CordatiPHYLUM 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

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.

Testo di riferimento:

Hickman C.P., Roberts L.S., Keen S.L., Eisenhour D.J., Larson A., L’Anson H., ZOOLOGIA, McGraw-Hill (2012).

CordatiPHYLUM 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.

CordatiPHYLUM 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.

CordatiPHYLUM 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.

CordatiPHYLUM 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.

CordatiPHYLUM CHORDATA

CordatiPHYLUM 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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Caratteristiche di un cordato: cordone nervoso tubulare dorsale

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.

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).

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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.

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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.

CordatiPHYLUM 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.

CordatiPHYLUM 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).

CordatiPHYLUM 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.

CordatiPHYLUM CHORDATA

Subphylum Cephalochordata

Nell’anfiosso notocorda e cordone nervoso sono presenti per tutta la lunghezza del corpo

e persistono per l’intero ciclo vitale.

CordatiPHYLUM CHORDATA

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.

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.

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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.

CordatiPHYLUM 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.

CordatiPHYLUM 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.