Biologia per i maggiori II

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Risultati dell’apprendimento

  • Descrivere i vari tipi di piani corporei che esistono negli animali

A un livello molto basilare di classificazione, i veri animali possono essere ampiamente divisi in tre gruppi basati sul tipo di simmetria del loro piano corporeo: simmetrico radiale, simmetrico bilaterale e asimmetrico. Tutti i tipi di simmetria sono adatti a soddisfare le esigenze uniche dello stile di vita di un particolare animale.

Diverse spugne, che formano macchie irregolari e irregolari sul fondo del mare.

Figura 1. La spugna è asimmetrica. (credito: modifica del lavoro di Andrew Turner)

L’asimmetria si vede in due cladi moderni, i Parazoa (Figura 1) e i Placozoa – anche se dovremmo notare che i fossili ancestrali dei Parazoa apparentemente mostravano una simmetria bilaterale.

La simmetria radiale è la disposizione delle parti del corpo intorno ad un asse centrale, come si vede in una ruota di bicicletta o in una torta. Risulta in animali che hanno superfici superiori e inferiori, ma nessun lato sinistro e destro, né anteriore o posteriore. Se un animale radialmente simmetrico è diviso in qualsiasi direzione lungo l’asse orale/aborale (il lato con una bocca è il “lato orale”, e il lato senza bocca è il “lato aborale”), le due metà saranno immagini speculari. Questa forma di simmetria caratterizza i piani del corpo di molti animali del phyla Cnidaria, comprese le meduse e gli anemoni di mare adulti (Figura 2). La simmetria radiale permette a queste creature marine (che possono essere sedentarie o solo capaci di muoversi lentamente o di galleggiare) di sperimentare l’ambiente allo stesso modo da tutte le direzioni.

La parte a mostra una medusa con tentacoli lunghi e sottili che si irradiano da un corpo flessibile a forma di disco. La parte b mostra un anemone seduto sul fondo del mare con tentacoli spessi, che si irradiano da un corpo a forma di coppa.

Figura 2. La (a) medusa e (b) l’anemone sono radialmente simmetrici. (credito a: modifica del lavoro di Robert Freiburger; credito b: modifica del lavoro di Samuel Chow)

Una farfalla nera con due ali simmetriche.

Figura 3. La farfalla è bilateralmente simmetrica. (credito: modifica del lavoro di Cory Zanker)

La simmetria bilaterale comporta la divisione dell’animale attraverso un piano midsagittale, risultante in due immagini superficialmente speculari, metà destra e metà sinistra, come quelle di una farfalla (Figura 3), un granchio, o un corpo umano. Gli animali con simmetria bilaterale hanno una “testa” e una “coda” (anteriore vs. posteriore), anteriore e posteriore (dorsale vs. ventrale), e lati destro e sinistro (Figura 4). Tutti gli Eumetazoi, tranne quelli con simmetria radiale secondaria, sono bilateralmente simmetrici. L’evoluzione della simmetria bilaterale che ha permesso la formazione di estremità anteriori e posteriori (testa e coda) ha promosso un fenomeno chiamato cefalizzazione, che si riferisce alla raccolta di un sistema nervoso organizzato all’estremità anteriore dell’animale. In contrasto con la simmetria radiale, che è più adatta per stili di vita stazionari o a movimento limitato, la simmetria bilaterale permette un movimento snello e direzionale. In termini evolutivi, questa semplice forma di simmetria promuoveva una mobilità direzionale attiva e controllata e una maggiore sofisticazione nella ricerca di risorse e nelle relazioni predatore-preda.

L'illustrazione mostra il corpo di una donna sezionato in piani. Il piano coronale separa la parte anteriore da quella posteriore. La parte anteriore del corpo è il lato ventrale, e la parte posteriore del corpo è il lato dorsale. La parte superiore del corpo è definita come craniale, e la parte inferiore del corpo è definita come caudale. Il piano sagittale seziona il corpo da un lato all'altro. La linea mediale passa attraverso il centro del corpo. Le aree a sinistra e a destra della linea mediale sono definite come laterali. Le parti del corpo vicine alla linea mediale sono prossimali, e quelle più lontane sono distali.

Figura 4. Simmetria bilaterale. Il corpo umano a simmetria bilaterale può essere diviso da diversi piani.

Gli animali del phylum Echinodermata (come le stelle marine, i dollari della sabbia e i ricci di mare) mostrano una simmetria radiale da adulti, ma i loro stadi larvali mostrano una simmetria bilaterale. Questa è definita simmetria radiale secondaria. Si ritiene che si siano evoluti da animali a simmetria bilaterale; quindi, sono classificati come simmetrici bilaterali.

E i Ctenophora (Figura 5), anche se sembrano simili alle meduse, sono considerati avere simmetria rotazionale piuttosto che simmetria radiale o biradiale perché la divisione del corpo in due metà lungo l’asse orale/aborale li divide in due copie della stessa metà, con una copia ruotata di 180o, piuttosto che due immagini speculari.

Immagine subacquea di un blob galleggiante illuminato su uno sfondo scuro.

Figura 5. La simmetria rotazionale si vede nello ctenoforo Beroe, mostrato mentre nuota.

Guarda questo video per vedere un rapido schizzo dei diversi tipi di simmetria del corpo.

Piani del corpo degli animali e cavità

I piani del corpo degli animali seguono modelli fissi relativi alla simmetria. Sono asimmetrici, radiali o bilaterali come illustrato nella figura 6. Gli animali asimmetrici sono animali senza schema o simmetria; un esempio di animale asimmetrico è una spugna. La simmetria radiale, come illustrato nella figura 6, descrive quando un animale ha un orientamento su e giù: qualsiasi piano tagliato lungo il suo asse longitudinale attraverso l’organismo produce metà uguali, ma non un lato destro o sinistro definito. Questo piano si trova soprattutto negli animali acquatici, specialmente negli organismi che si attaccano a una base, come una roccia o una barca, ed estraggono il loro cibo dall’acqua circostante mentre questa scorre intorno all’organismo. La simmetria bilaterale è illustrata nella stessa figura da una capra. Anche la capra ha una componente superiore e inferiore, ma un piano tagliato da davanti a dietro separa l’animale in lati destro e sinistro definiti. Altri termini usati per descrivere le posizioni nel corpo sono anteriore (anteriore), posteriore (posteriore), dorsale (verso la schiena) e ventrale (verso lo stomaco). La simmetria bilaterale si trova sia negli animali terrestri che in quelli acquatici; permette un alto livello di mobilità.

L'illustrazione A mostra una spugna asimmetrica con un corpo simile a un tubo e una crescita su un lato. L'illustrazione B mostra un'anemone di mare con un corpo tubolare a simmetria radiale. I tentacoli crescono dalla parte superiore del tubo. Tre piani verticali disposti a 120 gradi l'uno dall'altro sezionano il corpo. La metà del corpo su un lato di ogni piano è un'immagine speculare del corpo sull'altro lato. L'illustrazione C mostra una capra con un corpo bilateralmente simmetrico. Un piano corre da davanti a dietro attraverso il centro della capra, sezionando il corpo in metà sinistra e destra, che sono immagini speculari l'una dell'altra. La parte superiore della capra è definita come dorsale, e la parte inferiore è definita come ventrale. La parte anteriore della capra è definita come anteriore, e la parte posteriore è definita come posteriore.

Figura 6. Gli animali mostrano diversi tipi di simmetria del corpo. La spugna è asimmetrica, l’anemone di mare ha una simmetria radiale, e la capra ha una simmetria bilaterale.

Un animale vertebrato in piedi può essere diviso da diversi piani. Un piano sagittale divide il corpo in porzioni destra e sinistra. Un piano mediano divide il corpo esattamente nel mezzo, facendo due metà uguali a destra e a sinistra. Un piano frontale (chiamato anche piano coronale) separa la parte anteriore da quella posteriore. Un piano trasversale (o piano orizzontale) divide l’animale in porzioni superiori e inferiori. Questo è talvolta chiamato sezione trasversale e, se il taglio trasversale è ad angolo, è chiamato piano obliquo. La figura 7 illustra questi piani su una capra (un animale a quattro zampe) e un essere umano.

L'illustrazione A mostra i piani del corpo di una capra. Il piano mediano attraversa il centro della capra da davanti a dietro, separando i lati destro e sinistro. Il piano frontale corre anch'esso da davanti a dietro, ma separa la metà superiore del corpo dalla metà inferiore. Il piano trasversale corre attraverso il centro della capra, e separa la metà anteriore e quella posteriore del corpo. L'illustrazione B mostra i piani di un corpo umano. Il piano mediano corre dall'alto verso il basso e separa la metà destra da quella sinistra del corpo. Il piano frontale va anch'esso dall'alto verso il basso e separa le metà anteriore e posteriore del corpo. Il piano trasversale seziona il centro del corpo tra il petto e l'addome, separando la parte superiore del corpo da quella inferiore. La linea mediana è una linea immaginaria che attraversa il centro del corpo, dall'alto in basso.

Figura 7. Sono mostrati i piani di una capra quadrupede e di un uomo bipede. Il piano mediano divide il corpo esattamente a metà, in porzioni destra e sinistra. Il piano frontale divide la parte anteriore e posteriore, e il piano trasversale divide il corpo in porzioni superiori e inferiori.

Gli animali vertebrati hanno una serie di cavità corporee definite, come illustrato nella Figura 8. Due di queste sono cavità principali che contengono cavità più piccole al loro interno. La cavità dorsale contiene la cavità cranica e quella vertebrale (o spinale). La cavità ventrale contiene la cavità toracica, che a sua volta contiene la cavità pleurica intorno ai polmoni e la cavità pericardica, che circonda il cuore. La cavità ventrale contiene anche la cavità addomino-pelvica, che può essere separata in cavità addominale e pelvica.

L'illustrazione mostra una vista laterale trasversale della parte superiore di un corpo umano. L'intera regione della testa sopra gli occhi e fino alla parte posteriore della testa e una lunga striscia sottile da questa regione lungo la schiena è ombreggiata per indicare la cavità dorsale. La testa è etichettata come cavità cranica e la lunga regione sottile lungo la schiena è la cavità spinale. Una grande area oblunga ombreggiata nella parte anteriore del corpo indica la cavità ventrale. È etichettata dall'alto in basso come cavità toracica, diaframma (linea sottile che separa le regioni), cavità addominale e cavità pelvica. Le cavità addominale e pelvica sono separate da una sottile linea tratteggiata e insieme sono etichettate come cavità addominopelvica.

Figura 8. Gli animali vertebrati hanno due cavità corporee principali. La cavità dorsale contiene la cavità cranica e la cavità spinale. La cavità ventrale contiene la cavità toracica e la cavità addominopelvica. La cavità toracica è separata dalla cavità addominopelvica dal diaframma. La cavità addominopelvica è separata in cavità addominale e cavità pelvica da una linea immaginaria parallela alle ossa del bacino. (credito: modifica del lavoro di NCI)

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