I vertebrati

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Vertebrati

I vertebrati comprendono un ampio gruppo di animali caratterizzati dalla colonna vertebrale, elemento portante del loro scheletro interno (endoscheletro).

La caratteristica comune dei vertebrati è lo scheletro interno, sorretto da una colonna vertebrale: le altre ossa possono essere di forma molto diversa.

Vertebrati Lo scheletro

Arti con lo stesso tipo di ossa ma di forma diversa a seconda della funzione che devono svolgere

(adattamento).

Vertebrati

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 La temperatura del corpo

Il corpo dei vertebrati può

essere ricoperto da pelle nuda (anfibi),

scaglie (pesci), squame (rettili),

piume (uccelli) o peli (mammiferi).

Vertebrati Il sistema di rivestimento

Tutti i vertebrati devono utilizzare l’ossigeno. La respirazione consiste nell’assunzione e nel- l’utilizzo dell’ossigeno. I polmoni permettono di catturare questo gas dall’aria che ne è ricca, le branchie dall’acqua in cui è disciolto.

Vertebrati Il sistema respiratorio

Necturus maculosus (anfibio)

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.

Vertebrati La riproduzione

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

Come adattamento all’ambiente terrestre,

asciutto, i rettili devono evitare la

disidratazione del corpo; questo

pertanto è rivestito di squame.

Il rivestimento

Vivere sulla terraferma

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.

Il rivestimento

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.