I vertebrati
Vertebrati
I vertebrati comprendono
un ampio gruppo di animali
caratterizzati dalla colonna
vertebrale, elemento
portante del loro scheletro
interno (endoscheletro).
Vertebrati
Lo scheletro
La caratteristica comune
dei vertebrati è lo
scheletro interno, sorretto
da una colonna vertebrale:
le altre ossa possono
essere di forma molto
diversa.
Vertebrati
Arti con lo stesso tipo di ossa ma di forma diversa
a seconda della funzione che devono svolgere
(adattamento).
Vertebrati
La temperatura del corpo
Uccelli e mammiferi sono
omeotermi, ovvero hanno
una temperatura
corporea costante.
Pesci, anfibi e rettili
sono eterotermi, la
temperatura del loro corpo
dipende dalla temperatura
dell’ambiente circostante.
Vertebrati
Il sistema di rivestimento
Il corpo dei
vertebrati può
essere ricoperto da
pelle nuda (anfibi),
scaglie (pesci),
squame (rettili),
piume (uccelli) o peli
(mammiferi).
Vertebrati
Il sistema respiratorio
Tutti i vertebrati devono
utilizzare l’ossigeno.
La respirazione consiste
nell’assunzione e nell’utilizzo dell’ossigeno.
I polmoni permettono
di catturare questo gas
dall’aria che ne è ricca, le
branchie dall’acqua in cui è
disciolto.
Necturus maculosus
(anfibio)
Vertebrati
La riproduzione
Tutti i vertebrati
si riproducono
mediante
riproduzione
sessuale.
Tutte le specie
hanno sia il genere
maschile, sia il
genere femminile.
Vertebrati
La riproduzione
L’incontro delle cellule
specializzate per la
riproduzione (gameti) può
avvenire nell’ambiente in
cui gli animali vivono (pesci
e anfibi) oppure
internamente alla
femmina.
Vertebrati
La riproduzione
Dopo la fecondazione
molte specie di vertebrati
depongono le uova (ovipari)
da cui si svilupperà il
nuovo essere, altre invece
trattengono nel corpo
della femmina l’uovo
fecondato (vivipari) fino
alla nascita.
I vertebrati più antichi
I primi vertebrati comparsi
sulla Terra furono i pesci.
I vertebrati più antichi
Gli antenati degli attuali pesci avevano forme
strane e con corazze di rivestimento, erano
animali privi di mascella e di forma allungata.
Placoderma
Pesci
I pesci presentano alcune
caratteristiche comuni:
•scheletro osseo o cartilagineo
provvisto di vertebre;
•arti a forma di pinne;
•pelle nuda o coperta di scaglie;
•branchie per respirare;
•eterotermia;
•riproduzione sessuale.
Pesci
I pesci presentano
numerosi adattamenti che
consentono loro di
affrontare le
difficoltà della vita
acquatica ma anche di
sfruttarne i vantaggi:
osserviamone i principali:
Pesci
Il movimento
I pesci si muovono agevolmente nell’acqua
grazie alla loro forma idrodinamica, la più
adatta a offrire la minor resistenza possibile
all’acqua.
Pesci
Il movimento
Gli spostamenti verticali sono possibili nei pesci
ossei anche grazie alla vescica natatoria, un
sacco membranoso che contiene quantità
variabili di gas.
Pesci
Il movimento
I pesci cartilaginei non hanno la vescica
natatoria, gli spostamenti verticali sono
possibili grazie al loro continuo movimento.
Pesci
Il mimetismo nell’acqua
I pesci che vivono in mare aperto adottano,
invece, una “strategia” più sofisticata.
Sai dire perché il ventre del tonno è chiaro
mentre il dorso è scuro?
Tonno pinne gialle
Pesci
L’ossigeno
I pesci si riforniscono di ossigeno attraverso le
branchie, organi costituiti da lamelle ricche di
vasi sanguigni perennemente attraversate
dall’acqua da cui traggono l’ossigeno.
Pesci
La riproduzione
I pesci sono generalmente ovipari, la
fecondazione è esterna e le uova, deposte dalla
femmina, vengono deposte direttamente
nell’acqua.
I primi vertebrati terrestri
Circa 370 milioni di anni fa, pesci simili agli
attuali dipnoi, si spinsero a esplorare la
terraferma dando poi origine ai primi
anfibi.
Anfibi
Gli attuali anfibi sono ancora
molto legati all’acqua: nella prima
parte della loro vita vivono
nell’acqua, respirando con le
branchie come se fossero pesci.
Da adulti, invece, respirano
attraverso i polmoni anche se
rimangono molto legati alla vita
acquatica dove depongono le uova.
Anfibi
Le caratteristiche comuni agli
anfibi sono:
•scheletro osseo con vertebre;
•pelle nuda;
•negli adulti, respirazione
polmonare o attraverso la pelle;
•eterotermia;
•riproduzione sessuale con
produzione di uova gelatinose.
Anfibi
La metamorfosi
Anfibi
La respirazione
Quasi tutti gli anfibi, oltre a
respirare con i polmoni, lo fanno
anche attraverso la pelle
(respirazione cutanea). La pelle
degli anfibi secerne una sostanza
mucosa che trattiene l’ossigeno
che poi passa nel sangue per
essere trasportato nelle cellule
del corpo.
Anfibi
La temperatura
La temperatura del corpo degli
anfibi è variabile, sono animali
eterotermi.
Anfibi
Il movimento
I girini si muovono come i pesci,
nuotano grazie al movimento della
coda. Gli adulti hanno le zampe
palmate adatte al nuoto.
Anfibi
La difesa
Gli anfibi si difendono
attraverso il
mimetismo oppure
grazie al fatto che la
loro carne è velenosa
per i predatori.
Anfibi
La difesa
Il colore brillante di molti anfibi
segnala ai predatori la loro
velenosità.
La conquista della terraferma
Circa 300
milioni di anni
fa dagli anfibi
si sono evoluti
i rettili.
La conquista della terraferma
Le caratteristiche comuni ai rettili sono:
• scheletro provvisto di vertebre;
• pelle coperta da squame;
• polmoni per respirare;
• eterotermia;
• uova con guscio.
Vivere sulla terraferma
Il rivestimento
Come adattamento
all’ambiente terrestre,
asciutto, i rettili
devono evitare la
disidratazione del
corpo; questo
pertanto è rivestito di
squame.
Vivere sulla terraferma
Il rivestimento
Contrariamente a quella degli anfibi, la pelle
dei rettili è poverissima di ghiandole ed è
soggetta al fenomeno della muta, il cambio
periodico del suo primo strato.
Vivere sulla terraferma
La temperatura del corpo
I rettili sono
eterotermi e,
pertanto, la loro
vita è molto
condizionata dalla
temperatura
dell’ambiente.
Vivere sulla terraferma
La temperatura del corpo
Se le temperature
superano determinati
valori, diventando troppo
alte o troppo basse, i
rettili entrano in uno
stato di vita latente
(ibernazione) riducendo
ogni tipo di attività.
Vivere sulla terraferma
La respirazione
Anche se alcuni rettili
vivono nell’acqua, sono
animali adattati alla vita
terrestre e la loro
respirazione avviene
attraverso organi adatti
a ricavare ossigeno
dall’aria: i polmoni.
Vivere sulla terraferma
La riproduzione
I rettili si riproducono
fuori dall’acqua. Ciò è
possibile perché le loro
uova hanno un guscio
rigido che le protegge
dall’essiccamento.
Vivere sulla terraferma
La riproduzione
L’uovo possiede molto
tuorlo e delle membrane
che proteggono
l’embrione.
Vivere sulla terraferma
La riproduzione
La presenza del guscio ha
comportato un’ulteriore
novità nella riproduzione
dei rettili: le loro uova
devono essere, infatti,
fecondate prima che si
formi il guscio, quando
sono ancora nel corpo
della femmina
(fecondazione interna).
Vivere sulla terraferma
La riproduzione
Non tutti i rettili sono
ovipari, alcuni, come la
vipera è ovovivipara: le
uova vengono trattenute
nel corpo della femmina e
si schiudono quando sono
ancora nel suo corpo, dal
quale fuoriescono, quindi,
i piccoli già formati.
Uccelli
Gli uccelli hanno
una struttura
leggera e muscoli
potenti; si sono
evoluti dai rettili
a partire da
circa 130 milioni
di anni fa.
Uccelli
Gli uccelli presentano alcune
caratteristiche comuni:
•scheletro provvisto di vertebre;
•arti anteriori a forma di ali;
•corpo ricoperto di penne;
•polmoni per respirare;
•omotermia;
•riproduzione sessuale
con uova con guscio.
Uccelli
Tranne poche
specie, come l’emù, il
kiwi, il casuario, lo
struzzo, il pinguino
e poche altre
ancora, gli uccelli
sono perfettamente
adattati al volo.
Uccelli
La capacità di volare è favorita dalla presenza di
ossa cave che riducono il peso dell’animale.
Inoltre, per poter volare, gli
uccelli devono avere muscoli
pettorali potenti che si
innestano in uno sterno molto
sviluppato (carena).
Uccelli
Omeotermìa
Per gli uccelli,
un’importante
conquista è stata
l’omeotermia, la
capacità di
mantenere costante
la temperatura del
corpo.
Uccelli
Omeotermìa
Poiché mantenere
costante la
temperatura del
corpo e volare
richiede molta
energia, gli uccelli
sono sempre alla
ricerca di cibo.
Uccelli
Il rivestimento
Il corpo degli uccelli è
ricoperto da penne e
piume che
costituiscono un
ottimo isolante contro
la dispersione di
calore.
Uccelli
Il rifornimento di
ossigeno
Gli uccelli sono provvisti di polmoni che, in questo
caso, presentano dei prolungamenti (sacchi
aerei) che contribuiscono ad alleggerire lo
scheletro di questi animali.
Uccelli
La riproduzione
Gli uccelli sono ovipari
e depongono sulla
terraferma uova di
grandi dimensioni,
rivestite da un guscio
spesso e duro.
Come nei rettili, l’uovo deve essere quindi
fecondato prima che si formi il guscio
(fecondazione interna).
Uccelli
La riproduzione
Per svilupparsi le uova
hanno bisogno di
calore per questo la
maggior parte delle
specie cova le proprie
uova.
Mammiferi
I mammiferi si sono
evoluti dai rettili circa
180 milioni di anni fa ed
hanno conquistato tutti
gli ambienti.
Mammiferi
Si conoscono oltre 4500
specie di mammiferi che
vivono in ambienti molto
diversi grazie a specifici
adattamenti.
Mammiferi
I mammiferi hanno dimensioni diverse: il più
piccolo è il toporagno etrusco, lungo appena 35
mm per 2 grammi di peso, il più grande la
balenottera azzurra che raggiunge i 33 metri
e un peso di 130 tonnellate.
Mammiferi
I mammiferi presentano alcune caratteristiche
comuni:
•corpo rivestito da peli;
•polmoni per respirare;
•ghiandole mammarie;
•omeotermìa;
•sono quasi tutti
vivipari.
Mammiferi
Lo scheletro
Lo scheletro dei
mammiferi è
suddiviso in tre
parti: capo, tronco
e arti.
Mammiferi
Lo scheletro
Il cranio, che contiene
la massa cerebrale, è
molto ampio e il
maggior volume del
cervello rispetto alle
altre specie fa sì che i
mammiferi abbiano
capacità intellettive più
sviluppate che non gli
altri animali.
Cranio di scimpanzè
Mammiferi
Lo scheletro
Il tronco è formato
dalla colonna
vertebrale, asse di
sostegno del corpo, le
cui vertebre sono
intervallate da dischi
fibrosi.
Scheletro
di giraffa
Mammiferi
Lo scheletro
I mammiferi generalmente posseggono quattro
arti che, in relazione al genere di vita che
conducono, presentano notevoli diversità: per
esempio gli animali adattati all'ambiente marino
sono privi degli arti posteriori e quelli anteriori
sono molto ridotti (natatoie).
Scheletro di foca
Mammiferi
I denti
Nei mammiferi si
osservano diversi
tipi di denti
specializzati per
i diversi tipi di
alimentazione
(eterodontìa)
Denti del gatto
Mammiferi
La temperatura del corpo
Come gli uccelli, i
mammiferi sono
omeotermi: la
temperatura del loro
corpo è costante e non
dipende da quella
dell’ambiente esterno.
Mammiferi
La temperatura del corpo
Mantenere costante la
temperatura richiede
molta energia; ecco
perché un mammifero
deve mangiare molto.
Mammiferi
La temperatura del corpo
In inverno, nei luoghi
più freddi e il cibo
scarseggia, alcuni
mammiferi vanno in
letargo.
Mammiferi
Il rivestimento
Il corpo dei mammiferi
è ricoperto, almeno in
parte, da peli che hanno
una funzione isolante,
così da aiutare il corpo a
mantenere la
temperatura costante.
Mammiferi
Il rifornimento di ossigeno
I mammiferi sono dotati di
polmoni che utilizzano per
respirare l’ossigeno dell’aria.
I mammiferi acquatici devono
risalire in superficie per
respirare.
Mammiferi
La riproduzione
Secondo il diverso tipo di
riproduzione, i mammiferi
vengono divisi in tre gruppi:
monotremi, marsupiali,
placentati.
Mammiferi
La riproduzione
I monotremi sono
mammiferi che
depongono grosse
uova, simili a quelle
dei rettili.
Ornitorinco
Mammiferi
La riproduzione
I marsupiali sono
privi di placenta, i
piccoli, partoriti
immaturi, si
arrampicano ai peli
della madre fino ad
arrivare al marsupio,
una sacca cutanea
dove completano lo
sviluppo.
Mammiferi
La riproduzione
I placentati sono i
mammiferi
più evoluti:
partoriscono piccoli
sviluppati alla fine
della gestazione.
Mammiferi
L’allattamento
Tutti i mammiferi
possiedono ghiandole
mammarie che
secernono il latte,
liquido estremamente
nutriente e unico
alimento subito dopo la
nascita.
Mammiferi
L’apprendimento
Durante l’allattamento i cuccioli apprendono dai
genitori i comportamenti che li metteranno in
grado di affrontare le difficoltà.
Una caratteristica unica dei mammiferi è
l’apprendimento attraverso il gioco.
