Tiziano Terrani, Liceo di Lugano 2 6942 SAVOSA Modello animale nell’ambiente acquatico e nell’ambiente aereo-terrestre Tiziano Terrani, Liceo di Lugano 2 6942 SAVOSA T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo Aspetti considerati Tegumento protettivo Sostegno del corpo Arti (articolati) Respirazione (branchie, polmoni) Riproduzione (fecondazione esterna, interna) T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo 1. Nell’ambiente acquatico non è indispensabile un rivestimento del corpo impermeabile T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo 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! evaporazione! soluzioni acquose disidratato! T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

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

2. Nell’ambiente aereo una struttura simile non sarebbe funzionale T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

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

2. Sostegno del corpo: due soluzioni, eso- o endoscheletro T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo 3. Arti articolati Negli animali terrestri sono di regola presenti appendici corporee articolate … Negli Artropodi, queste appendici assumono le funzioni più svariate: arti, ali, antenne e apparati boccali … si tratta di sporgenze del corpo composte di più pezzi, mobili gli uni rispetto agli altri. T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

3. Arti articolati nei vertebrati T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

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. O2 superficie corporea a contatto diretto con l’ambiente esterno T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

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

4. Branchie in un nudibranchio (mollusco marino) T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

4. Come respirare nell’acqua se il tegumento è permeabile e le dimensioni lo consentono … … e negli altri casi T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

4. Respirare nell’acqua: variazioni sul tema T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

4. Le branchie nei pesci ossei T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

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

4. Come respirare nell’aria Nei polmoni, milioni di alveoli realizzano superfici di notevoli dimensioni T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

4. Come respirare nell’aria: una soluzione alternativa raggiungere direttamente le cellule all’interno di sottili tubi (trachee) T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

Il sistema respiratorio a trachee degli insetti T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo

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

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

5. Le due modalità di fecondazione maschio femmina nell’acqua FECONDAZIONE esterna zigote (prima cellula di un nuovo organismo!) maschio femmina nell’aria FECONDAZIONE interna T. Terrani Animali nell'amb. acquatico e nell'amb. aereo