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T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo 1

Modello animale nell’ambiente acquatico e nell’ambiente aereo-terrestre

Tiziano Terrani, Liceo di Lugano 2

6942 SAVOSA


Aspetti considerati

1.Tegumento protettivo

2.Sostegno del corpo

3.Arti (articolati)

4.Respirazione (branchie, polmoni)

5.Riproduzione (fecondazione esterna, interna)


1. Nell’ambiente acquatico non è indispensabile un rivestimento del corpo impermeabile


1. Nell’ambiente aereo-terrestre è necessario limitare al minimo indispensabile le perdite di acqua dal corpo

di regola nell’aria la concentrazione

dell’acqua è inferiore rispetto a quella del

corpo dell’organismo!

soluzioni acquose

evaporazione!

disidratato!


2. Nell’ambiente acquatico non è indispensabile uno scheletro

Nell’acqua, molto più densa dell’aria (ca. 775

volte più densa), anche le strutture più delicate sono sostenute (spinta di Archimede!)

Spinta di Archimede: « Un corpo riceve dal basso verso l'alto una spinta pari al peso del volume di liquido spostato »


2. Nell’ambiente aereo una struttura simile non sarebbe funzionale


2. Gli animali dell’ambiente aereo-terrestre (tranne pochissime eccezioni) sono dotati di scheletro

Per essere sostenuti e per muoversi con efficacia nell’ambiente aereo occorre uno scheletro: nel corso dell’evoluzione negli animali si sono imposti principalmente due tipi di scheletro: l’esoscheletro (scheletro esterno degli artropodi) e l’endoscheletro (scheletro interno dei vertebrati).

http://www.photos-of-the-year.com/nature2005/showphoto.php?photo=15414&size=big&sort=4&thecat=709


2. Sostegno del corpo: due soluzioni, eso- o endoscheletro


3. Arti articolati

Negli animali terrestri sono di regola presenti appendici corporee articolate …

… si tratta di sporgenze del corpo composte di più

pezzi, mobili gli uni rispetto agli altri.

Negli Artropodi, queste appendici assumono le

funzioni più svariate: arti, ali, antenne e apparati boccali


3. Arti articolati nei vertebrati


4. Come respirare: il concetto

Tutte le cellule degli organismi pluricellulari devono poter assorbire ossigeno dal mezzo in cui sono immerse per poter effettuare la respirazione cellulare (ottenendo così energia utilizzabile per i vari processi cellulari dalle sostanze organiche assorbite). Il problema è che la maggior parte delle cellule di un pluricellulare di medie - grandi dimensioni è molto lontana dall’ambiente esterno (acqua o aria). Inoltre la superficie corporea a diretto contatto con l’esterno è generalmente troppo piccola per garantire un rifornimento di O2 sufficiente, nell’unità di tempo, per tutte le cellule del corpo.

O2superficie corporea a contatto diretto con l’ambiente esterno


4. Soluzione in acqua: branchie + app. circolatorio

Le branchie sono delle estroflessioni della superficie corporea che permettono di

realizzare una grande area di assorbimento dell’O2


4. Branchie in un nudibranchio (mollusco marino)


4. Come respirare nell’acqua

se il tegumento è permeabile e le dimensioni lo consentono …

… e negli altri casi


4. Respirare nell’acqua: variazioni sul tema


4. Le branchie nei pesci ossei


4. Soluzione nell’aria: polmoni + app. circolatorio

I polmoni sono delle introflessioni della superficie corporea che permettono di

realizzare una grande area di assorbimento dell’O2


4. Come respirare nell’aria

Nei polmoni, milioni di alveoli realizzano superfici di notevoli dimensioni


4. Come respirare nell’aria: una soluzione alternativa

raggiungere direttamente le cellule all’interno di sottili tubi (trachee)


Il sistema respiratorio a trachee degli insetti


5. Fecondazione nell’ambiente acquatico

La fecondazione è di regola esterna: sia il maschio che la femmina emettono le loro cellule germinali (o gameti) direttamente nell’ambiente esterno dove avverrà l’incontro del gamete maschile (spermatozoo) con quello femminile (cellula uovo). Questo processo è chiamato fecondazione (“addizione” del materiale genetico dello spermatozoo a quello della cellula uovo: n + n = 2n).

Per il buon esito della fecondazione è necessario che i gameti siano emessi nello stesso luogo e in un intervallo di tempo breve (sincronismo). Spesso lo scopo è raggiunto per mezzo di comportamenti di corteggiamento (come “danze”) che stimolano il partner di sesso opposto.


5. Fecondazione nell’ambiente aereo

La fecondazione è interna: infatti i gameti non potrebbero opporsi ad una rapida disidratazione.

Negli organismi a fecondazione interna il maschio introduce nella femmina, durante l’accoppiamento, i propri gameti. Questi ultimi sono deposti in una cavità aperta del corpo nella quale vigono condizioni simili all’ambiente acquatico e nella quale sono emessi anche i gameti femminili.

I comportamenti sessuali (riti e danze “nuziali”) sono tipici anche delle specie a fecondazione interna per permettere l’accoppiamento.


5. Le due modalità di fecondazione

maschio femmina

nell’acqua

FECONDAZIONE

esterna

zigote (prima cellula di un nuovo organismo!)

maschio femminanell’aria FECONDAZIONE

interna

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