Cordati - Sabina Universitas

Cordati
PHYLUM CHORDATA
Zoologia ed elementi di Ecologia delle acque
Corso di Laurea in Sc. e Tec. per la Cons. delle Foreste e della Natura - Sede di Cittaducale
Docente S. Adriani – a.a. 2014/2015
Testo di riferimento:
Hickman C.P., Roberts L.S., Keen S.L., Eisenhour D.J., Larson A., L’Anson H., ZOOLOGIA, McGraw-Hill (2012).
Questo elaborato, destinato esclusivamente ad un uso didattico interno, è stato predisposto per fornire agli studenti una traccia degli argomenti del programma del corso di Zool ed Ecol. delle acque.
I contenuti necessitano di una approfondita integrazione, che è possibile realizzare utilizzando testi di adeguato livello. Non sono autorizzati la divulgazione né altri usi diversi da quello qui dichiarato.
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PHYLUM CHORDATA
Generalità
L’Anfiosso, un piccolo animale marino delle coste meridionali del Nord America,
mostra le quattro caratteristiche distintive del phylum Chordata:
1.un cordone nervoso tubulare dorsale;
2.una notocorda di sostegno;
3.fessure branchiali per filtrare il nutrimento;
4.una coda posteriore per la propulsione.
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PHYLUM CHORDATA
Generalità
L’elemento caratterizzante il phylum è la notocorda:
1.alcune specie la mantengono per tutta la vita;
2.altre la posseggono soltanto nelle prime fasi dello sviluppo embrionale.
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PHYLUM CHORDATA
Generalità
La notocorda è una struttura lineare semirigida,
formata da cellule racchiuse in una guaina fibrosa,
che nella maggior parte dei casi si estende per
l’intera lunghezza del corpo ed è posta tra il
canale digerente ed il sistema nervoso centrale.
Il suo scopo primario è di sostenere e rendere
rigido il corpo, agendo da asse scheletrico.
Le cellule tipiche della notocorda hanno una
parete spessa, sono strettamente addossate l’una
all’altra e ripiene di un semifluido.
La rigidità è determinata principalmente dalla
turgidità delle cellule riempite di fluido e delle
circostanti guaine di tessuto connettivo.
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PHYLUM CHORDATA
Generalità
Il piano strutturale dei cordati mostra molte caratteristiche presenti in altri invertebrati:
1.la simmetria bilaterale;
2.l’asse antero-posteriore;
3.la disposizione del celoma;
4.la metameria e la cefalizzazione.
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PHYLUM CHORDATA
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PHYLUM CHORDATA
Caratteristiche di un cordato: notocorda
Struttura lineare e flessibile che si estende per tutta la lunghezza del corpo.
È la prima parte dell’endoscheletro che compare nell’embrione.
È un organo idrostatico che, a differenza dei nematodi che contengono il fluido in un’unica
cavità, nella notocorda il fluido è contenuto all’interno di cellule o di piccoli spazi
intercellulari.
È un asse semirigido per l’attacco dei muscoli che, non potendosi piegare né accorciare,
consente movimenti ondulatori.
Nella maggior parte dei protocordati e nei vertebrati agnati la notocorda persiste per tutta
la vita nei vertebrati gnatostomi viene sostituita da una serie di vertebre catilaginee o
osee.
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PHYLUM CHORDATA
Caratteristiche di un cordato: cordone nervoso tubulare dorsale
Nella maggior parte dei phyla di
invertebrati dotati di cordone nervoso,
questo è situato ventralmente rispetto al
canale digerente ed è solido, mentre nei
cordati è posto dorsalmente al canale
alimentare ed è a forma di tubo (sebbene
la cavità centrale possa quasi del tutto
obliterarsi durante lo sviluppo).
Nei vertebrati la porzione anteriore del cordone nervoso si allarga a formare il cervello e si origina,
nell’embrione, dal ripiegamento di cellule ectodermiche dorsali, poste al di sopra della notocorda.
Il cordone nervoso passa attraverso gli archi neurali delle vertebre, che offrono protezione, mentre il
cervello è circondato da un cranio osseo o cartilagineo.
Cordati
PHYLUM CHORDATA
Caratteristiche di un cordato: tasche faringee e fessure branchiali
Le fessure faringee sono aperture perforate che mettono in comunicazione la cavità del
faringe con l’esterno.
Si formano a partire da invaginazioni dell’ectoderma esterno (solchi faringei) e per
evaginazione dell’endoderma che tappezza il faringe (tasche faringee).
Nei cordati acquatici, le une e le altre si incontrano nella cavità faringea, dove si fondono
e formano le fessure faringee.
Per bauplan si intende il piano organizzativo dell'essere vivente, allo scopo di classificarlo ed inserirlo in una struttura filogenetica chiara.
Cordati
PHYLUM CHORDATA
Caratteristiche di un cordato: tasche faringee e fessure branchiali
L’acqua con le particelle alimentari in sospensione viene trascinata dall’azione delle ciglia
attraverso la bocca ed esce attraverso le fessure faringee, dove il cibo rimane
intrappolato nel muco.
La comparsa sugli archi faringei di una rete di capillari e di sottili pareti gas-permeabili ha
portato allo sviluppo di branchie interne, completando la conversone del faringe da
apparato filtrante a scopo alimentare, proprio dei protocordati, a organo respiratorio nei
vertebrati acquatici.
Cordati
PHYLUM CHORDATA
Caratteristiche di un cordato: tasche faringee e fessure branchiali
Nei vertebrati tetrapodi le tasche faringee
originano una serie di strutture, tra cui le trombe
di Eustachio, la cavità dell’orecchio medio, le
tonsille e le ghiandole paratiroidee.
Cordati
PHYLUM CHORDATA
Caratteristiche di un cordato: endostilo o ghiandola tiroidea
L’endostilo, o la tiroide (organo ghiandolare derivato da esso), si trova in tutti i cordati e
solamente in questi.
Situato sulla parete interna del faringe dei protocordati e delle larve delle lamprede, dove
secerne un velo di muco che intrappola le particelle alimentari portate dall’acqua nella
cavità faringea.
Alcune cellule di questa struttura tubulare aperta producono proteine contenenti iodio e
sono omologhe alla tiroide, ghiandola che produce ormoni con 3 o 4 atomi di iodio, ed è
presente nelle lamprede adulte e in tutti gli altri vertebrati.
Protocordati
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Caratteristiche di un cordato: coda postanale
La coda postanale, insieme alla muscolatura somatica e alla corda si sostegno, fornisce
la mobilità di cui hanno bisogno le larve dei tunicati e l’anfiosso durante le fasi di vita
libera del ciclo vitale.
Essendo una struttura posta posteriormente all’ano, è evidente che si è evoluta
specificatamente per la propulsione nell’acqua.
La sua efficacia sarà ulteriormente migliorata nei pesci mediante l’aggiunta di pinne.
Nell’uomo la coda è solo vestigiale (coccige).
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PHYLUM CHORDATA
Subphylum Urochordata (Tunicati)
La notocorda ed il cordone nervoso sono presenti soltanto
nelle larve liberamente natanti.
Le ascidie adulte sono sessili ed avvolte da una tunica.
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PHYLUM CHORDATA
Subphylum Cephalochordata
Nell’anfiosso notocorda e cordone nervoso sono presenti per tutta la lunghezza del corpo
e persistono per l’intero ciclo vitale.
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PHYLUM CHORDATA
Subphylum Vertebrata (Craniata)
I vertebrati condividono con gli altri due subphyla le caratteristiche di base dei cordati,
ma, in aggiunta, presentano una serie di nuove omologie assenti negli altri gruppi.
L’altro nome del subphylum, Craniata, descrive più accuratamente il gruppo; poiché tutti i
suoi rappresentanti possiedono un cranio (scatola cranica ossea o cartilaginea), mentre
alcuni agnati mancano di vertebre.
Lo scheletro dei vertebrati
(interno o esterno) può
essere osseo o
cartilagineo.
La presenza di un
endoscheletro osseo,
costituendo un’eccellente
impalcatura per l’attacco
dei muscoli, consente il
raggiungimento delle
massime dimensioni del
corpo.
Cordati
PHYLUM CHORDATA
Subphylum Vertebrata (Craniata) - endoscheletro e muscolatura
Nella maggior parte dei
vertebrati la notocorda è
costituita da dischi e sono
presenti processi dorsali
chiamati spine neurali.
Molto probabilmente l’endoscheletro primitivo era composto inizialmente da cartilagine e,
solo successivamente, da tessuto osseo.
La cartilagine, con la sua rapida crescita e grande flessibilità, risulta ideale per costruire il
fondamento scheletrico degli embrioni in tutti i vertebrati. L’endoscheletro degli agnati
(missine e lamprede), dei condroitti (squali, razze ecc.) e di alcuni osteitti (pesci ossei
primitivi come gli storioni) è composto principalmente da cartilagine.
Il tessuto osseo può essersi rivelato utile in senso adattativo nei primi vertebrati: potenza
strutturale superiore, maggior garanzia per l’attacco dei muscoli nei punti di elevato
stress meccanico, rivestimento protettivo esterno di squame ossee.
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PHYLUM CHORDATA
Subphylum Vertebrata (Craniata) – evoluzione fisiologica
Con lo sviluppo delle branchie altamente vascolarizzate, la funzione del faringe si è
orientata principalmente sugli scambi gassosi.
Invece, il tubo digerente, in conseguenza del fatto che il trasferimento del cibo non
avviene più per effetto del movimento ciliare ma per contrazione muscolare, si è
specializzato dotandosi di organi accessori come fegato e pancreas.
Il trasporto del sangue è garantito da un cuore ventrale composto da atrii e ventricoli.
L’escrezione e la regolazione della concentrazione nei fluidi corporei è svolta da reni
glomerulari pari.
Cordati
PHYLUM CHORDATA
Subphylum Vertebrata (Craniata) – cervello e organi sensoriali
L’estremità anteriore del cordone nervoso forma un cervello tripartito (encefalo anteriore,
medio e posteriore), protetto da una capsula cranica ossea o cartilaginea.
Contemporaneamente si sviluppano organi di senso pari: occhi dotati di lenti e retina,
organi dell’equilibrio, uditivi, olfattivi, gustativi, di percezione delle vibrazioni, ecc.