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T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo 1
Modello animale nell’ambiente acquatico e nell’ambiente aereo-terrestre
Tiziano Terrani, Liceo di Lugano 2
6942 SAVOSA
T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo 2
Aspetti considerati
1.Tegumento protettivo
2.Sostegno del corpo
3.Arti (articolati)
4.Respirazione (branchie, polmoni)
5.Riproduzione (fecondazione esterna, interna)
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1. Nell’ambiente acquatico non è indispensabile un rivestimento del corpo impermeabile
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1. Nell’ambiente aereo-terrestre è necessario limitare al minimo indispensabile le perdite di acqua dal corpo
di regola nell’aria la concentrazione
dell’acqua è inferiore rispetto a quella del
corpo dell’organismo!
soluzioni acquose
evaporazione!
disidratato!
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2. Nell’ambiente acquatico non è indispensabile uno scheletro
Nell’acqua, molto più densa dell’aria (ca. 775
volte più densa), anche le strutture più delicate sono sostenute (spinta di Archimede!)
Spinta di Archimede: « Un corpo riceve dal basso verso l'alto una spinta pari al peso del volume di liquido spostato »
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2. Nell’ambiente aereo una struttura simile non sarebbe funzionale
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2. Gli animali dell’ambiente aereo-terrestre (tranne pochissime eccezioni) sono dotati di scheletro
Per essere sostenuti e per muoversi con efficacia nell’ambiente aereo occorre uno scheletro: nel corso dell’evoluzione negli animali si sono imposti principalmente due tipi di scheletro: l’esoscheletro (scheletro esterno degli artropodi) e l’endoscheletro (scheletro interno dei vertebrati).
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2. Sostegno del corpo: due soluzioni, eso- o endoscheletro
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3. Arti articolati
Negli animali terrestri sono di regola presenti appendici corporee articolate …
… si tratta di sporgenze del corpo composte di più
pezzi, mobili gli uni rispetto agli altri.
Negli Artropodi, queste appendici assumono le
funzioni più svariate: arti, ali, antenne e apparati boccali
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3. Arti articolati nei vertebrati
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4. Come respirare: il concetto
Tutte le cellule degli organismi pluricellulari devono poter assorbire ossigeno dal mezzo in cui sono immerse per poter effettuare la respirazione cellulare (ottenendo così energia utilizzabile per i vari processi cellulari dalle sostanze organiche assorbite). Il problema è che la maggior parte delle cellule di un pluricellulare di medie - grandi dimensioni è molto lontana dall’ambiente esterno (acqua o aria). Inoltre la superficie corporea a diretto contatto con l’esterno è generalmente troppo piccola per garantire un rifornimento di O2 sufficiente, nell’unità di tempo, per tutte le cellule del corpo.
O2superficie corporea a contatto diretto con l’ambiente esterno
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4. Soluzione in acqua: branchie + app. circolatorio
Le branchie sono delle estroflessioni della superficie corporea che permettono di
realizzare una grande area di assorbimento dell’O2
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4. Branchie in un nudibranchio (mollusco marino)
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4. Come respirare nell’acqua
se il tegumento è permeabile e le dimensioni lo consentono …
… e negli altri casi
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4. Respirare nell’acqua: variazioni sul tema
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4. Le branchie nei pesci ossei
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4. Soluzione nell’aria: polmoni + app. circolatorio
I polmoni sono delle introflessioni della superficie corporea che permettono di
realizzare una grande area di assorbimento dell’O2
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4. Come respirare nell’aria
Nei polmoni, milioni di alveoli realizzano superfici di notevoli dimensioni
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4. Come respirare nell’aria: una soluzione alternativa
raggiungere direttamente le cellule all’interno di sottili tubi (trachee)
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Il sistema respiratorio a trachee degli insetti
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5. Fecondazione nell’ambiente acquatico
La fecondazione è di regola esterna: sia il maschio che la femmina emettono le loro cellule germinali (o gameti) direttamente nell’ambiente esterno dove avverrà l’incontro del gamete maschile (spermatozoo) con quello femminile (cellula uovo). Questo processo è chiamato fecondazione (“addizione” del materiale genetico dello spermatozoo a quello della cellula uovo: n + n = 2n).
Per il buon esito della fecondazione è necessario che i gameti siano emessi nello stesso luogo e in un intervallo di tempo breve (sincronismo). Spesso lo scopo è raggiunto per mezzo di comportamenti di corteggiamento (come “danze”) che stimolano il partner di sesso opposto.
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5. Fecondazione nell’ambiente aereo
La fecondazione è interna: infatti i gameti non potrebbero opporsi ad una rapida disidratazione.
Negli organismi a fecondazione interna il maschio introduce nella femmina, durante l’accoppiamento, i propri gameti. Questi ultimi sono deposti in una cavità aperta del corpo nella quale vigono condizioni simili all’ambiente acquatico e nella quale sono emessi anche i gameti femminili.
I comportamenti sessuali (riti e danze “nuziali”) sono tipici anche delle specie a fecondazione interna per permettere l’accoppiamento.
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5. Le due modalità di fecondazione
maschio femmina
nell’acqua
FECONDAZIONE
esterna
zigote (prima cellula di un nuovo organismo!)
maschio femminanell’aria FECONDAZIONE
interna