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H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini Invito alla biologia. azzurro Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 1

Capitolo 7 La diversità dei viventi Lezione 1. I procarioti e i protisti Lezione 2. Il regno degli animali Lezione 3. Il regno delle piante Lezione 4. Il regno dei funghi Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 2

Archeobatteri e batteri I procarioti appartengono a due domini: • Archaea, che comprende gli archeobatteri (o archei); • Bacteria, che comprende i batteri (o eubatteri). Gran parte degli archeobatteri vive in ambienti estremi: • gli alofili vivono in ambienti molto salati; • gli acidofili vivono in acque molto acide; • i termofili vivono in zone molto calde; • i termoacidofili vivono in ambienti caldi e acidi. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 3

Gli eubatteri in base alla forma si distinguono in: • cocchi, di forma sferica; • bacilli, a forma di bastoncello; • spirilli, a forma di spirale; • vibrioni, a forma di bastoncello ricurvo. In base al tipo di metabolismo si distinguono in: • eterotrofi, come i saprofiti; • autotrofi fotosintetici; • autotrofi chemiosintetici, che comprendono i batteri azotofissatori e i nitrificanti. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 4

Il regno dei protisti I protisti sono un gruppo di eucarioti molto vario. Possono essere: • sia eterotrofi che autotrofi fotosintetici; • sia unicellulari che pluricellulari. Vengono suddivisi in: • funghi mucillaginosi e muffe d’acqua; • protozoi; • alghe. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 5

FISSA I CONCETTI • A quali domini appartengono i procarioti? • In quali ambienti vivono rispettivamente gli archeobatteri acidofili, alofili e termofili? • Quale tipo di metabolismo hanno gli eubatteri saprofiti? • Quale caratteristica accomuna tutti i protisti? • Elenca i principali gruppi di protisti. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 6

Il regno degli animali Gli animali, pur essendo molto diversi, sono tutti organismi eterotrofi e pluricellulari. Molti si riproducono per via sessuata tramite gameti. Due importanti criteri di classificazione sono: • la simmetria, che può essere radiale o bilaterale; • la presenza o assenza del celoma, la cavità interna del corpo ripiena di liquido che contiene i visceri. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 7

L’albero filogenetico degli animali Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 8

I poriferi Gli animali evolutivamente più antichi sono i poriferi o spugne: • Hanno un livello di organizzazione intermedio tra un organismo coloniale e pluricellulare. • Sono sessili (vivono ancorati al fondo). • Presentano una riproduzione asessuata (per frammentazione). • Presentano una riproduzione sessuata. • Molte specie sono ermafrodite. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 9

Gli cnidari, o celenterati, sono animali a simmetria radiale: • Hanno una cavità gastrovascolare interna detta celenteron. • La bocca è circondata da tentacoli. • Possono essere a forma di polipo o di medusa; • Presentano una riproduzione sia asessuata che sessuata. • Comprendono idre, anemoni di mare e coralli. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 10

Gli animali vermiformi Tutti gli animali vermiformi presentano una simmetria bilaterale, che determina la presenza di una regione cefalica e una regione caudale. Si distinguono in: • Platelminti, o vermi piatti, che sono acelomati; • Nematodi, o vermi cilindrici, che sono pseudocelomati; • Anellidi, o vermi segmentati, che sono celomati e con il corpo diviso in segmenti detti metameri. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 un lombrico (anellide) 11

I molluschi sono animali a simmetria bilaterale, celomati, a riproduzione sessuata. Il corpo può essere distinto in: • piede, con organi sensoriali e per la locomozione; • sacco dei visceri; • mantello, che avvolge i visceri e produce la conchiglia. Le principali classi di molluschi sono: • bivalvi, come ostriche e cozze; • gasteropodi, come lumache e chiocciole; • cefalopodi, come calamari, seppie e polpi. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 12 sezione di una lumaca (mollusco gasteropode)

Gli artropodi sono il gruppo di animali più numeroso sulla Terra. Il corpo possiede: • zampe articolate e altre appendici (antenne, ali, chele); • esoscheletro di chitina, che viene sostituito periodicamente attraverso mute; Le principali classi di artropodi sono: • aracnidi, come ragni e acari; • crostacei, come i granchi; • insetti, come cavallette e api. Molti insetti vanno incotro a metamorfosi. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 13 sezione di una cavalletta (insetto)

Gli echinodermi sono animali deuterostomi caratterizzati da: • simmetria pentaraggiata, negli adulti di molte specie; • dermascheletro, formato da piastre calcaree; • sistema acquifero, che consente la locomozione. Comprendono organismi come: • ricci di mare; • stelle marine; • gigli di mare; • oloturie. una stella marina Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 14

I cordati sono animali deuterostomi dotati di notocorda: • i tunicati, o urocordati, hanno forme larvali natanti e adulti sessili; comprendono salpe e ascidie. • i cefalocordati, simili a piccoli pesci, sono rappresentati dagli anfiossi. • i vertebrati, hanno una colonna vertebrale che sostituisce la notocorda e costituisce l’asse centrale dell’endoscheletro osseo caratteristico degli adulti. un anfiosso (cefalocordato) Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 15

L’albero filogenetico dei cordati Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 16

Gli agnati sono i vertebrati più antichi, con una struttura corporea primitiva e un endoscheletro cartilagineo. Sono suddivisi in: • missinoidi, o missiniformi; • lamprede. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 17

I pesci sono vertebrati ectotermi dotati di mascelle articolate (gnatostomi). Sono caratterizzati dalla presenza di: • pinne, per la locomozione in acqua; • branchie, attraverso cui respirano; • linea laterale, un sistema di recettori nervosi percepire gli spostamenti in acqua. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 18

Gli anfibi sono vertebrati tetrapodi (dotati di quattro arti) ed ectotermi. Sono stati i primi vertebrati a colonizzare le terre emerse e sono caratterizzati da: • una fase larvale acquatica, con respirazione branchiale; • una fase adulta terrestre, con respirazione polmonare. Sono suddivisi in tre ordini: • anuri (rane e rospi), senza coda e con arti posteriori atti al salto; • urodeli (tritoni e salamandre), con lunga coda; • apodi (cecilie), privi di arti. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 19

Il ciclo vitale degli anfibi anuri Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 20

I rettili sono vertebrati tetrapodi ed ectotermi. Hanno colonizzato definitivamente le terre emerse, anche grazie all’evoluzione dell’uovo amniotico, il cui guscio rigido permette di conservare l’acqua. Sono suddivisi in quattro ordini: • cheloni (testuggini e tartarughe); • squamati (lucertole e serpenti); • loricati (coccodrilli, caimani, alligatori); • rincocefali, rappresentati dal tuatara. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 21

Gli uccelli sono vertebrati tetrapodi ed endotermi. Hanno conquistato la capacità di volare grazie allo sviluppo delle ali, e presentano specifici adattamenti: • piume, per l’isolamento termico; • penne, per il sostegno aerodinamico; • ossa cave e sacchi aerei, per alleggerire il corpo. Inoltre, molti uccelli presentano dimorfismo sessuale. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 22

I mammiferi sono vertebrati tetrapodi ed endotermi. Si distinguono per la presenza di: • peli, per l’isolamento termico; • ghiandole mammarie, che producono il latte utilizzato per l’allattamento dei cuccioli. Sono suddivisi in: • monotremi, gli unici ad essere ovovivipari; • marsupiali, dotati di marsupio in cui i piccoli completano il loro sviluppo; • placentati, dotati di placenta, che consente il passaggio di ossigeno e nutrienti dalla madre al feto. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 23

FISSA I CONCETTI • Quali caratteristiche accomunano tutti gli animali? • Quali forme possono assumere gli Cnidari? • Cosa hanno in comune e in cosa differiscono Molluschi e Artropodi? Elenca le principali classi di entrambi i gruppi. • In cosa differiscono Pesci e Agnati? • Elenca almeno un carattere distintivo per ciascuno dei quattro gruppi di Vertebrati tetrapodi. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 24

Il regno delle piante Le piante sono organismi fotosintetici pluricellulari, in grado di vivere e riprodursi fuori dall’acqua. Tutte le piante hanno: • organi fotosintetici; • strutture di sostegno degli organi fotosintetici; • strutture di ancoraggio al suolo. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 25

L’albero filogenetico delle piante Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 26

Le piante non vascolari Le briofite sono piante non vascolari caratterizzate da: • piccole dimensioni; • struttura semplice; • dipendenza dall’acqua per la fecondazione; • assenza di tessuti specializzati per il trasporto di acqua e soluti. Comprendono: • muschi; • epatiche; • antocerote. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 27

Le piante vascolari, o tracheofite, sono caratterizzate dalla presenza di tessuti specializzati per il trasporto di acqua e soluti (vasi conduttori). Si dividono in: • crittogame, prive di semi, rappresentate dalle pteridofite; • spermatofite, con semi, a loro volta suddivise in gimnosperme e angiosperme. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 28

Le piante vascolari Tutte le piante vascolari posseggono strutture specializzate: • radici, specializzate nell’ancoraggio e l’assorbimento di acqua e soluti; • foglie, specializzate nella fotosintesi; • fusto, specializzato nel sostenere le foglie ed esporle alla luce. Tutte le spermatofite hanno il seme, una struttura costituita dall’embrione della nuova pianta e da un rivestimento esterno. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 29

Le pteridofite, o felci, sono piante vascolari prive di semi. Le felci comparvero sulle terre emerse prima dei muschi. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 30

Le gimnosperme sono piante vascolari a seme (spermatofite). Le gimnosperme più note sono le conifere, caratterizzate dalla presenza di: • coni, strutture riproduttive che possono essere maschili (che producono polline) o femminili (detti pigne); • semi nudi, cioè non protetti da un ovario. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 31

La angiosperme Le angiosperme sono spermatofite caratterizzate dalla presenza di fiori, gli organi riproduttori. L’impollinazione può avvenire ad opera del vento (anemofila) o di animali impollinatori (zoofila). Dopo la fecondazione i fiori si trasformano in frutti, che proteggono i semi. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 32

FISSA I CONCETTI • Quali caratteristiche accomunano tutte le piante? • Quali piante comprendono le briofite e qual è la loro principale caratteristica? • Cosa distingue le pteridofite dal resto delle piante vascolari? • Descrivi le funzioni di radici, fusto, foglie, semi e fiori. Quali gruppi di piante hanno i semi, e quali hanno i fiori? Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 33

Il regno dei funghi I funghi sono organismi eucarioti eterotrofi, che possono essere: • unicellulari, come i lieviti; • pluricellulari, come le muffe. • Le cellule sono dotate di una parete cellulare di chitina. • Il corpo dei funghi pluricellulari è costituito da un micelio sotterraneo, a sua volta costituito da filamenti detti ife. • Il corpo fruttifero è una struttura che fuoriesce dal terreno, costituita da ife specializzate nella riproduzione. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 34

I licheni sono organismi che derivano dalla simbiosi di un fungo con un’alga o con un cianobatterio: • il fungo fornisce acqua e sali minerali; • l’alga procura le molecole organiche. Il licheni crescono anche in ambienti rocciosi, che possono poi essere colonizzati da altre forme vegetali. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 35

Le micorrize sono associazioni simbiotiche tra i funghi e le radici delle piante: • i funghi ricevono dalle piante gli zuccheri; • le piante ricevono dai funghi i nutrienti minerali assorbiti dal terreno attraverso le ife. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 36

FISSA I CONCETTI • Descrivi le principali caratteristiche dei funghi. • Fai un esempio di fungo unicellulare. • Da cosa è costituito il corpo dei funghi pluricellulari? • Quali organismi sono in simbiosi in un lichene? Descrivi il ruolo di ciascuno. • Quali organismi sono in simbiosi nelle micorrize? Descrivi il ruolo di ciascuno. Curtis et al. , Invito alla biologia. azzurro © Zanichelli editore 2020 37