LA CLASSIFICAZIONE DEI VIVENTI

Sistematica

ramo della biologia che studia la classificazione

dei viventi

Tassonomia

sistema di classificazione gerarchica

dei gruppi, basato sulle loro relazioni evolutive

Organizzò un sistema gerarchico suddiviso

in sette categorie principali:

il regno,

il phylum (per gli animali) o la divisione (per le piante),

la classe,

l'ordine,

la famiglia,

il genere

e la specie

Carlo Linneo (1707-1778 )

primo sistema ordinato di classificazione

Unità fondamentale del sistema:la specie

Anche il phylum è una categoria molto importante,

i suoi membri mostrano caratteristiche anatomiche originali,

diverse da quelle degli altri phylum

e risultato di una precisa tendenza evolutiva

Data la grande varietà dei viventi sono state poi create

ulteriori suddivisioni, indicate con i prefissi super-, sotto-, infra-.

Una certa, classe, per esempio, può essere formata da due

o più sottoclassi, ciascuna comprendente uno o più ordini.

Questo sistema di classificazione si fonda sul concetto di

precedenza e inclusione

le diverse categorie sistematiche

sono disposte in modo tale che ognuna è inclusa in quella

precedente e comprende tutte quelle successive

Il sistema di classificazione di Linneo è in vigore,

nelle sue linee fondamentali, ancora oggi.

Linneo però, era fermamente convinto

dell'immutabilità delle specie nel tempo.

La moderna classificazione è invece fondata

sull'idea di evoluzione e sulle teorie evolutive,

è basata sul sistema di Linneo, re interpretato

in base alla parentela evolutiva esistente tra gli organismi

Una questione fondamentale

nella classificazione evolutiva è l'origine di una

somiglianza o una differenza

Le strutture che hanno un'origine comune,

ma non necessariamente una funzione comune

sono definite Omologhe

(per esempio l'ala di un Uccello e la zampa di un cavallo).

Viceversa le strutture che hanno la stessa funzione,

somiglianza superficiale,

ma origini evolutive del tutto differenti

sono definite Analoghe

(per esempio l'ala di un uccello e l'ala di un insetto).

Per la classificazione evolutiva è importante

individuare le strutture omologhe

Queste proteine, pur avendo la stessa funzione,

presentano differenze nella sequenza amminoacidica

dovute a mutazioni accumulate nel corso dell'evoluzione,

senza alterarne la funzionalità.

Lo studio delle sequenze amminoacidiche di queste proteine

permette di ricostruire un albero genealogico in cui

ad una maggiore differenza nella sequenza

corrisponde una maggiore distanza evolutiva.

Sequenze amminoacidiche di proteine omologhe

Esistono proteine che hanno lo stesso significato funzionalein tutti gli esseri viventi

La stessa cosa può essere fatta analizzando

le differenze presenti in tratti omologhi di acidi nucleici,

in particolare a questo scopo si studiano

specifiche porzioni di RNA ribosomiale.

le loro strutture si dispongono secondo una logica filogenetica:

molecole di specie morfologicamente diverse,

hanno sequenze amminoacidiche meno simili

rispetto a molecole di organismi più strettamente imparentati.

Lo studio comparato di acidi nucleici e proteine ha dimostrato che

Ogni specie viene indicata con due nomi latini:

il primo si riferisce al genere ed è un sostantivo,

il secondo indica la specie ed è di solito un aggettivo.

Il nome scientifico della specie umana è Homo sapiens,

quello del protozoo parassita che provoca la malaria è

Plasmodium falciparum ecc.

LA NOMENCLATURA BINOMIA

Tutti gli organismi viventi sono classificati in 5 regni,

individuati in base a:

tipo cellulare

complessità strutturale

tipo e modalità di nutrizione

Monere

Protisti

Funghi

Piante

Animali

5 Regni

appartengono a questo regno tutti i procarioti, sia quelli esclusivamente aerobi,

che quelli esclusivamente anaerobi.Questo regno ha 2 phylum principali:

i batteri e le alghe azzurre (o cianobatteri)

Le Monere

Dal punto di vista del metabolismo, si individuano, all'interno di questo regno, 4 principali gruppi:

Chemioautotrofi:

sono in grado di fissare l'anidride carbonica

ed ossidano composti inorganici per ricavare energia

Chemioeterotrofi:

traggono energia e componenti strutturali

da sostanze dell’ambiente circostante

Fotoautotrofi:

sintetizzano i composti organici partendo dalla

anidride carbonica ed utilizzando come fonte energetica la luce

solare

Fotoeterotrofi:

utilizzano la luce per generare energia sottoforma

di ATP, ma non sono in grado di fissare l'anidride carbonica,

necessitano quindi di carbonio organico

La riproduzione è di tipo asessuato, si hanno tuttavia meccanismi

di scambio di piccole quantità di materiale genetico, come eventi

disgiunti dalla riproduzione.

La divisione cellulare dei batteri avviene dopo che il batterio ha

duplicato il materiale genetico ed è aumentato in dimensione,

per scissione binaria.

I batteri possiedono una parete cellulare e se le condizioni ambientali

diventano sfavorevoli, alcuni sono in grado di formare spore resistenti.

Le spore possono rimanere quiescenti a lungo, nell'attesa che le

condizioni ambientali tornino favorevoli

I BATTERIprocarioti unicellulari, non hanno organelli citoplasmatici specializzati ad eccezione dei ribosomi, non hanno nucleo,

il DNA è una molecola circolare

Tra gli autotrofi

si distinguono quelli fotosintetici e quelli chemiosintetici.

I fotosintetici sfruttano la luce per ricavare

l'energia necessaria per la sintesi delle molecole organiche,

utilizzano H2S anzichè H20 come donatore di elettroni

e non producono quindi O2.

I chemiosintetici

ricavano l’energia necessaria per il loro metabolismo

dalla ossidazione di sostanze minerali

I batteri possono essere eterotrofi o autotrofi

alcuni ottengono i composti organici

dai tessuti o dai liquidi corporei

di altri organismi viventi parassiti

appartengono a questo gruppo i batteri patogeni,

che per la maggior parte però sono saprobi,

si nutrono cioè di materiale organico morto

Fra i patogeni alcuni provocano gravi malattie come il tetano,

la polmonite e la tubercolosi

Alcuni ceppi batterici fissano l'azoto atmosferico

Alcuni tipi di batteri producono antibiotici,

sostanze che uccidono altri microrganismi

o ne inibiscono la crescita.

Batteri eterotrofi

procarioti unicellulari dotati di parete cellulare,

sono organismi autotrofi, effettuano la fotosintesi con un

meccanismo simile a quello delle piante.

Possiedono sistemi di membrane interne,

coinvolte nello svolgimento della fotosintesi,

simili ai tilacoidi dei cloroplasti e la clorofilla rappresenta il

principale pigmento per l'assorbimento della luce.

Alcune sono in grado di fissare l'azoto atmosferico.

Si riproducono in modo asessuato, vivono sia isolate

che in colonie; alcune specie instaurano

simbiosi con i funghi formando i licheni.

alghe azzurre

Archeobatteri

Batteri che vivono in condizioni ambientali estreme,Alobatteri, vivono in condizioni di alta salinitàTermoacidofili, vivono a temperature attorno agli 80°C e a pH 3Metanobatteri,vivono nelle paludi e sintetizzano metano da CO2 ed H2O

L’analisi genetica di questi batteri ha mostrato le differenze con gli altri procarioti,

le esigenze ambientali di questi organismi, adatti alle condizioni di vita della terra primordiale,

fanno presupporre una loro origine molto antica

Il regno dei protisti è composto da eucarioti primitivi,

per la maggior parte unicellulari

oppure coloniali ma non differenziati.

3 gruppi:

I Protozoi, non sono fotosintetici e si procurano il cibo predando

Le Alghe, sono fotosintetiche

Mixomiceti, hanno le abitudini alimentari dei funghi

Riproduzione sia sessuata che asessuata

I protisti possono essere parassiti interni e esterni,

possono vivere dove c'è sostanza organica in

decomposizione, vivere simbiosi con altri animali

Alcuni provocano gravi malattie nell'uomo,

quali per esempio la malaria e la malattia del sonno.

I PROTISTI

organismi pluricellulari eterotrofi,

alcuni unicellulari.

La maggior parte secerne sostanze che

digeriscono il materiale nutritizio fuori dal corpo,

ed in seguito lo assorbono attraverso la parete cellulare.

Hanno il corpo a tallo,

cioè non suddiviso in radici, fusto e foglie.

Gran parte sono

saprofiti,

si nutrono di sostanze organiche non appartenenti a esseri viventi

o parassiti,

si nutrono di sostanze organiche appartenenti a esseri viventi.

I FUNGHI

La maggior parte si riproduce alternando

riproduzione asessuata (mediante spore) a quella sessuata

in base alle modalità di riproduzione sessuata

e alle strutture riproduttive

i funghi sono divisi in quattro gruppi

Zigomiceti, Ascomiceti, Basidiomiceti, Deuteromiceti

che si presentano con una grande varietà di forme.

I lieviti, Ascomiceti unicellulari, effettuano la fermentazione

alcolica, e sono utilizzati per la produzione di vino e birra.

Alcuni, in particolare le muffe, producono antibiotici,

tra i quali la penicillina.

I FUNGHI

phylum principali appartenenti al regno degli animali

La filogenesi del regno animale

Si ritrovano in acqua sia dolce che salata

e sono caratterizzati da numerose cavità

attraverso cui l'acqua entra e viene filtrata

Sono hanno un’ impalcatura scheletrica formata da

spicole silicee o calcaree e/o da fibre

di una proteina detta spongina

Possono riprodursi sia in modo sessuato che asessuato

I Poriferiunico phylum del sottoregno dei parazoi,

i cui individui sono formati da semplici aggregati

di cellule che non costituiscono tessuti differenziati.

Invertebrati quasi esclusivamente marini,

hanno una rudimentale differenziazione dei tessuti

Sono costituiti da un doppio strato di cellule

(ectodermide ed endodermide)

che delimita una cavità centrale dotata di una sola apertura

(celenteron).

Possiedono simmetria raggiata,

si riproducono per via asessuata e sessuata con

alternanza di generazioni

(fase sessuata: medusa, fase asessuata: polipo).

Sono Celenterati le attinie (o anemoni di mare) ed i coralli.

Celenterati

chiamati volgarmente vermi piatti.

In essi compare la simmetria bilaterale e lo sviluppo di organi.

Molti Platelminti sono parassiti

di uomini e animali e presentano di conseguenza una

regressione dell'apparato digerente e locomotore.

Sono inoltre ermafroditi.

Appartengono ai Platelminti le tenie,

parassiti del tubo digerente degli animali e dell'uomo.

Platelminti

Hanno un tubo digerente completo con due aperture

(bocca e ano).

Tra gli Aschelminti troviamo i Nematodi,

detti anche vermi cilindrici, numerosi nematodi

sono parassiti, esempio

l'ossiuro, il comune verme intestinale dei bambini,

le filarie, che provocano la deformazione mostruosa degli

arti, nota con il nome di elefantiasi,

l'anchilostoma, che si fissa alle pareti dell'intestino

succhiando il sangue

la trichina, responsabile della trichinosi.

Aschelminti

molti presentano una conchiglia calcarea,

prodotta da un tessuto sottostante chiamato mantello.

Si muovono per mezzo di un robusto piede muscolare

e sono in genere a sessi separati.

Il phylum comprende diverse classi tra cui

i Gasteropodi (chiocciole),

i Bivalvi (mitili e vongole)

i Cefalopodi (polpi, seppie e calamari).

In alcune classi si assiste a un particolare sviluppo

del sistema nervoso e degli organi di senso.

Molluschi

Negli Anellidi, detti anche vermi segmentati,

compare la metameria

(suddivisione corporea in segmenti ripetitivi)

importante conquista ai fini della locomozione,

si ritroverà in Artropodi e Vertebrati.

Comprendono i lombrichi, i comuni vermi di terra

e le sanguisughe

Anellidi

phylum che comprende il maggior numero di specie viventi(oltre 900.000) ed è considerato il più evoluto degli Invertebrati.

Gli Artropodi sono caratterizzati da un esoscheletro

di chitina e dal corpo generalmente diviso in tre parti

(capo, torace e addome)

e provvisto di appendici articolate in ogni segmento.

Sono per lo più a sessi separati. Il phylum comprende diverse classi tra cui gli Aracnidi (ragni, scorpioni, acari), gli Insetti i Crostacei (gamberi, granchi, aragoste)

Artropodi

animali marini a simmetria pentaraggiata.

Caratteristico di questo gruppo è il sistema acquifero,

un sistema di canali con funzione locomotoria e respiratoria,

ripieno di liquido in comunicazione con l'acqua circostante.

Gli echinodermi sono caratterizzati da sessi separati.

Gli Asteroidi sono chiamati stelle di mare,

gli Ofiuroidi stelle serpentine

gli Echinoidi ricci di mare.

Echinodermi

sono animali a simmetria bilaterale, generalmente a sessi separati. Sono caratterizzati dalla presenza della corda dorsale(o notocorda), una struttura cilindrica di sostegno, almeno durante una parte del loro ciclo vitale. Il phylum è suddiviso in tre subphyla: Urocordatipresentano la corda dorsale solo nellaregione caudale e solo negli stadi embrionali; Cefalocordatila corda permane per tutto l'arcovitale e occupa l'intera lunghezza del corpo

Vertebratirivestono e sostituiscono la corda dorsale con un sistema scheletrico metamerico, la colonna vertebrale.

Cordati

Questo subphylum comprende le seguenti classi:

Ciclostomi o Agnati (Lamprede ) ,

Condroitti (pesci cartilaginei),

Osteitti (pesci ossei),

Anfibi,

Rettili,

Uccelli

Mammiferi.

VERTEBRATI

superclasse formata da due classi

( Condroitti e Osteitti) che condividono alcuni caratteri:

forma del corpo idrodinamica,

respirazione mediante branchie,

temperatura del corpo variabile (sono cioè eterotermi),

il cuore formato da due cavità

e la circolazione sanguigna semplice

(il sangue passa una volta sola per il cuore).

PESCI

cute ricoperta di scaglie, dette scaglie placoidi,

formate da dentina e smalto

coda eterocerca (formata da due lobi asimmetrici);

numerose fessure branchiali (da 5 a 7) scoperte,

bocca in posizione ventrale

assenza di organi di galleggiamento;

fecondazione interna:

alcune forme sono ovipare, altre ovovivipare,

altre ancora vivipare.

Appartengono a questo gruppo squali e le razze

Condroitti caratterizzati da uno scheletro interno cartilagineo

Hanno uno scheletro di tessuto osseo sono la classe più numerosa del gruppo dei Vertebrati,e la più abbondante negli ambienti acquatici.Caratteri più rappresentativi degli Osteitti: cute ricoperta di scaglie ossee e da un abbondante strato di muco; coda omocerca (formata da due lobi simmetrici) branchie comunicanti con l'esterno con una sola fessura, ricoperta da un opercolo osseo bocca in posizione frontale presenza di un sacco pieno di gas, la vescica natatoria, che funge da organo di galleggiamento; fecondazione esterna e produzione di un gran numero di uova di piccole dimensioni.

Osteitti

Cutenuda e ricoperta da uno spesso strato di muco che protegge dalla disidratazionefecondazionedi solito esterna e deposizione delle uova nell'acqua larveacquatiche che respirano mediante branchie e diventanoadulte attraverso la metamorfosiadultiterrestri che respirano mediante polmoni

ANFIBIprimi Vertebrati a conquistare le terre emerse, ma sono ancora legati all'ambiente acquatico,

dove si riproducono e sviluppano.

Cuoreformato da tre cavità (due atri e un ventricolo) Circolazione sanguigna doppia (il sangue passa due volte per il cuore)e incompleta (il sangue ossigenato e deossigenato si mescolano nell'unico ventricolo); Temperatura del corpo variabile (eterotermi).

ANFIBI

La classe è suddivisa in tre ordini principali: Urodeli (tritoni e salamandre),

Anuri (rane e rospi) e Apodi (anfibi poco noti che vivono in gallerie scavate

nel terreno umido).

Uova racchiuse in un guscio coriaceo e dotate di una cavità piena di liquido, la cavità amniotica, per proteggere l'embrione. Cutesecca e rivestita di squame o scudetti cornei Fecondazioneinterna e deposizione delle uova in ambiente terrestre Respirazione mediante polmoni (meno efficienti di quelli di uccelli e mammiferi)

RETTILI Vertebrati terrestri completamente svincolati dall'acqua,

anche grazie ad adattamenti dell'apparato riproduttore

Cuore

formato da tre cavità

circolazione sanguigna doppia e incompleta

temperatura del corpo variabile;

quattro arti, ridotti o assenti in alcune forme.

Gli ordini principali sono tre:

Squamati (serpenti, iguane e lucertole)

Cheloni (tartarughe)

Loricati (coccodrilli)

RETTILI

Cute

ricoperta di penne, derivate da squame trasformate;

Respirazione

mediante polmoni molto efficienti, dotati di sacchi aerei;

Cuore

formato da quattro cavità (due atri e due ventricoli)

Circolazione sanguigna doppia e completa (il sangue ossigenato

e deossigenato non si mescolano)

UCCELLI adattamento al volo

Comparsa dell'omeotermia,

capacità di mantenere la temperatura corporea costante

Quattro arti, dei quali i due anteriori trasformati in ali

Fecondazione

interna e deposizione di uova con guscio calcareo

Eliminazione di acido urico

come scarto del metabolismo dei composti azotati;

Scheletro

robusto e leggero, ossa cave

Bocca

provvista di un becco corneo e priva di denti.

MAMMIFERI

Sono dotati di particolari ghiandole,

sviluppate nelle femmine, rudimentali nei maschi,

le ghiandole mammarie che producono un secreto,

il latte, con cui è nutrita la prole

I mammiferi accudiscono i piccoli

(cure parentali)

fino a quando diventano capaci di provvedere a loro stessi

Cutein genere rivestita di peli, con funzione di isolamento termicoRespirazione mediante polmoni efficientiCuoreformato da quattro cavità Circolazione sanguigna doppia e completaTemperatura corporea costante (omeotermi)Quattro arti; Sistema nervosoin particolare l'encefalo, molto sviluppatofecondazione interna e uova di piccole dimensioni.

La classe dei Mammiferi comprende 18 ordini, tra cui quello dei Primati

di cui fa parte anche l'uomo.

In 16 dei 18 ordini

lo sviluppo embrionale è caratterizzato dalla presenza

della placenta,

un organo che mette in relazione madre e feto

permettendo lo scambio di

ossigeno, sostanze nutritive e prodotti di rifiuto.

l mammiferi non placentati, più primitivi,

sono limitati agli ordini dei

Monotremi e dei Marsupiali.