Biologia per il liceo/Vertebrati

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I vertebrati[modifica]

Il regno animale è diviso in animali vertebrati e invertebrati.

La principale differenza tra queste categorie è la presenza di un endoscheletro nei vertebrati, quindi di uno scheletro interno e una colonna vertebrale.

La colonna vertebrale, detta anche spina dorsale o rachide, è l'insieme delle vertebre,segmenti ossei articolandosi tra loro, costituiscono un asse osseo esteso dal cranio alla fine del tronco.

Le vertebre racchiudono le parti principali del sistema nervoso.

I cordati[modifica]

I cordati rappresentano un phylum di animali comprendente organismi di diversa forma e complessità, quali i Vertebrati, gli Urocordati ed i Cefalocordati. Questo phylum è basato su una struttura di sostegno interna detta notocorda.

I tunicati[modifica]

Si pensa che i tunicati siano il primo gruppo a staccarsi dalla linea evolutiva dei cordati poiché  a differenza di tutti gli altri sono privi di cervello.Non presentano la notocorda, il tubo neutrale e la coda, però possiedono fessure branchiali molto sviluppate.

I cefalocordi[modifica]

I cefalocordati possiedono le quattro caratteristiche principali dei cordati (tubo neurale, notocorda, fessure branchiali e coda) però possiedono anche dei muscoli segmentati che permettono al corpo di flettersi lateralmente, in modo tale da compiere un movimento natatorio.

Partendo dai cordati i primi a staccarsi furono i tunicati, perchè privi di cervello, il passo successivo fu lo sviluppo di un capo, quindi di un cervello , occhi ,gli organi di senso e del cranio.

Tutti i cordati provvisti di cranio vengono detti craniati.

La spina dorsale è comparsa più tardi e caratterizza il gruppo dei vertebrati.

Successiva sarà l’evoluzione dei polmoni , delle pinne muscolari lobate con sostegno scheletrico.

Infine si vedrà lo sviluppo delle mascelle e degli arti.

Gli agnati[modifica]

Sono i primi vertebrati, le loro principali caratteristiche sono:

l’assenza di mascelle

la presenza di una notocorda, che rappresenta il principale sostegno

negli esemplari adulti sono presenti la prima forma rudimentale di vertebre

Le Missine e le Lamprede appartengono al gruppo degli agnati.

Le Missine vivono nei fondali marini freddi, sono cieche, ma hanno un olfatto e un tatto estremamente sviluppati. Si nutrono di carcasse.

Le Lamprede si dividono in 35 diverse specie e rappresentano la più antica linea evolutiva dei vertebrati. Sono dei parassiti che vivono in America nella zona dei Grandi Laghi.

I pesci[modifica]

I pesci sono i primi vertebrati gnatostomi, ovvero provvisti di mascella.

I primi fossili risalgono a circa 470 milioni di anni fa.

I pesci sono provvisti di pinne anteriori o pettorali e posteriori o pelviche, sono simmetriche e servono a stabilizzare l’assetto durante il nuoto.

La coda viene usata come propulsore e le mascelle, infine, consentono di catturare e mangiare le prede.

(1) pinne pettorali, (2) pinne ventrali, (3) pinna dorsale, (4) pinna adiposa, (5) pinna anale (6) pinna caudale

i pesci si dividono in due grandi gruppi:

I Condroitti  sono detti anche pesci cartilaginei perchè hanno la peculiarità di possedere uno scheletro interno cartilagineo ovvero un tessuto  connettivo di sostegno specializzato. È costituito da cellule dette condrociti, immerse in un'abbondante sostanza amorfa intercellulare, da essi stessi sintetizzata, formata da fibre collagene e da una matrice amorfa gelatinosa. Le principali caratteristiche di questo tessuto sono la solidità, la flessibilità e la capacità di deformarsi limitatamente.

La riproduzione è sessuata con fecondazione interna, e evoluzionisticamente si sono sviluppati per radiazione dai Placodermi durante il Devoniano, contemporaneamente agli Osteitti.

Dominio Eukaryota
Regno Animalia
Sottoregno Eumetazoa
Ramo Bilateria
Superphylum Deuterostomia
Phylum Chordata
Subphylum Vertebrata
Infraphylum Gnathostomata
Superclasse Ittiopsidi
Classe Chondrichthyes

Il gruppo Osteichthyes o pesci ossei (Teleostei secondo una classificazione ora non più utilizzata) rappresenta la maggior parte dei pesci viventi conosciuti.

A differenza dei pesci cartilaginei (condroitti), gli osteitti possiedono uno scheletro osseo che si viene a formare per ossificazione dello scheletro embrionale cartilagineo. Si riconoscono anche per una maggiore simmetria sull'asse orizzontale rispetto ai pesci cartilaginei, in particolare per quanto riguarda la posizione della bocca (terminale) e della pinna.

La loro età si misura attraverso l'analisi delle otoliti, minuscola concrezione di ossalato di calcio inglobato in una matrice gelatinosa, contenuta nell'endolinfa dell'orecchio interno che stimolano le cellule ciliate che fanno sinapsi con le terminazioni nervose determinando le sensazioni statiche e di equilibrio. presenti nei canali semicircolari dell'orecchio interno.

Ctinopterygii[modifica]

Gli ctinopterygii costituiscono una classe o sottoclasse di pesci ossei. Vengono chiamati "pesci dalle pinne con raggi" per sottolineare la struttura a raggi o spine che regge ogni loro pinna, differenziandosi dalle pinne a lobi carnosi della classe Sarcopterygii. I raggi che sostengono le pinne degli attinopterigi sono collegati direttamente allo scheletro osseo. Numericamente gli attinopterigi sono la classe dominante di vertebrati, comprendendo il 99% delle oltre 30.000 specie di pesci esistenti. Sono inoltre ubiquitari in tutti gli habitat acquatici, in acqua dolce, salmastra e marina, dalle profondità marine alle più alte sorgenti di montagna. Le specie esistenti vanno dal piccolo Paedocypris lungo solo 8 mm, al massiccio Mola mola di oltre 2300 kg fino al Re di aringhe, che supera gli 11 metri.

Sarcopterygii[modifica]

I Sarcopterygii sono conosciuti anche come "pesci dalle pinne lobate" e costituiscono una clade (tradizionalmente una classe o sottoclasse) dei pesci ossei, anche se un'analisi cladistica scrupolosa includerebbe in questo gruppo tutti i vertebrati terrestri. Sarcopterigi ancora oggi esistenti sono i celacanti, i dipnoi e, in generale, tutti i tetrapodi. Presentano pinne carnose, a lobi, in numero sempre pari, e collegate con un solo osso dello scheletro, queste differiscono da tutti gli altri tipi esistenti nei pesci perché non partono direttamente dal corpo ma sorgono su un prolungamento dello stesso. Le pinne pettorali e quelle pelviche hanno articolazioni simili a quelle presenti nei primi tetrapodi terrestri: queste pinne si trasformarono in zampe atte alla deambulazione nei primi anfibi. Presentano inoltre due distinte pinne dorsali. Tutti i sarcopterygii possiedono denti ricoperti di smalto.

Di questi oggi ne sopravvivono tre linee evolutive: i CROSSOPTERIGI

      i PESCI POLMONATI ( o DIPNOI)

I Tetrapodi[modifica]

Crossopterigi: rappresentati da due specie di celacanto, pesce di profondità considerato estinto già nel 1938;

Pesci polmonati: diffusi nell’emisfero meridionale, questi pesci possono sopravvivere anche fuori dall’acqua o in tane sotterranee anche per quattro anni inghiottendo aria nei polmoni.

Tetrapodi: si evolvono durante il periodo Devoniano  e sono caratterizzati da arti in grado di sostenere il peso del corpo e hanno la mascella.   Da questi si evolvono poi ANFIBI, RETTILI, UCCELLI e MAMMIFERI.

Dominio Eukaryota
Regno Animalia
Sottoregno Eumetazoa
Phylum Chordata
Subphylum Vertebrata
Infraphylum Gnathostomata

Qui di seguito una tabella sulle differenze di questi due gruppi.

Caratteristiche Pesci cartilaginei Pesci ossei
Habitat Prevalentemente marini Marini e d'acqua dolce
Forma Solitamente appiattita verticalmente (dorso-ventre) Solitamente appiattita ai fianchi, con simmetria bilaterale
Pelle Scaglie placoidi superficiali Scaglie con sovrapposizione dermica di diverso tipo:cosmoidi, |ganoidi, cycloidi e ctenoidi
scheletro Cartilagineo Osseo (con l'eccezione di alcune parti)
Pinna caudale Eterocerca Omocerca (eccezionalmente Eterocerca) o dificerca
Pinne pelviche Solitamente arretrate Solitamente avanzate, occasionalmente arretrate
Organo fecondatore I maschi presentano pinne pelviche trasformati in emipeni Non vi sono emipeni. Alcune specie presentano la pinna anale trasformata in gonopodio
Bocca Larga, a forma di mezzaluna sul lato ventrale della testa Di forma e grandezza variabili, in rapporto alla parte terminale della testa
Mascella Iostilica Iostilica e autostilica
Aperture branchiali Presentano solitamente 5 paia di aperture branchiali non protette da alcun opercolo Presentano 5 paia di aperture branchiali protette da un opercolo
Tipo di branchie Lamellari, con lungo setto interbranchiale Filiformi con setto interbranchiale ridotto
Spiracoli Presenti, solitamente dietro gli occhi Non presenti
Cono arterioso Presente nel cuore Assente
Cervello Presenta grandi lobi olfattivi, con grande cervello, ma piccoli lobi ottici e cervelletto. Presenta piccoli lobi olfattivi, cervello di piccole dimensioni ma grandi lobi ottici e cervelletto.
Retina Mancano i coni Molte specie hanno coni doppi, coppie di coni uniti tra loro
Fisiologia oculare Occhi specializzati alla visione da vicino mediante spostamento del cristallino più vicino alla retina Occhi specializzati alla visione a distanza mediante spostamento del cristallino più lontano dalla retina
Condotto genitale maschile Connesso alla parte anteriore dei reni Non connesso ai reni
Ovidotto Non collegato all'ovario Collegato all'ovario
Aperture genitali ed urinarie Unite in una comune cloaca (apertura urogenitale) Separate e aperte indipendentemente all'esterno
Uova Un piccolo numero di uova di grandi dimensioni con molto tuorlo Un gran numero di piccole uova con poco tuorlo
Fecondazione Interna Prevalentemente esterna, alcune specie sono munite di gonopodio per fecondazione interna
Deposizione Molte specie sono ovovivipare, altre sono ovipare e depongono astucci contenenti le uova (Borsellino della sirena) La maggior parte delle specie sono ovipare, con piccoli che si sviluppano esternamente al corpo materno. Alcune specie sono ovovivipare

Gli Anfibi[modifica]

Gli anfibi si svilupparono nelle foreste nel periodo Carbonifero. Si nutrivano di insetti e piccoli invertebrati.

Erano così diffusi che spesso questo periodo viene chiamato “periodo degli anfibi”.

La parola anfibio deriva dal greco “amphìbios” che significa “dalla doppia vita”.

Gli anfibi si dividono in tre categorie:

  • Anuri : rane, rospi, raganelle. Gli anuri sono contrassegnati dalla mancanza della coda in età adulta. All’interno degli anuri possiamo distinguere 3 famiglie principali:
    • Bufonidi (i rospi),sono caratterizzati da dita tozze e pelle spessa e bitorzolut
    • I ranidi (le rane) dotati di una pelle liscia e più tendenti a una vita acquatica
    • Ilidi (le raganelle), che possiedono dita lunghe con piccole ventose all’estremità, che permettono loro di vivere sulle piante.
  • Urodeli : tritoni e salamandre. Gli urodeli mantengono la coda anche dopo la metamorfosi da girino, per questo vengono chiamati anche caudati.
  • Gimnofioni : cecilie. Costituiscono l’ordine degli anfibi meno rappresentativo dal punto di vista numerico e comprendono specie dal corpo affusolato e privo di arti, che li costringe a strisciare a terra per muoversi, caratteristiche che li fanno somigliare a lombrici o serpenti. Poichè hanno una vista molto scarsa, si affidano a uno sviluppato senso dell'olfatto per cacciare le prede.

I Rettili[modifica]

Rettili, anfibi, mammiferi sono detti amnioti. Il principale carattere ereditato da questo clade è l’uovo amniotico.

il gruppo dei rettili comprende sauri, i serpenti, le tartarughe, i coccodrilli e gli uccelli, insieme ad alcuni gruppi di animali già estinti.

  • lucertole, iguane, varani, camaleonti sono i rettili più diversificati e numerosi dopo gli uccelli.
  • serpenti derivano probabilmente da antiche lucertole che persero le zampe come adattamento ad una vita di animali scavatori.le tartarughe comprendono specie terrestri e acquatiche e sono un gruppo molto antico rimasto pressoché invariato.i coccodrilli sono rettili attuali, trascorrono la maggior parte del loro tempo in acqua .
  • gli uccelli derivano da un gruppo di dinosauri e conservano ancora oggi molti caratteri rettiliani

il gruppo più diversificato è quello dei dinosauri e a differenza dei rettili attuali erano endotermi, cioè usavano il calore generato dal metabolismo per mantenere una temperatura corporea costante.

Gli Uccelli[modifica]

Gli uccelli sono i tetrapodi più abbondanti, con circa diecimila specie (la metà di esse classificate come passeridi). Vivono in quasi tutto il mondo, variando in grandezza da 5 cm per il colibrì di Elena, fino a tre metri per l'uccello elefante. I reperti fossili indicano che gli uccelli propriamente detti ebbero origine durante il Cretaceo, circa cento milioni di anni fa. Ci furono però uccelli primitivi al di fuori dal gruppo Avialae che risalgono sino dal periodo Giurassico. Molti di questi uccelli primitivi, come Archaeopteryx, non erano capaci di volo potenziato, e molti ritenevano tratti primitivi come denti e code lunghe.

Ogni parte del corpo degli uccelli riflette gli adattamenti al volo, come la loro forma aerodinamica.

Le caratteristiche principali degli uccelli sono: peso ridotto, coda sostenuta da piccole vertebre, le penne hanno un rachide cavo e un vessillo formato da barbe e barbule agganciate assieme e le ossa cave.

Gli uccelli hanno una vista eccellente ed un cervello relativamente sviluppato.

Le loro uova sono ricoperte da un guscio calcareo duro, il maschio e la femmina si alternano nell’incubazione.

Alcune specie di uccelli hanno perso la capacità del volo durante l’evoluzione, come ad esempio i pinguini, gli struzzi o gli emù.

I Mammiferi[modifica]

I primi mammiferi sono comparsi circa 200 milioni di anni fa.

La classe dei mammiferi conta 5.500 specie attualmente viventi.

Colonizzano praticamente qualsiasi ambiente, dalle calotte glaciali ai caldi deserti: alcuni gruppi (Pinnipedi, Sirenii, Cetacei) sono riusciti a colonizzare con successo anche l'ambiente acquatico, mentre altri hanno sviluppato delle ali membranacee e sono perciò in grado di volare.  

Attualmente esistono tre principali gruppi di mammiferi:

  • I Monotremi

Sono due mammiferi australiani ovipari : l’echidna e l’ornitorinco.

La femmina, dell’ornitorinco ad esempio, depone le uova e le cova nel nido.Quando l’uovo si schiude il piccolo si nutre leccando sulla pelliccia della madre il latte secreto dalle ghiandole mammarie

  • I Marsupiali

Partoriscono i piccoli ancora allo stato embrionale, e completano lo sviluppo nel marsupio, tasca esterna sul ventre della madre.

  • I Placentati

Vengono chiamati anche uteri. Possiedono una placenta molto sviluppata.

Dopo una gestazione(la cui durata dipende dalla specie) il piccolo viene partorito.

Durante lo sviluppo, l’embrione, è immerso nel liquido amniotico, contenuto nel sacco amniotico, dove viene protetto ed ha una stretta connessione con la madre attraverso la placenta.

Fonti

wikipedia

wiki immagini

libro di testo utilizzato durante le lezioni in classe