1. Il regno animale è suddiviso
in una trentina di phyla
Cavazzuti La vita intorno a noi © Zanichelli editore 2010
Phylum cordata
I cordati sono animali caratterizzati dalla
presenza di:
• Cordone nervoso dorsale
• Coda
• Notocorda
• Fessure branchiali
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•La notocorda è un organo interno di
sostegno, costituita da tessuto rigido che
corre lungo l’asse dorsale del corpo. Alla
notocorda si attaccano i muscoli che
consentono il movimento degli animali.
•il tubo neurale, un cordone di tessuto
nervoso situato dorsalmente alla
notocorda;
•le fessure branchiali, aperture situate
posteriormente alla bocca che mettono
in comunicazione il tratto anteriore del
tubo digerente (faringe) con l’esterno. In
alcuni casi possono chiudersi durante i
primi stadi di sviluppo;
CLASSIFICAZIONE
PHYLUM
CHORDATA
SUBPHYLUM
UROCHORDATA
SUBPHYLUM
CEFALOCHORDATA
SUBPHYLUM
VERTEBRATA
• I cordati rappresentano, con gli artropodi e i molluschi,
una delle linee evolutive di maggior successo: la ragione
di ciò si trova soprattutto nella presenza della notocorda
sulla quale si inseriscono i muscoli: questo apparato
permette lo sviluppo di movimenti complessi e veloci,
come il nuoto, la corsa e il volo.
• La sistematica dei cordati si basa sulla posizione della
corda: sono considerati più primitivi gli urocordati, in cui
la corda è presente solo nella regione caudale della
larva, e più evoluti i vertebrati , in cui la corda è
circondata o sostituita da uno scheletro cartilagineo od
osseo.
UROCORDATI
•
•
•
•
•
•
•
•
Il termine Urocordati sta ad indicare
che la notocorda è limitata alla regione
della coda
Il termine Tunicati indica il rivestimento
esterno del corpo contenente una
sostanza simile alla cellulosa
Rappresentante principaleè l’ASCIDIA
La larva è dotata di una struttura rigida
che le attraversa tutto il corpo dalla
testa alla coda, chiamata notocorda.
Durante la metamorfosi, grazie alla
presenza di tre papille adesive
localizzate sulla testa, e che
producono un secreto vischioso, le
larve si ancorano al substrato e si
trasformano in adulti sessili
Durante la metamorfosi la notocorda
viene riassorbita ed i visceri
subiscono un riassestamento
il sistema circolatorio è composto da
un cuore tubulare e da un sistema di
lacune
il sistema nervoso è ridotto a un
ganglio cerebrale
•
Larva di ascidia
•
Ascidie adulte
•
•
•
sono in genere organismi ermafroditi:
le cellule uovo e gli spermatozoi
vengono liberati nell’acqua dove
avviene la fecondazione
Nelle ascidie coloniali è possibile la
riproduzione asessuale per
gemmazione
I discendenti più antichi sembrano
essere imparentati con gli
echinodermi, e nel crogiolo evolutivo i
loro più vicini "cugini" cefalocordati
divennero i progenitori dei primi
vertebrati
CEFALOCORDATI
•
•
•
•
•
La notocorda si estende per
l’intera lunghezza del corpo e
persiste per tutta la vita
In tali organismi la notocorda
svolge quel ruolo di sostegno che
nei cranioti è svolto dalla colonna
vertebrale
Non possiede un complesso di
organi respiratori: gli scambi
gassosi avvengono attraverso la
pelle e le pareti dell'organismo
grazie alle piccole dimensioni (max
5 cm) e all’epidermide costituita da
un solo strato di cellule
Il sistema circolatorio è simile a
quello dei vertebrati. Il cuore è un
grosso vaso contrattile,
componenti importanti del sistema
circolatorio sono vasi sanguigni
aortici e venosi. Il sangue passa
poi negli spazi tissutali dal
momento che l‘anfiosso non
possiede dei veri e propri capillari.
la specie più nota è l’anfiosso, che
ha caratteristiche dei cordati
primitivi, ma muscoli, nervi e
sistema circolatorio chiuso tipici
dei vertebrati
RIPRODUZIONE
•
•
•
•
Gli anfiossi presentano
sessi separati.
La fecondazione è
esterna
I primi stadi di sviluppo
portano ad un
embrione ciliato.
Raggiunto un
determinato stadio del
suo sviluppo, la larva è
capace di nuotare
prima ancora che la
bocca si sia
completamente
formata, dopo circa un
mese la larva è
capace di nutrirsi e
metamorfosa.
CARATTERI DERIVATI DEI CORDATI
CERVELLO
cefalocordati
CAPO
missine
COLONNA
VERTEBRALE
lamprede
MASCELLE
placodermi
POLMONI
anfibi
ARTI
anfibi
UOVO
AMNIOTICO
rettili
ALLATTAMENTO
mammiferi
Le caratteristiche dei vertebrati
• I vertebrati sono un gruppo di cordati che
devono il proprio nome alla colonna vertebrale,
una struttura dorsale che sostituisce la
notocorda durante le prime fasi di sviluppo
embrionale. Svolge la funzione di sostegno del
corpo, protezione del midollo spinale e punto di
inserzione dei muscoli.
• Il cranio è una struttura scheletrica che
protegge l’encefalo
• Il Sistema Nervoso Centrale è composto da
encefalo e da midollo spinale
• Hanno un sistema circolatorio chiuso
VERTEBRATI
•Nei vertebrati, la notocorda, presente negli stadi
embrionali, è sostituita dalla colonna vertebrale
•La colonna vertebrale costituisce l’asse portante
dello scheletro interno
.
Lo scheletro sostiene e protegge alcuni
organi interni, e con i muscoli, consente il
movimento.
CARATTERISTICHE COMUNI DEI
VERTEBRATI
•
•
•
•
•
•
Hanno la colonna vertebrale
Alto grado di cefalizzazione: il cranio contiene il
cervello ed accoglie molti organi di senso specializzati
La pelle è rivestita da scaglie, squame, penne o peli;
Il sistema nervoso è altamente sviluppato ed è
costituito da encefalo e da midollo spinale
I sistemi digerente, respiratorio e circolatorio sono
sviluppati;
la riproduzione è sessuata.
CLASSIFICAZIONE VERTEBRATI
•
•
•
•
•
•
•
•
Vengono comunemente distinti in 7 classi:
1) AGNATI: pesci privi di mandibola
2) CONDROITTI: pesci cartilaginei
3) OSTEITTI: pesci ossei
4) ANFIBI
5) RETTILI
6) UCCELLI
7) MAMMIFERI
GLI AGNATI: MISSINE E LAMPREDE
•
•
•
•
MISSINE
Vivono in mare
Hanno sviluppo diretto senza stadi
larvali
L’alimentazione può avvenire per
aspirazione o suzione o attraverso
una serie di dentelli atti a catturare
piccoli invertebrati
•
•
•
•
•
LAMPREDE
Vivono in acque dolci
Possiedono vera scatola cranica e
vertebre vere cartilaginee
Hanno uno stadio larvale simile agli
anfiossi
Molti adulti sono parassiti ma spesso
la fase adulta non prevede
alimentazione poiché è volta solo alla
riproduzione
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Gli agnati
Le lamprede sono i vertebrati più primitivi: la struttura portante del loro
scheletro è la notocorda, sovrastata da alcuni archi vertebrali;
Gli agnati hanno scheletro cartilagineo,
I PESCI: CARATTERISTICHE
PRINCIPALI
• Sono vertebrati perfettamente adattati alla
vita acqutica
• Devoniano (395 - 345 milioni di anni fa)
• Derivano dagli agnati in seguito
all’evoluzione di alcuni archi branchiali in
un arco orale formato da mascelle e
mandibole (gnatostomi)
• Migliorata l’efficienza dell’alimentazione:
predazione e digestione chimica
• La mostra il piano strutturale di un pesce, con le caratteristiche dei
vertebrati messe in evidenza:
• la colonna vertebrale;
• il cranio posto anteriormente;
• il midollo spinale, che fa parte del sistema nervoso, posto
dorsalmente rispetto alla colonna vertebrale.
I pesci sono vertebrati dotati di branchie che consentono loro di respirare
l’ossigeno disciolto nell’acqua e di pinne che permettono di stabilizzare la propria
posizione e di nuotare. La maggior parte delle specie possiede una coppia di pinne
pettorali poste posteriormente alle fessure branchiali e una coppia di pinne
pelviche anteriormente alla zona anale. Altre pinne, come la pinna dorsale e quelle
caudali, contribuiscono a stabilizzare il pesce durante il nuoto, promuovono il
movimento, o ancora permettono all’animale di cambiare rapidamente direzione.
Possiedono un organo esclusivo chiamato organo della linea laterale: costituita
da una fila di recettori che corre lungo ciascun lato del corpo dell’animale;
questo sistema è sensibile alle variazioni di pressione e consente di registrare
le minime vibrazioni provocate dai pesci che nuotano nelle vicinanze, oppure di
rilevare gli ostacoli
SCAGLIE
•
•
Il corpo della maggior parte dei
pesci è coperto di uno strato di
scaglie disposte in file embricate,
ossia parzialmente sovrapposte
come le tegole di un tetto.
Le scaglie sono generalmente
classificate come parte del
sistema tegumentario.Originano
direttamente dal derma e sono
costituite da osso dermico talvolta
rivestito da smalto e dentina.
• Il rivestimento esterno di
scaglie che ricopre la maggior
parte dei pesci costituisce una
sorta di esoscheletro, vale a
dire di struttura esterna con
funzioni di protezione e
sostegno, mantenendo la
necessaria elasticità dei
movimenti
• Rendono inoltre il corpo del
pesce liscio e idrodinamico; in
questo sono aiutate da un
muco secreto dal derma e fatto
fluire fino all'epidermide e
quindi alle scaglie: una sorta di
"pelle invisibile" vischiosa che
aiuta il pesce a scivolare
nell'acqua.
SISTEMA CIRCOLATORIO
•Hanno un sistema circolatorio
chiusoe molto semplice,
ventricolo
atrio
• Il cuore è costituito da due
cavità, atrio e ventricolo è il
predecessore del nostro cuore.
• È’ un cuore che trasporta
solamente sangue venoso. Il
ciclo circolatorio comincia con
una contrazione (sistole) del
ventricolo che trasporta il
sangue alle branchie per
ossigenarlo e dalle branchie
viene pompato nei tessuti per
gli scambi gassosi. Una volta
avvenuti gli scambi, una
potente diastole (distensione)
del cuore risucchia tutto il
sangue venoso dai tessuti
all'atrio, dove viene
riconvogliato nel ventricolo per
iniziare nuovamente il ciclo.
SISTEMA RESPIRATORIO
•
•
•
•
Il sistema branchiale nei pesci è
sostenuto da archi branchiali, ossia
da strutture cartilaginee verticali (nei
condroitti) o ossee (negli osteitti).
Le branchie sono costituite da
strutture filamentose, fortemente
vascolarizzate.
Il flusso dell’acqua avviene dalla
bocca verso la parte posteriore della
camera branchiale
Quando il pesce assume acqua
ricca di ossigeno attraverso la bocca
la fa passare attraverso le branchie
a livello delle quali avviene
l'assunzione dell'ossigeno e
l'eliminazione dell’anidride
carbonica. Nella branchie la
circolazione del sangue va
controccorrente rispetto a quella
dell'acqua. Questo sistema
consente ai pesci di assorbire una
grande quantità di ossigeno
disciolto.
SISTEMA NERVOSO
• Il sistema nervoso centrale della maggior parte
dei pesci è costituito dal cervello e dal midollo
spinale, anche se la forma e le dimensioni delle
varie parti del cervello variano sensibilmente
nelle diverse specie.
• Se confrontati con gli altri vertebrati, i pesci
presentano un cervello piuttosto piccolo in
relazione alla grandezza del corpo.
RIPRODUZIONE
• I pesci si riproducono con modalità diverse. La
maggior parte di essi ha sessi separati; non
mancano, tuttavia, le specie ermafrodite
• I pesci sono in gran parte ovipari, cioè
producono uova che si sviluppano all'esterno del
corpo della femmina. Le specie che disperdono
le uova in acque aperte spesso ne producono
un numero prodigioso
• I pesci detti vivipari hanno fecondazione interna
e danno alla luce forme giovanili a uno stadio di
sviluppo avanzato. Si può osservare la viviparità
negli squali
I pesci cartilaginei
I condroitti sono pesci con scheletro cartilagineo, pelle flessibile e coriacea.
In molte specie, la pelle è fornita di scaglie (cosiddette “placoidi”) simili a
dentelli, mentre in altre le scaglie possono essere assenti o organizzate in
placche con aculei.
32
7. I pesci cartilaginei comprendono gli squali
e le razze
•Comprendono gli squali e le razze.
•Gli squali non sono dotati di una muscolatura faringea in grado di
creare una corrente d’acqua sulle branchie: per far avvenire gli
scambi gassosi lo scorrimento dell’acqua attraverso le branchie deve
essere continuo.
•Presenta organi di senso molto sensibili. Vista acuta, olfatto e linea
laterale ma anche elettrosensori capaci di rilevare i deboli campi
elettrici prodotti dalle contrazioni muscolari delle vittime
•I pesci cartilaginei possiedono da 4 a 7
aperture branchiali prive di opercolo
•Una componente legata alla respirazione degli
squali è lo spiracolo, un piccolo foro, che si apre e
si chiude grazie ad un muscolo involontario. Viene
utilizzato dal pesce come una pompa.
I raiformi sono animali che vivono
su fondi sabbiosi, hanno un corpo
piatto e sistemi di difesa.
8. I pesci ossei sono i vertebrati
più diffusi
• Gli osteitti si distinguono dai pesci cartilaginei perché:
• Hanno uno scheletro calcificato osseo
• Le branchie sono ricoperte da un coperchio protettivo
chiamato opercolo;
• Dalla faringe si dirama un diverticolo, chiamato vescica
natatoria, che serve per spostarsi in verticale
nell’acqua.
VESCICA NATATORIA
•
•
•
•
La maggior parte dei pesci sono dotati di un
particolare organo, la vescica natatoria,
posta sopra l'intestino, con il quale
controllano la loro spinta idrostatica.
La quantità di gas (azoto, anidride carbonica
e ossigeno) contenuto all'interno della
vescica è variabile. Il gas è immesso nella
vescica o riassorbito dal corpo del pesce
grazie ad una fitta rete di capillari distribuiti
sulla parete della vescica.
La vescica è quindi un organo idrostatico;
essa, aumentando o diminuendo di volume,
permette al pesce di variare la propria spinta
idrostatica per renderla maggiore, uguale o
minore del proprio peso a seconda se il
pesce vuole salire, galleggiare o scendere.
Questo fatto fa sì che il pesce possa
stazionare alla profondità desiderata.
Non tutti i pesci possiedono la vescica
natatoria: ne sono privi alcuni pesci che
vivono sul fondo, come per esempio gli
squali e le razze. Per questi ultimi pesci c'è
però da notare che il loro fegato, di
grandissime dimensioni, contiene un
idrocarburo che rende l’organo molto
leggero ed in definitiva svolge una funzione
simile a quella della vescica natatoria
La vescica natatoria ha origine
primitivamente da delle "ernie" od
estroflessioni del tubo esofageo,
che in alcuni rami evolutivi hanno
dato origine ai polmoni primordiali
(pesci polmonati e
successivamente anfibi) mentre in
altri si sono trasformati nella
vescica attuale
8. I pesci ossei sono i vertebrati
più diffusi
• Gli osteitti si distinguono in
• actinopterigi, pesci a pinne raggiate,
che comprendono il gruppo dei teleostei
(trote, tonni, carpe);
• sarcopterigi, pesci a pinne
lobate che si dividono in
- dipnoi, pesci polmonati;
- celacanti, gli antenati
dei vertebrati terrestri dotati di
arti.
L’importanza dei sarcopterigi
• Presentano pinne articolate, cioè
sostenute da parti mobili articolate tra loro
• I Dipnoi sono dotati sia di branchie sia di
polmoni che permettono la sopravvivenza
anche in assenza di acqua
• L’evoluzione dei polmoni e delle pinne
articolate diede via alla colonizzazione
delle terre emerse.
9. Con gli anfibi ha avuto inizio la conquista
delle terre emerse
•Gli anfibi ancestrali del Devoniano rappresentano i primi esempi di tetrapodi,
vertebrati con quattro arti.
• I primi tetrapodi si originarono da un antenato acquatico simile a un
celacanto, le cui tozze pinne lobate e articolate si trasformarono in quattro
paia di arti adatti alla deambulazione. La struttura scheletrica di base di tali
arti si è mantenuta in seguito per tutta la storia evolutiva dei vertebrati
terrestri.
I primi anfibi colonizzarono habitat molto
favorevoli dove trovarono prede in
abbondanza.
10. Gli anfibi sono animali dalla
«doppia vita»
•Presentano adattamenti per l’ambiente
acquatico e per quello terrestre.
•Dipendono dall’acqua per due ragioni
1.i loro polmoni non sono in grado di
compiere scambi gassosi efficienti;
2.la prima fase della loro vita si svolge
nell’acqua.
ADATTAMENTO ALLA VITA TERRESTRE
• Gli anfibi sono stati i primi vertebrati ad adattarsi alla vita
sulla terraferma, restando tuttavia legati per molti aspetti
agli ambienti acquatici.
• L’adattamento all’ambiente terrestre è possibile perchè
gli anfibi adulti sono dotati di polmoni, organi che
scambiano i gas respiratori con l’aria.La maggior parte
degli anfibi può però sopravvivere solo in ambienti umidi.
Molti anfibi infatti presentano anche respirazione
cutanea, cioè possono scambiare i gas respiratori
attraverso la pelle, che pertanto è molto sottile e deve
restare sempre umida.
• Le uova, inoltre, possono svilupparsi solo in acqua,
come le larve che da esse nascono. Le forme larvali
degli anfibi, chiamate girini, respirano attraverso
branchie piumate esterne.
10. Gli anfibi sono animali dalla
«doppia vita»
rana adulta
uova
girino
•Le uova vengono
deposte in acqua
•Dalle uova si
sviluppa una larva
(girino) che si
accresce, subisce
una metamorfosi e
diventa adulto.
CIRCOLAZIONE
Una modificazione anatomica correlata conl’adattamento alla vita terrestre riguarda la circolazione
sanguigna.
In tutti i vertebrati il sangue scorre sempre all’interno di vasi, perciò si dice che hanno una
circolazione chiusa;
il suo percorso, però, si fa più complicato nel passaggio dall’acqua alla terraferma, dai pesci ai
tetrapodi.
Negli animali terrestri, infatti, il movimento attivo nell’aria anziché nell’acqua impone sforzi fisici
maggiori, in quanto il corpo non è sostenuto dalla spinta idrostatica. Ciò comporta un maggiore
consumo di ossigeno e quindi la necessità di una circolazione del sangue più efficiente
Per far fronte alla vita fuori dall’acqua, negli anfibi si è sviluppata una circolazione doppia, unsistema
che si è mantenuto in tutte le classi di vertebrati terrestri.
Nei pesci il sangue povero di ossigeno proveniente dai tessuti passa attraverso il cuore, formato da
due camere, un atrio e un ventricolo che lo pompa verso le branchie, dove si ossigena; da qui
viene distribuito a tutte le parti del corpo e ritorna successivamente all’atrio. Il sangue passa una
sola volta dal cuore e perciò si parla di circolazione semplice.
A cominciare dagli anfibi adulti, la circolazione diventa doppia: al circolo generale del sangue si
affianca un circolo polmonare. Il sangue passa due volte dal cuore: una prima volta per essere
pompato in direzione dei polmoni, dove si ossigena; una seconda volta per essere pompato e
distribuito a tutto il corpo. Di conseguenza anche la struttura del cuore si è modificata; il cuore
degli anfibi è fatto di tre cavità: due atri e un ventricolo
questo processo di sviluppo del sistema di circolazione si completa negli uccelli e nei mammiferi con
un cuore a quattro cavità.
ventricolo
atrio
La circolazione
•
•
Semplice come quella dei Pesci,
quando vivono nell'acqua e
respirano per mezzo delle
branchie; doppia e incompleta,
come quella dei Rettili, quando
conducono vita terricola e
respirano per mezzo dei polmoni.
L'Apparato circolatorio è
inizialmente del tutto simile a
quello dei pesci con un cuore
formato da un ventricolo e da una
sola orecchietta. A seguito della
metamorfosi il cuore presenta due
orecchiette per cui la circolazione
è detta doppia, ma incompleta
perché il sangue venoso si
mescola con quello arterioso
all'interno del ventricolo
9. Con gli anfibi ha avuto inizio
la conquista delle terre emerse
•
•
•
•
Gli anfibi si dividono in tre gruppi
anuri, come le rane e i rospi;
urodeli, come le salamandre;
apodi, come le cecilie.
• APODI: sono privi di arti, vivono in acqua
o sottoterra. Diffusi nelle regioni tropicali
• ANURI: forme adulte prive di coda, anfibi
più diffusi. Hanno regione pelvica
modificata per effettuare salti o per
nuotare mediante spinta delle zampe
posteriori
• URODELI: coda persiste per tutta la vita.
Rappresentazione schematica di come può
essere avvenuta l'evoluzione degli anfibi a
partire dai pesci.
I rettili
I rettili sono vertebrati del tutto indipendenti dall’acqua, gli
adattamenti che permettono la vita sulla terraferma sono:
• l’uovo amniotico che consente lo sviluppo fuori dall’acqua
grazie al guscio, alle membrane extraembrionali e al vitello;
•Respirano per mezzo di polmoni più efficienti di quelli degli
anfibi;
• la cute impermeabile e rivestita di scaglie modificate;
• i reni che eliminano urina molto concentrata.
52
I vantaggi dell’uovo amniotico.
– L’uovo amniotico è rivestito da un guscio impermeabile all’acqua e
permette all’embrione di svilupparsi in un ambiente acquoso protetto
– Il guscio, impregnato di carbonato di calcio, limita l’evaporazione dei
liquidi contenuti al suo interno permettendo allo stesso tempo gli scambi
gassosi.
– All’interno dell’uovo vengono immagazzinate notevoli quantità di riserve
nutritive sotto forma di vitello; queste riserve permettono all’embrione di
raggiungere uno stadio di sviluppo avanzato prima della schiusa.
– Internamente al guscio si trovano le membrane extraembrionali, che
proteggono l’embrione e favoriscono gli scambi gassosi e l’escrezione
dei rifiuti azotati.
Un uovo adatto a svilupparsi
all’asciutto
• L’evoluzione dell’uovo amniotico ha
rappresentato la tappa principale della
colonizzazione dell’ambiente terrestre.
L’allantoide raccoglie i prodotti di rifiuto
metabolici dell’embrione; il sacco vitellino
racchiude il vitello, che nutre l’embrione in
via di sviluppo. L’amnios produce il liquido
che protegge l’embrione, mentre il corion
provvede agli scambi gassosi.
ANIMALI ESOTERMI
• I rettili (come pesci e anfibi) sono animali esotermi, la cui
temperatura corporea dipende da fonti di calore esterne; al
contrario, mammiferi e uccelli sono endotermi, cioè possono
mantenere costante la propria temperatura producendo calore
grazie alle reazioni metaboliche o disperdendo calore per mezzo di
meccanismi attivi come la sudorazione.
SCHELETRO
•
•
•
•
•
•
Scheletro completamente ossificato
la colonna vertebrale può avere da
trenta (tartarughe) a cinquecento
vertebre (serpenti
possesso, tipicamente, di quattro arti
(tetrapodi), con cinque dita;
nei serpenti e in alcuni sauri gli arti
sono scomparsi o variamente regrediti;
Le specie dotate di zampe ne
presentano generalmente quattro,
sono collocate lateralmente e
mantengono il tronco leggermente
sollevato e si spostano
alternativamente in avanti mentre
viene impresso un movimento sinuoso
alla colonna vertebrale
La pelle, poverissima di ghiandole, in
genere presenta un rivestimento
corneo, nel quale si distinguono
squame e placche di forme e
dimensioni assai varie
ALIMENTAZIONE
•
•
•
•
regime nella maggioranza carnivoro,
raramente erbivoro
denti di un solo tipo (omodonti), a
differenza di quelli dei mammiferi;
hanno forma conica e sono atti a
trattenere la preda e non a masticarla;
vengono sostituiti successivamente,
quando cadono
Nei Coccodrilli l'arretramento delle
coane (che sboccano in faringe)
consente a questi animali di afferrare
le prede rimanendo immersi nell'acqua
e nel contempo continuare a respirare
l'aria atmosferica in quanto lasciano
affiorare l'apice del muso, alla cui
estremità superiore si aprono le narici.
In molti casi la mascella e la
mandibola sono capaci di movimento
indipendente; questa particolare
capacità permette un notevole
ampliamento dell'apertura boccale
consentendo l'inghiottimento di prede
intere.
SQUAME
•
•
•
Le squame sono ispessimenti
cornei cutanei, presenti nei rettili
dove coprono la maggior parte
della superficie
Le squame sono di origine
epidermica: lo strato esterno della
cute si cheratinizza formando una
zona assai resistente agli agenti
esterni. Tale ipercheratinizzazione
non è però continua: tra le
squame rimangono piccole strisce
di cute sottile per permettere la
flessibilità del corpo.
La pelle corneificata e ricoperta di
squame non consente
praticamente scambi gassosi.
SISTEMA CIRCOLATORIO
•
circolazione del sangue è doppia e
incompleta: il cuore è costituito da due
atrii e da un solo ventricolo, tranne nei
coccodrilli, che ne hanno due; esistono
due archi aortici;
•
Il cuore presenta tre cavità, due atri e
un ventricolo parzialmente diviso, ad
eccezione dei Coccodrilli nei quali
quest'ultimo è provvisto di un setto
divisorio completamente sviluppato,
attraversato da un piccolo orifizio
In ogni caso, anche nei rettili con un
solo ventricolo, la presenza del setto
divisorio nel ventricolo, anche se
incompleto, assicura una larga
separazione della circolazione venosa
da quella arteriosa
•
RESPIRAZIONE
• Gli organi della respirazione constano sempre di
polmoni, cioè di sacchi pieni d'aria di solito indivisi,
oppure dotati di sacchi accessori in talune specie di
sauri; spesso si distinguono per la presenza di appendici
allungate, terminali. Nei serpenti il polmone sinistro può
essere del tutto rudimentale
• La struttura dei polmoni è molto semplice, anche in
relazione al basso metabolismo legato alla condizione di
eterotermia di questi animali;
Sistema nervoso e organi di
senso
•
•
•
•
•
•
L'occhio, generalmente piccolo, risulta provvisto di palpebra superiore e
inferiore, che nei serpenti e in alcune lucertole si saldano, divengono
trasparenti e formano una capsula la quale ripara anteriormente il globo
oculare.
L'udito dei rettili è inferiore a quello degli uccelli e dei mammiferi.
Sulla pelle si trovano organi sensitivi distribuiti sulle squame;
Organi gustativi si trovano invece sulla lingua.
Nei serpenti e nei sauri esiste un organo chemiorecettore, detto organo di
Jacobson, che ha funzioni olfattive e gustatìve: è una speciale area
sensoriale posta nella cavità orale che il serpente utilizza per annusare
l'ambiente che lo circonda, estraendo la lingua all'esterno e riportandola in
bocca porta verso l'organo di Jacobson le molecole presenti all'esterno
equindi "annusa" per mezzo della lingua
alcune specie sono in grado di misurare anche piccole variazioni di
temperatura, abilità molto importante per scovare mammiferi ed animali a
sabgue caldo nei paraggi.
RIPRODUZIONE
•
•
•
•
•
•
•
•
I rettili sono animali a sessi separati
Animali prevalentemente ovipari, per la maggior parte abbandonano le uova appena
deposte;
Testudinati e molti Sauri e Serpenti seppelliscono le uova nella sabbia che, riscaldata
dai raggi del sole, funge da camera di incubazione; i Coccodrilli depongono invece le
uova in mucchi di materiale vegetale ove il calore derivante dalla putrefazione serve
ad incubarle.
Le uova, sferiche, ovali o allungate, sono ricche di tuorlo e generalmente protette da
un guscio robusto, ben calcificato;
Alla schiusa i giovani rompono il guscio dell'uovo con una particolare struttura
epidermica corneificata transitoria della mascella superiore posta all'apice del muso
(dente o caruncola dell'uovo);
i neonati sono notevolmente simili ai genitori e sono del tutto autosufficienti: ciò
spiega la totale mancanza di cure parentali in questi vertebrati.
In relazione a condizioni climatiche avverse, parecchie specie sono ovovivipare: lo
sviluppo delle uova incomincia per lo più nell'ovidotto materno, nel quale a volte
l'embrione si evolve completamente quindi il piccolo perfora il guscio dell'uovo mentre
ancora si trova nell'ovidotto e viene partorito libero con l'uovo stesso.
In certi Sauri però, come p. es. Lacerta vivipara ( Lucertola), queste forme di
placenta, oltre a funzioni respiratorie, svolgono anche funzioni nutritive ed escretorie,
realizzando così una vera e propria condizione di viviparità
• la determinazione del sesso dipendente dalla
temperatura è ampiamente diffusa nei rettili.
• Nella maggior parte dei coccodrilli e sauri le alte
temperature d’incubazione producono maschi
mentre le basse producono femmine. Nei
cheloni alte temperature producono femmine,
quelle basse maschi.
La classificazione dei rettili
I rettili si suddividono in tre gruppi principali:
• cheloni (testuggini e tartarughe) che possiedono un
guscio osseo composto di carapace e piastrone, questi
animali hanno subito pochi cambiamenti nel tempo;
lepidosauri ( squamati) (sauri: lucertole / ofidi:
serpenti) hanno la cute ricoperta di squame, i polmoni e il
cuore suddiviso in camere; gli squamati, con i (gechi, iguane,
camaleonti, lucertole, orbettino, varani) e gli ofidi (serpenti
• arcosauri (coccodrilli) vivono in ambienti tropicali o
caldi, passano molto tempo in acqua e nidificano sulla
terraferma.
63
ORIGINE
•
Sebbene gli uccelli possiedano
molti caratteri esclusivi, i biologi
sono da tempo concordi nelle
stretta parentelacon i rettili. Si
ritiene infatti che gli antenati degli
uccelli siano stati un gruppo di
dinosauri predatori con i quali essi
condividono molti caratteri
•
zampe e dita ricoperte da squame
cornee
unghie
articolazione del cranio dotata di un
solo condilo occipitale in modo da
renderla molto più mobile rispetto a
quella dei mammiferi
depongono uova
i piccoli sono dotati come i rettili di un
“dente” per rompere le uova
•
•
•
•
ADATTAMENTO AL VOLO
• Gli uccelli sono animali che hanno sviluppato
caratteristiche anatomiche e funzionali adatte al volo.
• Tali adattamenti comprendono:
• L’andatura bipede e la presenza di ali
• Le ossa cave e provviste di strutture di sostegno interne
che ne aumentano la robustezza, ma allo stesso tempo
le rendono più leggere.
• Lo sterno provvisto una grande carena verticale, che
fornisce la superficie di attacco ai potenti muscoli
pettorali
• Metabolismo veloce ed efficiente
LE ALI
•
•
•
•
Arti anteriori degli uccelli trasformati in
organi di volo
costituisce un'ampia superficie di volo
grazie alla sovrapposizione delle
penne che, pur essendo staccate le
une dalle altre, sono sistemate in
modo tale da formare un unico piano
La penna è formata da un asse sul
quale è impiantato il vessillo, cioè la
parte larga della penna stessa. Il
vessillo è costituito da tanti filamenti,
chiamati barbe, dalle quali si dipartono
tanti altri peletti, le barbule, unite fra
loro per mezzo di piccoli uncini. In
questo modo ogni penna ha una
struttura molto compatta.
Le penne delle ali si chiamano
remiganti; le penne della coda, che
fungono da timone e controllano i
cambiamenti di direzione, si chiamano
timoniere.
•
•
Sotto le penne si trovano le piume,
che sembrano batuffoli di cotone
perché hanno le barbe separate fra
loro. Esse contribuiscono a mantenere
costante la temperatura corporea
dell'uccello, imprigionando l'aria che, al
contatto con il corpo, si riscalda e fa
da isolante.
Penne e piume altro non sono che
unamodificazione estrema delle
squame dei rettili (le squame sono
invece ben visibili sulle zampe degli
uccelli)
SCHELETRO e MOVIMENTO
•
Tutti gli adattamenti dello scheletro degli uccelli
contribuiscono all' aerodinamicita', cioè la capacita' di
vincere la resistenza dell'aria alle alte velocita', grazie
alla forma affusolata, all'assenza di sporgenze ( come
orecchie, coda vertebrale, altre appendici), alla rigidita'
dello scheletro ottenuta con una riduzione e fusione di
alcune ossa e alle zampe retraibili durante il volo.
•
Gli uccelli hanno ossa cave: presentano una struttura
interna ricca di cavita' delimitate da impalcature ossee
dette trabecole, spesso occupate da prolungamenti dei
sacchi aerei: sono, cioe', ossa pneumatizzate, piene di
aria, cosa che le rende molto piu' leggere
•
Nella maggior parte delle specie la gabbia toracica è ben
sviluppata; l’osso mediano a cui si saldano le costole, lo
sterno, negli uccelli buoni volatori è carenato , presenta
cioè un’espansione a forma di chiglia che offre un’ampia
superficie di inserzione per i muscoli del volo. Nelle
specie volatrici questi muscoli sono tanto sviluppati da
rappresentare fino al 30% della massa corporea
•
Gli arti posteriori hanno la funzione di sorreggere il corpo.
Essi ci danno anche interessanti informazioni sulle
abitudini di vita dell'animale. Infatti le dita, di solito
quattro, possono essere disposte variamente o essere
unite da una membrana a seconda che il piede serva a
camminare, ad arrampicarsi o a nuotare
SISTEMA RESPIRATORIO
•
•
•
A causa del metabolismo molto
accelerato che è richiesto dai
meccanismi di volo, gli uccelli hanno
un'elevata domanda di ossigeno:
presenza di un efficiente sistema
respiratorio.
I polmoni contengono al proprio
interno milioni di piccoli passaggi
chiamati parabronchi. L'aria passa per
le fessure dei parabronchi e
successivamente all'interno dei
capillari, dove l'ossigeno e l'anidride
carbonica si scambiano.Questa
struttura polmonare permette all’aria di
fluire unidirezionalmente :estrazione di
una grossa quantità di ossigeno
Ulteriore incremento dell'efficienza dei
polmoni degli uccelli: l'aria scorre in
direzione opposta al sangue,
mantenendo sempre una certa
differenza di gradiente di
concentrazione dell'ossigeno,
consentendo di estrarne dall'aria una
quantità maggiore .
• Gli uccelli possiedono sacchi aerei, dove non
avvengono scambi ma, essendo inseriti tra le
masse muscolari, tra i visceri ed avendo anche
piccole espansioni degli omeri, vengono sollecitati
dal movimento dell'animale. Tale sollecitazione
realizza una corrente d'aria forzata nei polmoni che
vengono in tal modo continuamente ed
efficacemente ventilati. I sacchi aeriferi si
comportano insomma come dei mantici che
forniscono ai polmoni un volume fisso di aria
ossigenata che li attraversa di continuo.I sacchi
aeriferi hanno altre due funzioni: la presenza di
correnti d'aria fresca all'interno del corpo favorisce
la regolazione termica dei muscoli del volo che
sono grandemente sollecitati, ed inoltre
alleggeriscono il corpo
polmoni
Sacchi aerei
SISTEMA CIRCOLATORIO
• La circolazione, negli uccelli, è doppia e completa, come nei
mammiferi. Questo significa che il sangue venoso non si mescola
mai con quello arterioso
• Il cuore presenta due atri e due ventricoli completamente separati.
•
.
Gli uccelli sono endotermi ed omeotermi: la temperatura corporea è molto
elevata, 40-42°C in media, correlata all'elevato metabolismo; molto elevate
sono anche la pressione sanguigna e la frequenza cardiaca, con circa 400
pulsazioni al minuto nel pollo, che arrivano fino a 1000 nei colibrì
SISTEMA RIPRODUTTORE
• Tutti gli uccelli depongono uova amniotiche simili a quelle dei rettili,
che devono essere mantenute al caldo per assicurare una
temperatura costante all’embrione in via di sviluppo
• Anche se la maggior parte degli uccelli maschi non presenta un
organo sessuale esterno, tutti hanno due testicoli
• La fecondazione avviene attraverso l’avvicinamento delle due
cloache: gli spermatozoi vengono depositati in quella femminile. Lo
sperma viene poi conservato nei tubuli dell'apparato riproduttivo
femminile per un periodo che, a seconda delle specie, può variare
da una settimana ad un anno. Successivamente le uova vengono
fecondate individualmente prima della deposizione.
• Le uova, e quindi le cellule riproduttive, continuano il loro sviluppo
all'esterno del corpo della femmina.
•
Gli uccelli hanno la bocca munita di becco corneo privo di denti. Le forme del becco
sono spesso così diverse nelle varie specie da indicare l'ambiente di vita e il modo di
nutrirsi. Il becco robusto e adunco dei rapaci, come aquile e falchi, serve per
strappare le carni delle prede; il becco stretto e allungato degli aironi e delle gru è
molto adatto per pescare nella sabbia molluschi e vermi; il becco largo delle anatre e
dei cigni viene usato per "dragare" il fondo di stagni e paludi; il becco corto, robusto e
talora incrociato di pappagalli, crocieri e passeri è utilissimo per spezzare i semi di cui
si nutrono questi uccelli
.
I mammiferi
Le caratteristiche distintive di questi animali sono:
• le ghiandole sudoripare per la regolazione della
temperatura corporea;
• le ghiandole mammarie per la produzione di latte;
• la pelliccia come isolante termico protettivo;
• un cuore diviso in quattro camere.
Le uova vengono fecondate all’interno del corpo
materno e gli embrioni si sviluppano per un certo periodo
nell’utero.
75
OMEOTERMIA ED ENDOTERMIA
•
•
•
Uccelli e mammiferi, sono animali a «sangue caldo», o meglio omeotermi
(da hómoios = simile ethermós = caldo), cioè mantengono la temperatura
del corpo costante. Essi sono endotermi, cioè producono calore all’interno
del corpo e lo distribuiscono a tutte le sue parti attraverso la circolazione del
sangue. L’avere una temperatura interna elevata e costante rende questi
animali più indipendenti rispetto all’ambiente esterno.
Ciò consente di rimanere attivi anche a temperature esterne molto basse,
come per esempio di notte o d’inverno. Questo fatto, però, ha dei «costi»
notevoli, il che spiega perché l’omeotermia non è molto diffusa nel mondo
animale. Sia durante le fasi attive sia durante quelle di riposo, un animale
omeotermo deve mantenere alti il ritmo respiratorio e quello cardiaco; il che
significa che deve mangiare molto e spesso
La pelle dei mammiferi svolge una funzione molto importante nella
regolazione della temperatura corporea, che viene mantenuta costante
intorno a 35÷37°C: lo strato di grasso sottocutaneo e i peli aiutano a
conservare il calore interno quando fa freddo mentre quando fa caldo
l’evaporazione del sudore produce
APPARATI
•
Nei mammiferi i polmoni sono ben sviluppati e la respirazione è efficiente: un
muscolo, il diaframma separa la cavità toracica da quella addominale e svolge una
funzione molto importante nella dinamica respiratoria
•
Il cuore presenta quattro cavità e la circolazione è doppia e completa, come negli
uccelli
Oltre ai caratteri finora elencati, i mammiferi presentano altre due caratteristiche che
forse più di
tutte hanno contribuito alla loro straordinaria capacitàdi colonizzare tutti gli ambienti
della Terra:
• un cervello più sviluppato che in ogni altra classe di vertebrati: ciò consente uno
straordinario aumentodi complessità delle facoltà intellettuali, in particolare
dell’apprendimento e della memoria
• un sistema di riproduzione e di cura della prole altamente perfezionato, che li
distingue da tutti
gli altri animali, e che presenta straordinari vantaggi
Tutti i mammiferi alimentano i piccoli alla nascitacon il latte, una sostanza molto
nutriente. Il latte viene prodotto dalle ghiandole mammarie da cui deriva appunto il
nome della classe
•
•
.
•
,
•Oltre all’ambiente terrestre,
i mammiferi hanno
colonizzato anche
l’ambiente
•marino (delfini e balene) e
•aereo (pipistrelli).
La classificazione dei mammiferi
I monotremi depongono le
uova, non hanno i capezzoli e
il latte viene leccato
direttamente dalla pelliccia.
Nei marsupiali i piccoli
nascono immaturi e terminano
lo sviluppo in una tasca
ventrale esterna della madre
(marsupio).
Nei placentati i piccoli
nascono più sviluppati grazie
alla placenta che connette
l’embrione ai tessuti materni.
Sadava et al. Biologia La scienza della vita © Zanichelli editore 2010
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16. I monotremi sono i
mammiferi più antichi
•I monotremi, come l’echidna e
l’ornitorinco, hanno i caratteri più primitivi
•non hanno denti ma becco;
•la termoregolazione è imperfetta;
•l’intestino, il sistema escretore e quello
genitale comunicano all’esterno con la
cloaca;
•la riproduzione avviene con la
deposizione delle uova.
16. I monotremi sono i
mammiferi più antichi
•le uova possono essere incubate in un nido,
come nel caso dell‘ornitorinco, oppure in una
speciale borsa cutanea, come nel caso
dell‘echidna
•Alla schiusa dell’uovo i monotremi allattano i
piccoli, ma le ghiandole mammarie non sono
organizzate in vere mammelle.
•La temperatura del corpo è minore di quella degli
altri mammiferi (circa 32 °C), e solitamente viene
diminuita per risparmiare energia.
17. I marsupiali possiedono una tasca nella
quale il neonato termina il proprio sviluppo
•I marsupiali devono il loro nome alla presenza nella femmina di una
tasca addominale cutanea, il marsupio, al fondo della quale si trovano
le mammelle.
17. I marsupiali possiedono una tasca
nella quale il neonato termina il proprio
sviluppo
•Le grandi differenze tra i marsupiali e gli altri mammiferi
riguardano lo sviluppo dell’embrione e del feto.
• le uova dei marsupiali non hanno sostanze di riserva;
• l’embrione si insedia nell’utero dove trae nutrimento dal
sangue materno attraverso una struttura chiamata
placenta;
• la placenta dei marsupiali è poco efficiente e non
consente il completo sviluppo dell’animale che alla nascita
pesa circa 1 g e misura 2 cm.
18. Nei placentati lo sviluppo embrionale
avviene nell’utero materno
•I placentati costituiscono il gruppo
principale dei mammiferi.
•Sono diffusi in tutti i climi e in tutti gli
habitat.
Il nome placentati deriva dal fatto la placenta è molto più
efficiente di quella dei marsupiali e consente al piccolo di
svilupparsi completamente all’interno del corpo della madre.
Partoriscono i cuccioli vivi perciò sono detti vivipari.
