TIPI RIPRODUZIONE. Sessuata o gamica formazione di 2 o più nuovi individui da una cellula/organismo progenitrice

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Elena Marchese
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1 TIPI RIPRODUZIONE Vegetativa o agamica Sessuata o gamica formazione di 2 o più nuovi individui da una cellula/organismo progenitrice formazione di un nuovo individuo dall'unione di due cellule sessuali (gameti) Scissione Isogamia (+ e -) Gemmazione cellulare Anisogamia Divisione multipla Oogamia (cellula uovo simultanea o succedanea Frammentazione e spermatozoidi)

2 CICLO VITALE o ONTOGENETICO Intera sequenza delle varie fasi di accrescimento e sviluppo di un organismo dalla formazione dello zigote alla produzione di gameti momento in cui avviene la meiosi Si basa su: tipo di cellule che produce presenza o meno di più stadi, liberamente viventi, nel corso del ciclo vitale. Generazione: periodo dell ontogenesi che inizia con un determinato tipo di germe (cellule o corpi germinali) e dopo varie divisioni si conclude con un altro tipo di germe Generazione principale APLOIDE (n): individuo aplonte o GAMETOFITO (produce gameti per mitosi) Generazione principale DIPLOIDE (2n): individuo diplonte o SPOROFITO (produce spore per meiosi) Alternanza di generazione: Compresenza di generazioni distinte APLOIDI E DIPLOIDI

3 CICLI -MONOGENETICI -DIGENETICI -TRIGENETICI Alternanza di diverse fasi : GAMETOFITICA e/o SPOROFITICA Alternanza di generazioni: -Isomorfe: stessa morfologia ovvero gametofito e sporofito indistinguibili morfologicamente -Eteromorfe: gametofito e sporofito diversi morfologicamente Nel corso dell evoluzione dei vegetali si assiste ad un passaggio da cicli con gametofito = generazione dominante a cicli con sporofito = generazione dominante

4 CICLI ONTOGENETICI Alternanza nucleare P K M P - plasmogamia K - cariogamia M - meiosi M P zigote aplofase diplofase dicariofase K P zigote K zigote sporofito gametofito gametofito sporofito M Ciclo Aplonte Meiosi zigotica Generazione principale gametofitica Unica fase diploide: zigote In parte dei Protisti e parte dei Funghi Ciclo Diplonte Meiosi gametica Generazione principale sporofitica Unica fase aploide: gameti In parte dei Protisti Ciclo Aplodiplonte Meiosi intermedia Alternanza fase aploide e diploide In molti Protisti, la maggior parte dei Funghi, tutte le Piante

CICLO APLONTE Meiosi zigotica -individui aploidi si riproducono vegetativamente per mitosi -riproduzione sessuale con plasmogamia e cariogamia

5 CICLO APLONTE Meiosi zigotica -individui aploidi si riproducono vegetativamente per mitosi -riproduzione sessuale con plasmogamia e cariogamia isogameti -formazione di ZIGOSPORA quiescente P K MEIOSI individui n Zigote 2n fecondazione germinazione Gameti n +egameti MITOSI MITOSI MITOSI

CICLO DIPLONTE Meiosi gametica -individui diploidi si accrescono e si riproducono vegetativamente per mitosi -gameti in strutture specializzate ma unicellulari sullo sporofito (unico individuo)

6 CICLO DIPLONTE Meiosi gametica -individui diploidi si accrescono e si riproducono vegetativamente per mitosi -gameti in strutture specializzate ma unicellulari sullo sporofito (unico individuo) -fecondazione per unione dei gameti (oogamia) e sviluppo zigote diploide oogamia fecondazione Gameti n P MEIOSI K zigote accrescimento MITOSI MITOSI In Fucus i gameti si sviluppano in strutture cave specialiazzate. MITOSI Sporofito 2n

7 CICLO APLODIPLONTE alternanza di generazioni isomorfe Meiosi sporica in cellule diploidi dello sporofito. - Dalla germinazione delle spore aploidi originano i gametofiti - Dall accrescimento dello zigote per mitosi si forma lo sporofito - Due stadi multicellulari liberamente viventi, lo SPOROFITO diploide e il GAMETOFITO aploide simili morfologicamente (isomorfe) fecondazione P K zigote Gameti n MITOSI MITOSI Gametofito n Sporofito 2n germinazione MITOSI Spore n MEIOSI

8 Procarioti animali mitocondri Dominio Dominio Archaea Bacteria funghi alghe e piante alofili estremi cloroplasti cyano termofili protisti Eucarioti Dominio Eukarya Protista Regni Animalia Myceteae Plantae EUCARIOTI MONOFILETICI ma con una radiazione molto precoce a partire dal comune antenato in molti gruppi. Sono attualmente divisi in 4 Regni non coerenti filogeneticamente.

omogeneità morfologica Colonizzato tutte le nicchie

9 I 2 domini procariotici Procarioti lunghi tempi evolutivi quindi grande biodiversità ma alta omogeneità morfologica Colonizzato tutte le nicchie ecologiche grazie a evoluzione di vari sistemi metabolici 16S rrna

10 ARCHAEA 1) Alofili estremi (12-23% NaCl) 2) Termofili estremi (80 C optimum T ) 3) Metanogeni (H2 e CO2 per produrre metano) 4) Thermoplasma (T. acidophilum) privo di parete (scarti acidi di carbone) Piccolissimi, con composizione membrane e pareti diverse da quelle degli altri esseri viventi Si ritiene siano organismi antichi, particolarmente diffusi 3MA con atmosfera ricca in CO2 e H2 e attualmente sono presenti in habitat estremi e vengono considerati organismi relitti che colonizzano ambienti ostili agli altri organismi.

11 Comunità alofile nel Mar Morto Salinità fino a 6 volte quella del mare. Halobacterium halobium vive in laghi e pozze salate. Fotoeterotrofo che utilizza l energia luminosa per fare ATP senza evoluzione di O2 grazie ad un sistema a livello della membrana cellulare est retinale-proteina di membrana = BATTERIORODOPSINA in grado di assorbire quanti di luce e creare un gradiente elettrochimico che viene sfruttato per il metabolismo (sintesi di ATP e trasporto attivo di ioni Na+ e K+). USO DELLA LUCE NON CORRISPONDE ALLA FOTOSINTESI

12 Termofili estremi (temperature > 70 C fino a 140 C) >90 C ALTE TEMPERATURE E BASSO ph (termoacidofili) PRESSO SORGENTI SULFUREE CALDE, FUMAROLE, GEYSER, VULCANI SOTTOMARINI 74 C

13 METANOGENI chemioeterotrofi anaerobi obbligati Producono CH4 da CO2 e H2 Comuni in impianti trattamento reflui, paludi, nelle profondità oceaniche e nel tratto digerente di ruminanti dove demoliscono cellulosa. chemioeterotrofi

14 Il dominio Bacteria 22 phyla (Manuale di Batteriologia Sistematica di Bergey) Batteri fotosintetici BATTERIOCLOROFILLA Cianobatteri 16S rrna

15 bacilli cocchi spirilli Bacteria Forma Dimensione Struttura Metabolismo Ecologia attinomiceti mixobatteri

16 La parete cellulare dei batteri nm 2-10 nm Senza steroli Enzimi respiratori Siti fotosintesi (no cyanos) Siti di attacco DNA

17 Dalla membrana plasmatica originano invaginazioni glicocalice Batteri purpurei (vescicole, tubuli, lamelle) Cianobatteri (tilacoidi)

18 DNA batterico: - cromosoma circolare - plasmidi Inclusi cellulari: - glicogeno - PHB (poli-b-idrossibutirrato) - polifosfati - cianoficina

19 Evoluzione dei procarioti (da 3,8 miliardi di anni fa) Circa 3000 specie descritte = 10% di quelle stimate Dimensioni 0,2-5 mm Biomassa > di tutti gli eucarioti (90% in peso nel mare) o meteoriti. Genoma bp o comete fotosintesi ossigenica fotosintesi 3,5 miliardi di anni Procarioti eterotrofi

Declino dei cianobatteri Aumento contenuto O2 atmosfera e oceani Radiazione evolutiva dei cianobatteri Depositi rossi per ossido di ferrro Cianobatteri più

20 Declino dei cianobatteri Aumento contenuto O2 atmosfera e oceani Radiazione evolutiva dei cianobatteri Depositi rossi per ossido di ferrro Cianobatteri più antichi Antichi stromatoliti con cianobatteri coccali e filamentosi Formazione di oceani e continenti Formazione della terra Comparsa degli organismi aerobi obbligati

21 Cyanobacteria (o Cyanophyta): circa 2000 specie parete Gram-negativa carbossisomi

22 ExoPolymeric Secretions = EPS tilacoidi

23 Fotosistemi nei tilacoidi + ficobilisomi sopra i tilacoidi Chlorophyll and carotenoids and phycoerythrin APC PC phycoerythrin PE

24 CHO = Chl Chlb Photosynthetic Absorbtion of visible light Chlorophyll a Chl c1 c2 PE PC APC Carotenoids Phycobiliproteins

25 Proclorofite (solo 3 specie note) Prochloron didemnii Prochlorothrix hollandica Prochlorococcus marinus - non hanno ficobiliproteine ma clorofilla a e b oppure divinil clorofilla a e b - non hanno ficobilisomi ma tilacoidi appaiati a 2 o più

26 Stromatoliti viventi in Australia stromatoliti fossili (circa 3.5 miliardi di anni fa)

27 Planktic cyanobacteria Synechococcus Oscillatoria Microcystis Anabaena

28 Cyanobacteria/Cyanophyta, Cyanophyceae divisi in 4 (5) ordini

29 Cianobatteri unicellulari e coloniali (Chroococcales) Merismopedia mucillagine Cyanothece Gloeocapsa Synechocystis Chroococcus Microcystis

30 Cianobatteri filamentosi (Oscillatoriales) Tricodesmium Arthrospira Oscillatoria Phormidium Spirulina

31 Fioritura di cianobatteri planctonici tossici epatotossine neurotossine Lago di Albano vescicole gassose Planktothrix rubescens Aphanizomenon

varying in length and diameter (300-1000

32 VESCICLOE GASSOSE Double protein layer (GvpA, GvpC) rigid and permeable to gases varying in length and diameter ( nm x nm) Gas vesicles in Microcystis

33 fitoplancton Water blooms of Microcystis in Orissa, India 2006 Nodularia blooms

34 Cianobatteri filamentosi eterocistici (Nostocales) - azotofissatori (N2) hanno cellule specializzate le eterocisti (enzima nitrogenasi) eterocisti intercalari apicali Calothrix acineti Anabaena

35 Anabaena simbionte di Azolla Cavità fogliari

dannosa e evitano o riparano il danno al DNA nella

36 ormogonio Scytonema Scytonema julianum CD 13f false ramificazioni composti che filtrano la radiazione dannosa e evitano o riparano il danno al DNA nella mucillagine giallo-marrone scitonemina = pigmento anti-uv

37 Cianobatteri filamentosi eterocistici (Nostocales) Nostoc Nostoc simbionte in Geosiphon e Blasia

38 Cianobatteri filamentosi eterocistici con vere ramificazioni (Stigonematales) Stigonema Fischerella maior CSC 9d*

39 Il ciclo dell azoto Biofertilizzanti per N cianobatteri azotofissatori terrestri liberi e simbionti cianobatteri azotofissatori planctonici liberi e simbionti

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