sistematica: virus, procarioti, protisti, funghi
virus Mixovirus: virus influenza Papovavirus HPV
I virus non sono cellule (non sono quindi organismi viventi), ma strutture formate da dna (o rna) e proteine. Il virus, infettando le cellule, trasmette l informazione per la produzione di (migliaia di) altri virus.
regni dei viventi
regno: Monere o Procarioti
I procarioti rappresentano le più antiche forme di via e anche oggi restano gli organismi più numerosi e maggiormente diffusi sulla Terra.
regno: Monere o procarioti Conosciuti anche come Batteri, sono organismi unicellulari, con cellula procariote (priva di nucleo e di organuli) Alcuni batteri sono autotrofi altri sono eterotrofi. La riproduzione (scissione binaria) è di tipo non sessuale.
Colorized SEM 2,800 LM 650 I cianobatteri o cianofite sono batteri fotosintetici planctonici che vivono solitari o formano colonie. Cellule azotofissatrici Cellule fotosintetiche
Colonizzata TEM 70 000 Una delle strutture più importanti che caratterizzano la cellula procariotica è rappresentata dalla parete cellulare, spesso avvolta da una capsula. Capsula
La riproduzione e l adattamento Uno dei motivi del grande successo dei procarioti è la loro capacità di riprodursi rapidamente quando si trovano in un ambiente favorevole. La maggior parte dei procarioti produce una nuova generazione nell arco di 1-3 ore, ma esistono specie che, in condizioni ottimali, possono riprodursi ogni 20 minuti. Nel loro complesso, i procarioti mostrano una varietà di modalità nutritive maggiore di tutti gli eucarioti messi insieme.
La varietà di batteri processi metabolici diversificati grande varietà di forme diverse modalità per muoversi
Si conoscono migliaia di specie di batteri, che occupano praticamente tutti i diversi ecosistemi conosciuti, anche i più estremi, ma non è conosciuto il numero totale di specie presenti sulla Terra. Inoltre la loro classificazione è complessa, dato che non si riproducono sessualmente, il tradizionale concetto di specie è di difficile applicazione, ed inoltre i batteri si riproducono velocemente ed evolvono in modo rapido; gli attuali metodi di classificazione si basano sulla comparazione delle sequenze del DNA.
Varietà di forme: sferica (cocchi); a bastoncino (bacilli); ricurvi e a spirale (vibrioni, spirilli, spirochete). Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore 2011 15
I procarioti presentano differenze strutturali così importanti da essere classificati in due diversi domini: I Bacteria (eubatteri o semplicemente batteri) gli Archaebacteria (archeobatteri o archei).
Archeabacteria Vivono in ambienti estremi e possono essere termofili e acidofili, metanogeni e alofili estremi. Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore 2011 17
I procarioti e l ambiente Molti procarioti hanno effetti benefici sulle nostre vite. Molti batteri vivono insieme ad altri organismi e sono strettamente correlati alla vita degli eucarioti (come i batteri azotofissatori sulle radici delle piante). Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore 2011 18
Azotofissatori e decompositori I batteri azotofissatori, convertono cioè l azoto gassoso (N 2 ) dell atmosfera in composti azotati. La decomposizione è un altra funzione fondamentale di alcuni procarioti, che sono in grado di demolire materiali organici per renderli utilizzabili, sotto forma di sostanze inorganiche, da altri organismi. Procarioti decompositori possono essere usati nella depurazione delle acque e dei liquami e nei disastri petroliferi o nella decontaminazione delle miniere di metallo in disuso.
Alcuni batteri provocano malattie, cioè sono patogeni I batteri patogeni provocano malattie a causa delle esotossine ed endotossine che producono.
Escherichia coli: vive nell intestino dei mammiferi, tranne pochi ceppi non è patogeno. E l organismo batterico più studiato ed utilizzato in laboratorio ad esempio nelle biotecnologie, sia nella ricerca che nella produzione di sostanze utili come i farmaci.
. Streptococchi: varie specie che vivono normalmente nel naso e nella pelle, ma anche nelle vie respiratorie dove possono causare infezioni non gravi ( mal di gola ) o gravi (Stretococcus pneumoniae può causare la polmonite). Yersinia pestis, agente responsabile della peste.
Yersinia pestis, agente responsabile della peste.
Il Clostridium botulinum ed il Clostridium tetani sono batteri anaerobi che producono esotossine tra le più velenose conosciute. Il primo è responsabile di avvelenamenti da cibo, il secondo della malattia del tetano.
I batteri contengono una solo grande cromosoma circolare, ma talvolta anche molte piccole molecole di DNA circolari dette Plasmidi.
Colorizzata TEM 2000 Alcuni plasmidi possono passare in un altra cellula, possono quindi servire come trasportatori per trasferire i geni (ricombinazione). Fattore F (plasmide) Fattore F (integrato) Batterio «maschio» donatore Origine della duplicazione Cromosoma batterico Il fattore F inizia la duplicazione e il trasferimento del DNA Batterio «maschio» donatore Cromosoma batterico Il fattore F inizia la duplicazione e il trasferimento Cellula ricevente Solo una parte del cromosoma si trasferisce Può avvenire la ricombinazione Il plasmide completa il trasferimento e assume di nuovo la forma circolare La cellula diventa «maschio» Plasmidi
protisti
I protisti I protisti sono organismi più complessi dei procarioti. Possono essere unicellulari o pluricellulari. Possono avere riproduzione sessuata o asessuata Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore 2011 28
I protisti unicellulari Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore 2011 29
Dai protisti pluricellulari alle piante Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore 2011 30
La cellula eucariotica probabilmente prese forma da semplici comunità di procarioti Le cellule eucariotiche si sono evolute a partire da cellule procariotiche oltre 2 miliardi di anni fa. Il nucleo e il sistema di membrane interne probabilmente presero origine dai ripiegamenti della membrana plasmatica dei procarioti ancestrali.
Secondo il modello autogeno, il ripiegamento all interno della membrana cellulare procariotica ha originato il reticolo endoplasmatico e la la membrana nucleare. Citoplasma Membrana plasmatica Procariote ancestrale Reticolo endoplasmatico Nucleo Membrana nucleare Modello autogeno Cellula nucleata e con un sistema di membrane interne
Il modello endosimbiontico spiega l origine dei primi mitocondri e cloroplasti. Procariote aerobico eterotrofo Cellula ospite ancestrale Procariote fotosintetico Endosimbiosi Mitocondrio Cloroplasto Mitocondrio Cellula eucariotica fotosintetica
La corretta classificazione filogenetica dei protisti è estremamente complessa e non del tutto conosciuta. I protisti comprendono eucarioti unicellulari e alcuni pluricellulari strettamente affini. Molti protisti sono autotrofi, altri eterotrofi. LM 275
I protozoi sono protisti unicellulari eterotrofi,che si nutrono inglobando particelle di cibo I protozoi sono protisti unicellulari eterotrofi che per la maggior parte inglobano al loro interno le particelle alimentari. Essi comprendono i flagellati, le amebe, gli sporozoi e i ciliati (oltre ad altri gruppi).
I protozoi flagellati La maggior parte dei protozoi conduce vita libera in ambiente acquatico o nel suolo umido, mentre alcuni sono parassiti patogeni dell uomo e di altri animali. chlamydomonas
I protozoi flagellati del genere Trypanosoma si nutrono a spese del sangue dell organismo ospite e causano la tripanosomiasi, o malattia del sonno, una patologia debilitante molto diffusa in alcune regioni dell Africa. Colorizzata SEM 1300
LM 185 Le amebe, dotate di pseudopodi Amoeba proteus
Gli sporozoi, tutti parassiti. Uno sporozoo del genere Plasmodium causa la malaria. Plasmodium malariae
TEM 26 000 Complesso apicale lobulo rosso
LM 60 I ciliati, circondati da ciglia I ciliati, comuni in tutti gli ambienti acquatici, per muoversi e per nutrirsi usano le numerosissime ciglia. Ciglia Macronuclei stentor roeseli
I funghi mucillaginosi plasmodiali non sono funghi ma protisti dai colori vividi e presentano stati vitali polinucleati. I funghi mucillaginosi plasmodiali sono comuni quasi ovunque vi sia materiale organico umido in decomposizione.
Le alghe sono protisti fotosintetici Le alghe unicellulari comprendono i dinoflagellati, le diatomee e gran parte delle alghe verdi. Le alghe pluricellulari comprendono parte delle alghe verdi, le alghe rosse e le alghe brune.
I dinoflagellati, alghe con due flagelli rotanti I dinoflagellati sono alghe unicellulari molto comuni negli ambienti marini e di acqua dolce.
LM 400 Le diatomee, alghe con gusci silicei Le diatomee sono alghe fotosintetiche unicellulari che possiedono una particolare parete cellulare contenente silice.
Le alghe rosse, provviste di pareti cellulari incrostate da rigidi depositi calcarei, sono comuni nelle barriere coralline.
Le alghe brune, le più grandi e complesse Il gruppo di alghe marine che comprende gli organismi più grandi e complessi è quello delle alghe brune.
LM 1000 Le multiforme alghe verdi Le alghe verdi possono essere unicellulari, coloniali o pluricellulari.
Le alghe verdi pluricellulari, antenate delle piante I cicli vitali di molte macroalghe prevedono una alternanza di generazioni, con un gametofito aploide (n) e uno sporofito diploide (2n). Mitosi Spore Mitosi Gametofito maschile Gameti Meiosi Gametofito femminile Fusione dei gameti Sporofito Mitosi Zigote Legenda Aploide (n) Diploide (2n)
Gli organismi pluricellulari potrebbero essersi evoluti a partire da protisti a organizzazione coloniale La pluricellularità si è evoluta nel corso di molti eventi separati, probabilmente come specializzazione delle cellule di protisti coloniali. Cellule adibite alla locomozione Gamete Cellule somatiche Protista unicellulare Colonia Cellule che sintetizzano il nutrimento Primo organismo pluricellulare con cellule specializzate interdipendenti Successivo organismo che produce gameti
La vita pluricellulare si è diversificata nel corso di centinaia di milioni di anni Le forme di vita pluricellulari si sono originate oltre due miliardi di anni fa. Fino a circa 500 milioni di anni fa tutte le forme di vita erano acquatiche e solo in seguito cominciarono a conquistare le terre emerse.
Schema cronologico delle prime forme di vita pluricellulari e della loro evoluzione.
funghi o miceti
I funghi sono organismi eucariotici eterotrofi che non ingeriscono il cibo ma si alimentano per assorbimento: secernono enzimi che demoliscono le sostanze organiche all esterno del corpo. I funghi possono essere unicellulari (come i lieviti) o pluricellulari. Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore 2011 54
Un fungo è costituito da una massa di filamenti, le ife, che formano una rete chiamata micelio; le ife hanno una parete cellulare costituita da chitina. Ifa Micelio
Chitridiomiceti Zigomiceti Glomeromiceti Ascomiceti Basidiomiceti I funghi si classificano in cinque gruppi Circa 1,5 miliardi di anni fa, da un antenato comune avrebbero avuto origine le linee evolutive dei funghi.
ascomiceti Ascomiceti (30.000 specie): comprendono specie unicellulari come Saccharomyces cerevisie, il comune lievito di birra, e specie pluricellulari anche molto diverse, con alcune che formano corpi fruttiferi a sacco. I tartufi sono ascomiceti.
zigomiceti Zigomiceti (800 specie): comprendono Rhizopus stolonifer, la muffa nera del pane.
Basidiomiceti Basidiomiceti (25.000 specie): includono i funghi con corpo fruttifero a cappello o a mensola. L Amanita muscaria è un basidiomiceto velenoso.
Circa un terzo delle specie di funghi è parassita di piante e animali I funghi micorrizici sono simbionti di piante; altri sono parassiti di piante e animali, molti sono decompositori.
I licheni I licheni sono simbiosi mutualistiche tra funghi e microrganismi fotosintetici. Sadava et al. Biologia.blu Zanichelli editore 2011 61
Colorizzata SEM 1000 I licheni sono associazioni simbiotiche tra funghi e organismi fotosintetici I licheni sono un associazione di milioni di alghe verdi oppure di cianobatteri intrappolati in una fitta rete di ife fungine: i funghi ricevono molecole nutritive in cambio di acqua e sali minerali utili alle alghe. Ifa fungina Cellule algali
Il ruolo ecologico dei funghi e la loro importanza economica I funghi hanno un ruolo biologico indispensabile e vengono sfruttati per diversi scopi pratici: per esempio, negli alimenti e nelle applicazioni farmacologiche. Staphylococcus aureus Penicillium Qui la crescita dei batteri è inibita dall antibiotico