Biologia per il liceo/Vertebrati/Sintesi

I vertebrati

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

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

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

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, perché 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

Sono i vertebrati più antichi e per più di 450 milioni di anni hanno seguito una loro linea evolutiva. Sono organismi unisessuati, ossia la cellula uovo si sviluppa senza bisogno della fecondazione.

Le loro principali caratteristiche sono:

• l’assenza di mascelle (il loro nome deriva da questa caratteristica, dal greco "a" senza "gnatos" mascella);
• la bocca circolare a ventosa munita di denti cornei;
• la presenza di una notocorda, che rappresenta il principale sostegno; è presente nell'età adulta nelle lamprede che però possiedono anche delle forme rudimentali di vertebre quini sono incluse nei vertebrati, a differenza delle missine che hanno uno scheletro completamente fatto di cartilagine.

Le missine

Aspetto fisico

Le missine (circa 77 specie attuali divise in 6 generi) vivono nei fondali marini freddi, sono cieche, ma hanno un olfatto e un tatto estremamente sviluppati. La loro pelle è priva di squame e hanno una piega della pelle che corre lungo tutto il corpo, anche la coda come se fosse un'unica pinna. Hanno un'apertura nasale e due aperture branchiali, una su ogni lato. Il loro colore può variare dal grigio brunastro al grigio rossastro e possono essere chiazzate da macchie grigie, marroni o bluastre. Non hanno un sistema di osmoregolazione e quindi sono sensibili ai cambiamenti di salinità.

Nutrimento

Si nutrono di carcasse o di aninali morenti sui fondali marini che vanno dai 30 ai 1200 metri di profondità. Una volta individuata la preda si introducono nell'animale attraverso un'apertura che fanno con i denti che hanno sulla lingua. Un'altra loro tecnica di cattura è quella del nodo: si avvolgono su sé stesse, formando un nodo e lo fanno scorrere fino alla preda. Si nutre dei visceri e della muscolatura delle sue prede, lasciando intatti pelle e ossa. Si sa che ai nutre anche di anellidi.

Sistema anti-predatorio

Per non essere catturate, secretono un muco che rende difficile la presa.

Riproduzione

Per quanto riguarda la loro riproduzione, la gonade maschile si sviluppa solo quando quella femminile rimane rudimentale. Depongono dalle 19 alle 30 uova grandi che hanno un guscio corneo e filamenti con cui si fissano al fondale. La loro lunghezza arriva fino ai 30cm per i maschi e a 40cm per le femmine.

Dove vivono

Vivono soprattutto nelle acque settentrionali dell'Oceano Atlantico, dalla Groenlandia agli Stati Uniti e nel Mediterraneo Occidentale.

Utilizzo

Questi animali vengono catturati, ormai da diversi decenni in Oriente, per la loro carne ma anche per la loro pelle con cui si producono cinture, borse e calzature.

Le lamprede

Le lamprede si dividono in 43 diverse specie e rappresentano la più antica linea evolutiva dei vertebrati. Sono dei parassiti che vivono in America nella zona dei Grandi Laghi. Esse, per aspetto e abitudini, assomigliano agli anfiossi.

Aspetto fisico

Hanno una sola narice, posta in posizione mediale nella parte superiore del cranio. Hanno uno scheletro di cartilagine che comprende anelli vertebrali. I loro occhi sono grandi e sviluppati e hanno due canali semicircolari che partono dalle loro aperture uditive.

Dove vivono

Vivono, durante l'età giovanile, nei fondali dei fiumi filtrando le particelle di cibo in sospensione mentre, una volta diventati adulti, migrano verso il mare e i laghi dove vivono come parassiti. In particolare vivono nelle acque dell'emisfero boreale (Oceano Atlantico, Mar Mediterraneo e i Grandi Laghi nordamericani) e solo due specie vivono sotto l'equatore. Con la loro lingua, munita di denti, perforano la pelle dei pesci loro ospiti e aspirano il sangue e i loro tessuti.

I pesci

I pesci sono i primi vertebrati gnatostomi, ovvero provvisti di mascella. i loro primi fossili risalgono a 470 milioni di anni fa. Essi sono presenti in quasi tutti gli ambienti acquatici grazie al costante aumento della diversificazione e grazie ad alcune caratteristiche vincenti:

• le pinne. i pesci le utilizzano come remi per muoversi nell'acqua. esistono due tipi di pinne: le impari e le pari. quelle impari sono le pinne dorsali, caudali e anali. le pinne pari sono invece quattro (un paio di pinne pettorali e un paio di pinne ventrali) e sono l'equivalente dei quattro arti dei vertebrati terrestri;
• la coda che facilita l'inseguimento delle prede;
• le mascelle che consentono di catturare e mangiare le prede. le mascelle hanno subìto nel tempo un processo di evoluzione. infatti all'inizio le fessure branchiali erano utilizzate come filtri per trattenere le particelle di cibo presenti nell'acqua (A); le strutture in rosso e verde si sono trasformate gradualmente nelle mascelle e nelle strutture di sostegno (B); le restanti fessure branchiali si sono modificate per effettuare gli scambi gassosi (C). le branchie sono delle piccole lamine sfrangiate di colore rosso, che si trovano ai lati della testa. il colore rosso è dovuto alla presenza dei vasi sanguigni. il pesce apre la bocca per ingoiare acqua, e poi la spinge verso le branchie, che estraggono l'ossigeno. l'ossigeno arriva al sangue e i vasi sanguigno lo trasportano attraverso tutto il corpo. allo stesso tempo, sempre dalle branchie, il esce espelle l'anidride carbonica.

evoluzione della mascella dei pesci

I pesci sono detti "ectotermi" o animali a sangue freddo dato che la loro temperatura corporea varia in base a quella dell'acqua dove vivono. Essi si riproducono attraverso la fecondazione esterna: le femmine liberano le uova nell'acqua e i maschi si mettono vicini e fanno uscire gli spermatozoi che fecondano le uova. la maggior parte dei pesci espelle un numero molte elevato di uova, si basti pensare alla femmina del baccalà che ne può espellere fino a 7 milioni. Generalmente i genitori non si prendono cura di tutte le uova, motivo per cui molte di esse finiscono in pasto ad altri pesci. essi hanno un corpo affusolato, che li permette di muoversi più rapidamente nell'acqua. altri invece hanno il corpo appiattito perché si sono adattati a vivere sui fondali. la maggior parte dei pesci ha il corpo rivestito da delle piccole lamine, quasi trasparenti, dette scaglie, che hanno uno scopo protettivo. esse sono disposte una sopra l'altra e sono formate da una sostanza simile a quella della unghie.

i pesci si dividono in 2 grandi gruppi:

• I condritti, che sono detti anche pesci cartilaginei perché 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, sintetizzata da essi, che è 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. essi sono inoltre composti da scaglie sulla cute e nel tempo hanno subito pochi cambiamenti. i pesci che fanno parte di questo gruppo sono formidabili predatori, nuotatori veloci dal corpo idrodinamico e dalle mascelle potenti. la maggior parte di essi è dotata di una struttura detta "sistema della linea laterale", che consiste in una fila di recettori sensoriali su ogni lato del corpo, sensibili ai cambiamenti di pressione dell'acqua e alle vibrazioni che causano i pesci nel nuotare. gli squali, che fanno parte di questa specie, hanno una vista e un olfatto molto sviluppati, sul capo sono dotati di speciali elettrosensori in grado di percepire i deboli campi elettrici prodotti dalle contrazioni muscolari delle prede. mentre, il corpo delle razze, che è appiattito e con gli occhi nella parte superiore, rivela l'adattamento alle vita sul fondale; inoltre, la coda di alcune specie (pastinache) è provvista di un aculeo per iniettare il veleno. Le mante giganti, come altri raiformi, non vivono sui fondali, ma nuotano in oceano aperto, filtrando il plancton. La loro riproduzione è sessuata con fecondazione interna, ed evoluzionisticamente si sono sviluppati per radiazione dai Placodermi durante il Devoniano, contemporaneamente agli Osteitti.

• gli Osteichthyes (o pesci ossei) rappresentano la maggior parte dei pesci viventi conosciuti. A differenza dei pesci cartilaginei, 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, una minuscola concrezione di ossalato di calcio inglobato in una matrice gelatinosa (contenuta nell'endolinfa dell'orecchio interno) che stimolano le cellule ciliate le quali fanno sinapsi con le terminazioni nervose determinando, quindi, le sensazioni statiche e di equilibrio presenti nei canali semicircolari dell'orecchio interno. essi sono divisi in 2 ulteriori gruppi:

1. gli attinopterigi (o pesci dalle pinne raggiate) sono chiamati così per sottolineare la loro struttura a raggi o spine che regge ogni loro pinna, i raggi sono collegati direttamente allo scheletro osseo. essi sono la classe numericamente dominante di vertebrati, infatti comprendono il 99% delle oltre 30.000 specie di pesci esistenti, inoltre essi sono presenti in tutti gli habitat acquatici. la pelle presenta scaglie appiattite ricoperte da un rivestimento mucoso, che riduce l'attrito, mentre su ogni lato dl corpo è presente una piega protettiva, l'opercolo, che copre la cavità dove si trovano le branchie. grazie al suo movimento il pesce può permettersi di respirare senza nuotare. inoltre una struttura piena di gas, la vescica natatoria, contribuisce al galleggiamento del pesce. essa ha compiuto un processo di evoluzione a partire dai polmoni sacciformi di pesci ancestrali.
2. I Sarcopterygii sono conosciuti anche come "pesci dalle pinne lobate" e anche se fanno parte dei pesci ossei, 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: infatti durante il Devoniano le usavano come zampe per "camminare" sott'acqua lunghe le zone umide costiere. oggi sono sopravvissute solo re linee evolutive:

• i crossopterigi che sono rappresentati da due specie di elacanto, sono stati scoperti nel 1938, sebbene si ritenessero estinti da milioni di anni;
• i pesci polmonati, o dipnoi, che includono 3 generi e 6 specie. essi sono in gradi di sopravvivere per 4 anni fuori dall'acqua, inghiottendo l'aria nei polmoni;
• i tetrapodi che si sono adattati a vivere nella terraferma pressappoco alla fine del Devoniano, essi hanno dato origine ai vertebrati terrestri (rettili, uccelli, anfibi e mammiferi).

Bibliografia

https://www.caniepet.it/animali-vertebrati/

https://www.scuoladelia.it/pesci/

https://ilmondodeglianimali.altervista.org/le-caratteristiche-dei-pesci/

"biologia- concetti e collegamenti" - Campbell

I Tetrapodi

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

• esempi pesci
• 
  Carassius_auratus
• 
  Pristis pristis
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  Astronotus ocellatus
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  Oranda Cappuccetto Rosso
• 
  Pesce del paradiso

Gli Anfibi

Gli anfibi si svilupparono nelle foreste nel periodo Carbonifero; si nutrivano di insetti e piccoli invertebrati. Secondo alcune ipotesi deriverebbero da Dipnoi Crossotterigi, che durante il Denoviano avrebbero sviluppato la capacità di passare sempre più tempo al di fuori dell’acqua, ma non esistono prove fossili a suo sostegno.

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

La parola anfibio deriva dal greco “amphìbios” che significa “dalla doppia vita”: la loro crescita, infatti, corrisponde ad una metamorfosi che porta al completo cambiamento dell’ambiente di vita; questa si compone principalmente di due fasi, una larvale, principalmente acquatica e una adulta, solitamente terricola.

La loro epidermide è umida e liscia e sono dotati di ghiandole alveolari che secernono muco; questo serve per mantenere la pelle umida anche al di fuori dell’acqua e la mantiene morbida; anche per questo motivo gli anfibi sono diffusi in tutte le aree umide del globo, soprattutto nelle foreste pluviali e tropicali. Sulla pelle si trovano inoltre delle ghiandole che facilitano gli scambi gassosi, in modo da agevolare la respirazione nelle specie con polmoni meno sviluppati.

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. Poiché hanno una vista molto scarsa, si affidano a uno sviluppato senso dell'olfatto per cacciare le prede.

• Esempi anfibi
• 
  Rana dal dardo velenoso
• 
  Rospo
• 
  Raganella
• 
  Salamandra
• 
  Tritone

Serpente

I rettili

I rettili derivano dagli anfibi, ma hanno caratteristiche che li rendono più adatti all’ambiente terrestre.

I principali ordini dei rettili sono:

• cheloni: hanno il corpo rivestito da una corazza formata da uno scudo dorsale, o carapace, e da un piastrone ventrale (tartarughe e testuggini)

Una tartaruga marina delle Hawaii

• loricati: hanno il corpo rivestito da placche ossee (coccodrilli, alligatori e caimani);

• squamati: hanno il corpo rivestito da squame cornee epidermiche, e comprendono due sottordini: sauri, con 4 arti (lucertole), e ofidi, privi di arti (serpenti)                                                                               

Camaleonte calyptratus

Sono animali eterotermi come gli anfibi e i pesci: non possono conservare una temperatura interna costante, ma regolano la temperatura corporea in base a quella dell’ambiente in cui si trovano. 

Possiedono quattro arti, assenti invece nei serpenti. La respirazione avviene per mezzo di polmoni, molto più sviluppati  rispetto a quelli degli anfibi.                                                                   

Il sistema nervoso è più evoluto di quello degli anfibi e l’animale è dotato di un cervello più grande.  Il corpo è ricoperto da squame cornee o ossee che proteggono dalla disidratazione.                                                                                    

Molti rettili cambiano la pelle, a mano a mano che crescono: questo fenomeno è detto muta.

La circolazione è doppia e incompleta come negli anfibi: il cuore ha due atri e un ventricolo in cui il sangue ossigenato e il sangue ricco  di  anidride  carbonica  si  mescolano  parzialmente. Fanno eccezione i coccodrilli in cui i ventricoli sono due e completamente separati (circolazione completa).

I rettili hanno una vista molto acuta e un olfatto assai sviluppato.

Sono carnivori, ad eccezione delle tartarughe, ma i denti, che sono robusti, aguzzi e di forma quasi uguale, non servono per masticare bensì per afferrare le prede che vengono ingoiate intere e sottoposte a una lunga digestione nello stomaco.

Alcuni serpenti hanno denti collegati a ghiandole velenifere.

La riproduzione è sessuata, hanno sessi separati e fecondazione interna.

La maggior parte dei rettili è ovipara, ma esistono specie vivipare o ovovivipare, come le vipere. Depongono uova rivestite di un guscio impermeabile che protegge l’embrione dalla perdita d’acqua. Proprio questo tipo di uovo, chiamato uovo amniotico, che mantiene al suo interno i liquidi e le sostanze nutrienti necessari allo sviluppo dell’embrione, ha permesso ai rettili di colonizzare per primi la terraferma. Gli anfibi infatti sono obbligati a ritornare nell’acqua per deporvi le loro uova gelatinose, che sulla terra si seccherebbero.

Il colore della pelle

La  pelle  di  un  animale  è  anche  l’abito  che  sfoggia  ogni  giorno. Può  essere  dimesso o vistoso, però un animale non sceglie di che colore  vestirsi: il suo aspetto  esterno  è un adattamento all’ambiente. Il colore può essere dovuto a particolari sostanze, chiamate pigmenti,  prodotte  in  alcune  cellule  dell’epidermide, i cromatofori. Grazie a queste cellule alcuni animali, come il camaleonte, sono maestri nel cambiare colore a seconda dello sfondo.

Come fanno i gechi a starsene sempre attaccati ai muri?

Semplice: su ogni zampa il geco ha circa mezzo milione di minuscoli-peli (setae) che si dividono a loro volta in migliaia di frange. Le ridotte dimensioni  permettono alle frange di creare con le pareti delle microforze elettrostatiche (forze di van der Waals).  Forze deboli che però,  moltiplicate per milioni di peli, permettono al geco di rimanere a testa in  giù.  Il segreto è quindi svelato: non dipende dal materiale di cui sono fatte le setae del geco, ma dalla loro struttura. Potrebbe essere questa la nuova frontiera per creare delle superfici adesive e riutilizzabili senza  l’utilizzo di colle o altri composti chimici.

Bibliografia

Libro "La magia della scienza, volume B, Lattes Editori

• Esempi rettili
• 
  Tartaruga
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  Alligatore
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  Vipera
• 
  Lucertola
• 
  Varano

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Gli Uccelli

Archaeopteryx

Gli uccelli si sono evoluti da teropodi, ovvero piccoli dinosauri bipedi, 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. Uno dei primi uccelli conosciuti risale a 150 mila anni fa, il Archaopeteryx, con penne sulle ali, per il resto ha caratteri da dinosauro come gli artigli, la coda con vertebre, e i denti.

Descrizione

Gli uccelli sono animali a sangue caldo, o endotermi, come i mammiferi. Sono cioè capaci di produrre calore, e quindi il loro corpo mantiene sempre la stessa temperatura, anche se fuori fa freddo. Hanno due zampe, le ali, il corpo ricoperto da piume e il becco. Il becco può avere diverse forme, in base all'alimentazione. I passeri e i fringuelli hanno becchi forti e corti, adatti a rompere i semi. I falchi sono muniti di un robusto becco a forma di uncino, il picchio ha un becco dritto e appuntito, adatto ad afferrare gli insetti che trova all'interno dei tronchi degli alberi. I pellicani hanno un grande becco dotato di una specie di borsa, che utilizzano come una rete per pescare.

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. Le loro uova sono ricoperte da un guscio calcareo duro, il maschio e la femmina si alternano nell'incubazione. Nella maggior parte delle specie, la femmina depone le uova nel nido, che è stato costruito da uno o da entrambi i genitori, dove le uova saranno al caldo e protette. I nidi sono costruiti con una grande varietà di materiali, in genere facilmente rintracciabili nell'ambiente circostante: erbe, ramoscelli, corteccia, licheni, piume, foglie, peli di mammiferi, ragnatele, alghe, conchiglie, ciottoli e persino la saliva degli stessi uccelli. La temperatura del corpo è costante grazie all'isolamento delle piume. Possiedono inoltre una vista eccellente, un occhio in grado di percepire immagini lontane e un cervello sviluppato. Ci sono poi degli animali che hanno perso la capacità di volare come: pinguini, struzzi ed emù australiani.

Le piume sono più piccole e morbide e si trovano sotto le penne di contorno; servono a mantenere caldo il corpo degli uccelli. La maggior parte degli uccelli adulti cambia le penne, cioè le perde e le sostituisce, almeno una volta all'anno.

Dal colore delle penne degli uccelli si può capire se sono maschi o femmine. Le penne delle femmine hanno colori meno vivaci, che permettono loro di mimetizzarsi e di proteggere meglio le uova. Le penne dai colori sgargianti appartengono ai maschi, che utilizzano il loro aspetto appariscente per attirare le femmine nel periodo dell’accoppiamento.

Il volo

Gabbiano in volo

Ogni parte del corpo degli uccelli riflette gli adattamenti al volo infatti pesano poco, hanno forma aerodinamica e la loro coda è sostenuta da piccole vertebre. Anche lo scheletro è formato in modo da rendere possibile il volo infatti le loro ossa sono vuote e pesano pochissimo, rendendo così il corpo più leggero. Inoltre, nel petto si trova un forte muscolo che permette loro di battere le ali.

Volare è un’attività molto faticosa, che richiede molta energia per questo hanno: metabolismo veloce, un sistema circolatorio e respirazione buoni. Gli uccelli hanno sviluppato un sistema respiratorio estremamente efficiente. Un sistema di sacchi aerei alleggerisce l’animale e fa sì che i polmoni abbiano un continuo rifornimento di aria.

Quando un uccello deve spiccare il volo comincia a battere le ali verso il basso, producendo una spinta in avanti che gli consente di sollevarsi. Una volta in aria, l’uccello può decidere come e dove volare, variando la forza della spinta e modificando la forma e la dimensione dell’ala. Le ali hanno una forma aerodinamica e l’aria percorre un’ampia distanza tra la parte iniziale e quella terminale dell’ala. La pressione esercitata sulla parte superiore dell’ala è minore di quella esercitata sulla parte inferiore. È questa differenza di pressione che dà la spinta. Anche le penne contribuiscono al volo. Le penne di contorno crescono sulle ali e sulla coda assicurando un eccellente controllo aerodinamico. Il volo inoltre permette di cercare rapidamente nuovi territori per costruire il nido, allontanarsi dal pericolo, cercare il cibo o un compagno.

Riproduzione

Sviluppo di un uccello nell'uovo

Anche se alcuni uccelli maschi non presentano un organo sessuale esterno, tutti hanno due testicoli che durante la stagione riproduttiva diventano attivi nella produzione di sperma. Anche le ovaie si attivano anche se solo l'ovaio sinistro è funzionante e quello destro rimane inattivo nel caso in cui quello sinistro smetta di funzionare. L'atto sessuale può essere molto veloce durando anche meno di mezzo secondo. Lo sperma viene poi conservato nei tubuli dell'apparato riproduttivo femminile per un periodo che può variare da una settimana ad un anno. Successivamente le uova vengono fecondate individualmente prima della deposizione. Le uova continuano il loro sviluppo all'esterno del corpo della femmina.

Tipi di uccelli

Molti uccelli vivono in un luogo durante l’estate e in un luogo diverso durante l’inverno. Compiono migrazioni, ovvero lunghi spostamenti stagionali da una regione all'altra, formando grandi stormi. Esistono circa 10.000 specie di uccelli, che si possono suddividere in vari gruppi.

1) Alcune specie vivono in acqua o cercano il nutrimento nell'ambiente acquatico.

2)Altri uccelli vivono sulle spiagge o lungo le rive di fiumi e laghi. Ricevono il nome di trampolieri, perché hanno zampe lunghe per muoversi nell'acqua, si nutrono di pesci e di altri animali acquatici. Gli aironi, le cicogne, gli ibis, le spatole e i fenicotteri sono uccelli trampolieri.

I rapaci sono velocissimi volatori. A questo gruppo fanno parte: gli sparvieri, le aquile e i falchi. I gufi e le civette sono rapaci notturni, perché vanno a caccia di notte e dormono di giorno. Un gran numero di uccelli appartiene al gruppo dei passeriformi. Sono uccelli di piccole dimensioni, e hanno le zampe munite di quattro dita, tre delle quali orientate in avanti, mentre il quarto dito è dietro: ciò consente loro di aggrapparsi ai rami. Quasi tutti i passeriformi sono uccelli canori, capaci di “cantare”. I fringuelli, gli usignoli, i merli, i passeri e i pettirossi sono tutti passeriformi.

Gli uccelli hanno una vasta quantità di suoni, versi, richiami e canti. Tutti questi suoni hanno diversi utilizzi. Ad esempio, servono a scacciare gli intrusi dal proprio territorio, oppure servono a tenere insieme lo stormo in volo e dirigere i compagni delle “retroguardie”. Nel periodo del corteggiamento servono ad attirare la femmina.

• Esempi uccelli
• 
  Ibis sacro
• 
  Aquila di mare testabianca
• 
  Pinguino
• 
  Struzzo
• 
  Martin pescatore

I Mammiferi

Un esemplare di volpe rossa (Vulpes vulpes LINNAEUS, 1758) appartenente alla classe dei Mammalia.

La classe dei mammiferi, che si è evoluta circa 200 milioni di anni fa, conta 5.500 specie attualmente viventi (anche quella degli essere umani), variabili in forma e dimensioni. I mammiferi sono riusciti a colonizzare 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.

Le caratteristiche che contraddistinguono il gruppo dei mammiferi sono due: i peli e le ghiandole mammarie. Le ghiandole producono il latte per nutrire i piccoli mentre i peli hanno la funzione principale di isolamento termico.

Sistematica

La scala evolutiva della classe dei mammiferi è molto complicata da ricostruire: gli unici resti che pervengono agli studiosi sono infatti principalmente frammenti della mandibola e denti, in base alla morfologia dei quali è stata impostata la sistematica dei mammiferi ancestrali. Ciò vuol dire che anche altri animali che hanno evoluto dentizione simile a quella dei mammiferi potrebbero essere stati classificati come tali, pertanto gli studiosi sono molto cauti sull'attribuzione di ogni singola specie a determinati taxa assimilabili ai mammiferi.

Generalmente i mammiferi sono divisi in tre sottoclassi (Monotremi, Marsupiali e Placentati), oppure due sottoclassi (Prototeri, ossia i monotremi, e Teri, ossia marsupiali e placentati).

I monotremi

Il termine monotremo deriva dal greco monos, unica, e trema, apertura, infatti i monomeri hanno un canale intestinale e vie urogenitali che sboccano in una cloaca con un'unica apertura verso l'esterno.

I monotremi (due mammiferi australiani: echidna e ornitorinco) sono generalmente conosciuti per le loro caratteristiche primitive, che nell'immaginario collettivo li pongono erroneamente come anello di congiunzione fra mammiferi e rettili. Tali animali sono infatti ovipari e non vivipari come tutti gli altri mammiferi. Il loro sistema di riproduzione è infatti simile a quello dei rettili: depongono uova e le uova possono essere incubate in un nido, come nel caso dell'ornitorinco, oppure in una speciale borsa cutanea, come nel caso dell'echidna. Inoltre, le ghiandole mammarie dei monotremi non sono organizzate in vere mammelle, ma sboccano direttamente in campi ghiandolari.

Un esemplare di echidna

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.

La temperatura del corpo è minore di quella degli altri mammiferi (circa 32 °C), e solitamente viene diminuita per risparmiare energia.

Negli adulti i denti sono assenti: il muso termina con una sorta di becco. Tuttavia, nei monotremi fossili, così come i giovani ornitorinchi, sono presenti dei molari a tre cuspidi, evoluti indipendentemente dagli altri mammiferi. Le zampe sono poste lateralmente al corpo (come nella maggior parte dei rettili), piuttosto che sotto di esso (come negli altri mammiferi). Nel cinto pettorale sono presenti un paio di epicoracoidi o procoracoidi e un altro paio di ossa coracoidi distinte (come nei rettili). Mentre nel cervello (che è invece molto diverso da quello dei rettili e molto simile a quello dei marsupiali) non è presente il corpo calloso, cioè l'insieme delle connessioni nervose che collegano i due emisferi cerebrali.

I marsupiali

Un esemplare di marsupiale australiano: il koala

Un esemplare di opossum anch'essi marsupiali.

I marsupiali sono un interclasse dei mammiferi diffusa specialmente in Australia e in America del Sud.

Nella femmina è quasi sempre presente una tasca addominale detta marsupio dove i piccoli, che nascono precocemente, a causa della scarsa funzionalità della placenta completano il loro sviluppo sotto la protezione materna. Sebbene la placenta degli euteri è più sviluppata rispetto a quella dei marsupiali non bisogna pensare che quest'ultimi siano una primitiva formazione degli euteri infatti entrambi i rami si sono evoluti contemporaneamente nel Mesozoico dove entrarono in forte competizione. Proprio l'assenza di competitori ha permesso alle poche forme progenitrici di marsupiali di diffondersi così numerose in Australia.

I mammiferi, esclusi i monomeri, partoriscono piccoli dopo una gestazione e gli embrioni vengono nutriti all'interno del corpo della madre. Il rivestimento dell'utero e alcune membrane di derivazione embrionale formano la placenta, una struttura che consente alle sostanze nutritive presenti nel sangue materno di diffondersi nel sangue dell'embrione.

Nel caso dei marsupiali quest'ultimi hanno una gestazione breve e partoriscono piccoli allo stadio embrionale che completano lo sviluppo nel marsupio (una tasca esterna).

I placentati

Un mammifero appartenente al gruppo dei placentati: il leone, animale carnivoro della famiglia dei felini.

Il nome significa "vere bestie". Sono dotati di placenta più efficiente rispetto a quella dei Marsupiali. Raggruppano la maggioranza dei mammiferi viventi, tra cui l'uomo, e sono diffusi in tutti i continenti. Includono il 95% delle circa 5.500 specie di mammiferi attuali. Fra questi ci sono anche gli esseri umani, che appartengono all'ordine dei primati.

Gli Euteri hanno una temperatura corporea più elevata e stabile degli altri Mammiferi: a causa di ciò posseggono testicoli esterni, in quanto la spermioistogenesi viene disturbata da temperature troppo elevate. Gli Euteri si distinguono dagli altri mammiferi per il fatto che il feto è nutrito durante la gestazione per mezzo di una placenta. Questa placenta è 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.

Si riproducono sessualmente, e il piccolo si sviluppa completamente all'interno del corpo della madre. I Mammiferi Euteri sono vivipari. La specie di Eutheria più antica conosciuta appartiene al genere Eomaia, ritrovata in Cina e risalente al Cretaceo Inferiore.

Prototeri e Teri

La classe dei mammiferi è suddivisa in due sottoclassi viventi, Prototeri (con il solo ordine Monotremi) e Teri. A queste si aggiunge quella degli Alloteri, che include esclusivamente forme fossili. La sottoclasse Teri è stata a sua volta divisa nelle infraclassi Metateri (che riuniscono 7 ordini di marsupiali) ed Euteri (21 ordini di mammiferi dotati di placenta). Gli Euteri sono separati classicamente nelle coorti degli Sdentati (Cingulati e Pilosi) e degli Epiteri (i restanti 19 ordini), che differiscono per presenza ed evoluzione dei denti.

Una classificazione più recente ma non universalmente accettata, basata sull’analisi del DNA e sulla distribuzione biogeografica delle faune fossili, divide gli Euteri in 4 superordini viventi: Afroteri (Macroscelidi, Afrosoricidi, Tubulidentati, Iracoidei, Proboscidati e Sireni); Euarcontogliri (Scandenti, Dermotteri, Primati, Lagomorfi e Roditori); Laurasiateri (Folidoti, Carnivori, Soricomorfi, Erinaceomorfi, Chirotteri, Cetacei, Artiodattili e Perissodattili); Xenartri (Cingulati e Pilosi).

Caratteristiche

I Mammiferi sono dotati di varie caratteristiche comuni che consentono di separarli dalle altre classi di vertebrati.

Caratteristiche generali

I mammiferi sono rivestiti da pelle spessa, provvista in genere di caratteristiche formazioni cornee, i peli, di diverso tipo e robustezza, e ricca di ghiandole cutanee, sebacee e sudoripare e inoltre di speciali ghiandole, funzionanti nella femmina, le ghiandole mammarie, che secernono il latte per il nutrimento del neonato. I mammiferi posseggono due paia di arti e cinti ben sviluppati, salvo qualche eccezione (Cetacei e Sirenidi). Arti, dita e unghie hanno conformazione variabile, modificata in relazione alle modalità di locomozione.

Pelliccia

Due esemplari di orsi polari.

La presenza di pelo è una delle caratteristiche più importanti dei mammiferi: la maggioranza dei mammiferi, infatti, ha il corpo ricoperto per percentuali più o meno elevate di pelo, ed anche coloro i quali ne sono apparentemente sprovvisti (come i cetacei) presentano allo stadio embrionale degli accenni di crescita di pelo, che regrediscono poi col procedere della gravidanza.

I peli dei mammiferi hanno composizione prevalentemente proteica: in particolare, essi sono costituiti per la quasi totalità da cheratina. Il pelo nei mammiferi ha numerose funzioni: regolare la temperatura corporea, permettere all'animale di confondersi con l'ambiente, avvisare eventuali aggressori della pericolosità dell'animale (come le moffette) e attrarre i rappresentanti dell'altro sesso.

Allattamento

I mammiferi sono gli unici animali ad allattare la propria prole almeno fino a quando questa non è in grado di nutrirsi di cibo solido in modo autonomo. Il latte è prodotto in apposite ghiandole dette ghiandole mammarie, organizzate negli euteri in mammelle, dalle quali prende il nome l'intera classe.

L'allattamento rappresenta un grande vantaggio, in quanto i piccoli possono ricevere una sostanza molto nutriente e senza grandi sforzi, che garantisce una crescita veloce ed una maggiore probabilità di sopravvivenza: d'altro canto, la femmina spende grandi energie per allattare i cuccioli ed è perciò costretta a nutrirsi più del necessario per integrare le energie profuse in questo sforzo.

Le femmine generalmente allattano unicamente i propri cuccioli, scacciando anche violentemente altri piccoli in cerca di cibo: fanno eccezione poche specie in cui si possono osservare delle balie, come i leoni e l'uomo.

Dentizione

Un esemplare di elefante.

A differenza dei loro progenitori rettili che avevano una dentatura laterale semplice, i mammiferi sono solitamente provvisti di dentatura eteromorfa, con presenza di quattro tipi di denti:

• incisivi, atti a strappare:
• canini, atti ad infilzare:
• premolari, con caratteristiche intermedie fra canini e molari:
• molari, atti a schiacciare e macinare:

Ciascuno di questi quattro tipi di dente è presente in numero variabile a seconda delle abitudini alimentari della specie. Alcuni gruppi di mammiferi possiedono denti privi di radici ed a crescita costante: è il caso delle zanne di elefanti, suidi, trichechi e narvali, o degli incisivi dei roditori.

I monotremi, invece, non possiedono affatto denti nella fase adulta, mentre i cuccioli possiedono il cosiddetto "dente di diamante", che analogamente agli uccelli consente loro di bucare il guscio dell'uovo in cui si trovano.

Muso

in tutte le specie, infatti, presentano, o hanno presentato durante il corso del proprio percorso evolutivo, delle labbra e delle guance, che vanno a formare una fascia muscolare che circonda l'apertura della bocca. Le funzioni principali sono legate alla ricerca di cibo e negli adulti la faccia diventa anche un essenziale mezzo di comunicazione fra i vari individui della stessa specie, e spesso, tramite messaggi universali, anche fra animali di specie diverse.

Strutture auricolari

L'otocione è un mammifero con un orecchio esterno particolarmente esteso.

I mammiferi sono gli unici animali, dotati di un orecchio esterno, a possedere la famosa "triade" martello/incudine/staffa, situati nell'orecchio medio e con funzione di ricevere le vibrazioni del timpano ed inoltrarle alla finestra ovale dell'orecchio interno.

Circolazione sanguigna

I mammiferi, così come anche gli uccelli, hanno una circolazione sanguigna doppia completa: ciò significa che il cuore è suddiviso in quattro scomparti ben distinti, due atrii e due ventricoli, e che il sangue passa due volte al suo interno, una volta nella parte destre sotto forma di sangue venoso da pompare verso i polmoni per essere ossigenato, ed una seconda volta nella parte sinistra sotto forma di sangue arterioso da pompare verso le zone periferiche del corpo. I globuli rossi dei mammiferi, tuttavia, a differenza di quelli degli altri vertebrati sono sprovvisti di nucleo e di organelli.

Locomozione

Gli arti dei mammiferi sono attaccati al di sotto del corpo, e non lateralmente rispetto ad esso: pertanto, durante il movimento dell'animale gli arti si trovano disposti perpendicolarmente alla colonna vertebrale, che viene piegata verticalmente piuttosto che lateralmente. Questa caratteristica permette ai mammiferi movimenti veloci anche prolungati nel tempo, che consentono ai mammiferi azioni come la corsa (utile sia per cacciare le prede che per sfuggire ai predatori) o dei movimenti migratori.

Respirazione

La cavità toracica, grazie alla diversa attaccatura degli arti, si dedica alla funzione respiratoria: nei mammiferi si ha la comparsa del diaframma che contribuisce alla respirazione, in quanto contraendosi crea uno scompenso pressorio che spinge i polmoni ad espandersi (inspirazione). I mammiferi possiedono polmoni a struttura alveolare, la quale ben si adatta a cambiamenti continui di volume.

Altre caratteristiche

• Tutti i mammiferi sono omeotermi, ovvero mantengono costante la propria temperatura corporea;
• la maggior parte dei mammiferi possiede un palato secondario, che permette loro di respirare e contemporaneamente masticare il cibo;
• i mammiferi possiedono ghiandole sudoripare finalizzate alla termoregolazione;
• il cervello dei mammiferi è formato da neocorteccia.

Le principali caratteristiche della classe mammiferi

Bibliografia

http://www.treccani.it/enciclopedia/mammiferi

https://it.wikipedia.org/wiki/Mammalia

https://it.wikipedia.org/wiki/Monotremata

https://it.wikipedia.org/wiki/Metatheria

https://it.wikipedia.org/wiki/Eutheria

Campbell-BIOLOGIA concetti e collegamenti

• I Monotremi

• mammiferi monotremi
• 
  Echidna dal becco lungo occidentale
• 
  Ornitorinco

• I Marsupiali

• mammiferi marsupiali
• 
  Canguro
• 
  Koala
• 
  Opossum della Virginia
• 
  Quokka
• 
  Tiger quoll Featherdale

• I Placentati

• diversi esempi di mammiferi placentati
• 
  Criceto
• 
  Ghepardo
• 
  Delfino
• 
  Gatto
• 
  Cane: Pastore Maremmano
• 
  Scimpanzé

^Fonti

wikipedia

wiki immagini

libro di testo utilizzato durante le lezioni in classe