laboratorio evoluzione Marcello Sala

SIMILI ODIVERSI?

Disegnate un animale…

Conosciamo poche specie animaliLa 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 trentinadi phyla

artropodi tracheati esapodi

onicofori

molluschi gasteropodi

tardigradi

artropodi tracheati miriapodi

artropodi tracheati esapodi

Si assomigliano?

Phylum di appartenenza

ARTROPODI - tracheati – esapodi àrthron giuntura pous-podòs piede trachùs rugoso ecsàs sei pous-podòs piede

TARDIGRADI tardus lento gradior-gradi camminare

ARTROPODI - tracheati - miriapodi àrthron giuntura pous-podòs piede trachùs rugoso murìos innumerevole pous-podòs piede

MOLLUSCHI - gasteropodi mollusca nux una varietà di noce

dal guscio mollegastèr-gastròs ventrepous-podòs piede

ONICOFORI ònux-ònichos unghia fero-ferre portare

artropodi crostacei

brachiopodi

molluschi bivalvi

molluschi gasteropodi

artropodi crostacei

molluschi cefalopodimolluschi cefalopodi

Si assomigliano?

Phylum di appartenenza

ARTROPODI - crostacei àrthron giuntura pous-podòs piedecrosta

BRACHIOPODI bracùs corto pous-podòs piede

MOLLUSCHI - bivalvi mollusca nux una varietà di noce

dal guscio molle bis due volte valvae ante di una porta

MOLLUSCHI - cefalopodi mollusca nux una varietà di noce

dal guscio molle kefalè testa pous-podòs piede

MOLLUSCHI - gasteropodi mollusca nux una varietà di noce

dal guscio mollegastèr-gastròs ventrepous-podòs piede

Si assomigliano?

Phylum di appartenenza

cordati cefalocordati

sipunculidi anellidi

nemertini

nematodi nematomorfi

NEMERTINI Nemertes nome di una ninfa marinanèma filo

NEMATODI nèma filo

ANELLIDIanello

NEMATOMORFI nèma filo morfè forma

SIPUNCULIDI sipho-siphonis sipuncŭlus  piccolo sifone

CORDATI – cefalocordatikefalè testacorda

Si assomigliano?

Phylum di appartenenza

cnidari antozoi

molluschi gasteropodi

gastrotrichi

anellidiartropodi crostacei

anellidi

CNIDARI - antozoi knidè ortica ànthos fiore zòon animale

GASTROTRICHI gastèr-gastròs ventre trichòs pelo

MOLLUSCHI - gasteropodi mollusca nux una varietà di noce

dal guscio mollegastèr-gastròs ventrepous-podòs piede

ARTROPODI - crostacei àrthron giuntura pous-podòs piede

ANELLIDIanello

anellidianellidi

anellidi

anellidi

Si assomigliano?

Phylum di appartenenza

anellidi

REGNO sottoregno ramo superphylum clade PHYLUM

Animali Fagocitellozoi Placozoi

Parazoi Poriferi

Mesozoi Mesozoi

Eumetazoi Radiati CnidariCtenofori

Bilateri Protostomi Ecdisozoi KinorinchiLoriciferiPriapulidiNematodiNematomorfiOnicoforiTardigradiArtropodi

Lofotrocozoi SipunculidiNemertiniForonidiBriozoiEntoproctiBrachiopodiMolluschiAnellidiEchiuridi

Platizoi PlatelmintiGastrotrichiRotiferi

Deuterostomi ChetognatiEmicordatiEchinodermiCordati

La classificazione è fatta in base a...?

Somiglianze e differenze

I tipi di specie (Phyla)presentano piani anatomici e/o organizzazione

profondamente differenti

In quali phyla vanno collocate queste specie?

Nello steso phylum insieme a

Tutte hanno una

cordastruttura di sostegnolongitudinale dorsale

REGNO sottoregno ramo superphylum clade PHYLUM

Animali Fagocitellozoi PlacozoiParazoi PoriferiMesozoi MesozoiEumetazoi Radiati Cnidari

Ctenofori

Bilateri Protostomi Ecdisozoi KinorinchiLoriciferiPriapulidaNematodiNematomorfiLobopodiOnicoforiTardigradiArtropodi

Lofotrocozoi SipunculiNemertiniForonidiBriozoiEntoproctiBrachiopodiMolluschiAnellidiEchiuridi

Platizoi PlatelmintiGastrotrichiGnatiferi

Deuterostomi ChetognatiEmichordatiEchinodermiCordati

Tutte hanno una

cordastruttura di sostegnolongitudinale 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?

! Somiglianze esagerate da Haeckel !

I caratteri utilizzati dagli scienziati per distinguere i phyla sono diversi

Molti non sono visibiliAlcuni 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 caratteriDNA: 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

98,8%

85%

40%

DNA uguale?

1,2%

15%

60%

DNA diverso

max 0,1%

Quale funzione ha il DNA?

Contiene informazioni che fanno sì cheun 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 viverediversi piani corporei di

organizzazione delle funzioni vitali

Symbion pandoraper la maggior parte della sua vita simbionte sulle setole dell’apparato boccale delle aragoste norvegesinon risulta appartenere ad alcun phylum conosciutoCiclo di vita complicato con 3 larveUn nuovo phylum: Cycliophoraimparentato 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 vantaggiosaaumenta rispetto alle altre nella popolazione la forma (media) di una specie

cambia attraverso le generazioni

“L’origine delle specie per selezione naturale”

1859

IndiaAfrica

… trova spiegazione nella filogenesi di DarwinLa teoria dell’antenato comune (inteso come

specie)

Il sistema gerarchico di Linneo… tempo

REGNO sottoregno ramo superphylum clade PHYLUMAnimali Fagocitellozoi Placozoi

Parazoi PoriferiMesozoi MesozoiEumetazoi Radiati Cnidari

Ctenofori

Bilateri Protostomi Ecdisozoi KinorinchiLoriciferiPriapulidaNematodiNematomorfiLobopodiOnicoforiTardigradiArtropodi

Lofotrocozoi SipunculiHyolitiNemertiniForonidiBriozoiEntoproctiBrachiopodiMolluschiAnellidiEchiuri

Platizoi PlatelmintiGastrotrichiRotiferi

Deuterostomi ChetognatiEmichordatiEchinodermiCordati

antenato comune

Qual è l’antenato comune di tutti gli animali?

Le spugne (phylum Porifera) sono da sempre state considerate

il sister group di tutti gli animaliContrariamente alla maggior parte degli animalisono sessili, mancano di sistema nervoso,hanno solamente due foglietti embrionali (manca il mesoderma):

questi dati che cosa indicano?

Probabile divergenza precoce dall’antenato comuneDall’analisi del genoma di Mnemiopsis leidyi (phylum Ctenofori) e dal confronto con i genomi di altre 13 specieemerge che sarebbero questi organismi

il sister group di tutti gli animaliLe 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’