BIAGIO D'ANIELLO | Programma 2022-23

Programma di Zoologia

Università di Salerno – Dipartimento di Chimica e Biologia

Corso di Studi in Scienze Biologiche

AA 2022/23

prof. Biagio D’Aniello

PARTE INTRODUTTIVA

Cenni sulla storia della Zoologia. La Zoologia oggi. Gli obiettivi della zoologia. L’importanza degli studi zoologici per la conservazione della biodiversità animale. Il concetto di animale. Il concetto di specie: tipologico, morfologico, biologico, ecologico ed evolutivo. Nomenclatura zoologica linneana, categorie tassonomiche e taxa.

Sezione 1: PRINCIPI DI BASE DI EVOLUZIONE E ADATTAMENTO

La presente sezione contiene argomenti di carattere evolutivo prevalentemente nel contesto della microevoluzione (piccoli cambiamenti), che possono essere testati e dimostrati agevolmente in maniera sperimentale. Cambiamenti di natura macroevolutiva saranno solo accennati. L’obiettivo è quello di fornire allo studente strumenti teorici utili che spiegano le relazioni tra forma e funzione degli animali e l’ambiente in cui vivono, al fine di comprendere pienamente perché gli animali sono fatti in un certo modo.

Il percorso storico delle teorie evolutive: keywords: microevoluzione e macroevoluzione, teoria evolutiva, teoria della discendenza comune, abiogenesi. I naturalisti di epoca antica. Gli studiosi prelamarckiani. Lamarck. La reazione fissista: Georges Cuvier e la teoria delle catastrofi. La teoria evolutiva nella sua la formulazione originaria (Charles Darwin): le premesse (principi geologici del gradualismo di James Hutton e dell’attualismo di Charles Lyell, la selezione artificiale, Malthus, Wallace); la teoria (variazioni, accrescimento, tipi di competizione (lotta per l’esistenza), selezione (artificiale, naturale, sessuale). Evoluzionismo postdarwiniano: neodarwinismo (Weismann), neolamarckismo (Pavlov, Lysenko, epigenetica), ologenesi (Daniele Rosa), mutazionismo (Hugo De Vries), teoria degli equilibri punteggiati (Stephen Jay Gould).

Le basi biologiche della variabilità: Keywords: geni e alleli, geni strutturali e regolatori, alleli multipli, locus genico, diploidia e poliploidia, fenotipo e genotipo. Espressione dei geni: monofattoriali, multifattoriali, pleiotropia. Espressività genica. Leggi di Mendel. Il significato della riproduzione sessuata. Meiosi e Crossing over.

Gli eventi stocastici: Mutazioni puntiformi. Mutazioni cromosomiche. Duplicazione genica. Keywords: concetto di popolazione, pool genico, flusso Genico. L’equilibrio di Hardy-Weinberg. Deriva genetica. Effetto collo di bottiglia. Principio del fondatore.

Le strategie selettive: Idoneità riproduttiva (fitness individuale e complessiva). Selezione naturale: stabilizzante (normalizzante), direttiva (direzionale), diversificante (disruptiva), in funzione della frequenza, bilanciante (vantaggio dell’eterozigote). Selezione sessuale: competizione sessuale, mate guarding, competizione spermatica, scelta criptica femminile, selezione intrasessuale e intersessuale, teoria dell’handicap. Dimorfismo sessuale: nella taglia, nel colore, dimorfismi estremi, caratteri eusessuali, somatosessuali, stagionali, livree sessuali. Dimorfismo sessuale comportamentale. Selezione artificiale: animali domesticati e addomesticati (ammansiti), le motivazioni della domesticazione, caratteristiche necessarie per il successo della domesticazione, sindrome della domesticazione, vantaggi e svantaggi della domesticazione.

I principi e gli adattamenti evolutivi: evoluzione divergente: omologie, radiazione adattativa, fenomeno dello spostamento dei caratteri, omologie comportamentali. Evoluzione convergente: analogie morfologiche e comportamentali. Evoluzione parallela. Principi dello sviluppo: principi di von Bear, teoria della gastrea. Biologia evolutiva dello sviluppo (EVO-DEVO): geni dello sviluppo, eterotopia, eterocronia, eterometria, eterotipia. Evoluzione regressiva: organi vestigiali. Atavismi.

Strategie adattative (simbiosi): mutualismo, commensalismo, parassitismo (ectoparasiti ed endoparassiti), parassitoismo, parassiti di covata, parassitismo sociale, effetti comportamentali dei parassiti, parassitismo sessuale, degenerazione parassitaria, limiti tra le varie forme di simbiosi.

Strategie adattative (mimetismo): mimetismo: criptico omocromico, omomorfico, effimero, acquisito. Strategie di camuffamento: disegni disruptivi, fenomeno dell’ombra opposta, disegni lampeggianti. Automimetismo. Colorazioni aposematiche. Mimetismo fanerico. Mimetismo mulleriano. Mimetismo acustico. Mimetismo chimico.

Strategie adattative (animali e temperatura): keywords: bioenergetica, metabolismo, sistema biologico, specie stenoterme ed euriterme. Scambi di calore: irraggiamento, conduzione, convezione, evaporazione. La regolazione temperatura corporea: endotermia ed ectotermia. Adattamenti termici strutturali: pellicce, piumaggi, pannicoli adiposi, colore livrea, regole di Bergmann e Allen. Adattamenti termici comportamentali: esposizione al sole, atteggiamenti posturali, rifugi, termoregolazione sociale, estivazione/ibernazione (letargo). Adattamenti termici fisiologici: vasodilatazione/vasocostrizione, termogenesi da brivido e senza brivido, scambiatori in controcorrente, parziale endotermia, traspirazione e iperpnea, regolazione del metabolismo, ipotermia adattativa giornaliera (torpore) e stagionale. Riscaldamento globale e adattamento: espansione areali, cambiamenti morfologici.

Sezione 2: MECCANISMI RIPRODUTTIVI E CICLI BIOLOGICI

In questa sezione sono trattate le modalità riproduttive, oltre che informazioni relative ai cicli vitali e allo sviluppo. L’obiettivo è quello conoscere i meccanismi riproduttivi e i cicli biologici degli animali in chiave adattativa.

Le modalità riproduttive: La riproduzione asessuata: scissione, gemmazione, frammentazione, poliembrionia, amplificazione larvale. La riproduzione sessuata: gametogenesi, fecondazione. Modelli interpretativi della riproduzione. Strategie riproduttive: specie semèlpare e iteropare, strategie r e K.

La determinazione del sesso: Determinazione cromosomica (singamica). Determinazione ambientale del sesso (metagamica e progamica). Determinazione temperatura dipendente, fotoperiodo dipendente e multifattoriale del sesso. Modelli interpretativi.

L’intersessualità: Ermafroditismo simultaneo (sufficiente, insufficiente). Ermafroditismo sequenziale (inversione sessuale): proterandria, proteroginia. Fattori che determinano il cambiamento del sesso. Morfologia gonadica. Ermafroditismo sperimentale, indotto da parassiti, secondario, da pesticidi. Ginandromorfismo.

La partenogenesi: Definizioni in funzione del sesso della prole. Ripristino della diploidia (apomittica, automittica). Modelli partenogenetici (accidentale, facoltativa, obbligatoria, geografica). Modelli interpretativi.

Le strategie dello sviluppo: Oviparità e viviparità. Modalità nutrizionali degli embrioni (oviparità e viviparità lecitotrofiche e matrotrofiche). Diffusione della viviparità. Pseudoviviparità. Pattern di trasferimento nutrienti madre/embrione (placentotrofia, trofodermia, oofagia, adelfofagia). Siti di deposizione delle uova. Modelli interpretativi.

Sezione 3: ADATTAMENTI DEI PHYLA PRINCIPALI

In questa sezione sono descritte le caratteristiche morfo-funzionali degli animali in via sintetica. Gli apparati funzionali, qualora presenti, saranno trattati in chiave comparativa e adattativa. Non saranno trattati gli argomenti in un contesto strettamente tassonomico e neppure i phyla minori, argomenti che lo studente approfondirà con l’esame di sistematica e filogenesi. L’obiettivo è quello di dare allo studente gli strumenti culturali per capire l’evoluzione della complessità animale, oltre che indicazioni per il riconoscimento dei gruppi animali principali.

La scheda dei phyla: Livelli di organizzazione della complessità degli organismi, simmetria, foglietti embrionali, processo di cefalizzazione, celoma, metameria, filogenesi e sistematica. Caratteristiche strutturali essenziali (cenni su metabolismo, alimentazione e nutrizione, scambi gassosi, osmoregolazione ed escrezione, sistemi di trasporto interno, tegumento e sistemi di sostegno, movimento e locomozione, coordinazione nervosa, coordinazione endocrina, percezione sensoriale, aspetti ecologici).

Il livello organizzativo unicellulare (protozoi): organizzazione generale delle forme principali (amebe, ciliati, flagellati e sporozoi), protozoi d’interesse per l’uomo e l’ambiente.

La pluricellularità (poriferi): strutture ascon, sycon e leucon, tipologie cellulari. Caratteristiche delle spugne calcaree, vitree, coralline e cornee.

Il livello organizzativo tissutale e la simmetria raggiata (cnidari): polimorfismo, metagenesi, organizzazione generale degli idrozoi, scifozoi, cubozoi e antozoi.

Il processo di cefalizzazione e la simmetria bilaterale (platelminti): organizzazione generale dei Neodermata (monogenei, trematodi e cestodi) e dei turbellari.

L’evoluzione delle cavità del corpo (nematodi): fasmidi e afasmidi.

Gli anellidi: organizzazione generale dei policheti, oligocheti e irudinei.

I molluschi: organizzazione generale degli aplacofori, monoplacofori, poliplacofori, gasteropodi (prosobranchi, opistobranchi e polmonati), bivalvi, scafopodi e cefalopodi (decapodi, ottopodi e nautiloidi).

La conquista definitiva delle terre emerse (artropodi): organizzazione generale dei chelicerati, miriapodi, crostacei e insetti; caratteristiche dei principali ordini d’insetti (odonati, ortotteri, emitteri, ditteri, imenotteri, lepidotteri, coleotteri).

Il ritorno alla simmetria raggiata (echinodermi): organizzazione generale degli asteroidei, ofiuroidei, echinoidei, oloturoidei e crinoidei.

I cordati: organizzazione generale dei tunicati, cefalocordati e vertebrati (agnati, condroitti, osteitti, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi).

SUPPORTI DIDATTICI

D’Aniello – Appunti di Zoologia adattativa – Edises

Qualsiasi altro testo di zoologia aggiornato va sottoposto al docente prima dell’acquisto.