Animali vertebrati
Rettili e Uccelli
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Rettili
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Caratteristiche dei rettili
- Amnioti, uova cleidoiche.
-Termoregolatori solari attivi
- Superficie del corpo ricoperta da squame e piastre cornee,
poche ghiandole cutanee.
- Superficie polmonare aumentata rispetto agli anfibi
- Setto interventricolare parziale o anche completo (nei
coccodrilli)
- Fecondazione interna, ovipari ovovivipari, alcuni vivipari.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Uova cleidoiche e loro cova
Negli animali terrestri si sono
evolute uova cleidoiche che si
possono considerare più o meno
come sistemi autosufficienti che
forniscono protezione
all’embrione in via di sviluppo, per
mezzo di membrane
extraembrionali (sacco vitellino,
amnios, corion e allantoide)
contenute all’interno di un guscio
protettivo.
La cova (praticata fuori o dentro il
corpo del genitore) è una forma di
adattamento che aumenta le
probabilità di sopravvivenza di un
embrione.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Uovo amniotico
un guscio calcareo permeabile
all'ossigeno che permette la respirazione
aerea e impedisce la disidratazione;
generalmente di consistenza morbida,
consiste di
una membrana il corion rivestita più o
meno (esistono anche uova rigide) da un
rivestimento calcareo
una membrana sottostante, detta
amnios, vera innovazione dei rettili per la
conquista terrestre, che lo protegge dalla
disidratazione e dalla compressione
un albume gelatinoso che fornisce
un'ulteriore riserva nutritiva (proteine)
per l'embrione lo isola meccanicamente,
lo idrata e lo protegge dalle infezioni
microbiche
Copyright © 2006 Zanichelli editore
una grossa cellula uovo (il tuorlo o
sacco vitellino) ricchissima di un
complesso nutritivo detto vitello
(lipidi e proteine)
una membrana detta allantoide
dove si accumulano le sostanze di
rifiuto
Adattamenti ad ambienti aridi
I rettili sopperiscono alla mancanza di meccanismi termoregolatori
interni spostandosi in modo da evitare l’eccessivo
surriscaldamento o raffreddamento.
Invece di produrre o disperdere calore metabolico, questi animali
hanno adottato un sistema di adattamento per comportamento:
passano dalle zone più calde a quelle più fresche per evitare o per
sfruttare a loro vantaggio il calore del sole o del terreno.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Ectotermi
Alcune specie di serpenti e di sauri, per esempio, si seppelliscono sotto la sabbia
desertica, altri si spostano continuamente dalle zone d'ombra a quelle
soleggiate. Non è quindi propriamente corretto affermare che questi animali
sono a sangue freddo: essi, come tutti gli altri animali ectotermi, devono tenere
la loro temperatura entro i giusti limiti e la loro sopravvivenza è stata assicurata
da questo particolare adattamento comportamentale.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Adattamenti alla vita acquatica
Sono moltissime le specie di rettili che
trascorrono gran parte della loro vita in
acque dolci o salate.
I coccodrilli lo fanno soprattutto per evitare
un eccessivo surriscaldamento che
potrebbe portarli alla morte. Questi animali
hanno sviluppato un dispositivo particolare
che permette loro di sbranare le prede
senza che l'acqua invada le loro vie
respiratorie: valvole predisposte separano
la bocca dalla trachea, in modo che questi
rettili predatori riescano a godersi il pasto
senza rischiare di annegare.
Altri abitatori dei fiumi sono i varani del
Nilo, i gaviali indiani e i caimani che
frequentano i bacini fluviali amazzonici.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Adattamenti alla vita acquatica
Alcune specie di tartarughe trascorrono la loro
vita nel mare e si avventurano sulle spiagge
solo per la deposizione delle uova.
La tartaruga alligatore vive sui fondali fangosi
dei fiumi, catturando pesci tramite una specie
di appendice della lingua che funge da esca.
Anche tra i serpenti molte specie abitano i
fiumi, le paludi o il mare cibandosi di
alghe o pesci.
L'anaconda, nota specie di ofide
costrittore, pur essendo adatta alla vita
sulla terraferma, vive di preferenza nei
fiumi dove caccia le sue prede.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Filogenesi dei rettili
I primi rettili sono
comparsi nel
Carbonifero (320
milioni di anni fa) con
un aspetto esterno
simile alle lucertole.
Le ossa rivestivano
dorsalmente e
lateralmente i muscoli
della mascella
(anapside).
Successivamente si
sono differenziate tre
linee
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Filogenesi dei rettili
Una linea ha mantenuto la
caratteristica anapside che ha
portato alle tartarughe, una
seconda linea ha visto la comparsa
di una singola apertura nell’osso
temporale che ha portato ai rettili
sinapsidi e poi da questi ai
mammiferi; una terza linea ha
portato ai rettili diapsidi con due
aperture temporali . Dei diapsidi
primitivi è sopravissuto solo il
tatuara (Sphenodon) che vive in
Nuova Zelanda ed ha un terzo
occhio nascosto (pineale) sulla
sommità del capo, le lucertole ed i
serpenti
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Filogenesi dei rettili
Dai primitivi diapsidi si erano separate le linee di animali marini
come plesiosauri, molto specializzati e di notevoli dimensioni simili
a grandi lucertole con le pinne e quella degli ittiosauri, molto simili
ai pesci e agli attuali cetacei, entrambi estinte alla fine del Cretaceo
in coincidenza con l’evoluzione dei pesci ossei con cui erano entrati
in competizione.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Filogenesi dei rettili
I diapsidi più evoluti sono definiti arcosauri e comprendono i
dinosauri, gli uccelli derivati da questi, gli pterosauri volanti e i
coccodrilli.
Nel gruppo dei dinosauri si
distinguono quelli con un bacino
simile a quello primitivo delle
lucertole (Saurischia) come
Tyrannosaurus
e quelli con un bacino più simile a
quello degli uccelli (Ornitisca)
come Stegosaurus
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Cheloni o Testudinati
Unico ordine vivente del gruppo degli
anapsidi.
Le tartarughe sono dotate di un
guscio protettivo: la parte superiore
di questa "corazza" prende il nome di
"carapace", mentre la parte inferiore
prende il nome di "piastrone".
Esistono diverse specie adattate per diversi
ambienti, per i fiumi e per i mari ( come la
Caretta caretta) per la terra ( come la
Testudo hermanni).
Le specie acquatiche sono per lo più
carnivore, si alimentano di pesce, mentre le
terrestri sono più erbivore con una dieta che
varia dalla frutta ai cactus
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Squamati
Il più grande ordine esistente
attualmente, che include le lucertole e
i serpenti.
La pelle è ricoperta da scaglie cornee
(squame).
Inoltre posseggono il quadrato
mobile; ciò rende possibile muovere la
mascella superiore vicino alla scatola
cranica. Questo meccanismo è
particolarmente visibile nei serpenti,
che sono capaci di spalancare
completamente le loro fauci per
inghiottire prede molto grandi
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Arcosauri
Gli arcosauri sono rettili diapsidi caratterizzati da
denti infissi negli alveoli della mascella e da cuori
dotati di quattro camere. La maggior parte delle
prime forme del gruppo erano carnivore, con denti
seghettati adatti a tagliare la carne.
Oggi gli unici gruppi esistenti sono coccodrilli e
uccelli, in passato a questa categoria appartenevano
gli pterosauri e i dinosauri
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Crocodilia o Loricati
Comparvero nel Cretaceo
superiore (circa 90 milioni
di anni fa), e da allora
continuano a popolare la
terra grazie alle loro
caratteristiche, fisiche e
comportamentali, che sono
rimaste pressoché
inalterate nel tempo.
I coccodrilli possono essere
considerati veri e propri
fossili viventi
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Uccelli
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Uccelli (Aves)
Animali bipedi, omeotermi (temperatura costante di circa 41°C) ed
ovipari che si trovano in quasi tutti gli ecosistemi, dall'Artide
all'Antartide.
Le loro dimensioni variano dai 5 cm del piccolo e leggero colibrì di
Elena ai 2,7 m dello struzzo, un uccello africano inadatto al volo.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Biodiversità negli uccelli
Nella classe Aves sono incluse circa 10000 specie attualmente
descritte e raggruppate in circa 2090 generi.
Tra i Vertebrati terrestri è la classe con il maggior numero di specie
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Caratteristiche degli Uccelli
-il becco corneo privo di denti
- palpebra accessoria per ulteriore protezione dell'occhio
(membrana nittitante)
- cuore a due atrii e due ventricoli. La frequenza del battito
cardiaco è più elevata di quella dei mammiferi
- piume sul corpo che fungono da isolante termico verso
l'ambiente esterno
- penne sopra le piume che permettono un miglior controllo del
volo
L'abilità al volo non è una proprietà caratterizzante della classe,
poiché esistono uccelli inetti al volo (es pinguini) ed altri animali
volatori (pipistrelli, molti insetti).
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Classificazione
Superordine PALEOGNATI
o RATITI: uccelli che non
volano. Presentano un
adattamento secondario
a particolari ambienti
come le savane africane.
Tipici rappresentanti:
struzzi, emù, kiwi,
casuari.
Superordine
NEOGNATI: tutti gli altri
uccelli, buoni volatori.
L’ordine dei
passeriformi
comprende più di 5000
specie.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Respirazione
Per produrre e mantenere il calore corporeo (omeotermia) occorre spendere
molta energia (otto volte di quella di un rettile di pari dimensioni)
L’aria attraversa il tessuto polmonare in una sola direzione in modo tale da
mantenere la concentrazione di ossigeno sempre elevata. Il flusso d’aria
monodirezionale è mantenuto da un canale di aerazione che unisce i polmoni
con sacchi aerei che a sua volta si estendono anche all’interno delle ossa
attraverso piccole aperture
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Respirazione
Si hanno due cicli di
espirazione e due di
inspirazione.
Nel primo ciclo l’aria viene
immessa nei parabronchi dai
sacchi aerei posteriori, nel
secondo ciclo l’aria dai
parabronchi viene sospinta ai
sacchi aerei posteriori e da qui
poi scaricata all’esterno
I sacchi aerei diminuiscono inoltre il
peso specifico, facilitando il
galleggiamento nell’aria.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Gli uccelli compiono fino a 200 atti
respiratori al minuto. L’uomo 15
Apparato circolatorio
Gli uccelli presentano un cuore grande
che pulsa a ritmo sostenuto: circa 400
pulsazioni al minuto, che arrivano a
1000 nel colibrì.
La circolazione è doppia e completa.
La suddivisione del ventricolo è
completa. L’arco aortico piega a
destra.
Per mantenere una temperatura costante di 40°-41°C, gli
uccelli ricorrono ad alcuni stratagemmi atti a limitare la
dispersione termica.
Alcune specie, quando non hanno energie sufficienti entrano
in uno stato di inattività “TORPORE”; altre sollevano le piume
per aumentare il volume dello strato isolante di aria
imprigionato tra la pelle e le penne copritrici.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Adattamenti al volo – lo scheletro
Scheletro, leggero ma robusto, è adatto a
potenziare il volo. Alcune ossa hanno
dimensioni ridotte o fuse tra loro
(soprattutto nel polso e nella mano). Nella
maggior parte degli uccelli le ossa sono
cave, cioè prive di midollo, ma sono
sostenute da una rete di trabecole.
Diverse ossa, compresi gli omeri,
contengono cavità colme d’aria (sacche)
collegate all’apparato respiratorio (ossa
pneumatizzate).
I potenti muscoli delle ali sono
fissati alla carena, un’ampia
sporgenza ossea dello sterno.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Adattamenti al volo – penne e piume
Uniche degli uccelli. Escrescenze cornee dell’epidermide molto
cheratinizzate con vacuoli pieni d’aria. Sostituite almeno una volta
all’anno con la muta.
PENNE COPRITRICI
conferiscono una
sagoma aerodinamica.
PENNE REMIGANTI:
lunghe, rigide,
asimmetriche e dal profilo
ben definito per fornire la
spinta necessaria al volo
ed effettuare manovre.
PENNE TIMONIERE:
regolano la quota e la
direzione del volo.
PIUME: più corte e sottili delle penne, funzionano
da isolante termico. Rivestimento dei pulcini.
Strato più interno del piumaggio degli adulti.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Adattamenti al volo – struttura della penna
La struttura presenta un asse
centrale di sostegno
(RACHIDE), dal quale si
dipartono ramificazioni molto
fitte (BARBE) che formano
una superficie piana e
continua (VESSILLO). Le
barbe sono fissate le une alle
altre da minuti filamenti
(BARBULE).
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Riproduzione
La maggior parte degli uccelli è MONOGAMA. La
fecondazione è interna. Pochi uccelli maschi possiedono
organi copulatori che servono al trasferimento dello sperma.
Nella maggior parte delle specie il trasferimento avviene
semplicemente mediante il contatto diretto tra le cloache
dei due sessi. L’accoppiamento è preceduto da rituali di
corteggiamento
Tutti gli uccelli sono OVIPARI, depongono uova amniotiche,
di dimensioni e colori differenti. I colori derivano da due
pigmenti (emoglobina e bile) aggiunti durante il transito
nell’ovidutto. Generalmente proteggono le uova all’interno
di un NIDO costruito lontano dalla portata dei predatori.
La cova è fondamentale poiché l’embrione non è
omeotermo.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Riproduzione: i nidiacei
PROLE:
Precoce o atta: coperta da
lanuggine e piume. In grado
di nutrirsi da sola poche ore
dalla schiusa. Galliformi e
trampolieri.
Inetta: cieca e priva di piume.
Necessita di intense cure da
parte degli adulti. Passeracei
e rapaci.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Spesso gli uccelli più longevi, come il colibrì,
depongono meno uova: la sopravvivenza della
specie è assicurata, in questi casi, dalla durata della
vita dell'adulto e non deve essere affidata alla
quantità della prole.
Durante il periodo d'incubazione, che va da 11 a 80
giorni, gli embrioni si sviluppano nutrendosi del
tuorlo e dell'albume accumulato all'interno
dell'uovo.
Apparato digerente
Adatto a una vita
dinamica. Il cibo non viene
masticato ma conservato
nell’esofago o gozzo o
ingluvie.
L’uccello può così andare
a digerire in un luogo più
sicuro. La parte superiore
dello stomaco
(proventriglio) produce i
succhi gastrici, mentre la
parte inferiore (ventriglio)
macina il cibo utilizzando
un composto abrasivo che
contiene sabbia e ciottoli.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
L’elevato metabolismo, l’alta temperatura corporea e
l’intensa attività rendono necessaria un’alimentazione
abbondante, con alimenti ad alto contenuto
energetico (semi, frutti, animali).
Tegumento
Pelle sottile appena cheratinizzata. Priva di
ghiandole eccetto la ghiandola dell’UROPIGIO.
Posta sopra la base della coda. Molto sviluppata
nelle specie acquatiche.
Ghiandola sebacea il cui secreto, ricco di vitamina
D, serve a impermeabilizzare il piumaggio. Il
secreto viene raccolto con il becco.
Zampe e piedi sono ricoperti da squame cornee che non
vengono mai perse. Gli uccelli hanno da 2 a 4 dita per
piede, di forma e posizione diverse a seconda delle
abitudini di vita. Molti uccelli nuotatori hanno le dita
palmate, cioè collegate da una membrana cutanea.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Becco
Il becco è fissato a mascelle entrambe mobili che
consentono una maggiore apertura. Costituito da
guaine di cheratina leggere ma robuste.
Presenta forme e dimensioni diverse a seconda del
tipo di habitat e dal metodo di alimentazione.
Il dente dell’uovo o diamante è un rilievo del becco
che il nascituro utilizza per rompere il guscio. Cade
poco dopo la schiusa.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Filogenesi degli uccelli
• Durante l’età dei rettili, il gruppo più diversificato era quello
dei dinosauri, che comprendeva i più grandi animali che
siano mai vissuti sulla terraferma.
• Molti dinosauri erano forse omeotermi,
• Prove fossili suggeriscono che gli uccelli si siano evoluti circa
150-200 milioni di anni fa da una linea evolutiva di dinosauri
bipedi.
Artigli sulle ali
Denti
(come i rettili)
(come i rettili)
Lunga coda
Penne
con molte vertebre
(come i rettili)
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Filogenesi degli uccelli
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Filogenesi degli uccelli
Progenitori:
• piccoli dinosauri arboricoli insettivori
• occhi grandi
• piedi prensili
• muso allungato > becco
Archaeopteryx
lithographica
(150Ma Giurassico):
Il più antico fossile, dalle
dimensioni di un corvo, con
caratteri misti tra rettile e
uccello: ali, piume, denti,
coda. Volo planato.
Copyright © 2006 Zanichelli editore
Caratteri ereditati:
uovo amniotico
squame sulle zampe membrana nittitante