Echinoderma

Definizione di echinoderma

Un echinoderma è un membro del phylum Echinodermata che contiene una serie di organismi marini riconosciuti dalla loro simmetria radiale pentameria, endoscheletro calcareo, e un sistema vascolare dell’acqua che aiuta a operare i loro piccoli podia. I podia sono piccole estensioni di carne che sono azionate dalla pressione dell’acqua e dai muscoli, e controllate dal sistema nervoso dell’echinoderma. L’endoscheletro calcareo è fatto di molte piccole piastre che si sovrappongono sotto la pelle, formando una corazza e una forma strutturale per gli organismi. Esempi di un echinoderma includono una stella marina, un dollaro di sabbia, una stella fragile, un riccio di mare e un cetriolo di mare. Ci sono circa 7.000 specie di echinodermi, e possono variare da meno di un pollice a più di un metro di diametro.

Caratteristiche degli echinodermi

Un echinoderma adulto è simmetrico radialmente, cioè le sue parti del corpo si estendono verso l’esterno della bocca. Un echinoderma di solito ha 5 parti, il che li rende pentameri. Curiosamente, le larve degli echinodermi sono bilateralmente simmetriche e devono convertirsi alla simmetria radiale. Tipicamente, la bocca è circondata da un disco centrale, che porta verso l’esterno a scanalature che ospitano file di podia. Queste scanalature sono chiamate scanalature ambulacrali e possono portare a gambe individuali come in una stella marina, o possono essere semplici fessure come in un dollaro di sabbia. L’endoscheletro di un echinoderma è costituito da singoli pezzi, noti come ossicini. Gli ossicini sono coperti da epidermide, o pelle. In alcuni echinodermi, come i dollari di sabbia e i ricci di mare, gli ossicini formano un guscio rigido noto come test. All’altra estremità dello spettro, i cetrioli di mare hanno pochissimi ossicini e sono separati l’uno dall’altro. Questi ossicini possono anche fondersi per formare varie strutture, come le spine fragili del riccio di mare.

Il sistema vascolare acquatico è una parte essenziale della biologia degli echinodermi. Mentre il sistema differisce nelle diverse classi di echinodermi, il suo funzionamento di base è lo stesso. Il sistema consiste in una serie di tubi portatori di fluido che si collegano in una struttura ad anello in tutto l’organismo. Il sistema si collega ai podia e può essere usato per riempirli di fluido che allunga e irrigidisce i podia. Questo viene realizzato da una serie di sacche e muscoli all’interno del canale anulare, dei canali laterali e delle vescicole Poliane, alcuni dei quali possono essere visti nell’immagine qui sotto.

Un echinoderma usa questo sistema unico per una serie di stili di vita. I podia possono essere usati come piedi, per muoversi in modo coordinato per dirigere l’echinoderma. I podia possono anche essere usati per aggrapparsi al substrato, a piccole pietre per proteggersi, o a una serie di oggetti da usare come mimetizzazione. Alcuni echinodermi sono filtratori sessili, mentre altri cacciano attivamente le loro prede. Mentre alcuni filtratori dirigono il cibo verso la loro bocca, le stelle di mare sono note per spingere il loro stomaco fuori dal corpo per nutrirsi della preda. Altri echinodermi hanno una complessa struttura della bocca nota come lanterna di Aristotele, che ospita i denti e permette loro di mordere e raschiare le alghe dalla superficie delle rocce.

Un echinoderma ha generalmente un sistema circolatorio e nervoso semplice, che circola nel loro corpo. Il loro sistema ematico è aperto all’ambiente e permette lo scambio di gas attraverso una serie di canali in tutto il corpo. Il sistema nervoso è un anello di nervi che si collegano a tutte le parti dell’organismo. Si pensa che questo aiuti un echinoderma a interagire con tutte le direzioni verso cui è rivolto allo stesso modo, massimizzando i benefici della sua simmetria radiale.

Riproduzione degli echinodermi

La riproduzione degli echinodermi è varia e spesso complessa. La maggior parte degli echinodermi si riproduce sessualmente, mentre alcune specie sono note per riprodursi asessualmente o tramite gemmazione. La maggior parte delle specie sono dioiche, o contengono due sessi distinti, mentre altre specie sono ermafrodite e ogni individuo porta entrambi gli organi sessuali. In entrambi i casi, i gameti di un echinoderma si sviluppano nel seno genitale, che può assumere diverse forme. Molte specie poi diffondono i loro gameti nell’ambiente. I gameti che riescono a trovarsi e a fecondarsi si trasformano in una nuova larva.

Questa nuova larva, che è praticamente microscopica, nuota e cavalca le correnti verso un luogo favorevole sul fondo dell’oceano. Durante una metamorfosi complessa, la larva riorienterà il suo piano corporeo da simmetrico bilaterale a simmetrico radiale. Questo comporta lo spostamento della bocca e dell’ano, così come la riorganizzazione interna di molte altre parti del corpo. Una volta che questa transizione è completa, l’echinoderma assume una vita che si nutre lungo il fondo dell’oceano. Nelle aree in cui la sopravvivenza delle larve è bassa, un echinoderma può covare e prendersi cura delle proprie larve prima che queste vengano rilasciate. Nelle acque polari e nelle zone di mare profondo questo aiuta ad assicurare un più alto tasso di sopravvivenza delle larve fino all’età adulta.

Esempi di echinoderma

Stelle marine

Le stelle marine sono tra le più ambulanti, o mobili, di tutti gli echinodermi. Le stelle di mare, o stelle marine, usano i loro numerosi podia per strisciare lentamente sulla maggior parte delle superfici. Le stelle di mare sono principalmente predatrici e si nutrono di invertebrati e altri echinodermi come i ricci di mare. Le stelle marine si muovono sopra la loro preda, poi distendono il loro stomaco sopra la loro preda. Gli enzimi digestivi nello stomaco iniziano immediatamente a digerire l’organismo, e la stella marina circonderà la preda fino a quando non sarà quasi del tutto dissolta. Poi, tornerà il suo stomaco, succhiando tutte le sostanze nutritive. Mentre le stelle marine ci sembrano muoversi lentamente, i video time-lapse mostrano le stelle marine che inseguono e cacciano la preda nel corso di molti giorni o ore. Le stelle marine appartengono alla classe degli Asteroidei. Un diagramma generale di una stella di mare può essere visto sopra nella sezione “Caratteristiche degli echinodermi”.

I ricci di mare

I ricci di mare sono un tipo di echinoderma che appartiene alla classe Echinoidea. Questi animali hanno una prova dura, o conchiglia, che circonda il loro corpo. Il test è coperto da una sottile epidermide, o pelle. Da questa prova si estendono molte spine e piedi a tubo, che i ricci usano per la protezione e la locomozione. I ricci si nutrono con una struttura avanzata della bocca nota come lanterna di Aristotele, che controlla una serie di denti che raschiano. I ricci si nutrono principalmente di alghe e batteri che possono raschiare dalle rocce in cui fanno la loro casa. Un diagramma generale del riccio di mare può essere visto qui sotto. Notate come il sistema vascolare dell’acqua è ancora presente, così come la simmetria radiale intorno alla bocca.

Cetrioli di mare

I cetrioli di mare, appartenenti alla classe Holothuroidea, possono essere tra i più bizzarri degli echinodermi. Privi della tradizionale simmetria pentamera degli altri membri del suo phylum, i cetrioli di mare sembrano un mostruoso vegetale creato in un laboratorio segreto. In realtà, sono direttamente imparentati con le stelle marine e usano lo stesso sistema vascolare acquatico e lo stesso endoscheletro. L’endoscheletro dei cetrioli di mare è ancora fatto di ossicini calcarei. Nei cetrioli di mare sono sparpagliati, e sono collegati da muscoli e altri tessuti connettivi. Questo dà ai cetrioli di mare la capacità di flettere il loro corpo e dimenarsi. Questo comportamento è usato sia nel movimento regolare, che nell’alimentazione e nella fuga dai predatori. I cetrioli di mare tipicamente trasudano una serie di filamenti appiccicosi, che raccolgono il cibo e vengono richiamati in bocca per essere puliti. Così, la maggior parte dei cetrioli di mare hanno adottato uno stile di vita bentonico, sessile, che si nutre di filtri. Qui sotto un cetriolo di mare capovolto, che rivela i suoi piedi a tubo che si estendono dal solco ambulacrale.

Quiz

1. Mentre ci sono migliaia di specie diverse di echinodermi nell’oceano, perché non ce ne sono sulla terraferma? Non hanno prede sulla terraferma
B. Non sarebbero in grado di respirare sulla terraferma
C. Non sarebbero in grado di muoversi sulla terraferma

2. Mentre fai snorkeling, vedi una stella di mare direttamente sopra un riccio di mare. Ad un esame più attento, si vede una membrana che si estende dalla stella marina e che circonda il riccio. Cosa sta succedendo? Le due specie stanno combattendo
B. La stella marina sta mangiando il riccio
C. Il riccio ha secreto la membrana per proteggersi

3. Gli echinodermi sono deuterostomi che mostrano una scissione radiale durante lo sviluppo. Possono anche essere riprodotti e studiati in laboratorio con facilità. Quale disciplina scientifica li usa come gruppo chiave di animali da studiare? Biologia dello sviluppo
B. Biologia molecolare
C. Ecologia