laboratorio evoluzione Marcello Sala SIMILI O DIVERSI?

Disegnate un animale … Conosciamo poche specie animali La 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 trentina di phyla

Phylum di appartenenza artropodi tracheati esapodi Si assomigliano? Phylum di appartenenza tardigradi artropodi tracheati miriapodi artropodi tracheati esapodi onicofori molluschi gasteropodi

ARTROPODI - tracheati – esapodi àrthron giuntura pous-podòs piede trachùs rugoso ecsàs sei TARDIGRADI tardus lento gradior-gradi camminare ARTROPODI - tracheati - miriapodi àrthron giuntura pous-podòs piede trachùs rugoso murìos innumerevole MOLLUSCHI - gasteropodi mollusca nux una varietà di noce dal guscio molle gastèr-gastròs ventre pous-podòs piede ONICOFORI ònux-ònichos unghia fero-ferre portare

Phylum di appartenenza artropodi crostacei brachiopodi molluschi bivalvi Si assomigliano? Phylum di appartenenza artropodi crostacei molluschi cefalopodi molluschi cefalopodi molluschi gasteropodi

BRACHIOPODI bracùs corto pous-podòs piede ARTROPODI - crostacei àrthron giuntura pous-podòs piede crosta MOLLUSCHI - bivalvi mollusca nux una varietà di noce dal guscio molle bis due volte valvae ante di una porta MOLLUSCHI - gasteropodi mollusca nux una varietà di noce dal guscio molle gastèr-gastròs ventre pous-podòs piede MOLLUSCHI - cefalopodi mollusca nux una varietà di noce dal guscio molle kefalè testa pous-podòs piede

Phylum di appartenenza nematodi nematomorfi sipunculidi anellidi Si assomigliano? Phylum di appartenenza nemertini cordati cefalocordati

NEMATODI nèma filo NEMATOMORFI nèma filo morfè forma SIPUNCULIDI sipho-siphonis sipuncŭlus  piccolo sifone ANELLIDI anello NEMERTINI Nemertes nome di una ninfa marina nèma filo CORDATI – cefalocordati kefalè testa corda

Phylum di appartenenza cnidari antozoi gastrotrichi Si assomigliano? Phylum di appartenenza molluschi gasteropodi artropodi crostacei anellidi 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 molle gastèr-gastròs ventre pous-podòs piede ARTROPODI - crostacei àrthron giuntura pous-podòs piede ANELLIDI anello

anellidi anellidi anellidi anellidi anellidi Si assomigliano? Phylum di appartenenza anellidi anellidi anellidi

I tipi di specie (Phyla) presentano piani anatomici e/o organizzazione REGNO sottoregno ramo superphylum clade PHYLUM Animali Fagocitellozoi Placozoi Parazoi Poriferi Mesozoi Eumetazoi Radiati Cnidari Ctenofori Bilateri Protostomi Ecdisozoi Kinorinchi Loriciferi Priapulidi Nematodi Nematomorfi Onicofori Tardigradi Artropodi Lofotrocozoi Sipunculidi Nemertini Foronidi Briozoi Entoprocti Brachiopodi Molluschi Anellidi Echiuridi Platizoi Platelminti Gastrotrichi Rotiferi Deuterostomi Chetognati Emicordati Echinodermi Cordati 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 corda struttura di sostegno longitudinale dorsale

longitudinale dorsale REGNO sottoregno ramo superphylum clade PHYLUM Animali Fagocitellozoi Placozoi Parazoi Poriferi Mesozoi Eumetazoi Radiati Cnidari Ctenofori Bilateri Protostomi Ecdisozoi Kinorinchi Loriciferi Priapulida Nematodi Nematomorfi Lobopodi Onicofori Tardigradi Artropodi Lofotrocozoi Sipunculi Nemertini Foronidi Briozoi Entoprocti Brachiopodi Molluschi Anellidi Echiuridi Platizoi Platelminti Gastrotrichi Gnatiferi Deuterostomi Chetognati Emichordati Echinodermi Cordati Tutte hanno una corda struttura di sostegno longitudinale dorsale

Larva di anfibio: ai lati della corda dorsale sono disposti i miotomi e sono visibili gli abbozzi delle future vertebre

Embrioni di quali animali? ! Somiglianze esagerate da Haeckel ! Somiglianze e differenze Embrioni di quali animali?

I caratteri utilizzati dagli scienziati per distinguere i phyla sono diversi Molti non sono visibili Alcuni 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 caratteri DNA: 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

DNA uguale? 98,8% 85% 40%

DNA diverso max 0,1% 1,2% 15% 60%

Quale funzione ha il DNA? Contiene informazioni che fanno sì che un 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 vivere diversi piani corporei di organizzazione delle funzioni vitali

Symbion pandora per la maggior parte della sua vita simbionte sulle setole dell’apparato boccale delle aragoste norvegesi non risulta appartenere ad alcun phylum conosciuto Ciclo di vita complicato con 3 larve Un nuovo phylum: Cycliophora imparentato con Briozoi o con Rotiferi

che c’entra l’evoluzione di Darwin? Sistema gerarchico di Linneo che c’entra l’evoluzione di Darwin?

per selezione naturale” 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 vantaggiosa aumenta rispetto alle altre nella popolazione  la forma (media) di una specie cambia attraverso le generazioni “L’origine delle specie per selezione naturale” 1859

Questo cosa c’entra con l’origine di nuove specie? Africa India Questo cosa c’entra con l’origine di nuove specie? se due gruppi della stessa popolazione si separano il cambiamento attraverso le generazioni può essere divergente se la diversità supera la soglia della interfecondità la separazione ha dato origine a due specie diverse “genealogia” delle specie =filogenesi : discendenza da un specie antenata comune

Il sistema gerarchico di Linneo… tempo … trova spiegazione nella filogenesi di Darwin La teoria dell’antenato comune (inteso come specie)

antenato comune REGNO sottoregno ramo superphylum clade PHYLUM Animali Fagocitellozoi Placozoi Parazoi Poriferi Mesozoi Eumetazoi Radiati Cnidari Ctenofori Bilateri Protostomi Ecdisozoi Kinorinchi Loriciferi Priapulida Nematodi Nematomorfi Lobopodi Onicofori Tardigradi Artropodi Lofotrocozoi Sipunculi Hyoliti Nemertini Foronidi Briozoi Entoprocti Brachiopodi Molluschi Anellidi Echiuri Platizoi Platelminti Gastrotrichi Rotiferi Deuterostomi Chetognati Emichordati Echinodermi Cordati 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 animali Contrariamente alla maggior parte degli animali sono sessili, mancano di sistema nervoso, hanno solamente due foglietti embrionali (manca il mesoderma): questi dati che cosa indicano? Probabile divergenza precoce dall’antenato comune Dall’analisi del genoma di Mnemiopsis leidyi (phylum Ctenofori) e dal confronto con i genomi di altre 13 specie emerge che sarebbero questi organismi Le 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’