Biology for Majors II

I vermi piatti sono organismi acoelomati che includono molte forme libere e parassite. La maggior parte dei vermi piatti sono classificati nel superphylum Lophotrochozoa, che comprende anche i molluschi e gli anellidi. I Platyhelminthes consistono di due stirpi: i Catenulida e i Rhabditophora. I Catenulida, o “vermi a catena” sono un piccolo clade di poco più di 100 specie. Questi vermi si riproducono tipicamente asessualmente per gemmazione. Tuttavia, la prole non si stacca completamente dai genitori e quindi assomiglia ad una catena nell’aspetto. Tutti i restanti vermi piatti discussi qui fanno parte dei Rhabditophora. Molti vermi piatti sono parassiti, compresi importanti parassiti dell’uomo. I vermi piatti hanno tre strati di tessuto embrionale che danno origine a superfici che coprono i tessuti (dall’ectoderma), tessuti interni (dal mesoderma), e rivestono il sistema digestivo (dall’endoderma). Il tessuto epidermico è un singolo strato di cellule o uno strato di cellule fuse (sincizio) che copre uno strato di muscolo circolare sopra uno strato di muscolo longitudinale. I tessuti mesodermici includono cellule mesenchimali che contengono collagene e sostengono cellule secretorie che secernono muco e altri materiali in superficie. I vermi piatti sono acoelomati, quindi i loro corpi sono solidi tra la superficie esterna e la cavità dell’apparato digerente.

Processi fisiologici dei vermi piatti

Le specie a vita libera dei vermi piatti sono predatori o spazzini. Le forme parassitarie si nutrono dei tessuti dei loro ospiti. La maggior parte dei vermi piatti, come la planaria mostrata nella figura 1, hanno una cavità gastrovascolare piuttosto che un sistema digestivo completo. In questi animali, la “bocca” è usata anche per espellere i materiali di scarto dal sistema digestivo. Alcune specie hanno anche un’apertura anale. L’intestino può essere un semplice sacco o altamente ramificato. La digestione è extracellulare, con materiali digeriti portati nelle cellule del rivestimento dell’intestino per fagocitosi. Un gruppo, i cestodi, manca di un sistema digestivo. I vermi piatti hanno un sistema escretore con una rete di tubuli in tutto il corpo con aperture verso l’ambiente e le cellule della fiamma vicine, le cui ciglia battono per dirigere i fluidi di scarto concentrati nei tubuli fuori dal corpo. Il sistema è responsabile della regolazione dei sali disciolti e dell’escrezione dei rifiuti azotati. Il sistema nervoso consiste in un paio di cordoni nervosi che corrono per tutta la lunghezza del corpo con connessioni tra di loro e un grande ganglio o concentrazione di nervi all’estremità anteriore del verme, dove ci può essere anche una concentrazione di cellule fotosensoriali e chemosensoriali.

Non esiste un sistema circolatorio o respiratorio, con scambi di gas e nutrienti dipendenti dalla diffusione e dalle giunzioni cellula-cellula. Questo limita necessariamente lo spessore del corpo in questi organismi, costringendoli ad essere vermi “piatti”.

La maggior parte delle specie di vermi piatti sono monoiche, e la fecondazione è tipicamente interna. La riproduzione asessuata è comune in alcuni gruppi.

Diversità dei vermi piatti

I platelminti sono tradizionalmente divisi in quattro classi: Turbellaria, Monogenea, Trematoda e Cestoda (Figura 2). Come discusso in precedenza, le relazioni tra i membri di queste classi sono state rivalutate, con i turbellari in particolare ora visti come un gruppo parafiletico, un gruppo che non ha un singolo antenato comune.

Figura 2. Il Phylum Platyhelminthes è diviso in quattro classi. (a) La classe Turbellaria include il verme piatto di Bedford (Pseudobiceros bedfordi), che è lungo circa 8-10 cm. (b) La classe Monogenea parassita include Dactylogyrus spp. Dactylogyrus, comunemente chiamato un fluke branchiale, è lungo circa 0,2 mm e ha due ancore, indicate dalle frecce, che usa per aggrapparsi alle branchie del pesce ospite. (c) La classe Trematoda include Fascioloides magna (a destra) e Fasciaola hepatica (due esemplari di sinistra, conosciuta anche come il comune distoma epatico). (d) La classe Cestoda include le tenie come questa Taenia saginata. T. saginata, che infetta sia il bestiame che l’uomo, può raggiungere i 4-10 metri di lunghezza; l’esemplare mostrato qui è di circa 4 metri. (credito a: modifica del lavoro di Jan Derk; credito d: modifica del lavoro di CDC)

La classe Turbellaria include principalmente specie marine che vivono libere, anche se alcune specie vivono in acqua dolce o in ambienti terrestri umidi. L’epidermide ventrale dei turbellari è ciliata e facilita la loro locomozione. Alcuni turbellari sono capaci di notevoli imprese di rigenerazione in cui possono far ricrescere il corpo, anche da un piccolo frammento.

I monogenei sono ectoparassiti, soprattutto di pesci, con cicli di vita semplici che consistono in una larva che nuota libera e si attacca a un pesce per iniziare la trasformazione nella forma adulta parassita. Il parassita ha un solo ospite e quell’ospite è solitamente di una sola specie. I vermi possono produrre enzimi che digeriscono i tessuti dell’ospite o semplicemente brucare il muco superficiale e le particelle di pelle. La maggior parte dei monogenei sono ermafroditi, ma i gameti maschili si sviluppano per primi e quindi la fecondazione incrociata è abbastanza comune.

I trematodi, o flukes, sono parassiti interni dei molluschi e di molti altri gruppi, compresi gli umani. I trematodi hanno cicli di vita complessi che coinvolgono un ospite primario in cui avviene la riproduzione sessuale, e uno o più ospiti secondari in cui avviene la riproduzione asessuata. L’ospite primario è quasi sempre un mollusco. I trematodi sono responsabili di gravi malattie umane tra cui la schistosomiasi, un distoma del sangue. La malattia infetta circa 200 milioni di persone nei tropici, causando danni agli organi e sintomi cronici come l’affaticamento. L’infezione avviene quando l’uomo entra nell’acqua e una larva, rilasciata dall’ospite primario della lumaca, individua e penetra nella pelle. Il parassita infetta vari organi del corpo e si nutre di globuli rossi prima di riprodursi. Molte delle uova vengono rilasciate nelle feci e trovano la loro strada in un corso d’acqua, dove sono in grado di reinfettare l’ospite primario della lumaca.

I cestodi, o tenie, sono anche parassiti interni, principalmente dei vertebrati (Figura 3). Le tenie vivono nel tratto intestinale dell’ospite primario e rimangono fissate utilizzando una ventosa sull’estremità anteriore, o scolex, del corpo della tenia. Il restante corpo della tenia è costituito da una lunga serie di unità chiamate proglottidi, ognuna delle quali può contenere un sistema escretore con cellule di fiamma, ma contiene strutture riproduttive, sia maschili che femminili. Le tenie non possiedono un sistema digestivo; invece, assorbono i nutrienti dalla materia alimentare che passa loro nell’intestino dell’ospite.

Figura 3. Le infezioni da tenia (Taenia spp.) si verificano quando gli esseri umani consumano carne infetta cruda o poco cotta. (credito: modifica di un lavoro del CDC)

Le prolottidi vengono prodotte a livello dello scolice e migrano gradualmente verso l’estremità della tenia; a questo punto, sono “mature” e tutte le strutture tranne le uova fecondate sono degenerate. La maggior parte della riproduzione avviene per fecondazione incrociata. La proglottide si stacca dal corpo del verme e viene rilasciata nelle feci dell’organismo. Le uova vengono mangiate da un ospite intermedio. Il verme giovane infetta l’ospite intermedio e prende residenza, di solito nel tessuto muscolare. Quando il tessuto muscolare viene mangiato dall’ospite primario, il ciclo è completato. Ci sono diversi parassiti della tenia nell’uomo che si trasmettono mangiando carne di maiale, manzo e pesce crudi o poco cotti.

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