Biologia dei cordati invertebrati

Cordati invertebrati sono animali del phylum Chordata che possiedono a notocorda a un certo punto del loro sviluppo, ma nessuna colonna vertebrale (spina dorsale). Una notocorda è un'asta simile alla cartilagine che svolge una funzione di supporto fornendo un sito di attacco per i muscoli. Negli esseri umani, che sono cordati vertebrati, la notocorda è sostituita da una colonna vertebrale che serve a proteggere il midollo spinale. Questa distinzione è la caratteristica principale che separa i cordati invertebrati dai cordati vertebrati o dagli animali con una spina dorsale. Il phylum Chordata è diviso in tre sottotitoli: Vertebrati, Tunicata e Cefalocordata. I cordati invertebrati appartengono sia alla Tunicata che alla Cephalochordata subphyla.

Caratteristiche dei cordati invertebrati

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Cordati invertebrati sono diversi ma condividono molte caratteristiche comuni. Questi organismi risiedono in ambienti marini che vivono individualmente o in colonie. I cordati invertebrati si nutrono di minuscola materia organica, come il plancton, sospesa nell'acqua. I cordati invertebrati sono celomati o animali con una vera cavità corporea. Questa cavità piena di liquido (celoma), situata tra la parete del corpo e il tratto digerente, è ciò che differenzia i celomi dagli acelomi. I cordati invertebrati si riproducono tipicamente attraverso mezzi sessuali, con alcuni capaci di riproduzione asessuata. Ci sono quattro caratteristiche chiave comuni ai cordati in tutti e tre i subphyla. Questi tratti si osservano ad un certo punto durante lo sviluppo degli organismi.

Quattro caratteristiche dei cordati

Tutti gli accordi hanno l'estensione notocorda. La notocorda si estende dalla testa dell'animale alla coda, verso la sua superficie dorsale (posteriore) e dorsale al tratto digerente. Fornisce una struttura semi-flessibile per i muscoli da utilizzare per il supporto mentre l'animale si muove.
Tutti gli accordi hanno l'estensione tubo del nervo dorsale. Questo tubo cavo o cavo nervoso è dorsale alla notocorda. Nei cordati vertebrati, il tubo del nervo dorsale si sviluppa nelle strutture del sistema nervoso centrale, il cervello e il midollo spinale. Nei cordati invertebrati, è generalmente visto nello stadio di sviluppo larvale ma non nello stadio adulto.
Tutti gli accordi hanno l'estensione coda post-anale. Questa estensione del corpo va oltre la fine del tubo digerente ed è vista solo nelle prime fasi di sviluppo in alcuni cordati.
Tutti gli accordi lo hanno fessure branchiali faringee. Nei cordati invertebrati, queste strutture sono importanti sia per l'alimentazione che per la respirazione. I vertebrati terrestri hanno strutture branchiali nelle prime fasi dello sviluppo embrionale, che si sviluppano in altre strutture (es. Cassa vocale) man mano che l'embrione matura.

Tutti i cordati invertebrati hanno un'estensione endosytle. Questa struttura si trova nella parete della faringe e produce muco per aiutare a filtrare il cibo dall'ambiente. Nei cordati vertebrati, si pensa che l'endosile si sia adattato evolutivamente per formare la tiroide.

Tunicata: Ascidiacea

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Cordati invertebrati del phylum Tunicata, Anche chiamato Urochordata, hanno tra 2,000 e 3,000 specie. Sono alimentatori sospesi che abitano in ambienti marini con rivestimenti esterni specializzati per la filtrazione alimentare. Gli organismi tunicata possono vivere da soli o in colonie e sono suddivisi in tre classi: Ascidiacea, Thaliacea e Larvacea.

Ascidiacea

Le ascidie costituiscono la maggior parte delle specie tunicate. Questi animali sono sessili da adulti, il che significa che rimangono in un posto ancorandosi alle rocce o ad altre superfici sottomarine. Il corpo a forma di sacco di questo tunicato è racchiuso in un materiale composto da proteine e un composto di carboidrati simile alla cellulosa. Questo involucro è chiamato a tunica e varia in spessore, tenacità e trasparenza tra le specie. All'interno della tunica c'è la parete del corpo, che ha strati di epidermide spessi e sottili. Lo strato esterno sottile secerne i composti che diventano la tunica, mentre lo strato interno più spesso contiene nervi, vasi sanguigni e muscoli. Le ascidie hanno una parete del corpo a forma di U con due aperture chiamate sifoni che prendono l'acqua (sifone inalante) e spingono fuori i rifiuti e l'acqua (sifone esalante). Vengono anche chiamate ascidie schizzi di mare a causa di come usano i muscoli per espellere con forza l'acqua attraverso il sifone. All'interno della parete del corpo c'è una grande cavità o atrio contenente una grande faringe. Il faringe è un tubo muscolare che conduce all'intestino. Piccoli pori nella parete della faringe (fessure branchiali faringee) filtrano il cibo, come le alghe unicellulari, dall'acqua. La parete interna della faringe è ricoperta da minuscoli peli chiamati ciglia e da un sottile rivestimento di muco prodotto dal endostilo. Entrambi dirigono il cibo verso il tratto digestivo. L'acqua che viene aspirata attraverso il sifone inalante passa attraverso la faringe fino all'atrio e viene espulsa attraverso il sifone esalante.

Alcune specie di ascidie sono solitarie, mentre altre vivono in colonie. Le specie coloniali sono disposte in gruppi e condividono un esalante sifone. Sebbene possa verificarsi la riproduzione asessuata, la maggior parte delle ascidie ha gonadi sia maschili che femminili e si riproduce sessualmente. La fecondazione avviene quando i gameti maschili (spermatozoi) di uno spruzzo di mare vengono rilasciati nell'acqua e viaggiano fino a quando si uniscono a una cellula uovo all'interno del corpo di un altro spruzzo di mare. Le larve risultanti condividono tutte le caratteristiche cordate degli invertebrati comuni, tra cui notocorda, cordone nervoso dorsale, fessure faringee, endostilo e coda post-anale. Sono simili ai girini in apparenza e, a differenza degli adulti, le larve sono mobili e nuotano finché non trovano una superficie solida su cui attaccarsi e crescere. Le larve subiscono metamorfosi e alla fine perdono la coda, la notocorda e il cavo del nervo dorsale.

Tunica: Thaliacea

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La classe Tunicata Thaliacea include doliolidi, sali e pirosomi. Doliolids sono animali molto piccoli che misurano 1-2 cm di lunghezza con corpi cilindrici che assomigliano a barili. Le fasce circolari dei muscoli del corpo assomigliano alle fasce di una botte, contribuendo ulteriormente al suo aspetto simile a una botte. I Doliolid hanno due ampi sifoni, uno situato all'estremità anteriore e l'altro all'estremità posteriore. L'acqua viene spinta da un'estremità all'altra dell'animale battendo le ciglia e contraendo le fasce muscolari. Questa attività spinge l'organismo attraverso l'acqua per filtrare il cibo attraverso le sue fessure branchiali faringee. I Doliolid si riproducono sia asessualmente che sessualmente attraverso l'alternanza di generazioni. Nel loro ciclo di vita, si alternano tra una generazione sessuale che produce gameti per la riproduzione sessuale e una generazione asessuata che si riproduce per gemmazione.

Salps sono simili ai doliolid con una forma a barilotto, propulsione a getto e capacità di alimentazione del filtro. Le salpe hanno corpi gelatinosi e vivono solitari o in grandi colonie che possono estendersi per diversi piedi di lunghezza. Alcuni sali sono bioluminescenti e brillano come mezzo di comunicazione. Come i doliolidi, i sali alternano generazioni sessuali e asessuali. Le salpe a volte fioriscono in gran numero in risposta alle fioriture di fitoplancton. Una volta che i numeri di fitoplancton non sono più in grado di supportare il gran numero di salp, i numeri di salp tornano a valori normali.

Come salpe, pirosomi esistono in colonie formate da centinaia di individui. Ogni individuo è disposto all'interno della tunica in un modo che conferisce alla colonia l'aspetto di un cono. I singoli pirosomi sono chiamati zooidi e sono a forma di botte. Attingono l'acqua dall'ambiente esterno, filtrano l'acqua del cibo attraverso un cestello branchiale interno ed espellono l'acqua all'interno della colonia a forma di cono. Le colonie di pirosomi si muovono insieme alle correnti oceaniche ma sono capaci di un certo movimento di propulsione a causa delle ciglia nella loro rete filtrante interna. Anche come le salpe, i pirosomi mostrano un'alternanza di generazioni e sono bioluminescenti.

Tunicato: Larva

Nota in basso, il filtro caricato con particelle nutritive: alghe fitoplanctoniche o microrganismi.

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Organismi in classe Larve, conosciuto anche come Appendicularia, sono unici rispetto ad altre specie del phylum Tunicata in quanto mantengono le loro caratteristiche cordate per tutta l'età adulta. Questi filtri si trovano all'interno di un involucro gelatinoso esterno, chiamato casa, che viene secreto dal corpo. La casa contiene due aperture interne vicino alla testa, un elaborato sistema di filtraggio interno e un'apertura esterna vicino alla coda.

I larvacei avanzano in mare aperto usando la coda. L'acqua viene aspirata attraverso le aperture interne consentendo la filtrazione di minuscoli organismi, come fitoplancton e batteri, dall'acqua. Se il sistema di filtrazione si ostruisce, l'animale può liberarsi della vecchia casa e secerne una nuova. I larvace lo fanno più volte al giorno.

A differenza di altri Tunicata, i larvacei si riproducono solo per riproduzione sessuale. La maggior parte sono ermafrodito, nel senso che contengono gonadi sia maschili che femminili. La fecondazione avviene esternamente quando lo sperma e le uova vengono trasmessi in mare aperto. L'autofecondazione viene prevenuta alternando il rilascio di sperma e uova. Lo sperma viene rilasciato per primo, seguito dal rilascio degli ovuli, che provoca la morte del genitore.

Cefalocordata

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Cefalocordati rappresentano un piccolo subphylum cordato con circa 32 specie. Questi minuscoli invertebrati assomigliano a pesci e possono essere trovati che vivono nelle sabbie in acque tropicali e temperate poco profonde. I cefalocordati sono comunemente indicati come lancette, che rappresentano le specie cefalocordate più comuni Branchiostoma lanceolatus. A differenza della maggior parte delle specie Tunicata, questi animali mantengono le quattro principali caratteristiche cordate da adulti. Hanno notocorda, cordone nervoso dorsale, fessure branchiali e coda post-anale. Il nome cefalocordato deriva dal fatto che la notocorda si estende bene nella testa.

I lancette sono alimentatori di filtri che seppelliscono i loro corpi nel fondo dell'oceano con la testa che rimane sopra la sabbia. Filtrano il cibo dall'acqua mentre passa attraverso la bocca aperta. Come i pesci, le lancette hanno pinne e blocchi di muscoli disposti in segmenti ripetuti lungo il corpo. Queste caratteristiche consentono un movimento coordinato mentre si nuota nell'acqua per filtrare il cibo o per sfuggire ai predatori. Le lancette si riproducono sessualmente e hanno maschi separati (solo gonadi maschili) e femmine (solo gonadi femminili). La fecondazione avviene esternamente quando lo sperma e le uova vengono rilasciati in acque libere. Una volta che un uovo è fecondato, si sviluppa in una larva che nuota liberamente nutrendosi di plancton sospeso nell'acqua. Alla fine, la larva attraversa una metamorfosi e diventa un adulto che vive principalmente vicino al fondo dell'oceano.

fonti

Ghiselin, Michael T. "Cefalocordato". Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, inc., 23 ottobre 2008.
Jurd, RD Instant rileva la biologia animale. Editori scientifici di Bios, 2004.
Karleskint, George, et al. Introduzione alla biologia marina. Cengage Learning, 2009.
Personale, Dorling Kindersley Publishing. Animal: The Definitive Visual Guide, 3a edizione. Dorling Kindersley Publishing, Incorporated, 2017.