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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.

Origini, successione geologica ed evoluzione

I mammiferi sono un gruppo monofiletico, ossia tutte le specie attualmente viventi discendono da un antenato comune: anche i tre gruppi in cui vengono tradizionalmente suddivisi i mammiferi (vale a dire monotremi, marsupiali e placentati) sono monofiletici, con gli ultimi due classificati insieme dalla maggior parte degli studiosi per differenziarli dal primo.

Una foca grigia mentre allatta un suo cucciolo.

Esistono due linee evolutive principali di amnioti: una che ha portato all'origine dei rettili e degli uccelli e una che ha portato all'origine dei mammiferi. La linea evolutiva che ha portato ai rettili e agli uccelli è quella dei Sauropsidi mentre quella che ha portato ai mammiferi è dei Sinapsidi.

I mammiferi si sono sviluppati circa 200 milioni d anni fa, mentre i dinosauri dominavano ancora il Pianeta. Allora le mammelle non erano altro che speciali ghiandole della pelle. Le mammelle erano piccole, numerose e presenti in entrambi i sessi. Probabilmente servivano per marcare il territorio lasciando una scia odorosa sul suolo. Forse i piccoli erano attratti da queste secrezioni e le leccavano, dando inizio a un processo evolutivo che attraverso la selezione naturale trasformò le ghiandole ventrali delle femmine in sorgenti di liquidi nutritivi. Così i Mammiferi ‘inventarono’ il latte, cibo ricco di zuccheri, proteine e grassi, capace di completare la prima fase di sviluppo dei cuccioli.

I primi mammiferi

Non si è certi di quale animali sia il primo mammifero in quanto la sua identificazione varia a seconda della parte anatomica presa in esame: alcuni studiosi valutano la struttura del canale auricolare per definire la fine della transizione da rettile a mammifero, mentre altri ritengono più attendibile la costituzione e l'articolazione della mandibola o la struttura dei denti.

La maggior parte dei primi mammiferi avevano dimensioni e comportamento simili a quelli dei toporagni con delle eccezioni rappresentate da esemplari di grandi dimensioni.

Tra i gruppi attuali, i primi a differenziarsi dovettero essere con molta probabilità i monotremi, mammiferi eccezionalmente primitivi: i resti fossili più antichi riconducibili a questi animali, tuttavia, risalgono solo a circa 120 milioni di anni fa (Cretaceo superiore). Alla stessa epoca sembrano risalire anche i marsupiali e i placentati cosa poco probabile in quanto presentano strutture maggiormente evolute.

Un altro gruppo primitivo, quello dei multitubercolati, comprendeva animali simili a scoiattoli e topi: la loro comparsa è riconducibile perlomeno al Giurassico medio (circa 160 milioni di anni fa), mentre la loro sparizione avvenne durante l'Oligocene (30 milioni di anni fa); rappresentano quindi il più longevo gruppo di mammiferi.

Tassonomia e 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 attrare i rappresentati 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.

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