I. Biologie animala

Curs 1

Notiuni introductive Universul cunoscut este constituit din materie; pe planeta noastra facandu-se distinctie intre materia vie si nevie. Principalele deosebiri dintre aceste materii: a) compozitia chimica in materia vie, elementele constitutive de baza, aceleasi cu cele din material nevie( C, H, O, N) sunt in proportii bine definite si impreuna cu alte elemente determinamolecule organice comlexe cu greutati moleculare mari. Aceasta dispunere determina nivelurile de organizare caracteristice lumii vii. b) forma si marime materia vie prezinta o forma diferita si marimi caracteristice; materia nevie variaza atat ca forma, cat si ca marime. c) metabolismul totaliatea proceselor ce includ schimburi de materie si energie a tuturor organismeleor cu mediul inconjurator. d) Cresterea la materia vie se realizeaza prin adaos din interiorul corpului, iar la obiecte prin aditie de material la exterior. e) Reactii si relatii fata de/si cu mediul inconjurator f) Reproducerea caracteristica numai lumii vii, aceasta fiind capabila de autoreproducere. Lumea vie include: - nivele de integrare ce cuprind ierarhia de sisteme, incluzand si materie nevie - nivele de organizare reprezentate numai prin sisteme biologice, fiind astfel definite 4 nivele de organizare: individual, populatiei sau speciei, biocenozei, biosferei. Nivelul individual reprezinta nivelul de baza de organizare a materiei vii de la organismele subcelulare (virusurile), pana la organismele cele mai complexe cu o multitudine de forme sub care se prezinta indivizii din lumea vie. Aceasta multitudine a impus de altfel si gruparea lor pentru a fi mai usor recunoscute si studiate. Din cele mai vechi timpuri s-a acceptat existenta a doua mari grupe de organisme (regnuri): plante si animale. Diferentierea dintre cele doua regnuri se face dupa anumite trasaturi: ~ forma si structura: forma este invariabila la animale si mai variabila la plante; cresterea la animale are loc prin schimbarea proportiilor, in timp ce la plante are loc la extremitati; mediul intern contine preponderant ioni de Na la animale, care la plante sunt toxici. ~ metabolismul: animalele utilizeaza ca hrana substante organice complexe (sunt heterotrofe), folosesc O2 pentru respiratie, produsii finali fiind CO2, H2O, compusi de N2;

plantele utilizeaza H2O + CO2+ substante organice pentru fotosinteza (sunt autotrofe), eliminand ca produsi de metabolism compusi organici si O2. ~ miscarea : caracteristica animalelor; animalele reactioneaza rapid la actiunea stimulilor din mediu, avand sistem nervos dezvoltat; plantele nu reactioneaza, sau reactioneaza lent doar la anumiti stimuli. Totusi pe baza acestor trasaturi exista vietuitoare greu de incadrat in unul din cele 2 regnuri: Ex: - organisme unicelulare cu membrana celulara subtire, autotrofe, considerate initial animale. 1 fungi (micetii), organisme heterotrofe fara miscare considerate plante 2 bacteriile, incadrate initial ca plante, apoi ca animale. Dezvoltarea cunostintelor de biologie celulara si genetica a facut posibila propunerea altor sisteme de clasificare; astfel a fost stabilita existenta a doua tipuri fundamentale structurale de celule, toate organismele apartinand unuia sau altuia dintre aceste doua tipuri: procariote si eucariote.

Procariote ~ Peretele celular structura rigida, alcatuit din lipopolizaharide si lipoproteine ~ membrana celulara este lipsita de plasticitate ~ citoplasma are stare de gel, fara curenti intracitoplasmatici ~ nucleul fara forma caracteristica si fara memebrana ~ materialul genetic reprezentat de o singura molecula de ADN complexat cu Histone ~ fotosinteza si respiratia au loc la suprafata membranei celulare ~ sexualitatea este rara

Eucariote -poate fi prezent sau absent la majoritatea, fiind alcatuit din chitina la fungi sau celuloza la plante - este plastica, permitand trecerea bidirectionala a unor molecule mari (exocitoza sau endocitoza) - trece din starea de gel in stare de solutie si invers, prezinta curenti intracitoplasmatici - este tipic, cu memebrana nucleara dubla, cu pori si cu material genetic - reprezentat de numeroase molecule de ADN complexat cu Histone, organizat in cromozomi (nr. constant pentru fiecare specie) - au loc la nivelul unor structuri specializate (cloroplaste, mitocondrii) - este frecventa

Pe baza acestor trasaturi, lumea vie este impartita astazi in 5 mari regnuri:

3

MONERA 4 5 6 7 cuprinde procariote unicelulare izolate sau coloniale nutritia este absorbtiva metabolismul este fotosintetic sau chimiosintetic sunt imobile sau mobile (cu ajutorul unor flageli) cuprinde algele albastre-verzi si bacteriile

8

PROTISTA 9 10 11 12 grupeaza eucariote unicelulare izolate sau coloniale nutritia are loc prin absorbtie, ingestie, fotosinteza sau combinatii reproducerea atat sexuata, cat si asexuata sunt imobile sau mobile ( cu ajutorul unor organite de miscare: cili, flageli, pseudopode). 13 include protofite si protozoare

14 PLANTAE 15 grupeaza eucariote multicelulare cu perete celular celulozic cu frecvente vacuole in citoplasma si pigmenti fotosintetici in plastide 16 nutritia se realizeaza prin fotosinteza 17 sunt imobile 18 reproducerea este sexuata, cu cicluri de generatii alternative (haploide si diploide) - include metafite 19 FUNGI 20 grupeaza eucariote multicelulare cu nucleii dispersati intr-un sincetiu micelial acoperit de un perete celular adesea septet 21 nu prezinta plastide si nici pigmenti fotosintetici 22 nutritia este absorbtiva 23 sunt imobile 24 prezinta cicluri reproductive cu faze sexuate si asexuate 25 ANIMALIA 26 grupeaza eucariote pluricelulare fara perete celular, fara plastide si fara pigmenti fotosintetici 27 nutritia se realizeaza prin ingestie, rar absorbtie, digestia avand loc intr-o cavitate digestiva interna 28 mobilitatea se datoreaza unor fibre contractile 29 reproducerea este sexuata

30 include metazoare

Clasificarea animalelor~ exista 1,5 milioane de specii. Nomenclatura utilizeaza in prezent o metoda introdusa de Carolus Linnaeus, metoda ce se regaseste in Sistema naturae-1758. Conform acestei metode fiecare specie are nume dublu (denumire binominala), latin sau lainizat, primul termen definind genul (se scrie cu majuscule), iar al doilea defineste specia (Ex.: Homo sapiens). Regulile denumirii stiintifice animalelor se regasesc in Code of Zoological Nomenclature. Un nume stiintific este acordat unei singure specii. In clasificarea actuala se folosesc 7 unitati taxonomice cu valoare si semnificatie diferite: 1) regnul; 2) increngatura; 3)clasa; 4) ordin; 5) familie; 6) gen; 7) specie. Mai sunt acceptate si categorii intermediare notate cu prefixul supra sau sub (supraclasa sau subordin) care permit aprecierea mai exacta a diferitelor grade de inrudire intre grupe. Dintre aceste categorii, specia este singura diferita in termini precisi. Specia defineste o populatie sau un grup de populatii care se pot incrucisa intre ele si sunt izolate reproductiv de alte populatii asemanatoare. Toti indivizii unei specii sunt derivati dintr-un stramos comun, se pot reproduce intre ei si dau nastere la urmasi asemanatori parintilor.

Curs 2

Regnul Protista; Increngatura Protozoa

Caractere generale Protozoarele (protos-primul; zoos-animal) sunt primele organisme animale microscopice unicelulare, eucariote, cu unul sau mai multi nuclei, solitare sau coloniale, heterotrofe, neavand clorofila, numarul lor ajungand pana la aprox 35 de mii de specii. Dimensiunile sunt variabile, in medie 10-20 microni, dar pot exista si specii cu dimensiuni mai mici (ex: Theileria parva cu 2-2,5 microni) sau mai mari (ex: Amoeba proteus cu 500 microni sau Stentor polymorphus cu 1000-3000 microni). Caracteristic protozoarelor este faptul ca celula reprezinta individul si realizeaza toate functiile, avand organite speciale proprii. Organizarea Celula protozoar este alcatuita din membrana, citoplasma si nucleu. Membrana este alcatuita din cateva straturi de macromolecule perpendiculare pe suprafata celulei. La unele specii exista o alta membrana ce formeaza un veritabil schelet extern constituind un invelis chitinos, calcaros, silicios sau gelatinos care inconjoara celula si o protejeaza. Citoplasma este transparentacu consistenta fluida sau gelatinoasa este diferentiata intr-o ectoplasma la periferie si o endoplasma centrala. Citoplasma contine grasimi, hidrati de C, albumine. Organitele celulare sunt membranare si fibrilare. Organitele membranare: mitocondriile (centrul respiratiei), Aparatul Golgi (rol in stocarea, repartizarea si transformarea majoritatii substantelor), reticulul endoplasmatic ( rol de citoschelet, asigura sinteza si circulatia intracelulara, la suprafata lor putand exista ribozomi cu rol in sintexza proteica), centrozomul (rol in sinteza), vacuole pulsatile, vacuole digestive, vacuole paraplasmatice (contin substante de rezerva sau produsi de excretie). Organitele fibrilare: reprezentate de cili, flageli si structuri asociate lor (chinetosomi, blefaroplasti). Nucleul, unic sau multiplu, sferic sau elliptic, prezinta membrane dubla, carioplasma, filamente de cromatina din care se vor forma in timpul diviziunii cromozomii si unul sau doi nucleoni. Functiile protozoarelor ~ protectia este asigurata de ectoplasma care are si rol de citoschelet ~ nutritia este realizata de endoplasma in mod diferit: a) nutritia autotrofa este intalnita la unele flagelate libere care au clorofila in plastide b) nutritia heterotrofa fagotrofa are loc prin inglobarea prin fagocitoza a hranei cu ajutorul unor organite specifice: pseudopode, flageli, cili sau a unei guri-citostom. Acest mod de hranire se intalneste la rizopode si ciliate. c) nutritia heterotrofa osmotrofa in care hrana este absorbita prin osmoza

(traversarea membranei de catre particulele alimentare). Acest tip de hranire se intalneste la protozoare parazite (flagelate si sporozoare) d) nutritia mixotrofa se caracterizeaza printr-un tip de hranire mixta: la lumina autotrof, la intuneric heterotrof (Euglena verde). ~ respiratia se realizeaza pe toata suprafata celulei si prin intermediul vacuolei contractile ~ excretia are loc prin simpla traversare a membranei sau cu ajutorul vacuolelor contractile, acestea avand si rol osmoreglator. ~ locomotia se realizeaza prin organite locomotorii: pseudopode {expansiuni citoplasmatice cu forma lobata [la amibe] sau reticulate [la foraminifere]}, flageli (filamente lungi, mobile) si cili ( filamente scurte, mobile, distribuite pe toata suprafata celulei). ~ reproducerea poate fi numai sexuata prin diviziune binara (la flagelate si sarcodine); reproducere sexuata si asexuata: faze asexuate [schizogonieschizozoizi ( merozoizi) in interiorul unui schizon]; faze asexuate [gametogoniegameti masculini/feminini. Inchistarea este proprietatea protozoarelor ca in conditii nefavorabile sa se deshidrateze, sa-si micsoreze volumul cu reducerea organitelor specializate, reducerea la minim a metabolismului si secretarea unui invelis extern rezistent, putin permeabil care asigura supravietuirea celulei. Chistul este capabil sa revina la forma vegetativa (exchista) atunci cand conditiile devin favorabile. Ecologia protozoarelor Rolul ecologic al protozoarelor in biosferaeste foarte important, ele ocupand un loc essential in numeroase lanturi trofice. Intre protozoare si diferite alte organisme se stabilesc relatii de simbioza, comensalism, parasitism, pradatorism. Grupe ecologice de protozoare I. Forme libere - sunt cele mai numeroase [majoritatea sunt marine (radiolari, foraminifere, dinoflagelate); exista si unele de apa dulce (heliozoare, amibe, euglena, ciliate); unele sunt autotrofe ( euglena); altele heterotrofe (se hranesc cu alge); altele pradatoare (se hranesc cu protozoare sau larve de metazoare)]. I. Forme simbiotice sunt forme comensale [in tubul digestive la diferite specii (ex: Kilomastixgallinarum, Balantidium coli- in intestinal gros la om, sobolan, porc)]. II. Forme detritivore (descompunatoare)- sunt forme care descompun materia organica prin procese de mineralizare. V. Forme parazite sunt forme care produc parazitoze grave ( clasa Sporozoa- Apicomplexa)

Clasificarea protozoarelor

Clasificarea se face pe baza organitelor de miscare si caracteristicilor ciclului biologic, distingandu-se astfel 5 subincrengaturi: I. Subincrengatura SARCOMASTIGOPHORA cuprinde protozoare cu flageli si/sau pseudopode. 1. Clasa Mastigophora (flagelata)- protozoare cu/sau mai multi flageli ~ grp. Phitomastigophorea, flagelate verzi cu 1-2, rar 4 flageli ( contin clorofile si numeroase tipuri de xantofile in cloroplaste), sunt autotrofe, majoritatea acvatice ( ex: Euglena spp., Chlamidomonas spp., Noctiluca spp.). ~ grp. Zoomastigophorea, protozoare cu 2 sau mai multi flageli, uneori pseudopode, lipsite de pigmenti, heterotrofe, unele sunt libere (coanoflagelate-au guleras) si multe parazite [Trypanosoma- cu numeroase specii parazite in sange (pesti, amfibieni, reptile, pasari, mamifere) sau la nivelul aparatului genital]. {ex: T. gambiense produce boala somnului la om; T. equiperdum produce durina, boala venerica la cabaline; Leishmania afecteaza ficatul, splina, pilelea; Trichomonas localizare la nivelul aparatului genital; T. genitalis bovis; Giardia intestinalis}. 2. Clasa Sarcodina (Rhizopoda) protozoare cu pseudopode filiforme, lobate sau ramificate; se reproduc asexuat (la foraminifere). ~ grp. Amibe Amoeba proteus si Entamoeba hystolitica, traiesc in ape dulci, forme comensale parazite, determinand dezenteria amibiana. ~ grp. Testacee protozoare cu corpul acoperit de un tesut pseudochitinos, uneori mineralizat si prezinta numeroase orificii ( ex: Arcella). ~ grp. Foraminifere protozoare ce au corpul acoperit cu un tesut chitinos sau membranos, adesea din CaCO3 ( ex: Globigerina). II. Subincrengatura ACTINOPODA cuprinde protozoare prevazute cu pseudopode foarte fine, dispuse radiar, iesind dintr-un tesut central. ~ grp. Radiolari protozoare care prezinta spiculi siliciosi si o capsula centrala chitinoasa ( ex: Spherozoum). ~ grp. Heliozoare protozoare care prezinta un schelet silicios, pseudopode fine radiare, dar nu au capsula centrala ( ex: Actinospherinum- in ape dulci). III. Subincrengatura APICOMPLEXA (Sporozoa) cuprinde protozoare exclusive parazite in celule, tesuturi sau organe la nevertebrate sau vertebrate; au structura mult simplificata fara organite de miscare, ciclul biologic complex cu stadii asexuate si sexuate. Prezinta un stadium nou- sporul. ~ grp.Gregarine- parazite la nevertebrate in intestin sau cavitate generala (ex: Gregarina blattarium parazit la gandacul de bucatarie) ~ grp. Coccidii- parazite in diverse celule si organe la vertebrate ( ex: Eimeria; Toxoplasma) ~ grp. Hemosporidii- protozoare parazite intracellular, cu 2 gazde, faza asexuata a ciclului realizandu-se in hematiile vertebrelor, iar cea sexuata in corpul unor artropode hematofage ( ex: Plasmodium falciparum- produce malaria; Babesia) IV. Subincreng. CNIDOSPORIDIA cuprinde protozoare cu spori pluricelulari doar in faza

sporogonica, in faza vegetativa fiind unicelulari. ~ grp. Mixosporidii protozoare cu spori care au doua capsule polare si sporoplasma; parazite la pesti, batracieni, reptile ( ex: Mixobolus cerebralis capiala salmonidelor). ~ grp. Microsporidii protozoare ce prezinta o capsula si un flagel ( ex: Nosema apis- albina; Nosema bombycis- fluturele de matase). V. Subincrengatura CILIATA cuprinde protozoare cu cea mai complexa structura, dimensiuni variate, aranjamentul diferit in functie de specie, 2 nuclei, un macronucleu cu rol metabolic si un micronucleu cu rol genetic; reproducerea poate fi asexuata( diviziune transversala) sau sexuata (conjugare): prezinta chisturi ca forma de rezistenta. Ciliatele sunt specii libere, traiesc in ape dulci, marine salmastre sau specii terestre, multe parazite. ~ ord. Holotricha- ciliate cu cili relativ egali ( ex: parameciul). ~ ord. Heterotricha- ciliate cu cili inegali ( ex: Balantidium coli).