Presentazione di PowerPoint

laboratorio evoluzione
SIMILI O
DIVERSI?
Marcello Sala
…
Disegnate un animale
Conosciamo poche specie animali
La nostra idea di animale fa riferimento
soltanto ad esse
“Ci sono più cose in cielo e in terra, Orazio,
di quante ne sogni la tua filosofia.”
(William Shakespeare, Amleto)
Quante sono le
specie di animali?
Le stime del
numero vanno
da 3 a 100 milioni
Quanti tipi
di specie ci sono?
Secondo gli
scienziati
una trentina
di phyla
artropodi tracheati esapodi
Si assomigliano?
Phylum di appartenenza
tardigradi
artropodi tracheati miriapodi
artropodi tracheati esapodi
onicofori
molluschi gasteropodi
TARDIGRADI
tardus lento
gradior-gradi camminare
ARTROPODI - tracheati - miriapodi
àrthron giuntura
pous-podòs piede
trachùs rugoso
murìos innumerevole
pous-podòs piede
ARTROPODI - tracheati – esapodi
àrthron giuntura
pous-podòs piede
trachùs rugoso
ecsàs sei
pous-podòs piede
MOLLUSCHI - gasteropodi
mollusca nux una varietà di noce
dal guscio molle
gastèr-gastròs ventre
pous-podòs piede
ONICOFORI
ònux-ònichos unghia
fero-ferre portare
artropodi crostacei
brachiopodi
molluschi bivalvi
Si assomigliano?
Phylum di appartenenza
molluschi cefalopodi
molluschi gasteropodi
artropodi crostacei
molluschi
cefalopodi
BRACHIOPODI
bracùs corto
pous-podòs piede
ARTROPODI - crostacei
àrthron giuntura
pous-podòs piede
crosta
MOLLUSCHI - bivalvi
mollusca nux una varietà di noce
dal guscio molle
bis due volte
valvae ante di una porta
MOLLUSCHI - gasteropodi
mollusca nux una varietà di noce
dal guscio molle
gastèr-gastròs ventre
pous-podòs piede
MOLLUSCHI - cefalopodi
mollusca nux una varietà di noce
dal guscio molle
kefalè testa
pous-podòs piede
nematodi
nematomorfi
anellidi
sipunculidi
Si assomigliano?
Phylum di appartenenza
nemertini
cordati cefalocordati
NEMATODI
nèma filo
NEMATOMORFI
nèma filo
morfè forma
SIPUNCULIDI
sipho-siphonis sipuncŭlus piccolo sifone
NEMERTINI
Nemertes nome di una ninfa marina
nèma filo
ANELLIDI
anello
CORDATI – cefalocordati
kefalè testa
corda
gastrotrichi
cnidari antozoi
Si assomigliano?
Phylum di appartenenza
molluschi gasteropodi
artropodi crostacei
anellidi
anellidi
CNIDARI - antozoi
knidè ortica
ànthos fiore
zòon animale
ARTROPODI - crostacei
àrthron giuntura
pous-podòs piede
ANELLIDI
anello
GASTROTRICHI
gastèr-gastròs ventre
trichòs pelo
MOLLUSCHI - gasteropodi
mollusca nux una varietà di noce
dal guscio molle
gastèr-gastròs ventre
pous-podòs piede
anellidi
anellidi
Si assomigliano?
Phylum di appartenenza
anellidi
anellidi
anellidi
REGNO
sottoregno
Animali
Fagocitellozoi
Placozoi
Parazoi
Poriferi
Mesozoi
Mesozoi
Eumetazoi
La classificazione
è fatta in base a...?
ramo
superphylum
clade
Radiati
Bilateri
PHYLUM
Cnidari
Ctenofori
Protostomi
Ecdisozoi
Kinorinchi
Loriciferi
Priapulidi
Nematodi
Nematomorfi
Onicofori
Tardigradi
Artropodi
Lofotrocozoi
Sipunculidi
Nemertini
Foronidi
Briozoi
Entoprocti
Brachiopodi
Molluschi
Anellidi
Echiuridi
Platizoi
Platelminti
Gastrotrichi
Rotiferi
Somiglianze e
differenze
I tipi di specie (Phyla)
presentano
piani anatomici
e/o organizzazione
profondamente
differenti
Deuterostomi
Chetognati
Emicordati
Echinodermi
Cordati
In quali phyla vanno collocate
queste specie?
Nello steso phylum
insieme a
Tutte hanno una corda
struttura di sostegno
longitudinale dorsale
REGNO
sottoregno
Animali
Fagocitellozoi
ramo
superphylum
clade
Placozoi
Poriferi
Mesozoi
Cnidari
Ctenofori
Parazoi
Mesozoi
Eumetazoi
Radiati
Bilateri
PHYLUM
Protostomi
Deuterostomi
Ecdisozoi
Kinorinchi
Loriciferi
Priapulida
Nematodi
Nematomorfi
Lobopodi
Onicofori
Tardigradi
Artropodi
Lofotrocozoi
Sipunculi
Nemertini
Foronidi
Briozoi
Entoprocti
Brachiopodi
Molluschi
Anellidi
Echiuridi
Platizoi
Platelminti
Gastrotrichi
Gnatiferi
Chetognati
Emichordati
Echinodermi
Cordati
Tutte hanno una corda
struttura di sostegno
longitudinale dorsale
Larva di anfibio:
ai lati della corda dorsale sono disposti i miotomi
e sono visibili gli abbozzi delle future vertebre
Somiglianze e differenze
Embrioni di quali animali?
I caratteri utilizzati dagli scienziati
per distinguere i phyla sono diversi
Molti non sono visibili
Alcuni sono presenti nella larva (embrione)
e non nell’adulto
Esiste un criterio quantitativo generale per
misurare le differenze e somiglianze?
Analisi del DNA
Due libri in
una lingua sconosciuta:
come stabilire se
sono lo stesso testo?
quanto sono diversi i due testi?
Si confrontano punto a punto le rispettive sequenze di caratteri
DNA: contiene informazioni
‘scritte’ con un ‘alfabeto’ di 4 ‘caratteri’ (nucleotidi)
in sequenze di miliardi di ‘caratteri’
si possono contare le differenze nelle sequenze di
nucleotidi nel DNA di due specie:
maggiore diversità  più lontana la parentela 
 più lontano nelle generazioni l’antenato comune
DNA
uguale?
98,8%
85%
40%
DNA
diverso
1,2%
15%
max 0,1%
60%
Quale funzione ha il DNA?
Contiene informazioni che fanno sì che
un organismo sia ciò che è, ovvero:
• della sua specie
• vivo
Quali funzioni richiede, per un animale, l’essere vivo?
 conservare l’integrità e l’organizzazione
 mantenere e regolare l’ambiente interno
 smistare sostanze
 produrre energia
 nutrirsi (assimilare il cibo)
 muoversi
 coordinare le funzioni
 sentire l’ambiente esterno
 riprodursi
queste funzioni devono essere organizzate in un sistema
Da questo punto di vista
che cosa rappresentano
i diversi phyla?
Diversi sistemi
diversi tipi di soluzione al problema del vivere
diversi piani corporei di
organizzazione delle funzioni vitali
Symbion pandora
per la maggior parte della sua vita
simbionte sulle setole dell’apparato
boccale delle aragoste norvegesi
non risulta appartenere
ad alcun phylum conosciuto
Ciclo di vita complicato con 3 larve
Un nuovo phylum: Cycliophora
imparentato con Briozoi o con Rotiferi
Sistema gerarchico di Linneo
che c’entra l’evoluzione di Darwin?
La teoria dell’evoluzione darwiniana
se
- in una popolazione i caratteri sono
variabili tra individui
- c’è competizione per la sopravvivenza
(nel reperire il cibo o nell’evitare i predatori)
- una variante ha un vantaggio rispetto ad altre
per la sopravvivenza o per la riproduzione
- i caratteri di quella variante sono ereditari
allora
i portatori della variante vantaggiosa
si riproducono più degli altri:
la frequenza della variante vantaggiosa
aumenta rispetto alle altre nella popolazione
 la forma (media) di una specie
cambia attraverso le generazioni
“L’origine delle specie
per selezione naturale”
1859
Africa
Questo cosa c’entra con l’origine di nuove specie?
se due gruppi della stessa popolazione si separano
il cambiamento attraverso le generazioni
può essere divergente
se la diversità supera la soglia della interfecondità
la separazione ha dato origine a
due specie diverse
“genealogia” delle specie =filogenesi :
discendenza da un specie
antenata comune
India
tempo
Il sistema gerarchico di Linneo…
… trova spiegazione nella filogenesi di Darwin
La teoria dell’antenato comune (inteso come specie)
REGNO sottoregno
Animali Fagocitellozoi
Parazoi
Mesozoi
Eumetazoi
ramo
superphylum
clade
Protostomi
Ecdisozoi
Radiati
Bilateri
Lofotrocozoi
Sipunculi
Hyoliti
Nemertini
Foronidi
Briozoi
Entoprocti
Brachiopodi
Molluschi
Anellidi
Echiuri
Platizoi
Platelminti
Gastrotrichi
Rotiferi
Chetognati
Emichordati
Echinodermi
Cordati
antenato comune
Deuterostomi
PHYLUM
Placozoi
Poriferi
Mesozoi
Cnidari
Ctenofori
Kinorinchi
Loriciferi
Priapulida
Nematodi
Nematomorfi
Lobopodi
Onicofori
Tardigradi
Artropodi
Qual è l’antenato comune di tutti gli animali?
Le spugne (phylum Porifera) sono da sempre state considerate
il sister group di tutti gli animali
Contrariamente alla maggior parte degli animali
sono sessili, mancano di sistema nervoso,
hanno solamente due foglietti embrionali (manca il mesoderma):
questi dati che cosa indicano?
Probabile divergenza precoce dall’antenato comune
Dall’analisi del genoma di Mnemiopsis leidyi (phylum Ctenofori)
e dal confronto con i genomi di altre 13 specie
emerge che sarebbero questi organismi
il sister group di tutti gli animali
Le spugne, e più tardi le meduse,
si sarebbero diversificate solo in tempi successivi
I poriferi non hanno sistema nervoso:
come possono essere successivi
agli ctenofori che ce l’hanno?
Il SN si sarebbe sviluppato già
nell’antenato comune a tutti gli animali
e sarebbe stato successivamente
perso nella linea che
ha dato origine alle meduse
Che cosa si ricava dallo schema a proposito del mesoderma
(lo strato intermedio dei foglietti tissutali embrionali)?
Il mesoderma si sarebbe originato indipendentemente due volte:
negli Ctenofori e nei bilateri
(gli organismi con una simmetria rispetto al piano dorsoventrale)
Che significato hanno in generale queste conoscenze?
L’evoluzione non procede sempre dal ‘semplice’ al ‘complesso’