ECTS - University of Pisa
Scheda programma d'esame
GENERAL AND SYSTEMATIC ZOOLOGY
GIULIO PETRONI
Academic year2022/23
CourseNATURAL AND ENVIRONMENTAL SCIENCES
Code376EE
Credits12
PeriodSemester 1 & 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
ZOOLOGIA GENERALEBIO/05LEZIONI56
MICHELE MELAI unimap
VALENTINA SERRA unimap
ZOOLOGIA SISTEMATICABIO/05LEZIONI56
FABRIZIO ERRA unimap
GIULIO PETRONI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Il corso si propone di fornire conoscenze di base sull'evoluzione degli organismi animali, dai Protisti ai Vertebrati. E’ suddiviso in una parte di zoologia generale e una parte di zoologia sistematica. Nella prima parte vengono trattati argomenti generali della scienza zoologica come l’evoluzione, la tassonomia e la sistematica e vengono descritti la struttura e le funzioni dei principali apparati e sistemi degli animali. Nella seconda parte sono trattati gli aspetti   sistematici ed evolutivi dei phyla animali.
Knowledge

The course intends to provide knowledge about the evolution of animal organisms, from Protists to Vertebrates. It’s divided into a module of General Zoology and one of Systematic Zoology. The first part deals with general arguments of zoological sciences such as evolution, taxonomy, and systematics, and describes the structure and function of the main systems and apparatuses of animals. The second parts deals with the systematic and evolutionary aspects of individual animal phyla.
Modalità di verifica delle conoscenze

Le conoscenze acquisite verranno verificate alla fine del corso tramite gli esami previsti. Modulo Generale: esame orale. Modulo di Sistematica: esame scritto più esame orale.
Assessment criteria of knowledge

Acquired knowledge will be verified at the end of the course via the established examinations. General Module: oral examination. Systematic Module: written and oral examinations.
Capacità

Lo studente avrà acquisito le capacità di:

1) descrivere le principali componenti anatomiche degli organismi trattati (componenti cellulari, sistemi e apparati)

2) utilizzare la terminologia appropriata attinente ai temi dell’evoluzione biologica, della sistematica e della zoologia

3) conoscere le tappe fondamentali della vita sulla terra (nascita delle forme procariotiche, eucariotiche, pluricellulari, comparsa dei metazoi, colonizzazione delle terre emerse etc.) e le principali teorie evolutive

4) identificare al livello di Phylum o Classe gran parte degli organismi animali e di comprenderne le relazioni filogenetiche.
Skills

The student will eventually be able to:

1) describe the main anatomic components of examined organisms (cellular components, systems and apparatuses)

2) use the proper terminology pertaining to the topics of biological evolution, of systematics, and of zoology

3) know the fundamental steps of life on Earth (origin of prokaryotic, eukaryotic, and multicellular organisms, origin of metazoans, settlement of dry land etc.) and the main evolutionary theories

4) identify most animal organisms to the level of Phylum or Class and understand their phylogenetic relations.
Modalità di verifica delle capacità

L'acquisizione delle capacità sopra indicate verrà verificata alla fine dei due moduli del corso tramite gli esami previsti.
Assessment criteria of skills

The acquirement of the aforementioned skills will be tested at the end of the two course modules via the established examinations.
Comportamenti

Lo studente acquisirà una conoscenza di base della struttura, dell’evoluzione e della sistematica degli organismi viventi, che costituiscono una componente fondamentale del bagaglio culturale di uno studente in Scienze Naturali e Ambientali
Behaviors

The student will acquire an elementary knowledge of structure, evolution, and systematics of living organisms, this being a fundamental component of the skillset of a student of Natural and Environmental Sciences.
Modalità di verifica dei comportamenti

Tramite gli esami previsti.
Assessment criteria of behaviors

Via the established examinations.
Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Biologia Generale. Concetti base sulla struttura della cellula procariotica ed eucariotica. Principali processi cellulari.
Prerequisites

General Biology. Basic concepts on the structure of prokaryotic and eukaryotic cells. Main cellular processes.
Programma (contenuti dell'insegnamento)

Programma del corso di Zoologia generale e sistematica (cod. 376EE)

per NAT-L Scienze Naturali ed ambientali

MODULO GENERALE

(Dr. Valentina Serra, Dr. Michele Melai)

 

  • Introduzione: origine della vita e degli animali - Origine della terra e degli oceani; Fase molecolare abiotica e esperimenti di Miller & Urey; Formazione delle prime protocellule e dei primi meccanismi di replicazione del materiale genetico; Nascita dei primi organismi procariotici e descrizione delle caratteristiche cellulari di un procariote tipo; Nascita dei primi organismi eucariotici unicellulari e descrizioni della cellula eucariotica; Confronto tra cellula eucariotica e procariotica; Teorie sull'origine della cellula eucariotica; Teoria endosimbiontica seriale di Lynn Margulis. Origine della pluricellularità ed esempi esplicativi; Unità geocronologiche; Ere geologiche e record fossile; Fauna di Ediacara; L'esplosione Cambriana: fauna di Burgess e di Chengjiang; Fasi salienti della vita sulla Terra nell'arco delle ere geologiche, dalla vita negli oceani a quella sulla terraferma; Diversità animale nel tempo e le grandi estinzioni.

 

  • Evoluzione biologica - Retrospettiva storica delle teorie evolutive pre-darwiniane; Lamark e la prima teoria dell'evoluzione: ereditarietà dei caratteri acquisiti; Vita di Charles Darwin e la teoria dell'evoluzione per selezione naturale; Neodarwinismo o sintesi moderna; Sintesi dell’Evoluzione Estesa. Microevoluzione: definizione e meccanismi che la determinano, equilibrio di Hardy-Weinberg e fenomeni che disturbano l'equilibrio genico (deriva genetica, migrazioni, accoppiamenti non casuali, mutazioni, selezione naturale); Speciazione: meccanismi e modalità di speciazione (allopatrica, simpatrica, parapatrica; anagenesi, cladogenesi, radiazione adattativa); Macroevoluzione: nascita delle linee filetiche e il fenomeno dell'estinzione; Estinzioni catastrofiche; Tendenze evolutive: evoluzione divergente, evoluzione convergente, evoluzione parallela; Strutture omologhe e strutture analoghe; Trend evolutivi: complessità crescente e semplificazioni secondarie, il "bricolage dell'evoluzione", specializzazioni evolutive incontrovertibili; Percezione dei processi evolutivi (lineare vs rappresentazioni "a cespuglio").

 

  • Tassonomia e nomenclatura - Definizione di "specie" (concetto morfologico, biologico, ecologico, filogenetico); Nominare le specie: sistema binomiale di nomenclatura; Come scrivere correttamente i nomi delle specie; Descrivere e nominare le specie oggi con Il Codice di Nomenclatura Zoologica; Definizione di Tassonomia; Classificazione degli organismi: le categorie linneane o tassonomiche; Classificazioni artificiali e naturali; Definizione di Sistematica. Le principali scuole sistematiche: evoluzionistica - "classica", fenetica e cladistica; La sistematica cladistica e i suoi principi (Studio delle omologie e polarità dei caratteri); Definizione di plesiomorfia, apomorfia, autapomorfia, sinapomorfia, omoplasia; Definizione di clade monofiletico, parafiletico e polifiletico; Cladogrammi e alberi filogenetici: definizione e descrizione; La classificazione dei viventi da Haeckel ai giorni nostri; Discussione critica dei "6 regni" dei viventi e descrizione dell'"Eukaryotic tree of life"; Breve descrizione dei supergruppi: Excavata, Stramenopiles, Rhizaria, Alveolata, Archaeplastida, Amoebozoa, Opisthokonta.

 

  • Organizzazione corporea e sviluppo embrionale - Simmetria corporea, cavità interna - Definizione di "metazoo" e presentazione dei phyla; Simmetria corporea degli animali: asimmetria, s. sferica, s. radiata e varianti (bi-radiata, quadri-radiata, multi-radiata), s. bilaterale; Modelli di sviluppo embrionali: tipi di uova e tipi di segmentazione; formazione della morula e della blastula; Gastrulazione e formazione del blastoporo; Definizione di protostomi e deuterostomi; Formazione dell'archenteron e successiva formazione dell'intestino (definizione di aprocta e proctodeata); formazione della gastrula e dei foglietti embrionali (definizione di ectoderma, endoderma, mesoderma e di organismi diblastici e triblastici); Formazione del celoma per schizocelia ed enterocelia; Descrizione di animali Acelomati, Pseudocelomati e Eucelomati; Definizione di metameria; Organizzazione gerarchica della complessità animale (dal protoplasma agli organi); Tipi di tessuti e di apparati presenti nei metazoi.

 

  • Sistemi di sostegno e locomozione. Sistemi di sostegno: idroscheletro, idrostato muscolare, esoscheletro, endoscheletro. Esoscheletro degli artropodi, regolazione e processo della muta. Sistemi di locomozione: ameboide, ciliare e flagellare, muscolare. Movimento muscolare associato ad un idroscheletro. Movimento muscolare associato ad un esoscheletro. Movimento muscolare associato ad un endoscheletro. Propulsione a getto. Movimento mediato da pedicelli ambulacrali.

 

  • Nutrizione e apparato digerente. La nutrizione: concetti generali; Organismi autotrofi ed eterotrofi; Fagocitosi e pinocitosi; Meccanismi di nutrizione nei metazoi; Aprocta e proctodeata; Fasi della nutrizione; Strategie alimentari: organismi erbivori, carnivori, onnivori; Ematofagi, fitofagi, parassiti; Definizione ed esempi di organismi sospensivori o filtratori, deposivori e detritivori, erbivori, carnivori, predatori, ematofagi e fitofagi. L’apparato digerente, esempi dai seguenti phyla: Porifera, Cnidaria, Ctenophora, Platyhelminthes, Nematoda, Rotifera, Annelida, Arthropoda, Echinodermata, Chordata.

 

  • Escrezione e osmoregolazione (definizione), meccanismi messi in atto per l’eliminazione di prodotti di scarto (ammoniaca, urea e acido urico) in invertebrati e vertebrati, omeostasi e rapporto con ambiente vivente (osmoconformi e osmoregolatori), morfologia e funzionamento delle strutture utilizzate per escrezione e osmoregolazione (organelli, superfici esposte, cellula a rosetta, ghiandole, protonefridi, metanefridi, tubuli malpighiani e celomociti in Echinodermata).

 

  • Trasporto interno (sistemi circolatori e respiratorio), liquidi circolatori interni (spongocele e “coelenteron”), liquido pseudocelomatico e celomatico, sistema circolatorio chiuso e aperto con vari esempi, sistema circolatorio in Insecta, cuori e vasi contrattili, scambio gassoso tra tessuti e cellule, strutture utilizzate per respirazione (epiteli esposti, branchie, organi secondari in Mollusca, polmoni acquiferi, organi respiratori in pesci ossei e cartilaginei, polmoni a libro, sistema tracheale, polmoni), pigmenti respiratori e loro funzionamento.

 

  • Sistema nervoso (organizzazione e funzionamento), concetto di livello soglia, neurone (morfologia e trasmissione impulso), sinapsi, organi sensoriali diffusi e concentrati in associazione a stile di vita e simmetria corporea, tendenza evolutiva del sistema, ormoni (Crustacea e Insecta) e feromoni, organi di senso, tipi di organi sensoriali, effettori indipendenti, meccanorecettori (tangorecettori, recettori tattili, recettori di vibrazioni, recettori acustici (Insecta e Mammalia), georecettori, reorecettori, propriocettori e organi della linea laterale)), chemiorecettori (recettori gusto e olfatto), elettrorecettori, magnetorecettori, termorecettori e fotorecettori (macchie oculari, occhi a camera e occhi composti)).

 

  • La riproduzione. concetti generali: aploidia, diploidia, mitosi, meiosi, crossing over. Riproduzione asessuata: definizione ed esempi di scissione binaria, gemmulazione, gemmazione, frammentazione. Rigenerazione in planaria e lombrico. Riproduzione sessuale: definizione. Coniugazione nei ciliati. Riproduzione sessuale biparentale. Definizione di: specie dioica, gonocorismo, riproduzione anfigonica. Tipi di fecondazione (esterna, interna, interna indiretta). Epitochia in anellidi policheti. I vantaggi e gli svantaggi della riproduzione biparentale. Determinazione del sesso (singamica e metagamica). Riproduzione sessuale ermafrodita: definizione. Definizione di: specie monoica, ermafroditismo sufficiente, ermafroditismo insufficiente, ermafroditismo proterandrico, ermafroditismo proteroginico. Riproduzione sessuale partenogenetica: definizione. Partenogenesi mittica e amittica. Partenogenesi telitoca. Partenogenesi arrenotoca. Ginogenesi e androgenesi. Modelli riproduttivi (organismi ovipari, ovovivipari, vivipari). Tipi di uova. L'apparato riproduttore, esempi dai seguenti phyla: Cnidaria, Ctenophora, Platyhelminthes, Nematoda, Rotifera, Annelida, Arthropoda, Echinodermata, Chordata.

 

  • Sviluppo postembrionale: definizione e tipi di sviluppo (diretto e indiretto). Definizione di "larva" e valenza eco-adattativa degli stadi larvali. Esempi di stadi larvali nei seguenti phyla: Porifera, Cnidaria, Ctenophora, Platyhelminthes (Policladi), Annelida (Policheti), Arthropoda (Crostacei e Insetti), Echinodermata, Chordata.

 

  • Livree e colori negli animali. Origine dei colori: pigmenti e nanostrutture. Formazione dei colori in vari gruppi tassonomici. Funzioni delle colorazioni animali. Definizione di mimetismo. Mimetismo criptico fisso e variabile. Mimetismo di segnalazione e avvertimento. Mimetismo aposematico. Mimetismo mulleriano. Mimetismo di simulazione. Mimetismo batesiano. Mimetismo mertensiano.

 

  • Simbiosi: definizione, storia del termine e diverse interpretazioni nel corso del tempo, importanza a livello biologico ed evolutivo. Terminologia legata alla simbiosi. Definizione di Mutualismo, Commensalismo, Parassitismo e relativi esempi. Esempi di cicli parassitici nei protisti: Plasmodium (Phylum Apicomplexa). Esempi di cicli parassitici nei metazoi: Fasciola hepatica, Taenia solium e saginata (Phylum Platyhelmintes); Myrmeconema neotropicum (Phylum Nematoda); Sacculina carcini (Phylum Arthropoda).

 

 

Programma del corso di Zoologia generale e sistematica (cod. 376EE)

per NAT-L Scienze Naturali ed ambientali

MODULO SISTEMATICA

(Professore Giulio Petroni, Dr. Fabrizio Erra)

 

  • Protisti – Generalità e origine, classificazione moderna e storia della classificazione. Rapporti evolutivi fra organismi, confronto fra ricostruzioni filogenetico fatte su base morfologico/funzionale/ecologia e molecolare. Esempi di convergenza evolutiva nei protisti (e.g. parassitismo, etc).
  • Introduzione ai Metazoi – Evoluzione dei metazoi, Definizione dei concetti fondamentali. Piani corporei. Cambiamenti nella classificazione moderna. Descrizione dei principali Supergruppi (e.g. Deuterostomi, Lophotrocozoa e Ecdisozoa) etc e dei loro rapporti evolutivi.
  • Porifera – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici all’interno del taxon e tra rappresentanti del taxon ed i restanti Phyla (e.g. ipotesi Porifera monofiletici versus parafiletici.
  • Cnidaria – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici all’interno del taxon e tra il taxon ed i restanti Phyla.
  • Ctenophora – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici all’interno del taxon e tra il taxon ed i restanti Phyla.
  • Placozoa – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici con gli altri taxa.

 

  • Lophotrocozoa - generalità del gruppo: piano morfologico di base, trend evolutivi all’interno del gruppo.
  • Plathelminthes – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici all’interno del taxon e tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Gastrotricha – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici all’interno del taxon e tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Gnatiphera (Gnathostomulida, Micrognathozoa, Rotifera e Acanthocephala) e Chaetognatha – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici all’interno del taxon e tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Cycliophora – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Entoprocta – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Ectoprocta – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Brachiopoda – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Phoronida – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Nemertea – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Mollusca – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici all’interno del taxon e tra il taxon ed i restanti taxa di Lophotrochozoa.
  • Anellida – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo, rapporti filogenetici all’interno del taxon e nella visione moderna filogenetica.
  • Mesozoa –Generalità e origine, storia, classificazione e breve discussione sulla “non esistenza dei Mesozoa”.. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Discussione critica del nuovo collocamento dei due taxa in esame, Orthonectida e Rhombozoa, all’interno della radiazione evolutiva dei Lophotrochozoa.

 

  • Ecdysozoa - generalità del gruppo: piano morfologico di base, trend evolutivi all’interno del gruppo.
  • Nematoda – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici all’interno del taxon e tra il taxon ed i restanti taxa di Ecdysozoa.
  • Nematomorpha – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Ecdysozoa.
  • Loricifera – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Ecdysozoa.
  • Kinorhyncha – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. . Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Ecdysozoa.
  • Priapulida – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. . Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Ecdysozoa.
  • Onychophora – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Ecdysozoa.
  • Tardigrada – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di Ecdysozoa.
  • Arthropoda – Generalità: metameria, appendici, tagmatizzazione, esoscheletro, ecdisi. Apparato digerente, generalità. Celoma, sistema vascolare, emocele, escrezione e osmoregolazione. Scambi gassosi. Sistema nervoso. Recettori sensoriali. Generalità sulla riproduzione. Classificazione tassonomica degli artropodi.
  • Subphylum Trilobita generalità. Introduzione al Subphylum Chelicerata. Classe Merostomata (Eurypterida e Xiphosurida). Classe Arachnida: ordine Araneae, Ordine Scorpionida, Ordine Opiliones e Ordine Acari. Classe Pycnogonida
  • Introduzione al Subphylum Myriapoda. Generalità delle Classi Diplopoda, Chilipoda Pauropoda e Symphyla.
  • Introduzione al Subphylum dei Crostacei. Generalità morfologiche del crostaceo generalizzato (gambero), sistema respiratorio sistema circolatorio e sistema nervoso. Organi di senso. Riproduzione e sviluppo. Generalità delle classi Remipedia, Cephalocarida e Branchiopoda. Generalità ordine Diplostraca. Generalità della Classe Maxillopoda: Sottoclasse Copepoda e Cirripeda. Generalità della Classe Malacostraca, ordine Decapoda e tipi morfologici. Generalita Ordine Stomatopoda.
  • Introduzione al Subphylum degli Esapoda. Classificazione tassonomica Esapoda. Classe Entognatha e Classe Insecta. Insecta, descrizione delle regioni morfologiche caratteristiche del corpo.

 

  • Xenacoelomorpha – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo. Analisi critica dei rapporti filogenetici tra il taxon ed i restanti taxa di bilateri.

 

  • Deuterostomia - generalità del gruppo: piano morfologico di base, trend evolutivi all’interno del gruppo.
  • Echinodermata – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo, rapporti filogenetici all’interno del taxon e nella visione moderna filogenetica.
  • Hemichordata – Generalità e origine, storia e classificazione. Struttura corporea, sostegno, movimento, nutrizione e digestione, difesa, interazioni e simbiosi, circolazione, scambi gassosi, sistema nervoso e organi di senso, riproduzione e sviluppo, rapporti filogenetici all’interno del taxon e nella visione moderna filogenetica.
  • Chordata – Generalità e origine, morfologia, storia e filogenesi
Syllabus

Program of the course of General and systematic zoology (cod. 376EE)

per NAT-L Natural and environmental sciences

GENERAL MODULE

(Dr. Valentina Serra, Dr. Michele Melai)

 

  • Introduction: origin of life and animals – Formation of Earth and oceans; abiotic molecular developments and Miller-Urey experiments; Origin of the first proto-cells and the first mechanisms of replication of genetic material; Origin of the first prokaryotes and description of the cell-level traits of a typical prokaryote; Origin of the first unicellular eukaryotes and description of the eukaryotic cell; Comparison between prokaryotic and eukaryotic cell; Theories on eukaryote origins; Lynn Margulis’ theory of serial endosymbiosis; Origin of multicellularity and explanatory examples; Geochronological units; Geological eras and fossil record; Ediacaran Fauna; The Cambrian Explosion: Burgess and Chengjiang faunas; key phases of life on Earth over geological eras, from ocean to land life; Animal diversity across time and mass extinctions.

 

  • Biological evolution – Historical retrospective on pre-Darwinian evolutionary theories; Lamarck and the first theory of evolution; heredity of acquired traits; Life of Charles Darwin and theory of evolution by natural selection; Neodarwinism or Modern Synthesis; Extended Evolution Synthesis; Microevolution: definition and driving mechanisms, Hardy-Weinberg equilibrium and phenomena that disrupt genetic equilibrium (genetic drift, migrations, non-random mating, mutations, natural selection); Speciation: mechanisms and manners of speciation (allopatric, sympatric, parapatric; anagenesis, cladogenesis; adaptive radiation); Macroevolution: origin of phyletic lineages and extinction; Mass extinctions; Divergent, convergent, and parallel evolution; Homologous and analogous structures; Evolutionary trends: increasing complexity and secondary simplifications, the “bricolage of evolution”, obvious evolutionary specializations; Perception of evolutionary processes (linear vs. “bush-like” representations).
  • Taxonomy and nomenclature – Definition of “species” (as morphological, biological, ecological, phylogenetic concept); Naming species: the binomial nomenclature; Correctly writing species names; Describing and naming species today with the Zoological Nomenclature Code; Definition of Taxonomy; Classification of organisms: Linnean or taxonomic categories; Artificial and natural classifications; Definition of Systematics; The main Systematic schools: evolutionary – “classical”, phenetics, and cladistics; Cladistic systematics and its principles (Study of homologies and character polarity); Definition of plesiomorphy, apomorphy, autapomorphy, synapomorphy, homoplasy; Definition of monophyletic, paraphyletic, and polyphyletic clade; Cladograms and phylogenetic trees: definition and description; Classification of organisms from Haeckel to the present day; Critical discussion of the living “six kingdoms” and description of the “Eukaryotic tree of life”; Brief description of the supergroups Excavata, Stramenopiles, Rhizaria, Alveolata, Archaeplastida, Amoebozoa, Opisthokonta.

 

  • Body plan and embryonal development – Body symmetry, internal cavities; Definition of “Metazoan” and presentation of phyla; Body symmetry of animals: asymmetry, spherical s., radial s. and its variations (bi-radial, quadri-radial, multi-radial), bilateral s.; Models of embryonal development: types of eggs and segmentation; Formation of morula and blastula; Gastrulation and formation of the blastopore; Definition of protostomes and deuterostomes; Formation of archenteron and following development of the gut (definition of aprocta and proctodeates); Formation of gastrula and germ layers (definition of ectoderm, endoderm, mesoderm, and of diblastic and triblastic organisms); Formation of the coelom by schizocoely and enterocoely; Description of Acoelomate, Pseudocoelomate, and Eucoelomate animals; Definition of metamery; Hierarchical organization of animal complexity (from protoplasm to organs); Types of tissues and apparatuses found in Metazoans.

 

  • Systems of support and locomotion. Support systems: hydroskeleton, muscular hydrostat, exoskeleton, endoskeleton. Arthropod exoskeleton, regulation and process of molting. Locomotory systems: amoeboid, ciliary and flagellar, muscular. Muscular movement associated to a hydroskeleton. Muscular movement associated to an exoskeleton. Muscular movement associated to an endoskeleton. Jet propulsion. Movement mediated by tube feet.

 

  • Feeding and digestive system. Feeding: general concepts; Autotrophic and heterotrophic organisms; Phagocytosis and pinocytosis; Feeding mechanisms in Metazoans; Aprocta and proctodeates; Stages of feeding; Alimentary strategies: herbivores, carnivores, omnivores; Hematophages, phytophages, parasites; Definition and examples of suspensivore or filter-feeding organisms, depositivores and detritivores, herbivores, carnivores, predators, hematophages, and phytophages. The digestive system, example from the following phyla: Porifera, Cnidaria, Ctenophora, Platyhelminthes, Nematoda, Rotifera, Annelida, Arthropoda, Echinodermata, Chordata.

 

  • Excretion and osmoregulation (definition), mechanisms established for the elimination of waste products (ammonia, urea, and uric acid) in invertebrates and vertebrates, homeostasis and relation with the living environment (osmoconformity and osmoregulation), morphology and mechanism of structueres used for excretion and osmoregulation (organelles, exposed surfaces, rosette cells, glands, protonephridia, metanephridia, Malpighian tubules, and coelomocytes in Echinodermata).

 

  • Internal transportation (circulatory and respiratory systems), internal circulatory fluids (spongocoel and “coelenteron”), pseudocoelomatic and coelomatic liquid, closed and open circulatory system with various examples, circulatory system in Insecta, hearts and contractile blood vessels, gas exchange within tissues and cells, respiratory structures (exposed epithelia, gills, secondary organs in Mollusca, water lungs, respiratory organs in bony and cartilagineous fish, book lungs, tracheae, lungs), respiratory pigments and their action mechanism.
  • Nervous system (organization and mechanism), concept of threshold level, neuron (morphology and impulse transmission), synapses, diffuse and concentrated sense organs relating to lifestyle and body symmetry, evolutionary trends of the system, hormones (Crustacean and Insecta) and pheromones, sense organs, types of sense organs, independent effectors, mechanoreceptors (tangoreceptors, tactile receptors, vibration receptors, acoustic receptors (Insecta and Mammalia), georeceptors, rheoreceptors, proprioceptors, and lateral line organs)), chemoreceptors (taste and olfaction receptors), electoreceptors, magnetoreceptors, thermoreceptors, and photoreceptors (ocelli, camera and composite eyes).

 

  • Reproduction: general concepts: haploidy, diploidy, mitosis, meiosis, crossing over. Asexual reproduction: definition and examples of binary fission, gemmulation, gemmation, fragmentation. Regeneration in flatworm and earthworm. Sexual reproduction: definition. Conjugation in ciliates. Biparental sexual reproduction. Definition of: dioecious species, gonochorism, amphigonic reproduction. Types of fertilization (external, internal, indirect internal). Epitochy in polychaete annelids. Advantages and disadvantages of biparental reproduction. Sex determination (syngamic and metagamic). Hermaphroditic sexual reproduction: definition. Definition of: monoecious species, sufficient hermaphroditism, insufficient hermaphroditism, proterandric hermaphroditism, proterogynic hermaphroditism. Parthenogenetic sexual reproduction: definition. Mictic and amictic parthenogenesis. Telitochous parthenogenesis. Arrhenotochous parthenogenesis. Gynogenesis and androgenesis. Reproductive models (oviparous, ovoviviparous, viviparous organisms). Types of eggs. The reproductive system, examples from the following phyla: Cnidaria, Ctenophora, Platyhelminthes, Nematoda, Rotifera, Annelida, Arthropoda, Echinodermata, Chordata.
  • Post-embryonal development: definition and types of development (direct and indirect). Definition of “larva” and eco-adaptive function of larval stages. Examples of larval stages in the following phyla: Porifera, Cnidaria, Ctenophora, Platyhelminthes (Policladi), Annelida (Policheti), Arthropoda (Crostacei e Insetti), Echinodermata, Chordata.

 

  • Liveries and colors in animals. Origin of colors: pigments and nanostructures. Formation of colors in various taxonomic groups. Functions of animal colors. Definition of mimicry. Cryptic mimicry, fixed and variable. Signaling and warning mimicry. Aposematic mimicry. Mullerian Simulatory mimicry. Batesian mimicry. Martensian mimicry.

 

  • Symbiosis: definition, history of the term and different interpretations over time, biological and evolutionary significance. Symbiosis-related terminology. Definition of Mutualism, Commensalism, Parasitism and relevant examples. Examples of parasitic lifecycles in protists: Plasmodium (Phylum Apicomplexa). Examples of parasitic lifecycles in Metazoans: Fasciola hepatica, Taenia solium e saginata (Phylum Platyhelmintes); Myrmeconema neotropicum (Phylum Nematoda); Sacculina carcini (Phylum Arthropoda).

 

 

Program of the course of General and systematic zoology (cod. 376EE)

per NAT-L Natural and environmental sciences

SYSTEMATICS MODULE

(Professor Giulio Petroni, Dr. Fabrizio Erra)

 

  • Protists – Generalities and origin, modern and historical classification. Evolutionary relations between organisms, comparison among phylogenetic reconstructions made on morphological/functional/ecological vs. molecular basis. Examples of convergent evolution among protists (e.g. parasitism, etc.)
  • Introduction to Metazoans – Evolution of Metazoans, Definition of fundamental comcepts. Body plans. Changes in the modern classification. Description of the main supergroups (e.g. Deuterostomia, Lophotrochozoa, Ecdysozoa) and their evolutionary relations.
  • Porifera – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other Phyla (e.g. hypothesis of monophyletic vs. paraphyletic Porifera).
  • Cnidaria – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other Phyla.
  • Ctenophora – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other Phyla.
  • Placozoa – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other Phyla.

 

  • Lophotrochozoa – group generalities: basic morphological plan, evolutionary trends within the group.
  • Platyhelmintes – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Gastrotricha – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Gnatiphera (Gnathostomulida, Micrognathozoa, Rotifera e Acanthocephala) e Chaetognatha – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Cycliophora – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Entoprocta – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Ectoprocta – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Brachiopoda – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Phoronida – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Nemertea – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Mollusca – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Lophotrochozoa.
  • Annelida – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development, phylogenetic relations within the taxon and in modern phylogenetic vision.
  • Mesozoa – Generalities and origin, history, classification, and brief discussion about the “non-existence of Mesozoa”. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical discussion of the new placement of the two relevant taxa, Orthonectida and Rhombozoa, within the evolutionary radiation of Lophotrochozoa.

 

  • Ecdysozoa – group generalities: basic morphological plan, evolutionary trends within the group.
  • Nematoda – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Ecdysozoa.
  • Nematomorpha – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Ecdysozoa.
  • Loricifera – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Ecdysozoa.
  • Kinorhyncha – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Ecdysozoa.
  • Priapulida – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Ecdysozoa.
  • Onychophora – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Ecdysozoa.
  • Tardigrada – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations within the taxon and between the taxon and other taxa of Ecdysozoa.
  • Arthropoda – Generalities: metamery, appendages, tagmatization, exoskeleton, ecdysis. Digestive system, generalities. Coelom, vascular system, haemocoel, excretion and osmoregulation. Gas exchanges. Nervous system. Sense receptors. Generalities on reproduction. Taxonomic classification of Arthropods.
  • Subphylum Trilobita, generalities. Introduction to Subphylum Chelicerata. Class Merostomata (Eurypterida e Xiphosurida). Class Arachnida: Order Araneae, Order Scorpionida, Order Opiliones e Order Acari. Class Pycnogonida.
  • Introduction to Subphylum Myriapoda. Generalities of Classes Diplopoda, Chilopoda, Pauropoda, and Symphyla.
  • Introduction to Subphylum Crustacea. Morphological generalities of the generic crustacean (shrimp), respiratory system, circulatory system, and nervous system. Sense organs. Reproduction and development. Generalities of the Classes Remipedia, Cephalocarida, and Branchiopoda. Generalities of Order Diplostraca. Generalities of Class Maxillopoda: Subclasses Copepoda and Cirripedia. Generalities of Class Malacostraca, Order Decapoda and morphological types. Generalities of Order Stomatopoda.
  • Introduction to Subphylum Hexapoda. Taxonomic classification of Hexapoda. Class Entognatha and Class Insecta. Insecta, description of the morphological region typical of their body.

 

  • Xenacoelomorpha – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development. Critical analysis of phylogenetic relations between the taxon and other taxa of Bilateria.

 

  • Deuterostomia – group generalities: basic morphological plan, evolutionary trends within the group.
  • Echinodermata – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development, phylogenetic relations within the taxon and in modern phylogenetics.
  • Hemichordata – Generalities and origin, history and classification. Body structure, support, movement, feeding and digestion, defense, interactions and symbiosis, circulation, gas exchanges, nervous system and sense organs, reproduction and development, phylogenetic relations within the taxon and in modern phylogenetics.
  • Chordata – Generalities and origin, morphology, history and phylogeny.
Bibliografia e materiale didattico

Il testo di riferimento è Hickman et al. “Zoologia”, 16a edizione o precedenti, McGraw-Hill, 2016.
Bibliography

The textbook of reference is Hickman et al., Zoology, 16th edition or previous, McGraw-Hill, 2016.
Indicazioni per non frequentanti

Non sussistono differenze per studenti non frequentanti, ai quali si suggerisce di consultare il testo di riferimento, il programma d’esame e le slides del corso reperibili su Microsoft Teams (aggiornate di anno in anno).
Non-attending students info

There are no differences for not-attending students, to whom is suggested to rely on the textbook of reference, the examination program, and the lecture slides available on Microsoft Teams (updated year by year).
Modalità d'esame

MODULO GENERALE: l'esame consiste in una prova orale, costituita da un esteso colloquio tra il candidato e il docente e uno o più collaboratori (altri docenti o cultori della materia), della durata di circa 45 minuti.

MODULO DI SISTEMATICA: l'esame consiste in una prova scritta con domande aperte e domande a risposta multipla, della durata di 2 ore. A seguito del superamento della prova scritta (voto minimo: 16* con riserva o 18), seguirà una prova orale, costituita da un esteso colloquio tra il candidato e il docente e uno o più collaboratori (altri docenti o cultori della materia), della durata di circa 25-30 minuti. Negli appelli per fuori corso e/o studenti lavoratori è prevista una solo prova orale della durata di circa 50-60 minuti
Assessment methods

GENERAL MODULE: the examination takes the form of an oral test, consisting in a substantial talk between the student and the teacher, and one or more coworkers (other teachers or matter experts), lasting approximately 45 minutes.

SYSTEMATICS MODULE: the examination takes the form of a written test with open questions and multiple-choice questions, lasting 2 hours. Having passed the written test (minimal acceptable vote: 16* with reservation or 18), an oral test will follow, consisting in a substantial talk between the student and the teacher, and one or more coworkers (other teachers or matter experts), lasting approximately 25-30 minutes. In examinations for working students or students outside the course’s timeframe, there will be only an oral test lasting approximately 50-60 minutes.
Updated: 09/03/2023 06:42