8/9/2019 11. Animal 12. Om 77-84

1/8

77

11. REGNUL ANIMALIA

11.1. Caracteristicle generale ale animalelor Animalele sunt eucariote multicelulare, heterotrofe. Neputnd s-i

sintetizeze hrana ca organismele autotrofe, trebuie si-o procure (cel mai des prin

ingerare) de alte organisme (vii sau moarte), care conin n corpul lor moleculeleorganice necesare. Celula animal, redat sub form general n figura 11.1, nu dispune de

perei celulari rigizi, ca celulele de plante sau ciuperci, substana menit s dea oanumitrezistenpentru pstrarea formei este n cele mai multe cazuri colagenulredat n figura 11.2 (la care se pot aduga i alte scleroproteide, cum ar fi sericina,elastinai keratina).Pe lng colagen mai sunt i alte proteine de jonciune, careasigurfixarea celulelor ntre ele, cum se vede n figura 11.3.

Membranplasmatic

Ribozomi

Aparat GolgiReticul endoplasmatic

neted

Lisozom

Reticul endo-

plasmaticgrosier

Nucleu

Nucleol

Cromatin

Invelinuclear

Flagel

Microtubuli

Microfilamente

Centrioli

Peroxizom

Mitocondrie

Fig. 11.1. Exemplu de celulanimal. Fade celula vegetalredatn figura 9.8,cea animaleste lipsitdeperete rigid i de cloroplaste, n schimb dispune decentrioli i lisosomi, iar n loc de o vacuolcentralmare, are vacuole mici.

Centriolii, asamblai din microtubuli, sunt situai n preajama nucleului i au rol ndiviziunea celular. Lisozomii sunt organite care conin enzime digestive, capabilede a hidroliza macromolecule i grsimi, nconjurate de o membrancare mpiedicptrunderea enzimelor n citosol, pentru a evita o posibilautoliza componentelor

citoplasmei. ([2].p.108).

8/9/2019 11. Animal 12. Om 77-84

2/8

78

O celulanimalalteratde cancer (cancer mamar la om) este redatn figura11.1.a. Se remarcsuprafaa anormal de neregulati excrescenele citoplasmatice.Fotografie scanatcu microescopul electronic (Enciclopedia Britannica)

Fig. 11.1.a. O celuldecancer mamar uman.

Se distinge suprafaa foarteaccidentati numeroase

excrescene alecitoplasmei.

Colagenul este o scleroproteid, format din macromolecule polipeptidiceelicoidale, rsucite cte 3 mpreuni adunate n microfibrile, la rndul lor nmnun-chiate n fibrile, un mare numr din acestea formnd fibra de colagen, aa cum sepoate vedea n figura 11.2. l gsim n organismul uman n tendoane i oase.

Fibrde

cola en Lan

oli e tidic

Moleculde cola en

Microfibril

Fibril

Fig. 11.2. Structura fibrei de colagen, care seamncu o frnghie. ([2].p.780)

O a treia caracteristica animalelor este prezena unor esuturi specializate,nentlnite la alte regnuri: esutul nervosi esutul muscular, primul transmitorde impusuri, al doilea capabil de lucru mecanic.

n sfrit, majoritatea animalelor se reproduc pe cale sexual, etapa diploiddominnd ciclul vital. De regulspermatozoizi mobili i de dimensiuni mici fertilizeazou(ovule) mari i nemicate pentru a rezulta zigoi, care suferdiviziune celular,crescnd i specializnd anumite grupuri de celule pentru anumite funcii.

8/9/2019 11. Animal 12. Om 77-84

3/8

79

11.2. Filogenia animalelorCele mai vechi fosile animale dateazdin Precambrian, cu peste 500 milioane

de ani n urm. Tabelul 11.1, ca i figura 11.4. redau principalele ramificaii aleregnului animal. Toate animalele sunt monofiletice, adic descind din acelaistrmo, presupus a fi o protistflagelat, care a trit cu 700 milioane ani n urmn

Precambrian. Se disting n jur de 35 de filaanimale, cu deosebiri clare ntre ele.

Membraneplasmatice aleceluleloradiacente

Jonciuneetan

Filamenteintermediare

Spaiu ntre celuleCanale

intercelulare

Jonciune

deancorare

Jonciune decomunicare

Jonciuneetan

Fig. 11.3. Jonciuni ntre celule animale. Membranele plasmatice ale celulelor vecinesunt legate ntre ele prin jonciuni etane (a), jonciuni de ancorare sau desmosomi

(b), dar i prin jonciuni cu canale de comunicare, asigurate de proteine.

n tabelul 11.1 sunt redate cteva mai importante. Sau numerotat de la la principalele puncte de ramificaie n dezvoltarea regnului animal.

Fr a intra n detaliile anatomice i fiziologice ale nenumratelor clase increngturil din schema de mai jos (fig. 11.4) ssubliniem doar cteva aspecte maifrapante.

Diversificarea majoritii speciilor animale s-a ntmplat ntr-un interval scurtde timp, ntre 545 i 525 milioane de ani n urm, n Cambrian. Se vorbete deexplozia cambrian a speciilor animale. Datorit acestei perioade scurte dediversificare exist greuti n a stabili cu precizie bifurcaiile n cursul evoluiei lanivel de clase i chiar de fila, de aceea numrul de fila este nc n discuiasistematicienilor. Astfel apar deseori i taxoni ntre cei din figura 1.3, cum ar fi celedesuperclas sau superfilum (categorie n tabelul 11.1).

Majoritatea speciilor sunt nevertebrate i doar circa 5% sunt vertebrate. Majoritatea sunt acvatice. Numeroase specii, sau chiar taxoni superiori, au disprut n cursul evoluiei,

mrturii ale existenei lor fiind doar rmiele fosile.

8/9/2019 11. Animal 12. Om 77-84

4/8

80

Chiar i n regnul animal, ca i n alte regnuri se consider c speciilecunoscute reprezint de-abia a zecea parte din cele care au existat de-a lungulevoluiei.

Tab. 11.1. Subdiviziuni n regnul animal

Categoria Caracteristici PhylumParazoa Multicelulare fresuturi adevrate Porifera (burei)Eumetazoa Cu esuturi adevrateRadiata Simetrie radial, diploblastice (cu

ecto- i endoderm)Cnidaria (hidre,anemone, corali)

Bilateria Simetrie bilateral; triploblastice (cuecto-, endo- i mezoderm)

Acoelomates Corp solid, frcavitate corporal Platyhelmintes (tenia)Pseudocoelo-mates

Cu pseudocoelom (cavitate ntretractul digestiv i peretele exterior,incomplet dotat cu mezoderm)

Rotifera

Coelomates Cavitate corporal(coelum) completprevzutcu mezoderm Nematoda (rme)

Nemertea (viermi)Lophophorates:BryozoaBrachipode, Phoronida.Mollusca (scoici, serpi,cefalopode)Annelida (viermisegmentai)

ProtostomesSpiralate; gura dezvoltatdinblastopor, cavitate corporalschizo-coelar(formatprin divizareamasei de esut mezodermal)

Arthropoda (crustacee,insecte, pianjeni)

Echinodermata (stele demare, arici de mare)

Deutero-stomes

Bila

teria

Co

elomates

Anus format din blastopor; cavitateenterocoelic(formatprin pliereaperetelui mezodermal) Chordata (lancelate,

tunicate, vertebrate)

Fig. 11.4. Arborele filogenetic al animalelor. O primseparare se produce cnd din filumul Parazoacarecuprinde bureii (Porifera), animale fresuturi ade-

vrate, se desprinde ramura Eumetazoacu esuturiadevrate, primele dintre aceste fiind Radiata(cusimetrie radial). Urmeazo noudesprindere, ceaa Bilateria, cu prima ramuraAcoelomates, apoiPseudocoelomates, pentru ca ramificarea urm-

toare important() a Coelomates, bifurcatapoi nProtostomesi Deuterostomes, saducnouta-tea unor cavit i incluse n mesoderm. ([2].p.606)

COELOMATE

8/9/2019 11. Animal 12. Om 77-84

5/8

81

11.3. Locul animalelor n biosferDacplantele i speciile din alte regnuri, dotate cu pigmeni (cloroplaste), sunt

principaliiproductori, animalele reprezintprincipalii consumatori. Figura 11.5.

Consumatoriteriari

Consumaturisecundari

Consumatoriprimari

Productoriprimari

Energie

luminoas

Fig. 11.5. Exemple de lanuritrofice terestre i marine. Seobservcavem un singurnivel de productori n timp

ce existmai multe nivele deconsumatori (petele cel ma-

re l mncpe cel mic).n cazul acesta sunt 4 nivele

de consumatori. Con-sumatorii primari sunt cei

care consumproductorii.

Consumatorii secundari con-sumconsumatori primari,cei teriari consumconsu-

matori secundari, iar ceicuaternari, consumconsu-

matori tertiari.([2].p.1132)

Fig. 11.6. Piramida producti-vitii nete. Se vede care obazfoarte larg energia

luminoas. Se mai observcde la un nivel trofic la altulsuperior energia

nmagazinatscade de 10ori. Din 106J energie lumi-noasregsim la consuma-

torii ter iari doar 10 J.

CONSUMATORISECUNDARI

CONSUMATORIPRIMARI

CONSUMATORICUATERNARI

CONSUMATORITERIARI

PRODUCTORIPRIMARI

Ierbivore

Lantrofic terestru Lantrofic marin

e

8/9/2019 11. Animal 12. Om 77-84

6/8

82

Din aceastcauznu se cunosc mai multe nivele trofice de consumatori dect4, incluznd i ierbivorele. Piramida este foarte plat i se ajunge repede n situaian care un nivel trofic nu mai poate susine unul superior, adic nu poate asigurapopulaii destul de numeroase pentru a se putea dezvolta pe o duratmai lung.

Piramida productivitii nete se poate exprima n diverse moduri: n energie,

aa cum arat figura 11.6; n mas uscat, aa cum exemplific figura 11.7.a ncazul unei mlatini din Florida (unde s-au putut identifica numai 3 nivele trofice deconsumatori); sau n numr de indivizi, aa cum aratfigura 11.8.

Piramida productivitii nete este exprimat n uniti de energie n fig. 11.6.Dacproductorii primari (plante, alge i bacterii foto-sintetice) valorificaproximativ1% din energia solar, nivelele trofice urmtoare reuesc svalorifice ntre 5 i 20%din energia coninut n hran, n energie coninut n propriile esuturi. Explicaiarandamentului mai mare la consumatori este legatde faptul clantele nu numaiproduc, ci i consum energie chimicpentru nevoile proprii. Trecerea de la un niveltrofic la altul superior este asociatcu reducerea de circa 10 ori a energieiconinutn biomasa nivelului respectiv. ([2].p.1137).

Este interesant de remarcat cn unele cazuri excepionale, cel puin n cazulunor consumatori primari, se poate ntlni i situaia unei piramide inverse, adicbiomasa tuturor organismelor nivelului trofic al consumatorilor sfie mai mare dectbiomasa organismelor nivelului de productori, care de fapt l ntreine pe acesta.Acest lucru s-a observat n cazul n care ciclul de reproducere al productorilor estefoarte scurt n raport cu cel al consumatorilor primari. Figura 11.7.b redo astfel desituaie din biomul marin al Canalului Mnecii. Aici productorii primari sunt nite algecare se reproduc n cicluri de foarte scurtdurati sunt consumai n cantiti maride consumatorii primari, cu o duratde viatmult mai lung.

Fig. 11.7.a. Piramida produciei debiomasanhidrn g/m2n cazul uneimlatini din florida. Se vede craportul

dintre productori i consumatorii primarieste de circa 22, n timp ce ntre nivelele

superioare este 3,4 respectiv 7.

Fig. 11.7.b. Piramida inversn cazulCanalului Mnecii, unde algele (produc-toare) se reproduc repede. ([2].p.1137)

Fig. 11.8. Piramida numrului de indivizidin succesivele nivele trofice. Iese n

evidenreducerea drastica numruluiindivizilor nivelului consumatorilor teriarin raport cu cei secundari, nivelul celorteriari fiind aproape de dispariie. p1138

Cmp cu iarbalbastrdin Michigan

Canalul mnecii

Mas

anhidr

Nivel trofic

Mlatindin Florida

Consumatoriteriari

secundariprimari

Productori primari

Consumatori primari(zooplancton)

Productori primari(fitoplancton, alge)

Numr de organisme individuale Nivel trofic

Consumatoriteriarisecundari

primariProductori primari

In acest din urmcaz timpul de regenerare, tr, a productorilor primari estemic. Timpul de regenerarese definete ca raportul dintre densitatea de biomas, d,(n uniti de maspe m2- sau m3) iproductivitatea, p,(n uniti de maspe m2-sau m3- i zi):

p

dt

r= .

8/9/2019 11. Animal 12. Om 77-84

7/8

83

Se vede ctimpul de regenerare este cu att mai scurt, cu ct cantitatea de biomas(pe unitatea de suprafa) este mai mic i cu ct productivitatea nivelului troficrespectiv este mai mare.

De cele mai multe ori timpul de regenerare a nivelului inferior este mai lungdect cel al nivelului dat, n cazul nostru (fig.11.7.a) tral productorilor este mai scurt

dect tr al consumatorilor primari, ceea ce nseamn c pramida biomasei va finormal. n caz contrar vom avea situaia excepionaldin figura 11.7.b.Piramida numrului organismelor individuale de pe o pune din Michigan

este redatn figura 11.8. n acest caz se vede ceste nevoie de aproape 6 milioanede plante individuale pentru a suporta de-abia 3 indivizi la nivelul consumatorilorteriari. Nici aici nu ntlnim nivelul consumatorilor quaternari. Acetia nu au bazdeexisten. i raportul dintre consumatorii secundari i teriari este enorm. Suntnecesari aproape 108 mii de indivizi consumatori secundari, pentru a permiteexistena a 3 indivizi consumatori teriari. Acest raport disproporionat i areexplicaia i n faptul canimalele de praddin nivelul trofic 3 sunt animale de maridimensiuni, n timp ce cei din nivelul 2 sunt de regulmici. Piramida biomasei sau a

energiei nu este att de disproporionat, dupcum s-a vzut n figurile 11.5 i 11.6.La analiza piramidei mai trebuie sse inseama cunele specii fac parte n

acelai timp din dounivele trofice. Astfel de exemplu multe psri se hrnesc cudiferite semine de plante, adicdin producia productorilor primari, dar n acelaitimp consumi insecte, mute, etc., aparinnd consumatorilor.

12. APARIIA OMULUI ([2]. p. 660-665)

12.1.Hominiziiau aprut cu circa 4,5 milioane de ani n urm (Ardipithecusramidus). Se tie cu destulprecizie cprimii Australopiteci au aprut cu 4 milioanede ani n urm, ultimele resturi fosile datnd din urm cu 1,5 milioane ani(Australopithecus afarensis, apoi A. africanus, A. boisei i A. robustus). Un saltcalitativ n dezvoltarea craniului l Intlnim la Homo Habilis, a crui cutie cranianeste de circa dou ori mai mare dect a australopitecilor. Homo habilis a fostcontemporancu australopitecii robustus, boiceii chiar africanus, specia trind ntre2,5 i 1,5 milioane de ani n urm. Se pare cn creterea craniului un rol importantl-a avut apariia amilazelor n saliv, avnd ca efect digerarea i valorificareaenergetic superioar a amidonului fa de predecesori. Aceasta a permis o maibun alimentare a creierului. Se constat c speciile consumatoare de amidon aumai multe copii ale genei care controleaza producerea amilazei dect carnivorele,omul avnd cele mai multe, n jur de 6 copii ale genei de ex. fa de cimpanzei, care

au mult mai puine. Chiar i ntre populaii cu alimentaie diferit exista deosebiri:populaia Hazda din Tanzania, consumatoare de tuberculi, are n medie 6,7 copii alegenei, n timp ce populaia pigmee, Mbuti din Africa central, vntori care consumpuin amidon, are numai 5,4 copii n medie. Creterea nsemnat a numrului decopii ale genei este datatcu circa 2 milioane de ani n urmi coincide cu perioadain care a crescut cutia cranian.1

12.2. Homo erectus. Etapa urmtoare o constituie Homo erectus, care adinuit mai bine de 1 milion de ani, pn n urm cu circa 500.000 ani. Cu vre-o200.000 ani n urm a aprut primul Homo sapiens neanderthalensis, pentru castrmoii notri s-i facapariia acum 100.000 ani: Homo sapiens sapiens. Se pare

1EWEN CALLAWAY, news@nature.comdin 9 sept. 2007, dupParry, G. et al, Nature Genetics.

mailto:news@nature.commailto:news@nature.com

8/9/2019 11. Animal 12. Om 77-84

8/8

84

c printre acetia se numr i cel de Cro Magnon. Trebuie menionat c nu toiaceti hominizi au fost strmoii notri, multe ramuri au terminat n fundturi,disprnd.

12.3. Homo sapiens sapiens.Primele urme ale lui Homo sapiens sapienss-au gsit n Africa de sud, de unde se pare ci-a nceput drumul glorios i nimicitor

omul de astzi. De aici populaia Homo sapiens s-a extins n spre Nord, bifurcndu-se apoi la Marea Mediteranspre Est i Vest, populnd treptat ntreaga planet. Fig.12.1. redo schema evoluiei hominizilor.

Cu vreo 11000 de ani urma nceput domesticirea animalelor. n estul mijlocius-au numrat printre primele animale oile i porcii, de aici domesticirea s-a extinsspre Europa2.

Fig. 12.1. Evoluia hominizilor i apariia omului

Se remarc o nou cretere a cutiei craniene la Homo sapiens sapiens. Este

interesant de remarcat cla maimuele antropoide i la om puii au o cutie cranianasemntoare, diferenele aprnd n timpul creterii i devenind maxime la aduli(vezi 1.6. Evo Devo).

MILIOANEDEANI

Australopitecus Homo

2MICHAEL BALTER, Science NOW Daily News, 4 sept. 2007.