Protisti Autotrofi

Sono capaci di compiere la fotosintesi, e sono rappresentati principalmente da alghe unicellulari.

Crisofite

Si trovano sia in mare sia in acque dolci; le più comuni sono le diatomee

Possiedono un caratteristico guscio formato da due parti incastrate tra di loro come una scatola e il suo coperchio. Il guscio possiede molti piccoli forellini attraverso cui si effettuano gli scambi tra la cellula e l’ambiente esterno. Le diatomee si trovano generalmente vicino ai fondali marini.

Video su Diatonea

Clorofite - Alghe verdi

Le alghe verdi comprendono migliaia di specie unicellulari.

Alcune di queste alghe, formano colonie composte da più individui, come per esempio i Pediastrum, dalla graziosa forma stellata, e gli Scenedesmus, i cui individui si dispongono affiancati in piccoli gruppi

Un video sul Pediastrum

Un video sul Scenedesmus

Altre alghe verdi nuotano liberamente, per mezzo di flagelli.

Questo è per esempio il caso dell'Ematococco, una graziosa alga sferica con al centro un cloroplasto giallo-verde a forma di pera.

Ci sono alghe unicellulari che si riuniscono a formare quelle che vengono chiamate colonie.

Alcune forme coloniali sono molto suggestive come ad esempo il Volvox, questa è una colonia di forma sferica formata da decine di cellule flagellate.

Video sul Volvox

Ci sono alghe verdi particolarmente “eleganti“ per la loro forma. Ad esempio nel Cosmarium, la cellula è separata a metà da una strozzatura in due parti quasi uguali.

Quest’alga è abbondante negli stagni e nei corsi d'acqua lenti leggermente inquinati

Il Closterium ha la forma di una falce lunare e si muove lentamente, sollevandosi prima con il dorso e poi con le punte. Lo possiamo trovare in stagni con fondo argilloso.

Video sul Cosmarium

Video sul Closterium

Al gruppo delle alghe verdi fa parte anche la Spirogyra. Quest’alga ha un aspetto filamentosa. Spesso invade le acque stagnanti ed i suoi ammassi appaiono  “disgustosi” specialmente quando vi sono numerose bolle d'aria che formano una schiuma. Le rane amano gracidare su questo letto verdastro

Dinoflagellati

Sono generalmente organismi marini e possiedono un guscio, costituito  da tante piastre di cellulosa. Hanno due flagelli che consentono solo piccoli spostamenti. Sono tra i più importanti costituenti del fitoplancton marino di cui si nutrono gli altri organismi marini come le balene.

Alghe flagellate – Euglenidi

L'Euglena è un'alga flagellata molto diffusa, la possiamo trovare in stagni e laghi. Vista al microscopio, una euglena si presenta come una cellula ovale, con l’estremità anteriore rotondeggiante e munita di un flagello,e l’estremità posteriore appuntita. L’euglena nuota nell’acqua per mezzo del flagello attaccato all’estremità anteriore. Il flagello è lungo più o meno quanto la cellula e, roteando, fa spostare rapidamente l’organismo.

Video sulla Euglena

Protisti Eterotrofi: Ciliati

Sono considerati il gruppo più evoluto per la loro complessità.

Vivono indifferentemente in acque dolci o salate e si muovono per mezzo di ciglia, che in alcune specie ricoprono tutta la cellula, mentre in altre si trovano solo in alcuni punti.

Il cibo in questi protozoi non è introdotto in un punto qualsiasi della cellula, ma in una precisa zona detta citofaringe, in corrispondenza di un’apertura tra le ciglia, le quali aiutano con il loro battito a trasportare all’interno le particelle alimentari.

Appartengono a questa classe il PARAMECIO e la VORTICELLA.

Disegno di un Paramecio

disegno di una Vorticella

Tanti bei Video per conoscere il PARAMECIO

APPROFONDIAMO LO STUDIO DEL PARAMECIO

La forma del paramecio è simile a quella di una suola di scarpa, con una parte anteriore arrotondata e una parte posteriore affusolata; questa forma non è mutevole ma non è del tutto rigida: infatti, quando il paramecio, nuotando, incontra qualche ostacolo, si piega girandogli intorno.

Tutto il corpo del paramecio è caratterizzata dalla presenza di molti prolungamenti del citoplasma detti CIGLIA, che muovendosi ondeggiando in avanti e all’indietro come minuscoli remi, gli consentono di muoversi.

Su un lato della cellula è presente una cavità ad imbuto, contornata da lunghe ciglia detta peristoma o cavità orale, che serve alla presa degli alimenti., il paramecio si nutre di batteri e alghe.

Il cibo viene convogliato dall’azione delle ciglia che rivestono il peristoma nella citofaringe alla cui estremità è presente un vacuolo alimentare, che raggiunto un certo volume si stacca e al suo posto se ne forma uno nuovo. Il vacuolo staccatosi è trasportato nel citoplasma, intanto, il cibo al suo interno, viene digerito grazie ad enzimi.

I protisti che vivono in acqua dolce tendono ad assorbire continuamente acqua, quest’acqua se non venisse espulsa farebbe letteralmente esplodere il paramecio, questa tragedia è evitata perché i parameci possiedono delle strutture chiamate vacuoli contrattili. L’acqua assorbita in eccesso passa nei vacuoli attraverso particolari strutture simili a canali, quando il vacuolo è pieno, un piccolo poro si apre e il vacuolo si contrae, eliminando l’acqua all’esterno.

Presso le due estremità della cellula si trovano due vacuoli contrattili.

Il paramecio ha due tipi differenti di nuclei: un MACRONUCLEO e all’interno della stessa cellula uno o più MICRONUCLEI.

Il macronucleo ha il compito di controllare il funzionamento generale di tutta la cellula mentre il micronucleo serve al paramecio per riprodursi e in genere si trova vicino del macronucleo.

Tanti bei video per conoscere la VORTICELLA

Regno Protisti

Esiste un mondo a noi sconosciuto, è il mondo dei PROTISTI, esseri viventi microscopici unicellulari, formati cioè da una sola cellula.

A causa delle loro piccole dimensioni, questi curiosi e simpatici organismi vivono nascosti ai nostri occhi.

I protisti hanno un vero e proprio nucleo e per questo sono organismi eucarioti.

Il regno dei protisti comprende microrganismi dotati di forma, strutture e modi di vita molto differenti.

Tutti i protisti hanno bisogno di ossigeno per vivere, ossia hanno metabolismo aerobio.

I protisti dividono in due grandi gruppi: i protisti autotrofi e i protisti eterotrofi.

I protisti eterotrofi sono anche chiamati PROTOZOI, che significa “primi animali”, in realtà il termine NON significa che tutti i protozoi siano i progenitori degli animali, ma si riferisce al fatto che si alimentano per ingestione, caratteristica propria degli animali.

Alcuni di questi protisti sono:

PREDATORI  = si nutrono di batteri e di altri protisti;

DETRIVORI = si cibano di materia organica morta;

PARASSITI = sfruttano le risorse di diversi organismi per la loro vita.

In base ai diversi modi che usano per muoversi i PROTISTI ETEROTROFI sono stati suddivisi in quattro gruppi principali:

Ameboidi: si muovono tramite pseudopodi (significa falsi piedi)

Ameba (provoca la dissenteria amebica) Entamoeba Histolytica

Ciliati: si muovono tramite particolari strutture chiamate ciglia.

Paramecio
Parameciun

Flagellati: si muovono tramite strutture particolari dette flagelli

Tripanosoma (provoca la malattia del sonno)
Tripanosoma gambiense

Sporozoi: sono immobili o striscianti

Plasmodio (provoca la malaria) 
Plasmodium falciparum 

Qui puoi trovare tanti bei video di protisti

I 5 Regni

Gli esseri viventi sono moltissimi ad esempio ad oggi sono note circa 400000 specie di piante e più di 1000000 di specie di animali.

Di fronte all'incredibile diversità delle forme assunte dalla vita sulla Terra, l'uomo si è posto il problema di raggrupparle insieme in modo logico ed ordinato.

Il più grande raggruppamento dei viventi è il regno.

Tale suddivisione, utilizza i seguenti criteri:

• il livello di organizzazione cellulare: procarioti, eucarioti.
• il livello di organizzazione strutturale: pluricellulari, unicellulari.
• il metabolismo: autotrofì, eterotrofì.

Tutti gli esseri viventi sono suddivisi in cinque regni:

1. Il regno delle MONERE: comprende organismi unicellulari a cellula procariote.
2. Il regno dei PROTISTI: comprende organismi unicellulari e pluricellulari con cellula eucariote.
3. Il regno dei FUNGHI: comprende organismi semplici ed eterotrofi che si nutrono per assorbimento.
4. Il regno delle PIANTE: comprende organismi pluricellulari autotrofi con cellula eucariote.
5. Il regno degli ANIMALI: comprende organismi pluricellulari eterotrofi con cellula eucariote.

La Teoria Cellulare

Le prime osservazioni con i microscopi risalgono al XVII secolo:

1) nel 1660 Leeuwenhoek fece le prime osservazioni su cellule vive;

2) verso la fine del secolo Hooke studiò gli strati della corteccia di quercia e diede il nome di “cellule” alle strutture da lui osservate.

I microscopi sono strumenti preziosi per studiare le cellule ma occorsero più di due secoli prima che gli studiosi di scienze naturali riuscissero ad andare al di là delle semplici osservazioni e comprendessero la reale importanza delle cellule per gli esseri viventi.

La formulazione di quella che viene oggi chiamata Teoria Cellulare si basa sul lavoro di tre scienziati del XIX secolo:

il botanico tedesco Matthias Jakob Schleiden (1804-1881);

lo zoologo tedesco Theodor Schwann (1810-1882);

il medico tedesco Rudolf Virchow (1821-1902).

Matthias Jakob Schleiden

Le numerose osservazioni al microscopio portarono, nel 1838, Schleiden ad affermare che tutte le piante erano composte di cellule e che la cellula rappresentava l’unità base di costruzione degli organismi, tali affermazioni furono pubblicate nel suo libro “Contributi alla Fitogenesi”

Theodor Schwann

L’anno successivo (1839) Schwann, ampliò questo concetto, giungendo alla conclusione che tutti gli animali, oltre che tutte le piante, erano formati da cellule e che ogni cellula era circondata da una membrana che la separava dal resto del mondo.

I risultati comparirono nel suo famoso libro “Investigazioni Microscopiche sulla Corrispondenza nelle Strutture e la Crescita di Piante e Animali”.

Shwann e Schleiden proposero quella che oggi è chiamata la teoria cellulare secondo la quale:

“ Tutti gli organismi sono costituiti da cellule”

La teoria di Schleiden e Schwann tuttavia risultava incompleta, perché non dava spiegazioni sull’origine delle cellule.

Rudolf Virchow

Nel 1855 Virchow fece le prime osservazioni sulle cellule in riproduzione che lo porto alla sua più famosa affermazione :

“Ogni cellula si origina da un’altra cellula”

Col tempo, la famoso frase di Virchow fu universalmente accettato, anche se i dettagli del processo di divisione cellulare, e in particolare quelli della divisione del nucleo, a quel tempo non furono compresi.

La Teoria Cellulare, in definitiva, si può riassumere nei seguenti tre punti fondamentali:

1) tutti gli organismi viventi sono costituiti da una o più cellule;

2) la cellula è la più piccola unità di materia vivente in cui è organizzato un organismo;

3) tutte le cellule derivano da altre cellule preesistenti.

Divisione cellulare in cellula eucariote: LA MITOSI

Organelli

Cellula Procariote ed Eucariote

Cellula Procariote (dal greco Pro: prima e kàryon: nucleo) cellula priva di un nucleo.

Cellula Eucariote (dal greco Eu: perfetto e Kàryon: nucleo) cellula dotata di nucleo.

YOUTUBE Video: Cellula Animale

YOUTUBE Video: Cellula Vegetale

Laboratorio 1: osservazione al microscopio ottico di fettine sottili di sughero

Robert Hooke (1635-1703) è il primo a descrivere le cellule, senza tuttavia coglierne il significato come unità strutturale di tutti gli esseri viventi, la sua osservazione è comunque una delle tappe fondamentali della storia della Biologia.

Hooke osservando al microscopio fettine sottili di sughero aveva notato minuscole cavità di forma geometrica da lui chiamate cellule (cells) termine che usiamo ancora oggi, egli scrisse:

“ Ho preso un bel pezzo di sughero chiaro e con un temperino ben affilato ne ho tagliato una sottilissima fetta, in modo da lasciare la superficie ben liscia; quindi, esaminandola molto attentamente al microscopio, potei osservare in maniera chiarissima che il sughero era formato da cellette irregolari e assomigliava a un favo di api.” 

Obiettivi

 osservazione di fettine sottili di sughero e sambuco;

 confrontare quanto descritto per il sughero con il documento storico delle osservazioni fatte da

Robert Hooke sul sughero con uno dei primi microscopi nel 1665.

Strumenti e materiali

 Microscopio;

 Vetrini portaoggetti e coprioggetti;

 Contagocce;

 Tappo di sughero;

 Pinzetta;

 Lametta:

 Acqua distillata.

Procedimento

 Taglia con la lametta una fettina sottile (3x3 mm) di sughero e utilizzando la pinzetta ponila sul vetrino;

 Aggiungi una goccia d’acqua con il contagocce e sistema il vetrino coprioggetti, facendo attenzione che non siano presenti bolle d’aria tra i due vetrini;

 Osserva prima a piccolo e poi a forte ingrandimento;

 Annota ciò che è visibile aiutandoti con un disegno sul quaderno.

Elaborazione dei dati sperimentali

Confronta quanto osservato, disegnato e scritto con le osservazioni, i disegni e la descrizione di Robert Hooke in "Micrographia" pubblicata nel 1665.

L'invenzione del Microscopio Ottico

Il primo microscopio fu costruito nel 1590 nella città olandese di Midelburg in una bottega di fabbricanti di occhiali. Zacharias Janssen (1580-1638) ed il figlio Hans misero insieme due lenti all’interno di un tubo e con quel rudimentale strumento, in grado di ingrandimento di circa dieci volte la dimensione reale, poterono osservare strutture non visibili ad occhio nudo.

All’inizio del XVII secolo, anche Galileo Galilei, padre della scienza moderna, costruì un

microscopio.

Questa è la lettera che Galileo inviò nel 1624 all’amico Federico Cesi:

"Invio a Vostra Eccelleza un occhialino per vedere da vicino le cose piccole. Deve essere usato all'aria aperta molto serena. Con questo occhialino ho osservato moltissimi animali: la pulce, la zanzara e la tignola e ho visto come fanno le mosche a camminare attaccate agli specchi. Vostra Eccellenza potrà così osservare mille e mille meraviglie della natura."

Fu il medico Giovanni Faber a battezzare, nel 1625, lo strumento, detto “occhialino di Galilei”, con il nome di microscopio.

Padre vero e proprio del microscopio è considerato, però, l'olandese Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723).

Antoni viveva a Delft, in Olanda, dove possedeva un negozio di abiti e mercerie e non aveva certo problemi economici, per cui poteva dedicarsi al suo hobby preferito: costruire microscopi.

I suoi microscopi erano i migliori dell'epoca, consentivano di ingrandire un oggetto più di 270 volte, una prestazione strepitosa a quel tempo! Malgrado non scrivesse articoli né libri sulle sue ricerche, il lavoro di questo scienziato ricco di spirito di osservazione e precisione matematica, fu apprezzato in molti paese d’Europa, soprattutto in Inghilterra dove la più importante accademia scientifica del tempo: la Royal Society di Londra, pubblicò alcune sue ricerche, tratte dalle lettere che Antoni spedì all’associazione londinese.

Con i suoi microscopi (ne costruì circa 200) Antoni osservava tutto quello che gli capitava sotto mano e fu così che, senza volerlo, scoprì un mondo fino allora del tutto sconosciuto: quello dei PROTISTI, minuscoli esseri viventi UNICELLULARI da lui chiamati “little animals”, descritti, con dovizia di particolari, nelle lettere inviate alla Royal Society.
In una lettera datata 25 dicembre 1702, descrisse molti protisti tra cui la Vorticella.

Antoni voleva capire perché il pepe ha un sapore piccante, mise ad ammorbidire in acqua alcuni grani di pepe e dopo qualche settimana si accinse a osservare al microscopio il liquido dell'infuso ottenuto.

Il suo stupore fu veramente grande, egli scrisse: «Vi ho visto dentro un numero incredibile di animaletti, di diversi tipi», erano i primi protisti che occhio umano avesse mai visto.

Guardando al suo microscopio la patina bianca depositata sui suoi denti, vide «animali più numerosi di tutta la popolazione dei Paesi Bassi», aveva visto i batteri della placca dentaria. Nella società del tempo, si faceva a gara per guardare le microscopiche creature.

«Molte signore perbene», scriveva Antoni, «vengono a casa mia per vedere i piccoli vermi dell'aceto, e alcune restano così disgustate che giurano di non usare più aceto in vita loro. Che farebbero se sapessero che ci sono più esseri viventi nella loro bocca che in tutto il Regno d'Olanda?». Antoni fece numerose altre scoperte e perfezionò talmente il microscopio che i suoi strumenti e le sue osservazioni non ebbero uguali per più di un secolo e mezzo.

Il curioso commerciante olandese aveva aperto l'era della MICROBIOLOGIA, ovvero della scienza che studia gli organismi microscopici.

Quasi contemporaneamente a Leeuwenhoek, in Inghilterra compie i suoi studi Robert Hooke.

Robert Hooke (1635-1703) fu uno scienziato i cui interessi spaziarono in tutti i campi della scienza e della tecnica, e fu tra i più grandi sperimentatori del XVII secolo.

Fu ammesso a soli 28 anni alla Royal Society come responsabile del laboratorio. Ideò un microscopi migliore di quello costruito da Leeuwenhoek

Dalle osservazioni trasse e pubblicò 32 splendidi disegni di insetti raccolti nell'opera Micrographia pubblicata nel 1665, che fu un vero e proprio best-seller dell'epoca e venne usato fino all’Ottocento.

Osservando al microscopio fettine sottili di sughero aveva notato minuscole cavità che chiamò cellule, termine che usiamo ancora oggi.

Oggi sappiamo che ciò che ossevò Hooke al microscopio è la pareti cellulare delle cellule morte del sughero.

La descrizione che fece della sezione di sughero occupa una posizione così importante nella storia della scienza che è interessante sapere cosa egli disse:

“Ho preso un bel pezzo di sughero e con un coltellino ben affilato ho tagliato una sottilissima fetta, in modo da lasciare la superficie ben liscia; quindi, esaminandola attentamente al microscopio, osservai che il sughero era formato da cellette irregolari che assomigliavano a un favo di api.”
Hooke è il primo a descrivere le cellule, senza tuttavia coglierne il significato come unità strutturale di tutti gli esseri viventi.

Grazie a questo strumento straordinario le cellule, osservate per la prima volta da Hooke, verranno riconosciute nella prima metà dell’Ottocento come gli elementi fondamentali della materia vivente.

Da allora in numerosi paesi europei e negli Stati Uniti partirono produzioni di microscopi più o meno sofisticate fino a raggiungere degli ingrandimenti che al giorno d'oggi raggiungono 1500 volte.

Si doveva arrivare all'invenzione del microscopio elettronico nel 1930 in Germania per arrivare a incredibili ingrandimenti: fino ad un milione di volte con i moderni microscopi elettronici!

Oggi il microscopio è uno strumento insostituibile in laboratorio, ed è diventato il simbolo stesso della ricerca scientifica.