivi del loro successo biologico.In quali ambienti sono molto diffusi?
26 Da quali strutture è formato e come funzional’apparato respiratorio degli insetti? Perché il sanguedegli insetti non contiene ossigeno?
27 Fai qualche esempio di adattamento dell’apparatoboccale a un particolare tipo di alimentazione.
28 In che cosa consiste la metamorfosi? Indica quali sta-di attraversa un insetto che subisce una metamorfosicompleta e descrivi ciascuno di essi.
��10Altri artropodi terrestri:aracnidi, chilopodie diplopodi
Gli aracnidi, come ragni e scorpioni, sono una classedi artropodi ben adattati all’ambiente terrestre, an-che se non hanno avuto lo stesso successo degli in-setti, con i quali spesso vengono confusi.
Gli aracnidi si distinguono dagli insetti moltosemplicemente, contando le zampe e/o i seg-menti corporei: mentre gli insetti ne hanno trepaia, con il corpo diviso in tre regioni, gli arac-nidi hanno quattro paia di zampe e il corpo di-viso in due sole regioni: il cefalotorace, che de-riva dalla fusione del capo con il torace, el’addome.
FIGURA 17
Gli scorpioni, come questo Vejovis, usano le loro quattropaia di zampe per spostarsi e per scavare. Questa femmi-na trasporta la sua prole al sicuro in un rifugio.
FIGURA 16
La farfalla monarca, con una metamorfosi completa, passada bruco a crisalide, appesa alla pianta. Durante la matu-razione della crisalide si cominciano a notare le sem-bianze dell’insetto adulto.
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Negli scorpioni il sottile addome segmentato termi-na con un pungiglione velenoso (� figura 17). Conla coda ripiegata ad arco in avanti usano il pungi-glione per paralizzare e uccidere la preda; per affer-rarla utilizzano la seconda coppia di appendici, ipedipalpi, che hanno forma di robuste pinze.
Un altro vasto gruppo di aracnidi è quello degliacari e delle zecche. Di acari ve ne sono molte spe-cie, soprattutto minuscole, che vivono prevalente-mente nel suolo, tra le foglie in decomposizione o inpozze d’acqua. Alcuni acari sono di dimensioni mi-croscopiche, come quelli che vivono tra i tessuti(lenzuola, tende, tappeti) e provocano in alcunepersone delle allergie (� figura 18a). Le zecche vi-vono da parassiti su altri animali: uccelli, cavalli, ca-ni, gatti e perfino l’uomo. Oltre che fastidiosi, que-sti parassiti sono pericolosi perché, succhiando ilsangue, possono trasmettere all’ospite microrgani-smi che causano gravi infezioni.
Le classi dei chilopodi e dei diplopodi includo-no, rispettivamente, i centopiedi e i millepiedi (� fi-gura 18b). Questi animali conservano un corpo net-tamente metamerico con numerosi segmenti, senzauna differenziazione tra torace e addome. Nei chi-lopodi ciascun segmento porta un paio di zampe,nei diplopodi due paia. Si tratta di artropodi terre-stri presenti un po’ dappertutto, che raggiungonola massima diffusione negli ambienti umidi tropica-li e subtropicali.
per fissare i concetti29 Descrivi le principali differenze nella struttura
corporea tra i ragni e gli insetti.
30 In quale caratteristica i centopiedi e i millepiedi differiscono dalle altre classi di artropodi?
��11Corpo molle e conchiglia:i molluschi
I molluschi sono il secondo phylum animale per nu-mero di specie: circa 100 000. Essi hanno avuto ori-gine nel mare circa 500 milioni di anni fa, e sebbenealcuni si siano successivamente adattati alle acquedolci e agli ambienti terrestri, la maggior parte viveancora oggi negli oceani.
I molluschi sono un gruppo molto eterogeneoper forma e grandezza: dalla minuscola chiocciolalunga neppure un centimetro al calamaro giganteche può raggiungere i 18 metri di lunghezza, tenta-coli compresi.
Nonostante la loro grande diversità, i molluschihanno una caratteristica in comune: hanno tuttiun corpo molle privo di metameria.
Il corpo così vulnerabile è racchiuso nella maggiorparte dei casi dentro una conchiglia molto dura co-stituita da carbonato di calcio (calcare).
Nella maggior parte dei molluschi adulti si di-stinguono:
• il capo con gli organi di senso e la bocca;• il mantello, che forma il resto del corpo ed è co-
stituito da muscoli molto sviluppati;• i visceri, cioè gli organi interni (stomaco, intesti-
no, cuore, reni ecc.), tutti ben sviluppati e rac-chiusi nel mantello;
• il piede, una massa muscolare esterna, particolar-mente sviluppata e di forma varia, che serve aimolluschi per spostarsi (da qui il suo nome).
Sono tre le classi principali dei molluschi: i gastero-podi (chiocciole e lumache), i bivalvi (ostriche, von-gole, cozze) e i cefalopodi (seppie, polpi, calamari).
I gasteropodi comprendono oltre i tre quarti ditutti i molluschi e sono diffusi, oltre che in mare,nelle acque dolci e sulla terraferma. Hanno unaconchiglia avvolta a spirale, formata da un solo pez-zo. Essa serve da protezione per l’animale che, es-sendo molto lento, non è in grado di sfuggire ai pre-datori. Vi sono però anche specie prive di conchi-glia esterna, come le limacce dei prati.
I gasteropodi hanno un piede molto sviluppato,con il quale strisciano sui fondali o sui terreni umidi(� figura 19a). Il piede si trova in posizione ventra-le, sotto il tubo digerente, da cui il nome di questaclasse, che significa letteralmente «stomaco-piede».La bocca è munita di un apparato raschiatore, la ra-dula, una specie di lingua con dentelli che sporgen-do fuori dalla bocca viene usata per grattare la vege-tazione degli scogli e persino per perforare leconchiglie di altri molluschi.
Ai bivalvi appartengono molluschi che conduco-no una vita sedentaria. La loro conchiglia è formatada due pezzi (valve) tenuti insieme da una specie di
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FIGURA 18
a. Gli acari vivono nella polvere do-mestica, nei tappeti, nei divani, nellemoquette. b. Nei diplopodi, comequesto millepiedi, ciascun segmento,eccettuati pochi anteriori e posterio-ri, porta due paia di zampe.
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cerniera e chiusi da potenti muscoli (� figura 19b).Di solito la conchiglia è semiaperta e mostra un co-loratissimo mantello, come nelle tridacne, ma nonappena si prospetta un pericolo viene subito richiu-sa ermeticamente.
Nei bivalvi il corpo è più o meno schiacciato,senza un capo distinto. Il piede forma una specie discalpello che, sporgendo dalla conchiglia, serve al-l’animale per affondare nella sabbia. L’alimentazio-ne nei bivalvi avviene mediante filtrazione dell’ac-qua, che viene convogliata nell’organismo dal-l’azione di due sifoni: uno che introduce l’acqua(inalante) e uno che la emette (esalante). Le parti-celle di cibo in sospensione rimangono intrappolatedentro il corpo del mollusco. A causa di questomeccanismo, i bivalvi che vivono vicini a scarichi difognatura, come le cozze, possono concentrare den-tro i loro corpi batteri e virus patogeni, come quellidel tifo e dell’epatite, ed essere quindi pericolosi semangiati crudi.
I cefalopodi oggi viventi sono privi di conchiglia,con il vantaggio di poter condurre una vita più atti-va. Nella seppia la conchiglia è infatti un «organo
vestigiale», cioè un ricordo del passato evolutivoche non ha più funzionalità. Essa è ridotta a unasemplice lamella calcarea situata all’interno del cor-po e viene comunemente chiamata «osso di sep-pia». Nei polpi la conchiglia manca del tutto. Tra icefalopodi, solo il genere Nautilus la conserva.
Il nome cefalopodi significa «piede a livello dellatesta», perché ciò che nelle altre forme viene chia-mato piede nei cefalopodi si è suddiviso per forma-re attorno alla testa un gran numero di tentacoli,dotati di rapidi movimenti e forniti di ventose percatturare le prede. A differenza degli altri mollu-schi, infatti, i cefalopodi sono animali molto veloci etemibili carnivori. La loro bocca è provvista di unaspecie di becco corneo.
Il mantello dei cefalopodi è molto ricco di mu-scoli e quando si contrae spinge fuori a forza l’ac-qua attraverso uno stretto imbuto, derivato dal pie-de: l’animale viene così spinto all’indietro perpropulsione a getto (� figura 19c).
Questo modo di vita attivo ha portato allo svi-luppo di un cervello e di organi di senso efficienti;in particolare gli occhi sono molto complessi e asso-migliano agli occhi dei vertebrati.
per fissare i concetti31 Quali parti si possono individuare nel corpo
di un mollusco? A che cosa serve la radula?
32 Quali sono le principali classi del phylum molluschi?In quale classe il piede e il mantello sono più specializzati e progrediti?
33 Come si nutre una vongola? Come mai vongolee cozze possono trasmettere agenti patogeni all’uo-mo che se ne ciba?
��12A simmetria raggiata e spinosi: gli echinodermi
Il phylum degli echinodermi comprende relativa-mente poche specie, circa 6000, adattate a un uni-co ambiente, il mare, e comprende animali come igigli di mare, le oloturie (o «cetrioli di mare») i riccidi mare, le stelle marine (� figura 20a-c).
Il nome echinodermi deriva dal greco e vuol dire«pelle spinosa». E infatti le caratteristiche principa-li del phylum sono:
• la simmetria raggiata, ben evidente nelle stel-le e nei ricci di mare;
• il dermascheletro, uno scheletro costituito dapiccole placche e spine calcaree disposte ap-pena al di sotto dello strato più superficialedella pelle.
La simmetria raggiata e lo scheletro non articolatorendono questi animali adatti a una vita sedentaria.I lenti movimenti che riescono a compiere sui fon-
FIGURA 19
a. La chiocciola terrestre si sposta grazie al robusto piedemuscolare.Nella regione della testa sono evidenti le anten-ne e gli occhi.b. La conchiglia dei bivalvi è fatta da due val-ve incernierate.c. Il polpo può spostarsi a grande velocitàcon un movimento a propulsione;in caso di pericolo espel-le una cortina di inchiostro prodotto da speciali ghiandole.
ba
c
��13Verso i vertebrati: i cordati
Nessuno di noi potrebbe immaginare di essere im-parentato con animali dal corpo gelatinoso che vi-vono in colonie fissi sui fondali marini, volgarmentedetti «sputi di mare» e con terminologia scientificaascidie (� figura 21a, a p. seguente). Ebbene, le lar-ve delle ascidie nuotano come piccoli girini muo-vendo la coda, che è resa rigida da un cordoncinosottile (� figura 21b). Questa struttura di sostegno,la corda dorsale, compare anche negli embrioni deivertebrati. Le ascidie sono perciò classificate nellostesso phylum a cui appartengono tutti i vertebrati,compresa la nostra specie: il phylum dei cordati.
I cordati sono un gruppo di animali molto vario,adattato ai più diversi ambienti (pensate ai verte-brati: pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi).
Tutti i cordati hanno, almeno in uno stadio del-la loro vita, la corda dorsale, il tubo neurale, lefessure branchiali.
• La corda dorsale è una struttura cilindrica sottilee flessibile che serve per il sostegno e il movi-mento del corpo. Nei vertebrati, che rappresen- D81
FIGURA 20
a. Le stelle di mare sono predatori. b. I pedicelli di questoriccio Echinus, tipici di tutti gli echinodermi,servono per nu-trirsi,per la pulizia personale,per gli spostamenti.c. Pur es-sendo un echinoderma, il cetriolo di mare non ha una sim-metria raggiata, ma i pedicelli gialli sono allineati su 5 file,tante quante le braccia di una stella di mare.
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b
dali marini o attaccati agli scogli sono dovuti allapresenza di appendici mobili, i pedicelli ambulacra-li, che fuoriescono dai pori del dermascheletro.
I pedicelli fanno parte di un ingegnoso sistemaidraulico, l’apparato acquifero o ambulacrale. Essoè formato da una serie di canali in cui circola l’ac-qua. Da questi canali si dipartono i pedicelli ambu-lacrali alla cui base c’è un’ampolla piena di liquido.Quando l’ampolla si contrae, la pressione dell’ac-qua provoca l’estensione dei pedicelli che termina-no con una piccola ventosa con la quale possonoaderire a qualsiasi superficie.
La simmetria raggiata degli echinodermi può farpensare a organismi molto primitivi, affini alle spu-gne e alle meduse. L’osservazione delle loro larve ri-serva però notevoli sorprese. Le larve degli echino-dermi, infatti, non assomigliano agli adulti. Essehanno simmetria bilaterale, ma il fatto più sorpren-dente è che assomigliano nell’aspetto alle larve dialcuni animali più evoluti, i cordati, di cui parlere-mo nel prossimo paragrafo. Questa somiglianzanello stato larvale tra gli echinodermi e i cordati (equindi i vertebrati) ha permesso di stabilire una cer-to grado di parentela tra questi due gruppi di ani-mali, apparentemente così diversi sia per organizza-zione anatomica sia per modi di vita.
per fissare i concetti35 Da quale caratteristica deriva il nome echinodermi?
36 Qual è la funzione dell’apparato acquifero? Come funzionano i pedicelli ambulacrali?
37 Quale indizio c’è che gli echinodermi siano animalievoluti più di quanto la loro struttura corporea faccia pensare?
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vertebrati
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tiva. Gli urocordati (o tunicati), come le ascidie,hanno la corda dorsale solo durante lo stadio larva-le e solo nella coda. I cefalocordati hanno la cordache si estende per tutta la lunghezza del corpo an-che nell’adulto: nell’anfiosso, un animaletto di po-chi centimetri che vive sotto la sabbia e ritenuto damolti studiosi simile ai vertebrati primitivi, alla cor-da dorsale sono attaccati fasci di muscoli con dispo-sizione segmentata (� figura 21c). La contrazionealternata dei muscoli di un lato e di quelli del latoopposto provoca un movimento ondulatorio, similea quello dei pesci, che determina la spinta in avantidell’animale.
Ai vertebrati, il gruppo oggi più rappresentativodei cordati, è interamente dedicata la prossima UD.
per fissare i concetti37 Che cos’è la corda dorsale? A che cosa serve?
38 Quali sono, oltre alla corda dorsale, le altrecaratteristiche comuni ai cordati?
39 Quali sono i cordati invertebrati?
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tano il gruppo più numeroso ed evoluto dei cor-dati, la corda dorsale è presente solo allo stadioembrionale; essa viene sostituita durante lo svi-luppo dalla colonna vertebrale (� figura 22).
• Il tubo neurale è un cordone di tessuto nervosoche corre appena al di sopra della corda dorsale.Nei vertebrati la parte anteriore si ingrossa e for-ma il cervello, la parte posteriore costituisce in-vece il midollo spinale, che corre dentro la co-lonna vertebrale.
• Le fessure branchiali sono una serie di aperturenella regione della gola che mettono in comuni-cazione il primo tratto del tubo digerente conl’esterno. Esse hanno la funzione di far circolarel’acqua dentro il corpo in modo da estrarne l’os-sigeno e le particelle di cibo.
Nei pesci, con la comparsa di robuste mascelle mu-nite di denti, le fessure branchiali conservano solola funzione respiratoria. Nei vertebrati terrestri, cherespirano ossigeno atmosferico, le fessure branchia-li compaiono solo nei primissimi stadi di sviluppodell’embrione, e successivamente la respirazioneavviene per mezzo di polmoni.
I cordati condividono altre caratteristiche. Essihanno, tranne rarissime eccezioni, una simmetria bi-laterale con un capo distinto, qualche forma di seg-mentazione (nei vertebrati la colonna vertebrale, lecostole e i muscoli intercostali) e un celoma ben svi-luppato.
I cordati più semplici, oggi scarsamente rappre-sentati, sono organismi esclusivamente acquaticicon una organizzazione anatomica piuttosto primi-
FIGURA 22
La corda dorsale dell’ascidia e dell’anfiosso diventa la co-lonna vertebrale del pesce.
tubo neurale
fessure branchiali
cervellomidollo spinale
cranio
corda dorsale
tubo neuralecorda dorsale fessure branchialicolonnavertebrale
FIGURA 21
a. Nonostante l’apparenza gelatinosa, le ascidie sono ani-mali molto vicini ai vertebrati. In genere, vivono in colonieancorate al fondo e si cibano di plancton. b. La larva diascidia è molto diversa dalla forma adulta: nella foto s’in-travvede la corda dorsale. c. Un anfiosso adulto.
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� Quali caratteristichedistinguono gli animali daglialtri esseri viventi? Qual è la loro origine evolutiva?
Gli organismi classificati nel regno ani-male sono pluricellulari, costituiti dacellule eucariote ed eterotrofi a dige-stione interna. Gli animali, costretti acercare attivamente le fonti di cibo,hanno dovuto acquisire la capacità dimuoversi. Il fatto di essere pluricellulariha permesso l’evolversi di cellule, tessu-ti e organi specializzati.Si pensa che i primi animali si siano evo-luti a partire da protisti unicellulari. I fos-sili di animali primitivi risalgono a 700milioni di anni fa. Si hanno testimonian-ze che circa 500 milioni di anni fa, nelCambriano, i mari erano popolati da nu-merosi gruppi di invertebrati.
� Quali sono gliinvertebrati più semplici?Quali le loro caratteristicheprincipali?
Il regno degli animali è suddiviso in cir-ca 35 phyla (al singolare phylum). Gli in-vertebrati sono gli animali privi di co-lonna vertebrale, e comprendono il95% delle specie note, mentre i verte-brati costituiscono una piccola percen-tuale. In totale le specie animali sonoben oltre un milione.Gli invertebrati più semplici sono inprevalenza acquatici, o comunque lega-ti ad ambienti umidi:
• Il phylum dei poriferi o spugne com-prende animali acquatici dal corposemplice, con cellule specializzateper diversi compiti ma non organiz-zate in tessuti. Sono fissi al substrato(sessili) e filtrano l’acqua attraversopiccole aperture della superficie cu-tanea, i pori.
• Il phylum degli cnidari o celenterati(polipi, meduse) comprende animaliacquatici a simmetria raggiata, prov-visti di cellule urticanti; il loro canaledigerente ha una sola apertura, labocca.
• Il phylum dei platelminti o vermi
piatti comprende animali appiattiti,con un tubo digerente a fondo cie-co, legati agli ambienti terrestri umi-di o vivono da parassiti.
• Il phylum dei nematodi o vermi ci-lindrici comprende animali filiformi asezione cilindrica, i primi ad avereuna seconda apertura corporea: l’a-no. Molti nematodi sono parassiti re-sponsabili di gravi malattie nell’uo-mo.
• Il phylum degli anellidi o vermi seg-mentati comprende vermi più com-plessi, con il corpo formato da tantisegmenti uguali, chiamati metameri.Oltre alla metameria, negli anellidicompare il celoma, una cavità in cuisono sospesi gli organi interni.
� Quali sono i vantaggidella simmetria bilaterale e quali gruppi di invertebratila presentano?
La simmetria bilaterale compare quan-do gli animali cominciano a muoversiattivamente alla ricerca di cibo. Nel lo-ro corpo si distinguono una regionecefalica (anteriore) e una caudale (po-steriore), in genere con una coda. La re-gione ventrale (in basso) e dorsale(verso l’alto) possono specializzarsi construtture differenziate (ispessimenti, se-tole), così come le parti laterali, che svi-luppano appendici atte al movimento(zampe, arti). La simmetria bilaterale insostanza rende più complessi ed effi-cienti gli animali, permettendo anche laconquista di ambienti diversi da quelloacquatico.Sono a simmetria bilaterale i phyla: pla-telminti, nematodi, anellidi, artropodi,molluschi, echinodermi (solo gli stadilarvali), cordati.
� Quali sono gliinvertebrati più complessi?Quali le loro caratteristicheprincipali?
Gli invertebrati più complessi sono siaacquatici sia terresti:
• Il phylum degli artropodi è il più nu-meroso e diffuso del regno animale.
Sono animali metamerici, con i seg-menti del corpo che si differenzianoper forma, struttura, dimensioni efunzioni. Vi si distingue un capo, untorace e un addome; il primo e se-condo segmento sono talvolta riuni-ti in un cefalotorace. Possiedono unesoscheletro di chitina articolato. Leprincipali classi sono: i crostacei (ac-quatici), gli insetti, gli aracnidi, i chi-lopodi e i diplopodi, tutte terrestri.
• Il phylum dei molluschi comprendeanimali con corpo molle di solitoprotetto da una conchiglia calcarea,nella maggior parte dei casi esterna,ma in qualche caso interna oppureassente.
• Il phylum degli echinodermi com-prende animali esclusivamente mari-ni, con simmetria raggiata nello sta-dio adulto, ma con stadio larvale asimmetria bilaterale, il che li fa asso-migliare alla larva dei cordati. Perquesto gli echinodermi sono consi-derati invertebrati evoluti.
• Il phylum dei cordati comprende siaanimali invertebrati (urocordati ecefalocordati) sia i vertebrati.Tutti icordati presentano, in qualche stadiodella loro vita, una corda dorsale,delle fessure branchiali e un tuboneurale.
� Perché gli insetti hannoavuto un enorme successoevolutivo?
Il successo e la diversificazione degli in-setti sono legati a efficienti adattamentiall’ambiente. L’esoscheletro chitinosomantiene in forma il corpo, forniscepunti di attacco ai muscoli, e impediscela disidratazione. Le ali hanno permes-so la diffusione cosmopolita del phy-lum.Gli apparati boccali e sensoriali alta-mente specializzati hanno permesso losfruttamento di risorse alimentari di-versificate.Inoltre, il sistema respiratorio è costi-tuito dalle trachee, tubi cavi che sono indiretta connessione con l’aria esterna eche raggiungono ogni cellula ramifican-dosi capillarmente all’interno.
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nto A❘ Scegli il completamento corretto
delle seguenti affermazioni.
1 Hanno simmetria bilaterale:
stella di mare e idra.
lombrico e mosca.
planaria, riccio di mare e medusa.
anemone di mare e giglio di mare.
2 Ha un sistema circolatorio ben sviluppato:
la spugna.
la tenia (verme solitario).
la medusa.
il lombrico.
3 Quali dei seguenti caratteri non possonoessere presenti in un animale che vive sulla terraferma?
simmetria raggiata
respirazione mediante trachee
fecondazione esterna
apparato boccale filtrante
dentatura specializzata
Sono corrette:
1, 3, 4
1, 2, 4
2, 3, 5
2, 3
4 Gli aracnidi hanno
le antenne.
cinque paia di zampe.
robuste mandibole.
corpo diviso in due regioni.
5 Il sangue degli insetti non trasportaossigeno perché
le cellule degli insetti non ne hanno bisogno.
l’ossigeno arriva alle cellule mediante le trachee.
gli insetti sono organismi anaerobi.
l’ossigeno arriva alle cellule attraversol’esoscheletro.
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5
4
3
2
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d
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B❘ Scegli il completamento erratodelle seguenti affermazioni.
6 La planaria
ha bocca e ano distinti.
ha simmetria bilaterale.
è un platelminta.
vive nel fango degli stagni.
7 I nematodi
hanno un esoscheletro.
sono vermi cilindrici.
hanno bocca e ano.
sono in gran parte parassiti.
8 Gli anellidi
sono animali metamerici.
hanno simmetria bilaterale.
sono privi di celoma.
hanno uno scheletro idraulico.
9 Gli artropodi
sono animali metamerici.
hanno un esoscheletro.
hanno arti articolati.
sono tutti terrestri.
10Gli echinodermi
hanno larve con simmetria raggiata.
sono esclusivamente marini.
hanno il dermascheletro.
hanno l’apparato acquifero.
11I cordati
sono tutti invertebrati.
hanno il celoma.
hanno il tubo neurale nella regione dorsale.
hanno tutti le fessure branchiali allo stadioembrionale.
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1 Collega ciascuna classe di artropodi (a sinistra) conla descrizione appropriata (a destra).
crostacei
aracnidi
diplopodi
insetti
2 Scrivi i nomi con i quali vengono indicati nellaclassificazione scientifica i phyla degli invertebra-ti descritti qui sotto.
animali marini a forma di sacchetto con cellule urticanti
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vermi privi di metameria con corpo piatto
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vermi segmentati con bocca e ano
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animali marini con dermascheletro
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animali con corda dorsale e fessure branchiali
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3 Le meduse, i polipi, le stelle e i ricci di mare han-no simmetria raggiata; le loro larve hanno invecesimmetria bilaterale. Prova a spiegare il motivo diquesta differenza tra giovani e adulti.
4 Quali dei seguenti caratteri sono presenti in tuttigli insetti?
apparato boccale succhiante
3 paia di zampe
1 paio di antenne
fecondazione interna
esoscheletro
5 La figura mostra la larva, la pupa e l’adulto, ma-schio e femmina, della farfalla cavolaia; mostra an-che il capo ingrandito della larva e dell’adulto. Os-serva bene e rispondi alle domande.
Che tipo di apparato boccale presentano la larva e l’adulto? Qual è la loro alimentazione?
Nella pupa non sono presenti né un apparato boccalené altri organi. Come spieghi tutto ciò? Che cosa accadedurante questo stadio della metamorfosi?
La larva ha organi di senso poco sviluppati (antenne rudimentali, occhi semplici), mentre l’adulto li ha sviluppati (antenne lunghe, occhi composti).A che cosa attribuisci queste differenze?
Come viene definita la modalità di sviluppo della cavolaia? Quali vantaggi porta agli insetti?
6 Anellidi e artropodi presentano un’organizzazio-ne del corpo metamerica. Quali vantaggi può da-re? Confronta i due tipi di metameria e spiega ledifferenze.
7 Un tempo i vertebrati erano considerati un phy-lum, oggi invece vengono classificati nel phylumcordati insieme ad animali come l’ascidia e l’an-fiosso. Sai spiegare perché?
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pupa
larva
adulto femmina adulto maschio
occhi semplici occhio composto
antenna
mandibola
antenna
1 hanno un paio di antenne e 3 paia di zampe
2 hanno l’esoscheletro impregnatodi sali minerali e respiranocon le branchie
3 hanno un corpo diviso in dueregioni e 4 paia di zampe
4 hanno il corpo formato da numerosi segmenti,ciascuno con 2 paia di arti
