Protists: cells and organisms

 Protists: cells and organisms.

Although the kingdom Protists is no more recognized as a real systematic category, the term, written with a small “p” ,   may be still useful to indicate in general eukaryotic unicellular organisms to which this post is dedicated.

  Protists have only one cell and this unique cell not only performs all vital functions typical of eukaryotic cells but also realize and recognize the external stimuli coming from the environment and from every other organism they may contact.  Then, the cell has to work out a suited answer, to get the required energy and finally to reproduce. ……to say the least!!!

As an example I will, thereafter, illustrate what Paramecium, the most famous ciliate protist, often reported even on primary school books, is able to do.

1)   Paramecium is able to move thank to its cilia. Cilia are slender protuberances that project from the cell body. These organelles “invented” by Ciliates, to which Paramecium belongs, are anyway present in many cells of our body with the same structure but used for different purposes. Cilia beat the water like little flexible paddles. Their beating is variable in frequency and direction. Thus the ciliate is able to vary the speed of its motion and to reverse its motion once an obstacle is present.

2)  Like all ciliate protists, Paramecium is an heterotrophic organism,    requiring organic compounds for its principal source of food. In other words like animals  Paramecium eats. “But a mouth is needed to eat”, you will say, well Paramecium has a  mouth!!!

 It is called cytostome ( i.e. cellular mouth) and is localized at the end of a funnel shaped   depression of the surface all covered by cilia. Obviously the mouth is not completely open, otherwise cytoplasm would go out, it simply  is a little zone delimited by the plasmamembrane (the typical membrane by which every cell is covered) alone while additional membranes are present on the rest of the cell surface.

When the food, forced by the ciliary beating, reaches the cystostome the membrane blows up like a balloon toward the interior, gathering food and water. When the balloon is swollen enough, it detaches and begin to move in the cytoplasm. There it is reached by small vesicles containing digestive enzymes and is called “food vacuole”.  

The food inside the vacuole is then digested and assimilated. Waste will be then eliminated through another specialized superficial zone called “Cytopige” i.e. cellular anus. 

So Paramecium possess a complete digestive apparatus, comprising mouth and anus, that can be formed every time is needed!!

Noticeably the membranes of disrupted vacuoles are then recycled to form the new ones.

A secretory apparatus, consisting in the contractile vacuole system, is even present to eliminate excess water and salt.

Schematic drawing of Paramecium

3) What does Paramecium eats?  Bacteria and autotrophic protists often called microalgae. It can be considered in some way “erbivorous”.

     Most Paramecium species live in fresh water, a very variable habitat in which the food amount may be at times scarce.  To avoid starvation, a number of species are able to preserve the food: some food vacuoles are not reached by digestive enzymes and the microalgae they contain remain alive. They can also reproduce since their host will provide to keep them exposed to the light to allow photosynthesis. Then, when the environmental food is lacking, our provident protozoon can digest the algae it grew up or, simply, utilize their photosynthetic products. In a certain way these Paramecia become authotrophs.







Paramecium growing microalgae




4)  As erbivorous animals Paramecium is a potential victim of carnivorous predators (many ciliates are predators).  Many of these predator ciliates  attack and immobilize the pray ( whose presence they detect trough membrane receptors) by a sort of toxic “arrows” (toxicysts) and easily ingest the victim. And the victim is not able to escape? Yes, toxicysts discharge appear to evoke trichocyst discharge in Paramecium. Trichocysts are Paramecium defensive weapons: they are not toxic but their explosive extrusion causes a rapid backward movement by which the victim may escape predation.

Toxycists and trichocysts are two different types  extrusomes, cell organelles present only in protists. Different types of extrusomes exist  in ciliates but all of them can be extruded without damaging the cell. Then new extrusomes are formed in a short time.

Paramecium after trichocyst extrusion

5)  Once the energy accumulated by feeding is enough, Paramecium reproduces. Like all Ciliates, Paramecium has a dual nuclear apparatus, consisting of a  macronucleus in which genes are present in many copies (polyploid)   and one or more diploid micronuclei. The macronucleus controls non-reproductive cell functions, expressing the genes needed for daily functioning. The micronucleus is the generative  nucleus containing the genetic material that is passed along from one generation to the next.

Paramecia reproduce asexually, by binary fission. During reproduction, the macronucleus splits simply while the micronuclei undergo mitosis. The cell divides transversally after the replication of all cellular structures. In this way each new cell obtains a copy of the micronucleus and of the macronucleus and is ready to live autonomously.






Paramecium during binary fission

6)  But Paramecium, like all Ciliates, has also sex!!!!!

We do not know exactly in which situation the “thing” called “conjugation” happens in the natural environment. In the laboratory it is generally induced by a light starvation. Conjugation is only realized between conspecific individuals but not all whit all !!! The two conjugants are of different mating types, in other words of different sex.
 We are not able to distinguish the different mating types but Paramecia are able to recognize each other, through membrane receptors. The recognition  induces a typical preconjugant behavior, that expert protozoologists can easily identify, and finally pair formation. The two conjugants remain attached by the cytostomial zone where a cytoplasmic bridge takes shape. During the process the old macronucleus disintegrates and the micronucleus of the cells undergo meiosis. 

Thus micronucleus is able to perform mitosis and meiosis. 

Then one of the aploid nuclei derived by meiosis pass trough the cytoplasmic bridge in the other partner and fuse with an aploid nucleus there stayed on.  At the end each conjugant has a new diploid nucleus, different from the nucleus they had before. The new macronucleus is formed by replication of the new diploid nucleus. Then the two individuals separate. They were two at the beginning of the process and are still two at the end. Thus conjugation cannot be considered a kind of reproduction: it is however a sexual phenomenon causing genetic mixing to increase the species internal variability

A pair of Paramecia

Protists introduce themselves

 Protists introduce themselves

Who are we?

We are eukaryotic, unicellular organisms. We are very small and

not visible to the naked eye. For this reason we are so little known!

When were we born?

More than one billion years ago.

Where are we living?

We are living in the sea, in lakes and rivers, in the soil and even in the air (in the form of cysts).

What do we look like?

Although we all consist in only one cell,  we are very different from each other in shape, size, behaviour and ecologic role.

  

What are we doing in the environment?

Some of us are autotrophic, that is producers: like  plants. Others are first degree consumers like herbivorous animals while others are second degree consumers like carnivores. Some eat bacteria.  Some more are parasitic or symbiont  of plants or animals.  Many represent a good food for little animals.

Why it is very useful to be acquainted with us?

Because we live among you and we have important roles in all the ecosystems in which yourselves live (see for example the post “nature big recycler”)

Conciliare tecnica ed ecologia: non potevamo pensarci prima!!!!!

  Bisogna conciliare tecnica ed ecologia.

Prima di introdurre cambiamenti e novità tecniche l’uomo dovrebbe studiare come essi si inseriscono nella natura e come la natura può gestirli: sarebbe molto meno dannoso e costoso che cercar di correre ai ripari dopo!

 

Ricordate le Piogge Acide?

 

Negli anni 50-60 del secolo scorso sono stati introdotti i detersivi per gli elettrodomestici che in quegli anni si stavano diffondendo. Pratici, comodissimi ma non si è pensato che essendo derivati dal petrolio non erano biodegradabili. Così i loro componenti si accumulavano nell’ambiente specialmente acquatico. Poi le particelle di detersivo si aggiungevano a quelle diffuse nell'atmosfera da altri inquinanti, venivano catturate e deposte al suolo da precipitazioni sottoforma di piogge, neve, grandine, nebbie, rugiade con effetti disastrosi sulla vegetazione.

                                 Foresta devastata da piogge acide.

Solo dopo aver provocato disastri come quello illustrato nella foto si è corsi ai ripari: ora i detersivi sono, almeno in parte, biodegradabili e contengono meno molecole acide. La diffusione di tali molecole nell’atmosfera è diminuita anche grazie alla introduzione delle marmitte catalitiche e le piogge acide non sono più un problema così grave.

Non sarebbe stato meglio pensarci Prima ?

E il buco nell'ozono?

Nell’atmosfera terrestre, a una ventina di Km sopra le nostre teste, c’è uno strato di ozono che, come uno scudo naturale, ci protegge dai raggi ultravioletti. Se questo scudo non ci fosse non ci sarebbe vita sulla terra.  

Dal 1982 si è cominciato a notare un assottigliamento dello strato di ozono sopra le regioni polari, in particolare nell’Antartide.  Il fatto che questo fenomeno (rinominato comunemente come "buco dell'ozono")  aumentava di anno in anno, ha indotto i governi mondiali ad adottare delle misure per ridurre la produzione e il consumo dei FREON cioè gas    Clorofluorocarburi (CFC), ritenuti in quegli anni gli unici responsabili dell'aumento dell "buco". In particolare, i responsabili dell'assottigliamento dello strato di ozono sono stati ritenuti i gas freon emessi quotidianamente dalle attività umane nei paesi più industrializzati: quelli contenuti nei circuiti frigoriferi, nelle bombolette spray, ecc. Finalmente nel 1990, quando un “buco ”  era comparso anche sopra il Polo Nord, più di 90 paesi decisero di ridurre drasticamente l'uso di queste sostanze.

L' efficacia dei provvedimenti presi è evidente.  Nell’ottobre 2015, il buco nell'ozono si è ridotto di circa 4 milioni di km quadrati rispetto all'anno 2000, quando ha raggiunto la sua massima espansione.

Ora sappiamo che anche fenomeni naturali come eruzioni vulcaniche o grandi incendi possono provocare l'assottigliamento dello strato di ozono come si è verificato nel 2023, ma si tratta di effetti temporanei non continui e crescenti come quelli provocati dall'attività umana.

 

Il buco dell'ozono fotografato dallo spazio

Il buco dell'ozono si sta richiudendo.

 Gli scienziati ipotizzano che, proseguendo con questa tendenza, il risanamento  del buco nell'ozono si avrà intorno al 2050.  

 Siamo di fronte ad un altro pericoloso errore tecnico fatto dall’uomo dovuto alla scarsa conoscenza della natura in tutti suoi livelli.

Non abbiamo dovuto rinunciare alla comodità delle bombolette e dei refrigeratori : con studi adeguati sono state messe a punto altre tecniche meno inquinanti. 

Non ci si poteva pensare prima?

E l’eternit?

Ancora più inquietante è la storia del fibrocemento, materiale da costruzione noto come ETERNIT, contenente fibre di amianto. E’ stato introdotto all’inizio del novecento ed ha avuto in breve tempo un successo mondiale: economico, leggero, resistente, di lunga durata, praticamente eterno. Proprio per questo è stato chiamato ETERNIT!

Come sappiamo si trova ovunque. Il nostro paese è stato uno dei maggiori produttori.

                                                    tettoia di eternit

La cosa inquietante è che a pericolosità dell’amianto per la salute era nota già a partire dagli inizi del secolo, seppure non provata scientificamente. Dalla prova scientifica della pericolosità delle fibre di amianto c’è voluto comunque qualche decennio perché i minerali di amianto fossero messi al bando. Solo nel 1992 vennero finalmente vietate estrazione, lavorazione e commercializzazione dell’amianto in Italia. Fino ad esaurimento scorte l’amianto continuò però ad essere venduto ed utilizzato anche durante tutto il corso del 1994.

In questo caso non si è trattato di ignoranza ma della regola del PROFITTO SUBITO,  prima che gli effetti negativi siano veramente evidenti!!

Non si possono chiudere fabbriche, mandare a casa gli operai! Meglio lasciarli esposti al rischio, in fondo non è detto che si ammalino tutti. E i cittadini che vengono a contatto con l’eternit?  Quanti di noi hanno tettoie di questo materiale ?  Tranquilli l’eternit integro non è dannoso!

Ma lo diventa quando si deteriora e libera le fibre di amianto (asbesto) che si disperdono nell’aria e se vengono inalate causano gravi infiammazioni che possono evolvere in cancro e mesotelioma. E con gli anni le possibilità di deterioramento, si accumulano anche se è l’eternit era considerato eterno.

                                                 tettoia  logorata

 Così le vittime  continuano ad aumentare. E’ stata anche istituita una giornata mondiale per le vittime dell’amianto: il28 aprile. Mentre cifre enormi e a volte altri morti sono il tributo da pagare per la rimozione di questo materiale che è veramente dovunque.

 

                           Operaio in tenuta per la rimozione di eternit

E poi c'è la plastica

La storia della plastica ha inizio nel 1862, quando il chimico inglese Alexander Parkes crea e brevetta il primo materiale plastico semisintetico, la Parkesina (più nota poi come Xylonite). Gli anni Trenta e la Seconda Guerra Mondiale segnano il passaggio definitivo verso quella che viene definita l’Era della Plastica, cìoè l’era in cui la plastica è indubbiamente il materiale più utilizzato nei campi più disparati: nell'edilizia, nell'industria, nelle automobili, nell'arredamento ecc.

                       Chi non ha mobili e utensili di plastica in casa?

Certamente i materiali plastici presentano diversi vantaggi rispetto ai materiali metallici, tra cui l’elevata leggerezza e il basso costo. Non si era però considerato che non esistono agenti capaci di decomporre e riciclare questi materiali in cui gli elementi sono combinati in modi nuovi, non previsti finora dalla natura. Per questo la combinazione di smaltimento inadeguato, perdite durante la produzione e soprattutto l’uso eccessivo di plastica monouso hanno portato alla situazione attuale di grave inquinamento da plastica in mare. 

Affrontare efficacemente questo problema richiederebbe azioni coordinate a livello globale, tra cui la riduzione della produzione e dell’uso di plastica monouso, il miglioramento delle infrastrutture per il riciclo dei rifiuti plastici e l’educazione pubblica sulla necessità di limitare l’uso soprattutto di quelle usa e getta!  Ma non sarà facile!

|La politica europea va in questa direzione ma non tutti i paesi si adeguano allo stesso modo. L'talia sembra che sela cavi. L'industria automobilistica per la quale la plastica è essenziale, sta puntando sull'uso di quella riciclata.

Speriamo bene ...ma non potevamo pensarci prima!!!

                                Fiat 500 con  sedili in plastica riciclata

 Biodiversità è vita!

La biodiversità è il risultato di una lunga storia, iniziata fin dagli albori della vita sulla terra miliardi di anni fa.

Da allora, sotto la spinta delle variazioni ambientali, la vita si è evoluta, attraversando periodi di crisi e periodi di particolare sviluppo, fino alla estrema diversificazione delle specie dei nostri tempi.

Ora, però, la singola specie Homo sapiens, sta sviluppando un nuovo momento di crisi ad un ritmo impressionante: alcuni  scienziati ritengono che a causa dei nostri consumi la metà delle specie terrestri a rischio  scompariranno entro i prossimi 50 anni.

Ma perché la biodiversità è importante? Cosa comporterebbe la sua drastica riduzione?

Dobbiamo considerare tre livelli di biodiversità:

 

  

1)Biodiversità genetica:

                       Questa diversità è importante per il mantenimento della specie infatti, se tutti gli individui avessero le stesse caratteristiche, reagirebbero tutti allo stesso modo ad una determinata variazione ambientale. Se la variazione fosse sfavorevole si potrebbe arrivare all'estinzione della specie in un'unica generazione! E' così importante questa variabilità genetica che in quasi tutti gli organismi (procarioti o eucarioti, unicellulari o pluricellualari ) si è evoluta e selezionata la riproduzione o, almeno ,dei fenomeni sessuali che ne permettono il mantenimento  mescolando i geni in modi sempre diversi. 

                           In tutte le specie ogni individuo è

                 geneticamente diverso da un altro.

                                           😇😉😕😟😚😐😁

L'uomo da millenni seleziona piante coltivate ed animali domestici secondo i propri criteri riducendone la variabilità genetica. Adesso però molti interventi sono su larga scala. Ad esempio tutti abbiamo potuto verificare che mosche e zanzare sono molto meno sensibili di qualche anno fa ai più comuni insetticidi. Ricordo che un tempo gli zampironi erano sufficienti a tener lontano le zanzare, ora non più. Cosa è successo?  Non ci sono state mutazioni o altri fenomeni particolari semplicemente solo gli individui che avevano geni che conferivano una maggiore resistenza sono sopravvissuti ed hanno potuto tramandare i loro geni alle generazioni successive.

 Quindi a volte il risultato dei nostri interventi sulla natura ci si rivolge contro!

Altre volte, pur con tutte le buone intenzioni, non riusciamo a riparare i danni da noi provocati. Spesso vengono riportati casi in cui specie a rischio di estinzione, ridotte a pochi individui, sono state recuperate in aree protette dove si sono riprodotte. Tuttavia anche se aumenta di nuovo il numero degli individui si è salvata la specie ma non la sua variabilità genetica e quindi la sua possibilità di sopravvivenza anche in ambienti non protetti non è garantita.

                 Leopardo dell’Amur

                          

                           Esemplari rimasti: 35-50

2) Biodiversità come numero di specie

 

Il meraviglioso assortimento di piante e di animali che popolano oggi la Terra è il frutto di miliardi di anni di interazione fra la vita e la Terra stessa. Il pianeta ha fornito l’ambiente e i materiali grezzi;  la vita ha reagito con  inventiva, forgiando organismi in grado di sfruttare qualunque nicchia ecologica.

 Probabilmente ancora oggi non conosciamo tutte le specie di organismi che vivono con noi sul pianeta. 

La massima biodiversità di specie si trova tra i batteri anche se spesso morfologicamente è difficile distinguerli ad una semplice osservazione al microscopio.  

                                       Diverse morfologie di batteri

Infatti la diversità tra i batteri più che morfologica è metabolica. I vari metabolismi conferiscono loro la capacità di sfruttare risorse diverse e particolari.

 I microrganismi eucariotici, detti genericamente protisti, sono diversi tra loro come morfologia, dimensioni (tra i più piccoli e i più grandi c'è un fattore mille), metabolismo (autotrofi, eterotrofi ed anche mixotrofi) e comportamento proprio come gli organismi pluricellulari  che anche noi possiamo vedere e conoscere direttamente.

               Diversità morfologica nei foraminiferi (protisti marini)

Perché si sono evolute e differenziate tante specie

                  Perché è importante mantenerle?

 

Perchè sulla terra gli elementi disponibili  per mantenere la vita sono limitati.

Così, fin dalla origine della vita stessa, vengono riciclati sotto l'influenza fondamentale degli organismi stessi che contribuiscono ciascuno con la sua specificità. Infatti ci sono: 

Organismi produttori che per costruire nuove cellule trasformano sostanza inorganica in sostanza organica attraverso la fotosintesi, necessitando, oltre che di energia (che prendono dal sole), di idrogeno e ossigeno (che provengono dall'acqua), di carbonio, che ricavano dall'anidride carbonica contenuta nell'atmosfera se sono piante terrestri o da quella disciolta nell'acqua, se sono organismi acquatici.  Poiché le molecole comuni a tutti gli esseri viventi e indispensabili per la vita hanno come costituenti fondamentali non solo carbonio, idrogeno e ossigeno, ma anche azoto (proteine, acidi nucleici) e fosforo (acidi nucleici), i produttori hanno assoluto bisogno anche di sali nutrienti, tipicamente fosfati e nitrati, che assorbono dal suolo o dall'acqua.  

Organismi consumatori  che utilizzano, per produrre energia e biomassa, le sostanze organiche già sintetizzate dai produttori, mangiando questi ultimi. Ci sono più livelli di consumatori, in genere quelli più piccoli vengono mangiati da consumatori più grandi e questo si può ripetere per più livelli.  La specializzazione alimentare, cioè la scelta delle prede sia autotrofe che eterotrofe ha un ruolo ecologico importante, già a livello di microrganismi permettendo la differenziazione delle nicchie. Così ad esempio già a livello di protisti eterotrofi ci sono batterivori, algivori (capaci di distinguere tra le varie microalghe in base alla dimensione, il tipo di movimento, emissione di cataboliti o altro) e predatori che mangiano altri protozoi spesso utilizzando  "armi" per la caccia. 

Un ciliato ipotrico. A sinistra digiuno, a destra ha appena mangiato delle microalghe.

Il ciliato predatore Didinium mangia un Paramecio ( altro ciliato)

 Tutti questi organismi producono rifiuti e muoiono. Ma perchè il mondo non diventi una discarica e la vita possa continuare ci sono anche gli

 organismi saprofiti o decompositori ,come funghi e batteri,  che sono dei veri e propri laboratori chimici capaci di trasformare la sostanza organica proveniente dagli organismi morti o dalla escrezione di nuovo in sali minerali disponibili per i produttori. Per ogni elemento, per ogni ambiente si sono evolute le diverse specie, ciascuna appunto con la sua specificità, e la perdita di una specie può portare ad una lacuna di questo ciclo così strettamente integrato.

                         catena trofica in mare             catena trofica nella foresta

  3) Biodiversità di habitat.

Nella biosfera ci sono 4 habitat fondamentali: marino, d'estuario, d'acqua dolce e terrestre ognuno dei quali è suddiviso in una miriade di sotto-habitat diversi in cui le varie specie viventi formano diversi ecosistemi ed hanno trovato le loro specifiche nicchie ecologiche.  Nel corso degli ultimi decenni gli uomini hanno alterato gli ecosistemi più rapidamente e più estesamente che in qualsiasi altro periodo della loro storia,

Anche per questo aspetto cercherò di spiegare con un esempio le conseguenze che possono verificarsi nel modificare gli ambienti  senza una valutazione globale delle loro caratteristiche. Si parla molto del problema della deforestazione, particolarmente del taglio delle foreste tropicali.  Solo negli anni '90 sono stati distrutti 90 milioni di ettari di foresta primigenia!.

 Si sa che le grandi foreste sono un polmone per le terre emerse perché utilizzano anidride carbonica e producono ossigeno. Ma le foreste sono anche importanti perché in esse la varietà delle forme di vita raggiunge il culmine e quindi la loro distruzione comporta la perdita di molte specie animali e vegetali che vivono solo in questo ambiente. Le foreste tropicali sono stratificate in quanto gli alberi formano in genere tre strati: piante molto alte più o meno  sparse, piante di 20-30 m che formano uno strato continuo di fogliame " a baldacchino", e strato del sottobosco formato da arbusti e cespugli che si infittisce dove arriva la luce per interruzioni dello strato superiore. Ci sono poi piante rampicanti ecc. La produttività della foresta è  molto alta perché c'è una rapida riciclizzazione dei nutrienti. Momento per momento però i sali minerali presenti nel terreno non sono in elevata quantità. Quello che accade in questi ambienti è che l'abbondante sostanza organica che cade al suolo (foglie ecc.) viene rapidamente decomposta e le sostanze nutrienti liberate vengono altrettanto rapidamente assorbite dalle radici superficiali degli alberi e delle altre piante, che hanno adattamenti particolari per ottenere sostanze nutritive. Questo significa che altre piante, es. piante da raccolto, non possono crescere bene nei terreni deforestati perché non hanno questi adattamenti e perché non sono sufficienti per garantire un rapido riciclo. Così se si tenta tale coltivazione, la diminuzione della resa può essere drastica. Nello Zaire, la resa di una coltivazione di arachidi su suolo forestale è stata, nel secondo anno di coltivazione, pari soltanto al 15% di quella ottenuta nel primo anno; per il riso si è ottenuto il 25%. Quindi l'abbattimento delle foreste porta un danno diretto senza portare il beneficio di aumentare le aree coltivabili.

Per i responsabili politici di oggi la sfida consiste quindi nel favorire e stimolare la crescita economica, evitando però al tempo stesso il degrado dell’ambiente. Per ottenere questi risultati è importante una conoscenza approfondita e diffusa della realtà, una realtà complessa e integrata, attraverso un approccio multidisciplinare e quindi anche la ricerca di base che si tende ora a considerare solo una curiosità fine a sé stessa (e quindi non finanziata) riacquisterebbe il posto che merita.  

Nel luglio 2023 il parlamento europeo ha approvato la:

 

"Nature restauration law"  

la prima legge sulla natura a supporto delle strategie per mantenere e ripristinare la biodiversità in almeno il 30% della superficie terrestre e marina della Comunità entro il 2030.  speriamo bene! 

 

Why insects are so successful on the earth

 

Why insectes are so successfull in the earth

                 In springtime Nature wakes up!!! We like to look at the new tender leaves on the trees, at the flowers with their different shapes and colours and at butterflies flitting among the flowers but………all other insects wake up too!!

So we can find plants in our balcony or in our greenhouses, those plants we water and cultivate with great care, infested with aphids; when we go out in gardens we have to protect us from mosquitos and, even in our houses we are not safe: we can have visitors like ants or other insects. Even butterflies that we like to observe, often damage our fruit trees. Indeed the “worms” we many times found in fruits really are larvae born from butterfly eggs put down on the flowers.

So a question arises: why do insects exist?

I could draw up a list of the different roles, in some way useful for the environment, played by the insects like, for example, pollination. Nevertheless I prefer to stress on that the ideai s definitely wrong  according to which everything in the earth - animals, plants, ground- is first of all (if not completely) at the human beings disposal and exist only for their advantage.

Nature proceeds independently from human beings and all the organisms at present existing originated through a very long evolution. Evolution is not a consistent process, on the contrary it goes on following distinct branches. So if mammals, including human beings, represent the top of the vertebrate evolutionary branch, insects must be 
 considered at the top of  the invertebrate  branch.

Insects were the first animals able to  settle terrestrial environments and during their evolution ( started more than 300 million years ago) they learned to exploit every ecological niche in different habitats: they are found everywhere even in extreme habitats like deserts and glacial regions.

Did you know that more than 70% of animal species at present existing are insects?

 Why are they so successful?  
Thank to the combination of the following efficient 

characters:

1.     Being small they are suitable for mini-habitats inaccessible for bigger animals.

2.     A lot of them are able to fly. Flight makes easy to reach the food or the partners and is useful in avoiding predators or competitors. Many insects have compound eyes through which they have a concurrent vision in every direction and detect separately hundreds of different light impulses. In this way they can easily survey during the flight the fast  environmental variations.

3.     Insects have segmented bodies supported by exoscheletons, an hard but light outer covering made mostly of  chitin that allow limb articulation and form different buccal apparatuses through which they are able to perforate, cut or to crush even very hard materials lake wood. In this way they utilize different food resources not accessible for other animals.

4.     Exoscheleton is often covered by a thick layer of a waxy material to avoid dehydration: without this layer a grasshopper in a field of wheat under summer sun would certainly die!

5.     Insects evolved a well working respiratory system consisting of internal tubes and sacs through which gases either diffuse or are actively pumped, delivering oxygen directly to tissues that need it via their trachea. Since oxygen is delivered directly, the circulatory system is not used to carry oxygen, and is therefore greatly reduced. Air is taken in through openings on the sides of the abdomen called spiracles.

6.     The majority of insects  undertake Metamorphosis  to pass from one stage, usually a larva or nymph stage, to an adult stage. In many cases they can in this way they exploit resources in different habitats. Mosquitos, for example, uses aquatic resources as larvae and terrestrial in the adult stage.

7.     A further successful device is the rapid multiplication they perform thank to a short biological cycle (they are small!!!) and a large reproductive potential. To have an idea Drosophila, thefruit fly used for genetic studies, in optimal condition (i.e. in the laboratory is able to develope 25 generations per year. Considering that each female produces up to 100 eggs the number of flies at the end of the 25th generation would be exorbitant!!!!

    

Luckily optimal conditions are rare in nature. Anyway the consequence of this rapid reproduction is a rapid evolution; thus the insect generations derived from those more resistant to adverse environmental conditions and to our insecticides, are every year more fortified.