Caratteristiche generali dei sistemi viventi

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1 Caratteristiche generali dei sistemi viventi Unicità chimica Possesso di un programma genetico Riproduzione Sviluppo Complessità ed organizzazione gerarchica Metabolismo Interazione ambientale

2 Lo sviluppo animale Lo sviluppo è un processo mediante il quale un organismo subisce una serie di cambiamenti progressivi, nel corso dei quali esso assume le forme successive che caratterizzano il suo ciclo biologico

3 Dalla singola cellula all organismo pluricellulare

4 Teoria del preformismo Epigenesi (l animale prende forma gradualmente)

5 Lo sviluppo di un organismo viene largamente determinato dal genoma dello zigote e dall organizzazione citoplasmatica dell uovo fecondato e dall interazione con le cellule vicine Lo sviluppo comprende: Divisioni mitotiche Differenziamento Morfogenesi 1) I nuclei sono esposti ad ambienti citoplasmatici differenti, determinando una diversa espressione genica nei vari elementi cellulari (sviluppo a mosaico) PROTOSTOMI (moluschi,anellidi, artropodi) 2) Interazione con le cellule vicine (interazioni induttive) (sviluppo regolativo) DEUTEROSTOMI (echinodermi, cordati)

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7 FECONDAZIONE ESTERNA INTERNA ADATTAMENTI Morfologici Ecologici Etologici

8 Fecondazione esterna: Numero elevato di gameti Sincronismo Aggregazione nel periodo riproduttivo Forme di riconoscimento

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11 1-incontro 2-riconoscimento 3-reazione acrosomiale 4-cono di fecondazione 5- depolarizzazione della membrana 6-reazione corticale 7- fusione dei pronuclei 8 - attivazione del citoplasma

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13 La segmentazione consiste in una serie di divisioni mitotiche che in seguito alla fecondazione danno origine ad un embrione pluricellulare, la blastula. Durante la segmentazione le cellule attraversano le fasi S (sintesi del DNA) e le fasi M (mitosi) del ciclo cellulare, essenzialmente senza entrare nelle fasi G 1 e G 2 nelle quali avviene l accrescimento cellulare

14 La segmentazione è condizionata dalla presenza del tuorlo, che non è distribuito in modo uniforme, ma secondo un gradiente di concentrazione: è più abbondante verso il polo vegetativo dell'uovo, mentre il citoplasma si trova concentrato al polo opposto (polo animale). La polarità dell'uovo, già manifesta nel corso dell'ovogenesi, si esprimerà poi nel piano generale di organizzazione dell' embrione. Si conoscono due tipi principali di segmentazione: La segmentazione totale, o oloblastica, coinvolge tutta la cellula dello zigote la segmentazione parziale, o meroblastica, coinvolge solo una parte della cellula zigotica.

15 Segmentazione e sue modalità Segmentazione oloblastica Radiale Spirale Bilaterale Rotazionale Poriferi, cnidari, echinodermi, anfiosso, anfibi Platelminti (molti), rotiferi, molluschi, anellidi Tunicati, molluschi (calamari e polpi) Mammiferi placentati Segmentazione meroblastica Discoidale Superficiale Pesci, rettili, uccelli Artropodi (la maggior parte)

16 LA SEGMENTAZIONE OLOBLASTIACA PUO ESSERE SPIRALE O RADIALE

17 Segmentazione oloblastica radiale Riccio di mare

18 La segmentazione parziale (meroblastica) si suddivide in: Discoidale Superficiale

19 SEGMENTAZIONE MEROBLASTICA SUPERFICIALE (uova centrolecitiche: es Artropodi) SEGMENTAZIONE MEROBLASTICA DISCOIDALE (Uova telolecitiche)

20 BLASTULA

21 Successivamente interviene un processo di gastrulazione durante il quale le cellule della blastula si organizzano in tre foglietti embrionali (ectoderma, entoderma, mesoderma) gastrula

22 Gastrulazione nel riccio di mare Migrazione di cellule all interno della blastula La piastra vegetativa si piega verso l interno del blastocele Le cellule della cupola dell archenteron rilasciano le cellule del mesenchima secondario Mesenchima primario Nei deuterostomi il blastoporo marca la posizione dell ano Deuterostomi: cordati e echinodermi

23 DIFFERENZIAMENTO CELLULARE TESSUTI IN TUTTI GLI ANIMALI Dall ectoderma : tessuti epiteliali esterni (es pelle) e tessuto nervoso Dal mesoderma: tessuti connettivi (es derma, muscoli, scheletri ossei, sangue)

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25 IERI: teoria della ricapitolazione formulata dal naturalista, artista e filosofo Ernst Haeckel. Aforisma: "l'ontogenesi ricapitola la filogenesi : lo sviluppo embrionale è il diretto risultato della storia evolutiva. Evolutionary Developmental Biology: EVO-DEVO