Introducere

Zoologia nevertebratelor este o ramura a biologiei care se ocupa cu studiul animalelor lipsite de coloana vertebrala, grup care reprezinta cea mai mare parte a vietuitoarelor de pe Pamant, atat ca numar de specii cat si ca numar de grupe taxonomice.

Importanta deosebita a zoologiei in general - ca si a botanicii - a revenit in atentia specialistilor dupa o perioada de cateva decenii in care atentia lumii stiintifice a fost atrasa de cateva ramuri “de varf” ale biologiei, deosebit de spectaculoase sub aspectul descoperirilor - genetica, biologia celulara si moleculara, biofizica, ecologia.

Odata insa cu avansarea studierii unor zone mai putin cercetate sau chiar necercetate din anumite zone terestre si mai ales a Oceanului Planetar, si de dezvoltarea ecologiei din ultimele decenii, s-a ajuns la concluzia surprinzatoare in aparenta ca suntem departe de a cunoaste toate speciile de organisme de pe Pamant, cum se credea la un moment dat la mijlocul secolului XX (moment care a marcat un regres al cercetarilor de sistematica).

Pentru exemplificarea nivelului la care ajunsesera cunostintele asupra lumii vii la sfarsitul secolului XX, redam in tabelul 1 situatia comparativa a speciilor inventariate la inceputul anilor ‘90, din toate grupele taxonomice. Se poate observa astfel ponderea pe care nevertebratele o reprezinta in regnul animal si nu numai. Cu toate acestea, situatia prezentata in tabel este departe de a fi cea reala. 17252ltz45nzd1c

Astfel, nu numai ca se descriu in continuare specii noi pentru stiinta intr-un asemenea ritm incat cifrele pe care le avem in prezent (2000) la dispozitie sunt de mult depasite. Studii de inventariere a unor ecosisteme tropicale a dus la concluzia surprinzatoare ca in padurile ecuatoriale traieste un numa enorm de specii necunoscute din punct de vedere stiintific. Faptul ca deocamdata cunoastem extrem de putin despre fundurile oceanice, nu numai din zonele abisale ci chiar de pe platformele continentale (despre aspectul scoartei terestre acoperite de apa stim in prezent mult mai putin comparativ cu ce cunoastem despre satelitul nostru natural, Luna, sau despre planete precum Marte sau Mercur...), si ca au fost descrise recent complexe faunistice extraordinare in apropierea izvoarelor termale submarine de mare adancime nu lasa nici o indoiala afirmatiei ca si in domeniul vietuitoarelor marine suntem departe de a cunoaste toate tipurile de organisme.

Cateva exemple in acest sens sunt edificatoare. La inceputul anilor ‘80 erau inventariate circa 1,5 milioane de specii de vietuitoare (microorganisme, plante inferioare si superioare, ciuperci, animale uni si pluricelulare) si specialistii credeau ca acestea ar reprezenta cel putin jumatate din numarul total de specii existente in prezent pe Terra, in prezent nici un specialist - fie el microbiolog, zoolog sau botanist - nu se mai indoieste de faptul ca numarul total de specii de pe Pamant se afla cuprins undeva intre 10 si 100 de milioane, ponderea cea mai mare revenind artropodelor, si dintre acestea, insectelor.

Tabelul 1 - Numarul speciilor descrise la inceputul anilor 1990

Nr.	Grupa taxonomica	Nr. de specii inventariate
	Virusuri	1 000
	Bacterii	4 000
	Protozoare	30 000
	Protofite (alge unicelulare)	27 000
	Plante	270 000
	Ciuperci	72 000
	Animale	1 320 000
	- Spongieri	10 000
	- Celenterate	10 000
	- Plathelminti	20 000
	- Nematode	25 000
	Moluste	70 000
	Anelide (viermi inelati)	12 000
	- Artropode	1 085 000
	Crustacee	40 000
	Arahnide	75 000
	Insecte	950 000
	Coleoptere	400 000
	Diptere	120 000
	Hymenoptere	130 000
	Lepidoptere	150 000
	Echinoderme (arici de mare, stele de mare, s.a.)	6 000
	Cordate	46 000
	- Pesti	22 000
	- Amfibieni	4 000
	- Reptile	6 500
	- Pasari	9 672
	- Mamifere	4 327

In fiecare an se descriu circa 10 000 de specii noi pentru stiinta (fara sa luam in calcul descrierile speciilor care mai devreme sau mai tarziu se vor fi dovedit sinonimii) si se estimeaza ca in actualul ritm de lucru, ne vor trebui secole pentru a reusi sa inventariem in intregime vietuitoarele de pe Terra, bineinteles, daca mediul natural al acestora nu va fi profund alterat mai inainte de catre om. De exemplu, anual se descriu circa 1700 de specii de fungi si circa 120 de specii de bacterii tz252l7145nzzd

Primul pas in relansarea cercetarilor de inventariere a fost facut de entomologul american Terry Erwin de la Institutul Smithsonian, specialist in coleoptere, care la inceputul anilor ‘80 a efectuat cercetari in comunitatile de insecte din coronamentul unei singure specii de copac (Luehea seemannii) din padurea ecuatoriala din Panama. Utilizand insecticide si determinand materialul colectat a constatat ca un mare numar de specii de coleoptere din cele 1200 inventariate erau necunoscute pentru stiinta. Pe de alta parte, cea mai mare parte a coleopterelor sunt strict specializate, astfel ca se poate calcula cu oarecare precizie numarul estimat de specii de coleoptere strict specializate. Tinand cont ca circa 126 - 160 de specii de coleoptere sunt strict specializate pentru coronamentul unei singure specii de copac iar in padurea ecuatoriala exista peste 50 000 de specii de arbori, s-a ajuns la cifra de 8 milioane de specii de coleoptere pentru intregul coronament al padurilor ecuatoriale. Ori, cum coleopterele reprezinta doar 40% din insectele care populeaza coronamentul padurilor ecuatoriale s-a ajuns la cifra de 20 de milioane de specii de insecte. Mai mult, studii anterioare au demonstrat ca numarul de insecte din coronamentul padurilor ecuatoriale este de circa doua ori mai mare in comparatie cu cel al speciilor care traiesc la suprafata solului. In acest mod, numai pentru padurile ecuatoriale si tropicale se ajunge la o cifra de 30 de milioane de specii de insecte!!!

Circa 10 ani mai tarziu fata de cercetarile lui Erwin, doi specialisti americani in biologie marina - Fred Grassle si Nancy Maciolek - si-au publicat studiile asupra faunei marine bentale de pe fundurile oceanice cu adancimi cuprinse intre 1500 si 2500 de metri din partea de nord-est a Statelor Unite (zona Delaware - New Jersey – deci o zona relativ intens cercetata). Din cele 798 de specii de nevertebrate inventariate, 58% erau specii noi pentru stiinta!

Efectuand studii statistice si in acest caz, se estimeaza ca pe intreaga suprafata de 300 km² ocupata de fundurile oceanice traiesc cel putin 10 milioane de specii de nevertebrate.

In acest mod a devenit evident ca in conditiile in care in prezent ecosistemele naturale sunt degradate de om intr-un ritm alarmant, accelerarea studiilor de inventariere reprezinta o necesitate stringenta de care s-au convins nu numai specialistii in biologie si ecologie, ci si factorii de decizie politica.

Clasificarea lumii vii

Inainte de a trece la prezentarea efectiva a principalelor grupe de animale nevertebrate, trebuie sa facem unele precizari. Organismele vii care traiesc in prezent pe Terra nu pot fi studiate individual decat cu mare greutate. Practic, numarul lor enorm si marea lor diversitate face imposibila pentru un singur om acumularea de date referitoare la totalitatea vietuitoarelor.

Existenta insa a unor trasaturi comune, permite gruparea organismelor de acelasi tip intr-o singura categorie, si astfel, familiarizandu-ne cu aceste trasaturi vom putea recunoaste pozitia unei vietuitoare oarecare in lumea vie.

Pentru analiza vietuitoarelor, specialistii fac apel la doua ramuri ale biologiei: sistematica si taxonomia.

Sistematica este ramura biologiei care are ca obiect descrierea si denumirea vietuitoarelor - diversitatea lumii vii - stabilind relatiile filogenetice dintre acestea.

Taxonomia (sau taxinomia) reprezinta teoria si practica clasificarii vietuitoarelor. Termenul a fost introdus de botanistul elvetian De Candolle si deriva de la cuvintele grecesti taxis - aranjament si nomos - lege).

Cu alte cuvinte, daca sistematica descrie si denumeste vietuitoarele, taxonomia le aranjeaza in sisteme de clasificatii.

Trebuie adaugat insa si faptul ca un mare numar de biologi nu fac o distinctie prea clara intre sistematica si taxonomie, considerandu-le notiuni sinonime.

In biologie se lucreaza cu categorii sistematice sau categorii taxonomice, care includ organismele de acelasi tip. Aceste categorii sunt ierarhizate pe mai multe nivele. Cele mai des utilizate in biologie sunt urmatoarele categorii: specia, genul, familia, ordinul, clasa, increngatura si regnul.

Specia - termen introdus de savantul englez John Ray, este categoria de baza in studiul organismelor vii animale si vegetale (mai putin a virusurilor, bacteriilor sau drojdiilor). Specia grupeaza indivizi care se pot imperechea intre ei pentru a da nastere unor urmasi fertili. Nu este neaparat necesar ca toti indivizii unei specii sa arate la fel - exista la foarte multe specii diferente foarte mari intre sexe.

Genul grupeaza toate speciile de acelasi tip, similare sau strans inrudite. Familia cuprinde mai multe genuri apropiate. Totalitatea familiilor de acelasi tip formeaza ordinul, iar ordinele asemanatoare sunt grupate in clase. In sfarsit, clasele sunt grupate in increngaturi (phylumuri) iar mai multe increngaturi formeaza un regn.

Pe langa aceste categorii taxonomice, sunt frecvent utilizate si altele - unele in mod curent, altele doar pentru anumite grupe de organisme.

Astfel exista o serie de categorii taxonomice infraspecifice, cum sunt formele, aberatiile, rasele - fiziologice, geografice, ecologice, subspeciile sau infraspeciile. In cadrul comunitatilor taxonomice infraspecifice, distinctia intre rase si subspecii este extrem de greu de precizat pentru un mare numar de specii. Din aceata cauza, de multe ori termenii de rasa si subspecie sau infraspecie sunt considerati sinonimi, existand insa si cazuri particulare.

Formele sunt variante morfologice, fiziologice sau de alta natura care apar in mod normal in orice populatie din cauze naturale. Multe specii de lepidoptere au forme cu desenele inchise la culoare extinse - forme melanice - sau dimpotriva - reduse; mamiferele si pasarile din zonele arctice au doua forme sezoniere - cu blana sau penajul alb iarna si inchis vara. Aberatiile apar accidental in cadrul populatiilor naturale ca urmare a actiunii unor factori de mediu. De exemplu, la multe tipuri de insecte pot apare indivizi de talie mica in comparatie cu talia normala a speciei; la fluturi, daca nimfele sunt supuse actiunii unor temperaturi mai scazute decat in mod normal pot apare uneori modificari radicale ale desenului.

Rasa fiziologica este o categorie de organisme din cardul unei specii care difera de restul indivizilor speciei printr-o anumita trasatura fiziologica, si nu prin habitus. De exemplu, in Marea Neagra s-a descris o rasa de midii - Mytilus galloprovincialis - care traiesc pe funduri maloase la adancimi mari si care din cauza conditiilor particulere de mediu se reproduc o singura data pe an comparativ cu midiile din zona de tarm care se reproduc de doua ori.

Rasa geografica (sau subspecia) este o grupare de indivizi din cadrul unei specii izolati reproductiv de alte comunitati prin bariere geografice care impiedica schimburile de indivizi. Daca insa se pun in contact indivizi apartinand la rase geografice diferite, acestia sunt interfertili. De exemplu, in Europa de vest si de nord traieste fluturele Parnassius mnemosyne mnemosyne Linne in timp ce in sud-estul Europei zboara Parnassius mnemosyne wagneri Bryk. In acest caz, cea de-a treia componenta a denumirii indica subspecia.

Atat formele si aberatiile cat si rasele sau subspeciile reflecta in mod nemijlocit diversitatea intraspecifica.

De asemenea, pot fi intalnite categorii taxonomice supraspecifice: tribul (notiune intermediara intre gen si familie), subfamilia, suprafamilia, sectiunea, infraordinul, subordinul, supraordinul, infraclasa (la miriapode), subclasa, supraclasa, subincrengatura.

In afara acestor categorii taxonomice, mai pot fi intalnite si altele, care sunt insa caracteristice doar anumitor grupe. De exemplu, in sistematica acarienilor, specialistii folosesc termenii de cohorta (cohors) - ca o subdiviziune a subordinului - supracohorta, subcohorta si falanga (phalanx). Pe de alta parte, in unele sistematici ale miriapodelor chilopode, termenul de cohorta este folosit cu o valoare superioara supraordinului, altfel spus cohorta la acarieni si la miriapode are valori taxonomice diferite.

Aspectul mentionat anterior constituie insa o grava eroare taxonomica, pentru ca intotdeauna categorii taxonomice cu aceeasi denumire trebuie sa aiba aceeasi pozitie ierarhica.

Pentru exemplificarea modului de folosire a categoriilor taxonomice, prezentam mai jos incadrarea taxonomica a unui fluture comun - Papilio machaon - fluturele mare cu coada de randunica:

Regnul: A n i m a l i a

Subregnul: M e t a z o a

Increngatura: A r t h r o p o d a

Subincrengatura: M a n d i b u l a t a

Supraclasa: A n t e n n a t a

Clasa: I n s e c t a

Subclasa: P t e r y g o t a

Sectiunea: O l i g o n e o p t e r a

Supraordinul: M e c o p t e r o i d a

Ordinul: L e p i d o p t e r a

Subordinul: H e t e r o n e u r a

Familia: P a p i l i o n i d a e

Subfamilia: P a p i l i o n iI n a e

Genul: P a p i l i o

Specia - Papilio machaon Linne 1758*

*denumirea speciei are intotdeauna doua componente - genul, scris cu majuscule si specia, scrisa cu litera mica, urmata de numele autorului care a descris pentru prima data specia si de anul descrierii.

Regnurile lumii vii

Sistematica nu este o stiinta statica, ea evoluand in functie de descoperirile efectuate. Numarul de specii de animale, plante si microorganisme descrise continua sa creasca, astfel incat se impune din timp in timp revizuirea categoriilor taxonomice de catre specialisti. In ultimii ani, cercetarile asupra materialului genetic extranuclear au dus la reconsiderarea pozitiei taxonomice a multor categorii de vietuitoare. Din acest motiv, se intampla adesea ca denumirile stiintifice si rangul taxonomic sau pozitia sistematica sa cunoasca modificari in timp, in functie de deciziile specialistilor reuniti in congrese de specialitate.

Numarul regnurilor lumii vii nu a facut nici el exceptie de la aceasta regula. Astfel, daca la inceputul secolului XX numarul regnurilor recunoscute era de doua - Plantae si Animalia, in prezent numarul acestora a crescut si variaza in functie de autori de la 5 la 8 sau chiar mai multe.

Regnul Viri - include virusurile, entitati biologice constituite din material genetic protejat de un invelis exterior (capsida) si care sunt capabile sa se reproduca doar prin integrare in genomul unei celule-gazda. Departe de a fi organisme simple - sunt simple doar sub aspect structural - virusurile par a fi mai degraba rezultatul unei specializari extreme.

Regnul Archaebacteria - include bacterii metanogene, halofile termofile, strict anaerobe. Structura lor se deosebeste de cea a altor bacterii prin structura peretelui celular cu membrane lipidice si a materialului genetic reprezentat de ARN.

Regnul Eubacteria - cuprinde bacterii evoluate, Gram pozitive sau Gram negative, cu peretele celular prezentand peptidoglicani. Sunt forme autotrofe chemosintetizante sau heterotrofe.

Aceste doua regnuri sunt unite de unii specialisti in regnul Prokaryota, Monera sau Bacteria, cu valoare de subregn. Recent, au fost descoperite cateva specii de bacterii care contin clorofila a si b si care sunt capabile de fotosinteza. Pentru aceste bacterii s-a propus o noua grupa taxonomica, deocamdata cu valoare incerta - Prochlorobacteria.

Regnul Cyanobacteria - include ceea ce clasificatiile mai vechi denumesc alge albastre-verzi (cyanophyta). Cianobacteriile sunt bacterii ce contin ca pigment fotosintetizant ficocianina in asociatie cu ficoeritrina, unele dintre ele fiind capabile sa fixeze direct azotul atmosferic. Sunt forme unicelulare, care se pot grupa insa in colonii protejate de o substanta mucilaginoasa. In alte clasificatii sunt incluse alaturi de bacteriile propriu-zise in regnul Prokaryota.

Regnul Fungi - cuprinde ciupercile, organisme lipsite de clorofila, saprofite sau parazite, cu structura unicelulara sau pluricelulara; in acest din urma caz, corpul lor alcatuieste un miceliu format din filamente denumite hife. In structura peretelui corpului se gaseste chitina. In unele clasificari mai vechi sunt incluse intre plante.

Regnul Plantae - cuprinde algele macrofite, plantele inferioare si superioare - organisme pluricelulare care contin clorofila (de mai multe tipuri) si sunt capabile sa efectueze fotosinteza (sunt organisme autotrofe).

Regnul Protista este un regn mixt, compus din doua subregnuri:

- Protophyta care include algele unicelulare grupate in mai multe increngaturi: Euglenophyta, Chrysophyta, Pyrrophyta etc. Sunt organisme unicelulare solitare sau coloniale, autotrofe. Unele clasificatii cuprind tot aici si ciupercile - increngatura Mycota.

- Protozoa, care cuprinde vietuitoare unicelulare lipsite de pigmenti clorofilieni si care sunt heterotrofe, grupate in flagelate, rhizopode, ciliate si sporozoare.

Regnul Animalia - cuprinde un singur subregn - Metazoa - care include animalele pluricelulare.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

APARITIA VIETII PE TERRA

PRIMELE TIPURI DE VIETUITOARE PLURICELULARE

 

Problema aparitiei vietii reprezinta si in prezent unul din domeniile controversate ale biologiei. Exista astfel mai multe teorii, care cauta sa explice cu argumente pertinente aparitia vietii in conditiile Pamantului primitiv. Conditiile de mediu pe acest Pamant primitiv erau mult deosebite de cele actuale. Astfel, daca Oceanul Primordial nu diferea in mod fundamental de cel actual, soclurile continentale se caracterizau printr-un extrem de accentuat vulcanism, iar atmosfera avea cu totul alte componenta, fiind alcatuita dintr-un amestec de gaze din care se detasau azotul, hidrogenul, bioxidul de carbon si metanul. Oxigenul, si in consecinta si stratul de ozon lipseau, iar suprafata terestra era supusa unui intens si continuu bombardament de radiatii cosmice. In plus, soarele de acum 4-5 miliarde de ani era o stea tanara, ce emitea o lumina galben-pal si emitea doar 70% din energia actuala.

In acest mediu au aparut premisele vietii - primele substante organice complexe - si daca pana in prezent nu s-a ajuns la o unanimitate de opinii privind calea de aparitie a vietii, cercetatorii sunt totusi de acord ca aparitia vietii a avut loc in mediul acvatic, care oferea o oarecare protectie impotriva radiatiilor cosmice, apa fiind totodata si factorul care a permis realizarea unor conditii optime pentru desfasurarea proceselor chimice complexe care au precedat aparitia primelor vietuitoare.

Teoria clasica privind aparitia vietii a prins contur inca din perioada lui Charles Darwin si a fost fundamentata practic prin experimente de tipul celui efectuat de Stanley Miller. Aceasta teorie explica aparitia primilor compusi organici complecsi care au stat la baza aparitiei vietii in zonele litorale ale ale Oceanului Primordial pe un Pamant primitiv comparabil in ceea ce priveste temperaturile ambiante cu cel actual. In micile lagune marine sau in lacurile cu apa dulce se puteau forma usur minerale cu aspect lamelar, iar suprafata plana a acestora putea servi la inceput drept loc de acumulare pentru compusi simpli proveniti din activitatea vulcanica sau din impactul cu meteoritii, iar ulterior drept catalizator pentru reactiile chimice dintre aceste componente. De exemplu, pe suprafata unui hidroximineral se puteau uni molecule de aldehidfosfat, iar produsii rezultati intr-o etapa urmatoare puteau constitui precursori ai ARN.

Teoria “Pamantului inghetat”. Unii geochimisti iau in prezent in consideratie o alta varianta, si anume aceea care presupune ca viata ar fi aparut in conditiile unui Pamant primitiv acoperit in intregime cu un strat gros de ghiata, in conditiile unor temperaturi mult mai scazute decat cele din prezent. Motivul invocat de acesti specialisti este acela ca temperaturile ridicate determina descompunerea foarte rapida a compusilor organici complecsi; in acelasi timp, aceasta teorie permite explicarea aparitiei unor compusi organici complecsi in conditiile unui intens bombardament cu radiatii ultraviolete.

Conform acestei teorii, reactiile chimice care au stat la baza aparitiei vietii s-au desfasurat pe fundul Oceanului Primordial, sub un strat gros de ghiata, in apropierea unor venturi oceanice. Intr-un astfel de mediu, precursorii unor aminoacizi - de exemplu glicina - ar fi fost reprezentati de formaldehida (rezultata in urma unor radiatii chimice simple), cianida si amoniac (ultimele doua provenind din gazele emanate in urma activitatii vulcanice). Aceasa teorie nu explica insa modul in care s-a ajuns la o planeta inghetata si face apel la un impact meteoritic major pentru revenirea la situatia normala.

O alta categorie de specialisti sustine ipoteza “Pamantului cald”. Aceasta teorie sustine ca dimpotriva, pentru o foarte lunga perioada de timp, Terra a fost o planeta fierbinte, cu un vulcanism extrem de activ pe toata suprafata sa, iar temperatura atmosferei era de asemenea caracterizata prin temperaturi mai mari decat cele din prezent. In aceste conditii, suprafata unor roci piritice din apropierea unor sulfatere, venturi oceanice, gheizere sau chiar la marginea unor vulcani activi a constituit o zona de cataliza, unde molecule de CO si grupari metil ar fi putut fuziona intr-un prim pas spre formarea acidului acetic, ca prim precursor al unor compusi organici mai complecsi.

Deficientele acestei teorii sunt reprezentate de aceeasi observatie ca toti compusii organici complecsi sunt instabili la temperaturi ridicate.

Alte teorii iau in discutie “contaminarea” Pamantului cu substante organice precursoare ale vietii prin intermediul meteoritilor sau altor corpuri cosmice provenind din alte sectoare ale Galaxiei (vechimea centrului Galaxiei este cu aproximativ 10 miliarde de ani mai mare decat cea a zonei periferice in care s-a format sistemul solar). In legatura cu acest ultim aspect, merita mentionata si una dintre cele mai mari descoperiri stiintifice ale secolului – descrierea unor resturi fosile cu aspect bacterian intr-un meteorit originar de pe planeta Marte (meteoritul ALH84001), meteorit care a cazut in Antarctica cu peste 13 000 de ani in urma, desprins din planeta-mama in urma unui impact asteroidic major, desfasurat cu peste 16 milioane de ani in urma. Pe de alta parte, vechimea rocii din care este alcatuit meteoritul este de circa 4,5 miliarde de ani. Prezenta in interiorul meteoritului a unor structuri microscopice alungite (extrem de asemanatoare cu microfosilele bacteriene de pe Terra) la nivelul carora s-a inregistrat prezenta carbonului de origine organica si, foarte recent (decembrie 2000) a unor cristale de magnetita, identice cu cele sintetizate de bacterii, si care servesc la orientarea acestora in camp magnetic, dovedesc ca in trecut, viata a existat cel putin si pe o alta planeta din sistemul solar, si ca teoria panspermiei este una valabila.

In fine, nu putem exclude nici ipoteza ca substantele chimice precursoare ale vietii au aparu

Scriitori romani