Mammiferi tutto di tutto

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I mammiferi (Mammalia, Linnaeus 1758) sono una classe di vertebrati appartenente al phylum dei Cordati, a diffusione cosmopolita. La classe dei Mammiferi conta circa 5.400 specie (5420) attualmente viventi, variabili in forma e dimensioni dai pochi centimetri e due grammi di peso del mustiolo agli oltre 30 metri e centocinquanta tonnellate di peso della balenottera azzurra, uno dei più grandi animali finora apparsi sulla Terra. I mammiferi colonizzano 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 evoluto delle ali e sono perciò in grado di volare (Chirotteri). Nonostante tali differenze di dimensioni ed abitudini di vita, tutti i mammiferi sono accomunati da omeotermia, viviparità (ad eccezione dei Monotremi, che sono ovipari) e cure parentali che prevedono anche l'allattamento della prole, fattori questi che sono stati determinanti proprio per consentire a questa classe di espandere grandemente il proprio areale nelle nicchie rimaste vuote dopo la scomparsa dei dinosauri. Di questa classe fa parte l'uomo (Homo sapiens sapiens).

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Mammiferi

I mammiferi sono divisi in due sottoclassi:

Prototeri : sono i mammiferi ovipari (ornitorinchi e formichieri spinosi) che hanno un prolungamento del cranio che forma un becco corneo;
Teri : che sono divisi in due sottoclassi:

mammiferi marsupiali : che presentano un ampio marsupio (250 specie)
mammiferi placentati : divisi in 18 ordini uno più grande dei quali è quello dei roditori (1760 specie). Sono forniti di placenta (nell’utero) che fornisce al feto le sostanze nutritive.

I mammiferi hanno peli, latte per nutrire la prole e denti.

CARATTERISTICHE

Quasi tutti i mammiferi sono:

omeotermi : mantengono la temperatura del corpo alta e costante sia in ambienti caldi che freddi;
endodermi : la temperatura è mantenuta alta grazie al calore metabolico fornito dalle contrazioni muscolari e dalle cellulose adipose. Inoltre i mammiferi terrestri hanno mantelli invernali spessi con proprietà isolanti. I mammiferi acquatici perdono calore più velocemente e quindi sono dotati di peli lanuginosi che formano uno strato così fitto da isolare la cute dell’acqua. Per perdere calore, invece, molti mammiferi hanno ghiandole sudoripare che raffreddano la cute per evaporazione. Nei felidi e nei canidi il raffreddamento per evaporazione avviene attraverso il naso e la bocca. Inoltre molti mammiferi affrontano gli stress ambientali entrando in uno strato di dormienza o torpore;

CUTE

La cute dei mammiferi svolge importanti funzioni come impedire le infezioni, ridurre la perdita d’acqua, comunicare (attraverso i muscoli espressivi e di innalzamento del pelo).

PELI

I peli sono derivati epidermici: quelli lunghi e dritti (giara) danno alla pelle il suo colore, quelli corti e sottili (borra) favoriscono l’isolamento termico. Altri tipi di peli sono le vibrisse (organi di tatto) e gli aculei (funzione difensiva).

DENTI

Denti Sono uno dei caratteri più distintivi della specie ed esistono:

Incisivi
Canini
Premolari
Molari

Incisivi, canini e premolari sono detti decidui, perché nello sviluppo vengono eliminati e sostituiti con denti permanenti. Gli incisivi afferrano il cibo, sono di piccole dimensioni, hanno una radice singola e sono nella parte anteriore della bocca. I canini si trovano dietro gli incisivi, sono denti forti, lunghi ed a punta sono utilizzati dagli animali per nutrirsi e combattere, e come gli incisivi hanno una radice singola. Molari e premolari si trovano vicino ai canini, i molari hanno dimensioni superiori rispetto ai premolari, hanno anche più radici e più cuspidi. La formula dentaria viene espressa con delle frazioni, nell’uomo il rapporto 2/2; 1/1; 2/2; 3/3 ci permette di capire che abbiamo due incisivi, un canino, due premolari e tre molari per ogni lato della mascella (superiore ed inferiore). Un dente tipico dei mammiferi è costituito da: corona e radice. La corona è rivestita da uno smalto costituito dal 98% da idrossiapatite, sostanza più dura nel corpo dei vertebrati. La dentina è la parte più importante del dente ed ha una composizione simile a quella dell’osso, presenta una cavità della polpa centrale che contiene la polpa dentale. La radice del dente è impiantata in alveoli nell’osso mascellare ed è rivestita da un sottile strato di cemento. In alcuni mammiferi il cemento riveste anche parte della corona.

CORNA

Anche le corna sono derivati epidermici e ve ne sono di vari tipi:

costituite da sostanze proteiche come la cheratina (rinoceronti);
vascolarizzate (con vasi sanguigni all’interno) come nei bovini;
caduche, che si rinnovano ogni anno (ogni anno acquistano un ramo in più) come nelle renne, nei cervi e nei daini;

GHIANDOLE MAMMARIE

Solo i mammiferi posseggono le ghiandole mammarie che si sviluppano nello stesso modo sia nei maschi che nelle femmine fino alla pubertà. Successivamente nelle femmine si sviluppano ulteriormente per l’influenza di ormoni tra cui la prolattina, prodotta dall’ipofisi, che stimola la produzione di latte (ricco di lattosio, grassi, sali, vitamine, anticorpi e varie proteine) durante la gravidanza.

SCHELETRO

Lo scheletro dei mammiferi è composto da più di 200 ossa, che servono per proteggere gli organi interni ed a sostenere l’apparato locomotore, i mammiferi infatti hanno una grande varietà di movimenti. I felidi ed i canidi sono digitigradi perché camminano sulle dita con il calcagno sollevato; gli ursidi camminano sulla pianta dei piedi e sono detti plantigradi. Alcune scimmie si muovono per brachiazione, si spostano da un ramo all’altro, arti anteriori e dite sono allungati. I mammiferi che hanno uno scheletro adatto per il movimento sugli alberi vengono detti arboricoli. L’apparato locomotore delle specie semiacquatiche possiede caratteristiche che riflettono il tempo passato nell’acqua e nelle terre emerse.

APPARATO DIGERENTE

Inizia dalla bocca, delimitata dalle labbra, dalle guance e dal palato duro che si prolunga fino al palato molle che precede l’ugola che durante la deglutizione chiude il passaggio verso le fossi nasali. L’epiglottide, un lembo di tessuto, chiude il passaggio verso la trachea. L’esofago procede lo stomaco, dopo troviamo l’intestino suddiviso in tenue e crasso. La lunghezza di quest’ultimo dipende dal tipo di mammiferi. Pancreas e fegato infine hanno notevoli dimensioni. L’apparato digerente in generale viene modificato in base al regime alimentare “seguito”.

APPARATO RESPIRATORIO

L’aria entra nel nostro corpo attraverso le narici dove i peli nasali trattengono le grandi particelle trasportate dall’aria. Dopo l’aria raggiunge la cavità nasale, fluendo su un epitelio che secerne il muco e riveste tre ossa dette turbinati, dove viene catturata la polvere e regolata la temperatura dell’aria. Dopo l’aria raggiunge la prima la faringe, poi la laringe ed alla trachea che si divide in due bronchi: uno destro ed uno sinistro, che entrano poi nei polmoni. Ogni bronco si divide in migliaia di bronchioli che terminano in grappoli di alveoli. Ogni polmone è contenuto in una cavità pleurica, cavità separata da quella toracica. Quando entra l’aria il torace si dilata a causa della dilatazione della gabbia toracica e della contrazione del diaframma contro l’addome. Il diaframma è una lamina che separa la cavità toracica da quella addominale. Durante l’espirazione viene espulso il gas.

APPARATO CIRCOLATORIO

Nei mammiferi circolazione a doppio circuito: uno detto circolazione polmonare, che trasporta il sangue tra cuore e polmone, l’altro detto circolazione sistemica trasporta il sangue ricco di ossigeno dal cuore ai tessuti corporei e riportare il sangue povero d’ossigeno al cuore. Il cuore è il responsabile della circolazione sanguigna, nei mammiferi è composto da due atri e da due ventricoli. Gli atri ricevono il sangue dalle venne, i ventricoli invece lo erogano alle arterie. L’atrio destro, per pompare al ventricolo destro il sangue povero attraversa due vene cave: quella anteriore e quella posteriore. Da qui il sangue raggiunge i polmoni attraverso l’arteria polmonare. Il sangue ricco di ossigeno grazie alla vena polmonare torna dai capillari all’atrio sinistro. L’atrio sinistro pompa il sangue al ventricolo sinistro, che lo pomperà poi verso l’aorta sistemica, che collega il cuore con le principali arterie. Le valvole semilunari e quelle atrioventicolari impediscono il riflusso del sangue, che il flusso di quest’ultimo è unidirezionale.

RIPRODUZIONE

Questi animali si riproducono attraverso la riproduzione sessuale con produzione di gameti e sono dioici cioè hanno sessi separati; i maschi hanno i testicoli e le femmine gli ovari. Solo i monotremi depongono le uova, tutti gli altri mammiferi sono vivipari cioè producono la prole viva che si sviluppa all’interno dell’utero materno: nei marsupiali mediante una sostanza detta latte uterino, nei mammiferi superiori attraverso uno scambio diretto di sostanze mediante la placenta. Per quanto riguarda il sistema di accoppiamento dei mammiferi è molto diffusa la poligamia (la poligamia si divide in poliginia quando un maschio si accoppia con più femmine e in poliandria quando una femmina si accoppia con più maschi). Solo il 5% dei mammiferi è monogamo, questo accade perché la maggior parte di questi animali si riproduce in modo che i piccoli siano totalmente dipendenti dalla madre dato che essa li porta nell’utero e, una volta nati, dà loro il latte. Poiché il ruolo dei maschi nell’allevamento della prole è piuttosto limitato, essi riceverebbero pochi vantaggi nel formare un legame di coppia con la femmina. Questo dovrebbe essere il motivo per cui hanno la tendenza ad accoppiarsi con più di una femmina, in modo da aumentare la probabilità che i loro geni si perpetuino.

COMPORTAMENTO

I mammiferi possiedono varie forma di comunicazione: segnalazioni visive, acustiche ed olfattive. I segnali visivi sono importanti in molte specie, tuttavia, nella maggior parte dei casi, non possono essere utilizzati di notte e non possono superare le barriere fisiche. Esempi di segnalazioni visive sono le espressioni facciali dello scimpanzé e la postura aggressiva dei cani che tengono le orecchie abbassate, i peli dorsali eretti ed i canini esposti. I segnali olfattivi, a differenza di quelli visivi, sono in grado di superare le barriere fisiche però la loro efficacia è influenzata dalla situazione dei venti. Ad esempio, se il vento è troppo forte l’odore si spande in molte direzioni e l’individuo che riceve il segnale, avrà difficoltà a trovare colui che lo invia; se il vento è troppo debole il segnale non va da nessuna parte. I feromoni sono dei segnali olfattivi che vengono utilizzati in particolare da roditori, cervidi e canidi per segnalare i confini dei loro territori. I segnali acustici si possono diffondere più facilmente di quelli olfattivi e sono in grado di superare barriere fisiche. Ad esempio i cetacei emettono in continuazione suoni metallici che hanno la funzione di tenere informati i membri del branco sulle posizioni reciproche. Per concludere, una delle caratteristiche dei chirotteri (pipistrelli) è quella dell’ecolocalizzazione. Essi localizzano la prea emettendo stridii ultrasonori e ricevono una notevole quantità di informazioni dai suoni di ritorno; l’intervallo di tempo che intercorre tra l’emissione del suono e la ricezione di un’eco è direttamente proporzionale alla distanza fra la preda e il pipistrello.

NUTRIA

La Nutria è un grosso roditore semiacquatico appartenente alla famiglia Myocastoridae; è originario del Sud America ma è presente anche in Europa, America Settentrionale, Medio Oriente e Giappone. Vive vicino ai bacini d’acqua, in prossimità di canali e zone paludose. La sua lunghezza è di 40-60 cm mentre il peso dell’adulto è intorno ai 6-10 Kg. La pelliccia della nutria è bruna e rossiccia benché in alcuni individui sia quasi beige o grigia. Il suo corpo è tozzo, il collo è ampio, la testa è grossa e larga e la coda è grossa alla base. Sotto la coda i maschi possiedono una ghiandola che secerne un liquido dall’odore intenso, il castoro, che svolge la funzione di richiamo sessuale. Le zampe della nutria sono corte e robuste e le zampe posteriori sono più lunghe di quelle anteriori. Gli occhi sono piccoli e l’udito è molto sviluppato. La nutria, che appartiene all’ordine dei roditori, è caratterizzata da una dentatura con due incisivi per arcata dentale. Poiché non ci sono canini tra incisivi e premolari è presente un diastema che serva alle labbra per unirsi ed espellere le particelle di materiale rosicchiato ma indesiderato. La nutria è un animale sostanzialmente vegetariano, in inverno si nutre di radici e di parti sotterranee della pianta, in primavera si ciba di Graminacee mentre in estate si nutre di piante acquatiche. La nutria, inoltre, è un predatore di uova di uccelli, in particolare di uova di gallinella d’acqua e di germano reale. La stagione riproduttiva di questa specie non è determinata anche se i mesi caratterizzati da maggiore frequenza di parti sono maggio, settembre e novembre. La gravidanza dura 132 giorni e la prole viene allattata per 8 settimane circa. I piccoli nascono ricoperti di pelliccia, con gli occhi aperti e con gli incisivi e i premolari funzionali; dopo pochi giorni dalla nascita sono già in grado di nuotare. I piccoli nati in autunno e nella prima parte dell’inverno hanno un tasso di sopravvivenza molto basso, pari al 5%, a causa della difficoltà di scavare nel terreno gelato alla ricerca di radici. Il 90% dei piccoli nati in primavera, raggiunge la fase adulta. Benché si trovi anche in Italia, la nutria è una specie alloctona, cioè non originaria del territorio in esame. Essa, infatti, è stata introdotta nel nostro Paese dell’uomo e ha creato non pochi problemi alle specie autoctone (cioè alle specie originarie del territorio in cui vivono) causando una diminuzione della biodiversità. Il comportamento della nutria è, infatti, dannoso per diverse specie di uccelli nidificanti nelle zone umide. Infatti, questo mammifero schiaccia le uova e disperde la nidiata vanificando lo sforzo riproduttivo degli uccelli. Inoltre, questa specie, crea danni all’agricoltura (orzo e frumento) e, a causa del pascolo eccessivo, porta alla distruzione della fascia di vegetazione ripariale con conseguente diminuzione nella stabilità delle rive. Purtroppo la nutria rappresenta anche un serbatoio di diffusione per la leptospirosi, una malattia potenzialmente mortale per l’uomo. Per tutti questi motivi, questa specie deve essere ridotta e, addirittura, eradicata.

TOPORAGNO D'ACQUA

Fa parte dell’ordine degli Insectivora ed appartiene alla famiglia Soricidae; è simile ad un piccolo roditore, ma con il muso più appuntito. La sua lunghezza è pari a 12-17 cm, coda compresa, il dorso è nero ardesia diviso nettamente dal ventre chiaro o bianco. Il periodo riproduttivo va da aprile a settembre con 2-3 nidiate, dopo 20-24 giorni di gestazione nascono 3-8 piccoli che aprono gli occhi a 22 giorni e vengono svezzati ad un mese. Si ciba di piccoli pesci, girini ed invertebrati che trova nei torrenti. Il toporagno è predato da aironi, grosse trote ed altri predatori che vivono in zone umide.

ARVICOLA TERRESTRE

Si tratta di un vertebrato appartenente all’ordine dei Rodentia ed alla famiglia dei Microtidae. Vive in acque ferme, la sua lunghezza è pari a 20 cm, ha un corpo tozzo di colore marrone ed ha il muso arrotondato. Si alimenta soprattutto di sostanze vegetali; è molto temuta dai coltivatori visto che si nutre di radici delle piante coltivate. Durante il periodo riproduttivo la femmina partorisce 2-6 piccoli anche 3 volte l’anno.

METODO DI CENSIMENTO DEI MAMMIFERI

Esistono vari metodi di censimento:

Conteggio dei siti riproduttivi: viene usato per quei mammiferi (esempio i pipistrelli) che si raggruppano solo nel periodo riproduttivo.
Aereo: è usato per quei mammiferi piuttosto grandi che si distribuiscono su vari territori (esempio gli elefanti).
Marcatura: usato per le specie molto appariscenti, che possono essere osservate con il binocolo da lontano.
Conteggio delle grida di alcuni animali: è utilizzato per i lupi presenti sull’ Appennino. Nelle notti di luna piena, l’ululato dei lupi viene stimolato con un registratore.
Conteggio: è utilizzato per i piccoli animali ed i roditori; si utilizzano delle trappole, che vengono lasciate in punti prestabiliti, per qualche tempo: le specie catturate verranno contate. Un altro metodo simile è quello che consiste nel prelevare i peli degli animali; si utilizza un tubo sui cui bordi sono presenti delle sostanze vischiose che catturano i peli. Questi ultimi vengono osservati al microscopio e, usando un atlante di riconoscimento, si può risalire alla specie.
Ricerca dei segni della presenza di un animale: vengono analizzati gli scavi, le impronte e le feci (molte volpi e faine le usano per marcare il territorio).
Transetti lineari: un osservatore non rimane fisso in un punto, ma si muove. Infatti si percorre un itinerario e si rileva ciò che si incontra. Anche in questo caso si possono registrare le distanze in termini di fasce attorno ad un punto, fino al limite in cui gli animali non sono più identificabili.
Puntiforme: prevede che l’osservatore stia fermo in un punto e registri gli animali che vede.

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Mammiferi

I mammiferi volanti
Molti mammiferi saltano e corrono, altri nuotano e si immergono sott'acqua. Ma solo i pipistrelli (che costituiscono l'ordine dei Chirotteri, il secondo dei mammiferi come numero di specie) sono in grado di volare. Hanno dimensioni estremamente variabili: dai piccoli ípposideríni del genere Caelops lunghi solo 3 cm alle considerevoli volpi volanti con il corpo grande come quello di un cagnolino e le ali spiegate larghe due metri. Le ali dei pipstrelli, uniche fra i mammiferi, sono costituite da un sottile velo muscolare e da fibre elastiche rivestite di pelle. Le ossa dell'arto anteriore e le dita dal secondo al quinto sostengono l'ala; il pollice (primo dito) è simile ad un artiglio ed è utilizzato per spostarsi, per ripulirsi e in alcune specie per per combattere e trattenere il cibo. I muscoli delle ali sono omologhi a quelli che l'uomo usa per muovere le braccia, ma in proporzione sono molto più sviluppati. Alcune specie possono volare a più di 50 chilometri orari. I pipistrelli sono anche tra i mamiferi più socievoli, dormono a migliaia in una stessa grotta o in un altro luogo adatto. Alcune specie collaborano anche nella ricerca notturna del cibo. I maschi e le femmin si richiamano durante il periodo della riproduzione ed i piccoli ammassati nel nido stridono forte sino a che le madri non tornano dalla caccia.

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Mammiferi

INSETTIVORI

Ordine molto ampio e piuttosto primitivo di mammiferi. Sono animali di piccole dimensioni e di aspetto vario, in relazione con le abitudini e con l’ambiente di vita. Alcuni camminano e saltellano, altri sono agili saltatori, rampicatori, arboricoli, nuotatori, scavatori. Il rivestimento del corpo va da una fittissima peluria vellutata fino a una corazza di aculei aguzzi. Gli arti, di solito brevi e pentadattili, hanno pollice non opponibile e unghie ad artiglio. Il capo è allungato con muso appuntito, spesso in forma di proboscide. La dentatura è costituita da 30 fino a 44 denti, caratterizzati da punte aguzze atte a trafiggere la preda. Hanno cervello di struttura assai primitiva con emisferi lisci. Non socievoli, diffidenti, sono molto voraci, predatori di insetti, vermi, molluschi, piccoli vertebrati, non disdegnano la frutta e i vegetali. Rifuggono alla luce: escono dalle loro tane solo di notte per andare a caccia. Abitano le zone temperate e calde, eccezionalmente quelle fredde. Comprendono tra gli altri la talpa, il riccio, il toporagno.

CHIROTTERI

Sono l’unico ordine dei mammiferi atti a volare. Questa facoltà è data da una notevole trasformazione dell’arto anteriore: il braccio, l’avambraccio e le dita, tranne il pollice, sono lunghissimi e una membrana molto sensibile (patagio), tesa tra essi e le corte estremità inferiori, fa da ala. Liberi dal patagio restano il pollice e le dita dei piedi, che l’animale adopera quasi esclusivamente per sospendersi e, poco e male, per la deambulazione, lenta e faticosa. Il volo viene effettuato come negli uccelli, ma non riescono a sfruttare le correnti atmosferiche. Il loro colore è brunastro, grigiastro, talora con riflessi violacei, bluastri, olivastri, che ben si addicono alla vita crepuscolare o notturna che essi conducono. I sensi sono sviluppatissimi, principalmente il tatto, ma anche l’udito e la vista. Hanno inoltre la facoltà di emettere durante il volo degli ultrasuoni e sono in grado di percepirne l’eco quando questi vengono riflessi da qualche oggetto che si trova sulla loro via. La dentatura è permanente, e comprende fino a un massimo di 38 denti. La fecondazione avviene in primavera, ma l’accoppiamento è avvenuto in autunno. Prediligono grotte e caverne o le soffitte o costruzioni elevate. Si dividono in Megachirotteri e Microchirotteri.

RODITORI

I Roditori o ROSICANTI sono un ordine di mammiferi di dimensioni piccole o medie, forme e attitudini varie, testa grande o piccola. Gli arti sono brevi o lunghi, quelli posteriori talora lunghissimi e adattati al salto, in genere con 4 dita quelli anteriori, 5 i posteriori; le unghia hanno forma di artiglio, raramente di zoccoletti piatti. La coda può avere forme differenti, talora prensile dorsalmente, talaltra adattata al nuoto. Il rivestimento va dal tipo morbidissimo sericeo fino a quello con aculei grossi e robusti, ma esistono anche forme nude. La dentatura è formata da 2 incisivi superiori e inferiori, arcuati, senza radice e per questo in costante accrescimento; i canini sono sempre assenti. Hanno l’olfatto, l’udito, il tatto molto sviluppati, variabile l’acutezza visiva. Vivono in quasi tutti gli ambienti; molti costruiscono nidi e complicate abitazioni in cui accumulano provviste per l’inverno. Partoriscono molti piccoli, 4-6 volte l’anno. Sono vivaci, intraprendenti, ma di scarsa intelligenza. Da ricordare il coniglio, la lepre, i topi, le cavie, la marmotta, lo scoiattolo, il ghiro, l’istrice, il castoro. Si dividono in due sottordini: Duplicidentati o Lagomorfi e Simplicidentati.

PRIMATI

Rappresentano l’ordine più elevato dei mammiferi per il grande sviluppo assunto dal cervello, che presenta numerose circonvoluzioni. Essi hanno arti pentadattili, prensili – almeno gli anteriori – con le dita munite di unghia piane, pollice opponibile; faccia appiattita e generalmente glabra; dentatura completa; un paio o talora due o tre paia di mammelle. Generalmente partoriscono un solo piccolo. Si dividono nei sottordini delle Proscimmie o Lemuroidea, dei Tarsi o Tarsioidea, delle Scimmie o Simioidea.

PERISSODATTILI

Ordine di mammiferi Ungulati , caratterizzati dal fatto che il dito medio di ciascun arto è preminente sulle altre dita. L’asse dell’arto passa cioè per il terzo dito o “dito principale” che supera le altre dita in dimensioni ed è diviso in due metà simmetriche del piano antero-posteriore dell’arto. Posseggono incisivi superiori e inferiori, canini piccoli o assenti. Hanno stomaco semplice. Le forme viventi dei Perissodattili sono riunite nelle tre famiglie: Rinoceronti, Tapiri e Cavalli o Equini. Sono tutti erbivori.

aRTIODATTILI

Ordine di mammiferi Ungulati (vedi nota 1) i quali, nei piedi anteriori e posteriori hanno il 3° e 4° dito su cui grava il peso di tutto il corpo, più sviluppati del 2° e del 5°, ridotti o addirittura assenti; il 1° dito manca. Partoriscono neonati molto sviluppati e capaci. Mancano attualmente nel continente australiano e nella Nuova Zelanda. Essi si dividono nelle due grandi sezioni: non ruminanti e ruminanti. La prima con un solo sottordine omonimo, dentatura completa e stomaco semplice (il maiale e il cinghiale); l’altra con tre sottordini: Tilopodi, Traguliformi, Pecoriformi; la loro dentatura è per lo più incompleta, mancando gli incisivi superiori, lo stomaco è complicato. Vi appartengono i Camelidi (cammello, dromedario, lama), le Giraffe, i Cervidi (cervo, renna, alce, daino, capriolo), i Cavicorni (pecora, bufalo, capra, zebù, bue, bisonte, gnu, stambecco, gazzella, antilope, camoscio).E’ utile soffermarsi sull’apparato digerente dei ruminanti. Lo stomaco è diviso in quattro cavità denominate rumine la prima, che è la maggiore, reticolo la seconda, òmaso e abòmaso le altre due. L’animale, al pascolo, è occupato dall’inghiottire l’erba per riempire il rumine. Da questo, quando l’animale riposa, il cibo passa nel reticolo; poi, per contrazioni muscolari risale l’esofago e ritorna alla bocca. Qui viene insalivato, rimasticato e rimandato giù, ma questa volta all’omaso e poi all’abomaso, ricco di succhi digerenti. Quest’ultimo è quindi il vero stomaco. La ruminazione sarebbe una condizione d’adattamento: le aree pascolative in genere richiamano i carnivori dai quali i ruminanti si proteggono esponendosi al pascolo il tempo strettamente necessario a saziare il rumine. Sanno fruttare la cellulosa contenuta in ciò che mangiano meglio di qualunque altro erbivoro grazie a dei microrganismi simbionti ospitati nel rumine. I ruminanti inoltre riutilizzano l’urea, tipico prodotto di escrezione dei mammiferi, e la trasformano in proteine, anche qui grazie al lavoro dei microbi simbionti. In questo modo i ruminanti possono risparmiare l’acqua che sarebbe necessaria all’eliminazione dell’urea e perciò possono vivere anche in ambienti molto aridi e nutrirsi di erba secca.

PROBOSCIDATI

Ordine di mammiferi ungulati (vedi nota 1 pagina precedente), che comprende gli elefanti. Sono animali di grossa mole, pesanti, dalla testa assai voluminosa, collo breve, tronco massiccio, arti colonnari dritti. Posseggono una caratteristica lunga tromba, la proboscide, prolungamento del naso e del labbro superiore, delicato strumento tattile, per il fiuto, per la presa degli alimenti ma anche come organo di offesa e di difesa. La pelle è verrucosa, spesso con rado rivestimento di peli. Gli incisivi superiori sono diventati zanne, a crescita indefinita, costituiti esclusivamente di dentina e avorio, molto ricercate dall’uomo. I canini mancano, i molari sono adatti a masticare l’erba. Sono erbivori con stomaco non compartimentato. L’ordine comprende attualmente la sola famiglia degli Elephantidae con due sottofamiglie. Oggi vivono l’Elefante africano e l’Elefante asiatico.

CETACEI

Ordine di mammiferi acquatici, pisciformi, con capo grosso, privo di collo, con tronco affusato, terminante con una pinna caudale. Hanno pelle liscia e lucida, priva di peli, occhi piccolissimi situati lateralmente; narici aperte dorsalmente nel capo con cavità nasali funzionanti da sfiatatoio. Gli arti anteriori sono corti e trasformati in pinne; quelli posteriori mancano. Hanno ossa della faccia molto allungate, mentre il cranio è piccolo e spesso asimmetrico. Possono essere privi di denti (Misticeti) oppure con una dentatura omodonte (Odontoceti). Sono i veri colossi del mare (possono raggiungere anche i 33 metri di lunghezza). Abili nuotatori, rimangono anche per un certo tempo sommersi; a terra muoiono. Negli ampi polmoni immagazzinano grande quantità di aria, che favorisce il galleggiamento. Questo è facilitato anche da un grosso strato di lardo cutaneo che conserva al corpo una temperatura costante. Ad ogni emersione i Cetacei compiono un atto respiratorio, espellendo violentemente dallo sfiatatoio una colonna di vapore acqueo che condensandosi è visibile anche a distanza come un pennacchio di parecchi metri. I Cetacei sono carnivori: gli Odontoceti si cibano di pesci; i Misticeti si nutrono invece di plancton. Vivono in società, le specie più piccole in vicinanza delle coste, le più grosse in oceano aperto. Le specie più grosse sono oggetto di attiva caccia specialmente per la quantità di olio e di altri prodotti che se ne possono ricavare. Da ricordare il delfino, il capodoglio, il narvalo e la balena.

pinnipedi

Ordine di mammiferi, di dimensioni medie e grandi, dalla forma che li rende perfettamente adatti alla vita acquatica. Hanno testa relativamente piccola, muso breve, narici e padiglione dell’orecchio chiudibili ermeticamente durante il nuoto. L’occhio è grande; gli arti sono trasformati in pinne, gli anteriori atti alla propulsione, i posteriori a funzionare da timone. Le dita sono tutte riunite insieme. La coda è molto breve o rudimentale. La dentatura è completa e perfettamente corrispondente al regime di alimentazione piscivoro. Salvo poche eccezioni, i Pinnipedi sono animali molto intelligenti, agilissimi quando si trovano nell’ambiente acquatico, ma poco agili quando si trovano sulla terra. Sono per la massima parte gregari, vivono in branchi numerosi, costituiti talvolta da molte migliaia di individui. Moltissime specie compiono regolari migrazioni. Si portano sulle coste per la riproduzione e quando sono a terra per la loro poca agilità diventano facile preda dei cacciatori, che ricavano grasso, avorio, zanne, la pelle, molto pregiata. Abitano i mari freddi e temperati dei due emisferi. Vi appartengono la foca, l’otaria e il tricheco.

CARNIVORI

Ordine di mammiferi che riunisce specie di varie dimensioni, con coda di forme diverse, pelame fitto. Hanno piedi con 5 o 4 dita. Posseggono da 3 a 5 paia di mammelle. La dentatura è adatta a dilaniare e a masticare la carne: gli incisivi sono piccoli e deboli, i canini invece lunghi, robusti, acuminati e leggermente uncinati. I molari portano punte triangolari taglienti nei margini. Gli occhi brillano nell’oscurità. La pupilla ha di solito una fessura verticale. Lo stomaco è semplice, l’intestino non lungo. La prole è inetta alla nascita, ma si sviluppa rapidamente. Hanno senso ottimi e molta facilità d’apprendere; sanno assalire e difendersi con accanimento. Si cibano di preda viva, ma anche morta, o di vegetali. Notturni o diurni, solitari o talvolta gregari sono diffusi dall’estremo nord fino a latitudini molto a sud. Molti forniscono carne, moltissimi pelliccia. Si dividono in sei famiglie:

i FELINI: leone, tigre, pantera, leopardo, giaguro, puma, lince, gatto.
i CANIDI: cane, lupo, volpe, sciacallo.
le IENE.
i MUSTELIDI: ermellino, puzzole, donnola, lontra, tasso.
i VIVERRIDI: zibetto, topo di faraone, mungo.
gli ORSI.

I mammiferi ungulati hanno l’ultima falange delle dita rivestita da un’unghia spessa, chiamata zoccolo, e i metatarsi molto allungati. Prendendo in esame il numero delle dita essi compongono due ordini: i Perissodattili (con un numero dispari di dita) e gli Artiodattili (con un numero pari di dita).

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Mammiferi

Il sonno

Tratto dall’articolo di Jerome M. Siegel “Perché dormiamo” - “Le Scienze” n°424 Dicembre 2003

Il sonno REM è il proverbiale rebus, avvolto in un mistero all’interno di un enigma.
In sintesi:

I mammiferi sperimentano due tipi di sonno – il sonno REM e quello non-REM – che si alternano in un ciclo regolare.
Il sonno non-REM è per il cervello uno stato di riposo e riparazione, mentre il sonno REM è accompagnato da alti livelli di attività metabolica cerebrale e sogni vividi.
Anche piccole riduzioni della durata del sonno conducono a un progressivo incremento della sonnolenza nello stato di veglia, dato che il cervello si sforza di ripagare il debito di sonno. Questa condizione provoca una concentrazione lacunosa, carenza di motivazioni e prestazioni intellettive al di sotto dei livelli ottimali.
Gli esseri umani non hanno tempi di sonno REM particolarmente lunghi – da 90 a 120 minuti per notte – se confrontati con quelli degli altri mammiferi. (E se gli esseri umani con buone prestazioni scolastiche o con elevato quoziente intellettivo non mostrano di avere fasi REM del sonno in misura maggiore o minore di coloro che ottengono i punteggi più bassi.) Comunque, la quantità di tempo trascorso nel sonno REM cambia nel corso della vita di un individuo. In tutti gli animali sinora studiati, la quota di tempo dedicata al sonno REM è massima nelle prime fasi di vita del soggetto e scende gradualmente a un livello inferiore e costante nell’età adulta.

Quanto Dormono?

La dimensione corporea è il principale fattore che determina la quantità di sonno di cui una specie ha bisogno. Più grande è l’animale, minore è la durata del sonno che gli è necessaria.

Ore	Opossum	Ornitorinco	Furetto	Gatto	Cane	Uomo	Delfino	Elefante
non-REM	11,4	6	8,4			6	9,8	2,5
REM	6,6	8	6			2	0,2	0,5
Totali	18	14	14,4	12,5	10,1	8	10	3

mammiferi

Perché dormiamo?

Le ragioni del perché dedichiamo tanto tempo al sonno stanno diventando sempre meno enigmatiche.

Gli uccelli lo fanno. E, per allontanarci un poco dalle parole di una famosa canzone di Cole Porter (Let’s Fall in Love), sembra che lo facciano anche i moscerini della frutta. Gli esseri umani lo fanno, questo è certo. Non stiamo parlando dell’amore, ma del dormire. Il Macbeth di Shakespeare dice che il sonno “dipana l’aggrovigliata matassa degli affanni” ed è “il balsamo degli animi feriti, la seconda portata nel convito della grande natura, il principale alimento nel banchetto della vita…”. Il Sancho Panza di Cervantes ne canta invece le lodi come “cibo che cura ogni fame, acqua che estingue ogni sete, fuoco che scalda il gelo, freddo che placa il cuore … il contrappeso che rende il pastore uguale al Re e il semplice al saggio”. Ma il semplice e il saggio si sono sempre posti due domande strettamente legate l’una all’altra: che cos’è il sonno, e perché ne abbiamo bisogno? Una risposta ovvia all’ultima domanda è che un sonno adeguato è necessario per stare svegli e vigili. Quella risposta, però, non risolve il problema. E’ come dire che si mangia per non morire d’inedia o si respira per non soffocare.
La vera funzione del mangiare è fornire all’organismo sostanze nutrienti, e quella del respirare è assumere ossigeno ed espellere biossido di carbonio. Ma non abbiamo una spiegazione altrettanto semplice per quanto riguarda il dormire. Tuttavia la ricerca sul sonno, che ha meno di un secolo di storia come campo specializzato di investigazione scientifica, ci consente di formulare almeno ragionevole ipotesi sulla funzione di quello stato in cui trascorriamo un terzo della nostra vita.

Che cos’è il sonno?

Nonostante la difficoltà di definire rigorosamente il sonno, un osservatore è generalmente in grado di dire se qualcuno è addormentato oppure no: di solito chi dorme mostra una relativa “disattenzione” per ciò che lo circonda ed è più o meno immobile. La cosa, si badi, non è banale: i delfini e altri mammiferi marini nuotano durante il sonno, e alcuni uccelli possono dormire durante le lunghe migrazioni.
Nel 1953, all’Università di Chicago, il pioniere della ricerca sul sonno Nathaniel Kleitman e il suo studente Eugene Aserinsky diedero uno scossone all’idea allora diffusa che il sonno non costituisse altro che una sospensione di gran parte dell’attività cerebrale. Essi scoprirono che il sonno – nella fase oggi nota come sonno REM – è caratterizzato da rapidi movimenti oculari. L’esistenza della fase REM implicava dunque un’attività cerebrale durante il sonno. Tutti i mammiferi terrestri sinora studiati mostrano una regolare alternanza di sonno REM e non-REM (chiamato anche, quest’ultimo, sonno quieto o a onde lente). Più recentemente, i progressi in questo campo hanno consentito di caratterizzare la natura del sonno a livello dei neuroni cerebrali. Negli ultimi 20 anni, i ricercatori hanno imparato a padroneggiare tecniche che consentono di guidare sottilissimi microelettrodi (del diametro di soli 32 micrometri) in varie regioni del cervello. Questi filamenti non producono dolore una volta impiantati e sono stati usati sia in esseri umani sia in animali di laboratorio per studiare l’attività cerebrale durante la veglia e il sonno. Come ci si poteva aspettare, queste indagini hanno dimostrato che la maggior parte dei neuroni cerebrali si trova ai massimi livelli d’attività, o quasi, mentre il soggetto è sveglio. Ma il comportamento dei neuroni durante il sonno varia in modo sorprendente. Per quanto il comportamento del dormiente, visto dall’esterno, sia identico durante le fasi di sonno REM e non-REM, il cervello si comporta in modo del tutto differente. Durante il sonno non-REM, la maggior parte dei neuroni situati nel midollo allungato, immediatamente al di sopra del midollo spinale, riduce o arresta la propria attività (misurabile attraverso scariche elettriche), mentre i neuroni della corteccia cerebrale e delle regioni adiacenti del prosencefalo riducono solo di poco le proprie scariche elettriche. Ciò che cambia in modo marcato è la struttura complessiva dell’attività. Durante la veglia, un neurone bada più o meno agli affari propri. Durante le fasi di sonno non-REM, invece, neuroni corticali adiacenti iniziano a scaricare in sincronia, con una frequenza relativamente bassa. (In modo apparentemente paradossale, questa attività elettrica sincrona genera onde cerebrali di potenziale maggiore di quanto non avvenga durante la veglia. Tuttavia, come accade in un motore di automobile tenuto al minimo, anche il cervello consuma meno energia quando funziona in questo modo.) Respirazione e pulsazioni cardiache tendono a essere regolari durante il sonno non-REM, ed è molto meno frequente fare sogni vividi. Un piccolo gruppo di cellule cerebrali alla base del prosencefalo è al massimo della sua attività solo durante il sonno non-REM. Queste cellule, forse non più di 100.000 negli esseri umani, che possiamo chiamare neuroni di addormentamento, avrebbero il compito di indurre il sonno. I segnali precisi che attivano questi neuroni non sono ancora del tutto chiari, ma un incremento del calore corporeo durante lo stato di veglia è chiaramente in grado di attivare alcune di queste cellule, il che può spiegare la sonnolenza che spesso ci colpisce durante il bagno caldo o con l’afa estiva. D’altro canto, per diversi aspetti il sonno REM assomiglia molto allo stato di veglia. Le onde cerebrali rimangono a basso potenziale in quanto i neuroni tornano a comportarsi da “individualisti”. Inoltre gran parte delle cellule cerebrali, sia nel prosencefalo sia nel midollo allungato, è attiva, e comunica con altri neuroni con una frequenza almeno uguale a quella dello stato di veglia. Anche il consumo complessivo di energia da parte del cervello nel sonno REM è paragonabile a quello della veglia. L’intensa attività nervosa accompagna gli spasmi e i movimenti oculari che danno al sonno REM il suo nome. Cellule specializzate del midollo allungato, i neuroni di addormentamento REM, diventano in effetti particolarmente attive durante il sonno REM e sembrano essere responsabili della generazione di questo stato. I nostri sogni più vividi si svolgono durante il sonno REM, e il sognare è accompagnato dalla frequente attivazione dei centri motori del cervello, altrimenti operativi solo durante i movimenti nello stato di veglia. Fortunatamente, la maggior parte dei movimenti durante il sonno REM viene inibita da due processi biochimici complementari che coinvolgono neurotrasmettitori, le sostanze chimiche che trasportano fisicamente i segnali da neurone a un altro in corrispondenza della sinapsi (il punto di contatto tra due neuroni). Il cervello cessa di produrre i neurotrasmettitori che attivano i neuroni motori (i controllori dei muscoli), e ne secerne altri che invece li bloccano. Questi meccanismi non riguardano, però i neuroni motori preposti al controllo dei muscoli che muovono gli occhi, consentendo i rapidi movimenti oculari che danno alla fase di sonno REM il suo nome.
Il sonno REM condiziona profondamente anche i sistemi cerebrali che controllano organi e apparati. Per esempio, la frequenza cardiaca e respiratoria diviene irregolare durante il sonno REM, così come lo è durante la veglia attiva. Inoltre la temperatura corporea non è più regolata, e chi dorme tende ad assumere la temperatura ambiente. Per di più, i maschi hanno erezioni e le femmine dilatazioni del clitoride, anche se il sogno non contiene riferimenti di carattere sessuale. Questa breve descrizione dei fenomeni che accompagnano il sonno è abbastanza accurata ma insoddisfacente. Rimane, infatti, la questione di fondo: a che cosa serve il sonno?

La funzione del sonno

In occasione di un recente convegno sul sonno, uno dei presenti ha fatto notare come la funzione del sonno rimanesse in definitiva misteriosa. Il presidente della sessione reagì con veemenza, tuttavia non fu in grado di dare una concreta descrizione del perché, esattamente, la funzione del sonno non dovesse più essere considerata misteriosa. Chiaramente, non esiste ancora un accordo generale, ma è già possibile avanzare alcune ipotesi che a molti esperti sembrano ragionevoli. Un approccio efficacie per comprendere la funzione del sonno consiste nell’osservare quali cambiamenti fisiologici e comportamentali implica la sua deprivazione. Già più di un decennio fa si era osservato che, nei ratti, la totale deprivazione di sonno conduce alla morte. Benché gli animali sottoposti a questa prova consumassero cibo in quantità maggiore del normale e presentassero aumento della frequenza cardiaca e del dispendio di energia (il che faceva sospettare una eccessiva perdita di calore) il loro peso diminuiva ed essi morivano, per ragioni non ancora chiarite, nel giro di 10-20 giorni. Più rapidamente, quindi, di quanto avrebbero fatto se fossero stati tenuti a digiuno, ma se avessero potuto dormire normalmente. Negli esseri umani, una rarissima malattia degenerativa del cervello chiamata insonnia familiare fatale conduce alla morte dopo parecchi mesi dal suo esordio. Ancora non è chiaro se a essere fatale sia la mancanza di sonno in sé e per sé o se siano da chiamare in causa altri aspetti del danno cerebrale. Gli studi sulla deprivazione del sonno negli esseri umani hanno evidenziato che la sonnolenza aumenta anche in seguito a piccole riduzioni dei tempi di sonno notturno. La sonnolenza durante la guida di autoveicoli o durante altre attività che richiedono una vigilanza continua è pericolosa come il consumo di alcool. Ma i dati disponibili suggeriscono che “aiutando” qualcuno ad aumentare la durata del sonno con l’uso, a lungo termine, di sedativi non si ottengono benefici per la salute ben definiti, e anzi si potrebbe abbreviare la durata della vita. (Circa sette ore di sonno per notte si correlano con la massima durata di vita negli esseri umani.) La spinta al sonno è così inesorabile che per ottenere una deprivazione totale del sonno è necessaria una stimolazione ripetuta e intensa. I ricercatori che si basano sulla deprivazione per studiare la funzione del sonno si trovano pertanto a dover affrontare quasi subito la difficoltà di distinguere gli effetti dello stress da quelli della mancanza di sonno. Un altro importante indizio sulla possibile funzione del sonno proviene dall’enorme variabilità del suo fabbisogno da una specie all’altra. Per esempio, una talpa trascorre 22 ore al giorno dormendo, mentre un elefante se la cava con tre o quattro. Ci si aspetterebbe che specie strettamente imparentate, tanto da presentare notevoli somiglianze genetiche, fisiologiche e comportamentali, abbiano abitudini di sonno simili. Tuttavia studi di laboratorio, su animali in cattività e allo stato selvaggio, hanno rilevato che il bisogno di sonno non ha alcuna relazione con la classificazione tassonomica: il campo di variabilità di diversi primati si sovrappone in larga parte a quello dei roditori, il quale si sovrappone, a sua volta, a quello dei carnivori, e così via attraverso molti ordini di mammiferi. Ma se la parentela evolutiva non stabilisce la durata del sonno che cos’è, allora, a determinarla?
La risposta è che tutto dipende dalle dimensioni: gli animali più grandi semplicemente hanno meno bisogno di sonno. Gli elefanti, le giraffe e i grandi primati (come l’uomo) necessitano di relativamente poco sonno; ratti, gatti, arvicole e altri piccoli animali trascorrono la maggior parte del loro tempo dormendo. Il fenomeno si spiega osservando che gli animali piccoli hanno tassi metabolici più alti e maggiori temperature cerebrali e corporee rispetto ai grandi animali. E il metabolismo è un processo che genera radicali liberi, prodotti chimici estremamente reattivi che danneggiano le cellule e gli acidi nucleici, le proteine e i lipidi. Il danno prodotto dai radicali liberi in molti tessuti dell’organismo può essere ovviato sostituendo le cellule compromesse con nuove cellule, generate per divisione cellulare; però la maggior parte delle regioni cerebrali non produce quantità significative di nuove cellule cerebrali dalla nascita in poi. (L’ippocampo, coinvolto nell’apprendimento e nella memoria, è un’importante eccezione.) L’abbassamento del tasso metabolico e della temperatura cerebrale che si verificano durante il sonno non-REM sembrano offrire un’opportunità di riparare ai danni verificatisi durante la veglia. Per esempio, enzimi normalmente occupati nel mantenimento del metabolismo cellulare possono essere diretti alla riparazione. Oppure vecchi enzimi, alterati a loro volta dai radicali liberi, possono essere sostituiti da nuovi enzimi più funzionali. Lo scorso anno il mio gruppo presso l’Università della California a Los Angeles ha scoperto quella che riteniamo essere la prima prova di danno alle cellule cerebrali (nella forma di rottura della membrana cellulare) in ratti, verificatosi come conseguenza diretta della deprivazione di sonno. Questa scoperta va a sostegno dell’idea che il sonno non-REM serva a prevenire il danno metabolico. L’ipotesi della riparazione cellulare potrebbe elegantemente spiegare il sonno non-REM, ma non quello REM. In effetti, dato che durante il sonno REM la maggior parte delle cellule cerebrali è almeno altrettanto attiva che durante la veglia, esse non potrebbero subire processi riparativi. Ma c’è un gruppo specifico di cellule cerebrali che va contro questa tendenza ed è di particolare interesse ai fini di capire la funzione del sonno REM. Si ricordi che la produzione di alcuni neurotrasmettitori cessa durante il sonno REM, disabilitando i movimenti corporei e riducendo la consapevolezza di ciò che avviene nell’ambiente. I neurotrasmettitori chiave coinvolti – noradrenalina, serotonina e istamina – sono chiamati monoammine, in quanto ognuno di essi contiene un gruppo amminico. Le cellule cerebrali che producono queste monoammine sono ininterrottamente al massimo della loro attività nello stato di veglia (e possono avere un ruolo nella generazione di nuove cellule nell’ippocampo). Ma Tennis McGinty e Ronald Harper dell’Università della California a Los Angeles hanno scoperto nel 1973 che queste cellule interrompono del tutto la loro attività elettrica durante il sonno REM. Nel 1988 Michael Rogawski dei National Institute of Health e io ipotizzammo che la sospensione del rilascio dei neurotrasmettitori sia vitale per un adeguato funzionamento di questi neuroni e dei loro recettori. Vari studi indicano che un rilascio ininterrotto di monoammine può desensibilizzare i recettori del neurotrasmettitore. Sospendere la liberazione dei neurotrasmettitori durante il sonno REM potrebbe quindi consentire ai sistemi dei recettori di “riposare” e recuperare così la piena sensibilità indispensabile per la regolazione dell’umore. (I più comuni antidepressivi funzionano proprio attraverso l’inibizione della ricaptazione della serotonina, un processo che causa un netto incremento nella quantità di neurotrasmettitore disponibile per i recettori.) Questi neurotrasmettitori svolgono anche un ruolo nel modificare le connessioni intracerebrali in risposta alle nuove esperienze. La cessazione del loro rilascio durante il sonno REM potrebbe essere pertanto un modo per prevenire cambiamenti nelle connessioni cerebrali che altrimenti potrebbero crearsi inavvertitamente come risultato dell’intensa attività di altre cellule cerebrali nel sonno REM. Nel 2000, Pail J. Shaw e colleghi presso il Neurosciences Institute di La Jolla, in California, hanno scoperto che nei moscerini della frutta esiste un legame tra i livelli di monoammine e i periodi durante i quali gli insetti sono relativamente inattivi. Essi hanno osservato che interrompendo i periodi di inattività dei moscerini si provocava l’incremento dei livelli di monoammine, proprio come nell’uomo. La scoperta suggerisce che il ripristino della funzione del neurotrasmettitore, un attributo di quello che chiamiamo “sonno”, abbia fatto la sua comparsa ben prima che i mammiferi apparissero sulla Terra.

Altre possibilità

Che cos’altro potrebbe fare il sonno REM? Ricercatori come Frederick Snyder e Thomas Wehr dei National Institutes of Health e Robert Vertes della Florida Atlantic University hanno ipotizzato che, durante il sonno REM, l’elevata attività delle cellule nervose che non sono coinvolte nella produzione di monoammine consenta ai mammiferi di essere più preparati dei rettili ad affrontare le insidie dell’ambiente. Quando si trovano in un ambiente freddo, anche da svegli i rettili sono lenti e hanno bisogno di una fonte di calore esterna per diventare reattivi al punto giusto. Invece, anche se durante il sonno REM non sono ben termoregolati, i mammiferi continuano ad avere un’intensa attività dei neuroni che può innalzare il tasso metabolico del cervello, aiutandoli a tenere sotto controllo una determinata situazione in modo da reagire più rapidamente al risveglio. L’osservazione secondo cui gli esseri umani sono molto più vigili quando vengono svegliati da un sonno REM di quanto non lo siano al risveglio da un sonno non-REM fornisce una conferma a questa ipotesi. Gli studi sulla deprivazione del sonno indicano, comunque, che il sonno REM deve fare qualcosa di più che non predisporre il cervello per il risveglio. Questi studi dimostrano che gli animali privati del sonno REM si rifanno ampiamente del “debito” quando ne hanno l’opportunità, a dimostrazione dell’importanza di questa fase del sonno. Naturalmente, se il risveglio del cervello fosse la la sola funzione del sonno REM, anche lo stato di veglia dovrebbe adempiere a questo stesso compito, dal momento che il cervello allo stato di veglia è ben attivo e riscaldato. Forse il debito di sonno REM è connesso con la necessità di mettere a riposo i sistemi delle monoammine o altri sistemi che durante il sonno REM vengono disattivati. Le vecchie idee secondo le quali la deprivazione di sonno REM condurrebbe alla malattia mentale si sono dimostrate completamente false (anche se non si può negare che deprivare qualcuno del sonno, per esempio pungolandolo per svegliarlo di continuo, può causare una notevole irritazione). In realtà, la deprivazione di sonno REM può alleviare la depressione clinica. Il meccanismo di questo fenomeno è ancora oscuro, ma si è ipotizzato che la deprivazione imiti gli effetti degli antidepressivi: dal momento che durante il sonno REM non si verifica il normale decremento delle monoammine, la concentrazione sinaptica dei neurotrasmettitori, che nei soggetti depressi è inferiore alla norma, aumenta.
Alcuni ricercatori stanno inseguendo l’idea che il sonno REM possa avere un ruolo nel consolidamento della memoria, ma le prove a sostegno sono deboli e contraddittorie. A deporre contro il consolidamento della memoria ci sono invece diverse certezze. Per esempio, le persone che presentano danni cerebrali tali da impedire il sonno REM, o che hanno subito un blocco del sonno REM indotto da farmaci, hanno una memoria normale o perfino migliorata. E per questo la deprivazione di sonno REM dopo un periodo di apprendimento da svegli non sembra interferire con la memorizzazione delle nuove informazioni. Inoltre, il sonno dei delfini è privo o quasi della fase REM, e tuttavia questi animali dispongono di notevoli capacità di ragionamento e apprendimento.
Di fatto, la capacità di apprendimento da specie a specie non sembra essere correlata alla durata totale del sonno REM. Gli esseri umani non hanno tempi di sonno REM particolarmente lunghi – da 90 a 120 minuti per notte – se confrontati con quelli degli altri mammiferi. (E se gli esseri umani con buone prestazioni scolastiche o con elevato quoziente intellettivo non mostrano di avere fasi REM del sonno in misura maggiore o minore di coloro che ottengono i punteggi più bassi.) Comunque, la quantità di tempo trascorso nel sonno REM cambia nel corso della vita di un individuo. In tutti gli animali sinora studiati, la quota di tempo dedicata al sonno REM è massima nelle prime fasi di vita del soggetto e scende gradualmente a un livello inferiore e costante nell’età adulta. Un ulteriore, affascinante fatto emerge dal confronto tra numerose specie: il migliore fattore di previsione della quantità di sonno REM per un adulto di una determinata specie è il grado di immaturità della prole di quella specie al momento della nascita. Nel 1999 Jack Pettigrew e Paul Manger dell’Università del Queensland, in Australia, e io abbiamo studiato un soggetto di ricerca alquanto insolito: l’ornitorinco. Questo mammifero, tra i più arcaici dal punto di vista evolutivo, ci ha sorpreso rilevandosi il campione dei dormitori REM: circa otto ore al giorno. L’ornitorinco nasce completamente indifeso e cieco, non può termoregolarsi o procacciarsi il cibo autonomamente, e rimane attaccato alla madre per settimane dopo la nascita. All’altro estremo, il delfino neonato può e deve termoregolarsi, nuotare, seguire la madre ed evitare i predatori. E i delfini adulti, come accennato in precedenza, non hanno quasi per nulla il sonno REM.
Michel Jouvet, il pioniere della ricerca sul sonno che quaranta anni fa scoprì che il midollo allungato genera il sonno REM, ha proposto un’ipotesi stimolante per spiegare le grandi quantità di sonno REM negli animali che nascono immaturi. L’intensa attività neuronale e il grande dispendio di energia caratteristici del sonno REM, ritiene Jouvet, hanno un ruolo nelle prime fasi di vita per stabilire le connessioni neuronali geneticamente programmate che rendono possibile il cosiddetto comportamento istintivo. Prima della nascita, o negli animali che presentano uno sviluppo sensoriale ritardato, il sonno REM può fungere da sostituto della stimolazione esterna che sollecita lo sviluppo neuronale negli animali già maturi alla nascita. Gli esperimenti di Howard Roffwarg, direttore dello Sleep Disorders Center del Medical Center dell’Università del Mississippi, dei suoi collaboratori, forniscono sostegno a questa ipotesi. Roffwarg ha scoperto che l’impedimento del sonno REM nei gatti durante queste prime fasi di sviluppo può causare anomalie nello sviluppo del sistema visivo. Gli animali che iniziano ad avere lunghe fasi di sonno REM fin dai primi tempi successivi alla nascita continuano a sperimentarne quantità relativamente consistenti in età matura. Ma in che modo l’immaturità alla nascita può influenzare la durata del sonno REM nelle fasi successive della vita? In semplici termini evolutivi, gli animali che hanno brevi fasi di sonno REM dovrebbero aver bisogno di meno energia fornita dal cibo, e dovrebbero generare più discendenti degli animali che sperimentano lunghi periodi di alto consumo energetico. Da questo punto di vista, è plausibile che gli animali ancora caratterizzati da lunghe fasi di sonno REM debbano avere evoluto una funzione che non si riscontra in animali precoci. Ma quella funzione è ancora da identificare. I ricercatori che si occupano del sonno confidano che i progressi nell’identificazione delle regioni cerebrali che controllano il sonno REM e non-REM possano presto condurre a una comprensione più ampia e soddisfacente del sonno e delle sue funzioni. Nell’approfondire ulteriormente lo studio dei meccanismi e dell’evoluzione del sonno, acquisiremo presumibilmente nozioni più precise su ciò che durante il sonno viene riparato o messo a riposo, e sul perché questi processi vengano realizzati nel modo migliore proprio durante il sonno.

AUTORE:
Jerome M. SIEGEL è professore di psichiatria e membro del Brain Research Institute presso il Medical Center dell’Università della California a Los Angeles. E’ anche a capo della ricerca neurobiologica presso Sepulveda Veterans Affairs Medical Center.

BIBLIOGRAFIA:
CARSKADON M. A. (a cura), Enciclopedia of Sleep and Dreaming, Macmillan, 1993.
SIEGEL J.M., Narcolessia, in “Le Scienze”, n. 380, aprile 2000.
KRYGER M.H.ROTH e DEMENT W.C.(a cura), Principles and Practice of Sleep Medicine, W.B. Saunders, 2000.
RECHTSCHAFFEN A. e SIEGEL J.M., Sleep and Dreaming, in Principles of Neural Science a cura di E.R. Kandel- Mc Graw-Hill, 2000
SIEGEL J.M., The REM Sleep-Memory Consolidation Hypothesis, in “Science”, n.294 ,2001
Dal sonno ai sogni, sezione speciale, in “Mente e Cervello” n.4 luglio-agosto 2003
Per altre informazioni si veda il sito del Center of Sleep Research della UCLA:
www.npi.ucla.edu/sleepresearch

Fine articolo Mammiferi tutto di tutto

Mammiferi

Appunti di Zoologia
Prof. Biagio D’Aniello

Strategie di sviluppo

Lo sviluppo può avvenire completamente nel corpo materno o le uova sono deposte all’esterno.
Definizioni tradizionali
Oviparità: modalità per cui l’uovo è deposto e si sviluppa all’esterno del corpo dell’organismo madre.
Viviparità: l’embrione è ritenuto nel corpo della madre, la quale fornisce un supporto nutrizionale.
Negli organismi che utilizzano una strategia vivipara, la nascita coincide con il parto, nei vivipari con la schiusa.
Ovoviviparo: un termine introdotto per indicare una via intermedia tra la viviparità e l’oviparità. Indica un tipo di modalità riproduttiva per cui l’uovo viene ritenuto fino alla schiusa nel corpo materno, ma non presuppone alcun supporto metabolico o scambio con i tessuti materni. Questo però non accade mai, quanto meno la madre predispone l’ambiente chimico ideale (scambio di gas o nutrienti elementari). L’uso di questo termine è sconsigliato perché non fornisce alcuna indicazione tra i rapporti madre/uovo. Meglio considerare questi casi come generica viviparità e provare a dare successivamente delle definizioni più esplicative per le modalità di sviluppo embrionale.
All’interno dei vertebrati la viviparità non è nota negli agnati. Nei condroitti è molto diffusa, ma rara in osteitti e anfibi. I rettili hanno un’alta incidenza di viviparità, ma solo nel gruppo degli squamati. Gli uccelli sono tutti ovipari e i mammiferi tutti vivipari (tranne le poche specie di monotremi viventi che depongono le uova e poi allattano i piccoli).
La gestazione può avvenire lungo i tubuli delle vie riproduttive, quindi tratti oviduttali (es. rettili e condroitti) o utero (mammiferi). Nei teleostei gli ovari sono in diretto collegamento con l’esterno mediante un poro. Non essendo presenti vie di trasporto delle uova, le specie vivipare incubano l’embrione nel lume dell’ovario (sviluppo intralume) o addirittura nel follicolo ovarico (sviluppo follicolare). Da notare che in questi casi la fecondazione precede l’ovulazione.

Diffusione della viviparità nei vertebrati

Taxon	Agnati	Condroitti	Osteitti	Anfibi	Rettili	Uccelli	Mamiferi
Frequenza in %	0	65	2,8	3%	20	0	99
Esempi	0	Squalo balena, Squalo maccarello, Razze	Latimeria, Guappy, Pesce quattrocchi	Salamandra atra, Salamandra pezzata, Pletodontidi, Diversi apodi	Luscengola, Vipera, Diverse altre specie di squamati di numerose famiglie	0	Tutti i mammiferi euteri e marsupiali

La viviparità è presente anche negli invertebrati, di regola con forme molto primitive, anche se esistono casi ben documentati di forme di viviparità molto elaborate. Alcune spugne si limitano a trattenere l’uovo fino alla formazione della larva. Analogamente alcune meduse trattengono le uova dopo la fecondazione interna in speciali invaginazioni del corpo materno fino allo sviluppo della planula (es. Cyanea sp.); in altri casi tutto lo sviluppo avviene nelle tasche, anche le fasi embrionali sono accorciate e nascono direttamente giovani meduse (es. Stygiomedusa sp.). Anche i rotiferi presentano varie specie vivipare e più raramente gli anellidi policheti, nei quali l’embrione si sviluppa nel celoma. Nei molluschi gasteropodi la larva può svilupparsi nella cavita palleale (es. vermetidi) o nelle vie genitali (es. Littorina saxatilis, Viviparous viviparous), mentre in alcuni lamellibranchi le uova sono trattenute sulle branchie fino allo sviluppo della larva (es. unionidi). Tra gli artropodi, gli scorpioni presentano una viviparità molto spinta, con gli embrioni che possono essere nutriti attraverso una sorta di cordone ombelicale, il quale incorpora i nutrienti direttamente dall’intestino. Anche negli insetti ci sono casi di viviparità, come ad esempio in molte specie di afidi, coleotteri (es. Stafilinidi) e ditteri (es. generi Sarchophaga e Glossina) e rari casi nei tricotteri (es. Notanatolica vivipara). Nei ditteri pupipari sono partorite in alcuni casi direttamente le pupe, cioè tutto lo sviluppo embrionale si compie all’interno delle vie riproduttive materne.

Modalità nutrizionali dell’embrione
Lecitotrofia: l’embrione si sviluppa esclusivamente con i nutrienti presenti nel vitello (tuorlo) dell’uovo (es. ovviamente tutti gli ovipari; tra i vivipari, molti rettili squamati; qualche anfibio e alcuni condroitti e osteitti e quasi tutti gli invertebrati).
Matrotrofia: l’embrione utilizza nutrienti prelevati dalla madre che fornisce tali sostanze (es. mammiferi, scorpioni).
Spesso l’embrione inizia lo sviluppo con la lecitotrofia, poi successivamente passa alla matrotrofia.

Modalità di sviluppo embrionale e trasferimento dei nutrienti
Oviparità lecitotrofica: sono deposte uova e l’embrione è nutrizionalmente autonomo.
Viviparità lecitotrofica: le uova non sono deposte, ma l’embrione è autonomo.
Viviparità matrotrofica: l’embrione è ritenuto e gli vengono forniti nutrienti con varie modalità dai tessuti materni.
Oviparità matrotrofica: caso particolare per cui le uova fecondate assorbono gradi quantità di secrezioni oviduttali (nutrienti) prima di essere deposte.

	Oviparità	Viviparità
Lecitotrofia	Loricati; Cheloni; molti squamati e anamni; uccelli Maggioranza assoluta degli invertebrati e degli osteitti.	Molti squamati; pochi anfibi; alcuni condroitti e osteitti. Maggioranza degli invertebrati vivipari.
Matrotrofia	Mammiferi monotremi	Pochi squamati; alcuni anfibi, condroitti e osteitti; mammiferi euteri. Scorpioni.

E’ ovvio che il presupposto fondamentale per l’evoluzione della viviparità è la fecondazione interna. Tuttavia, esistono casi di viviparità associati alla fecondazione esterna.
Pseudoviviparità: forma inusuale di oviparità per cui le uova fecondate all’esterno, sono poi incubate in strutture interne della femmina o del maschio, come cavità gastrovascolare (anemoni), camera branchiale (molluschi), tasche sulla cute (ippocampi), bocca (alcuni pesci).

I maschi con il pancione
I signatidi maschi dopo la fecondazione esterna raccolgono le uova in un sacca addominale (marsupio) nella quale gli embrioni contrarranno delle connessioni anatomiche con i tessuti paterni. Alla fine della gestazione avviene un parto maschile.

Siti di deposizione delle uova
Le uova posssono essere lasciate libere nella colonna d’acqua (osteitti marini pelagici; molti invertebrati marini). In molti pesci le uova sono deposte sulle foglie delle piante acquatiche, sulle quali si attaccano grazie ad un secreto appiccicoso. I genitori possono provvedere a ripulirle e ventilarle. Le uova degli squali sono provvisti di cirri che servono per agganciarsi alla vegetazione. Gli anfibi depongono le uova in acqua singolarmente o in cordoni; a volte anche sulle foglie della vegetazione ripariale, dalle quali i girini cadono nell’acqua alla schiusa. I tritoni spesso ripiegano le foglie delle piante acquatiche per nasconderle meglio. Anche gli organismi terrestri depongono spesso le uova sulle piante. La scelta della madre spesso ricade su piante commestibili per il neonato se erbivoro (es. farfalle). I parassitoidi depongono le uova negli ospiti, così le larve hanno a disposizione tutto il materiale energetico necessario per il loro sviluppo (es. l’Ammophila depone l’uovo in un bruco; Aphidius in un afide). Le uova possono essere anche attaccate alle rocce, di regola sotto o in cavità poco visibili e accessibili. Molte specie preparano accuratamente i siti in cui deporre le uova: i rettili scavano buche; gli uccelli costruiscono nidi ben nascosti o in luoghi inaccessibili per i predatori. I nidi sono costruiti intrecciando vari materiali vegetali o impastati con la saliva e il fango (rondini). Lo spinarello produce un collante nel fegato che utilizza per attaccare i materiali usati per il nido. Alcune specie di anfibi portano le uova attaccate al corpo (es. la femmina si Pipa pipa con uova sul dorso o il maschio di Alytes obstetricans, con le uova attaccate alla regione posteriore del corpo).

Pattern di trasferimento nutrienti dalla madre all’embrione
Placentotrofia (contatto diretto). La placenta è un organo della nutrizione embrionale costituito dall’unione dei tessuti materni e embrionali. Nei mammiferi la placenta è di derivazione corioallantoidea. In quella più evoluta il i villi coriali penetrano in lacune di sangue dell’utero materno (placenta emocoriale). In altri vertebrati la placenta può essere costituita dal sacco vitellino (placenta vitellina).
Trofodermia: in questo caso i nutrienti materni, prodotti come secrezioni uterine, sono assorbiti con strutture specializzate embrionali. Quindi, non c’è un contatto diretto con i tessuti materni. L’embrione può assorbire i nutrienti con la superficie esterna del corpo (dermotrofia) o attraverso derivati intestinali (enterotrofia), detti trophotaeniae (es. condroitti).
Oofagia: ingestione di uova non fecondate durante gestazione ad opera degli embrioni in via di sviluppo (es. squalo mako).
Adelfofagia: ingestione di fratelli durante gestazione. Nella salamandra avviene occasionalmente, quando la femmina non riesce a partorire per ragioni climatiche. Nello squalo toro sono prodotti sistematicamente fratelli più piccoli per alimentare gli embrioni più avanti nello sviluppo.

Svantaggi e vantaggi delle strategie vivipare e ovipare
La scelta di una determinata strategia riproduttiva è uno dei fattori più importanti che favoriscono il successo evolutivo individuale. Molti animali hanno ottenuto un buon successo evolutivo attraverso l’oviparità, altri hanno scelto una strategia riproduttiva alternativa: la viviparità. Queste due modalità presentano sia dei vantaggi sia degli svantaggi e si sono affermate alternativamente in relazione al tipo di nicchia ecologica della specie.
Svantaggi oviparità: predazione uova, attacchi microbici, disidratazione, esposizione a raggi ultravioletti e temperature estreme.
Svantaggi viviparità: i problemi di reperimento del cibo della madre si riflettono sulla sopravvivenza della prole; limiti di spazio nello sviluppo; limitazione del numero gravidanze (limiti nell’output riproduttivo).
Quindi, la viviparità può evolvere solo dopo un’analisi dei costi e dei benefici. Spesso con l’oviparità si possono ottenere gli stessi benefici della viviparità. Ad esempio negli uccelli c’è un’oviparità specializzata, per cui c’è termoregolazione delle uova ad opera dei genitori (cova); protezione contro la disidratazione e gli attacchi microbici mediante un guscio duro, membrane e albume; protezione contro i predatori operata dai genitori, dal mimetismo delle uova o grazie alla costruzione di nidi inaccessibili.

SVILUPPO POSTEMBRIONALE
NOTA: lo studente è autorizzato a discutere gli argomenti che seguono su schemi da lui stesso elaborati.
Lo sviluppo può essere diretto o indiretto. Nel primo caso la fase embrionale termina con la nascita di un organismo strutturalmente simile all’adulto. Nei poriferi lo sviluppo avviene attraverso una fase larvale (parenchimula o anfiblastula). Numerose sono le fasi larvali degli cnidari che si susseguono in un ciclo particolarmente complesso: planula (tutti), l’efira (solo scifozoi) e l’actinula (solo idrozoi). Numerosisime forme larvali sono anche note nei platelminti, che raramente hanno uno sviluppo diretto. Nei turbellari possono essere presenti due forme larvali liberamente natanti (larva di Muller e di Goette). Nei trematodi parassiti le larve vivono liberamente (miracidio e cercaria); formano cisti (metacercarie); oppure vivono in ospiti (sporocisti e redie). Nei cestodi le larve vivono quasi esclusivamente nell’ospite (oncosfera, idatide, cisticerco) e raramente hanno una vita libera (coracidio del botriocefalo). I nematodi e i rotiferi hanno uno sviluppo diretto. Le fasi larvali attribuite ai nematodi in realtà sono molto simili all’adulto, ma subiscono molte mute durante l’accrescimento. Nei molluschi cefalopodi lo sviluppo è diretto, cosi come nei gasteropodi polmonati. Nei bivalvi marini e alcuni gasteropodi è presente una larva trocofora, spesso con un secondo stadio larvale (veliger) nei bivalvi. Una larva particolare è presente nei molluschi dulciacquicoli (Unio, Anodonta): il glochidio, una larva parassita che si attacca alle branchie dei pesci. La trocofora ha la forma di una trottola e presenta corone di ciglia per il movimento. Una larva di tipo trocofora è anche presente nei policheti, mentre gli altri anellidi hanno uno sviluppo diretto. Tra gli artropodi, gli aracnidi hanno sviluppo diretto, mentre in crostacei e insetti è vario. Nella maggioranza dei crostacei si sviluppa un nauplio. Poi possono essere presenti forme larvali aggiuntive. Gli insetti apterigoti presentano uno sviluppo diretto (ametaboli). Altri possono presentare una metamorfosi incompleta (emimetaboli, es. ortotteri, odonati) o completa (olometaboli, es. imenotteri, coleotteri, ditteri, lepidotteri). Nei emimetaboli la forma adulta è raggiunta progressivamente attraverso una serie di mute. Gli insetti olometaboli hanno una metamorfosi estensiva che si compie in uno stadio intermedio (pupa). Gli echinodermi presentano delle larve ciliate diverse nei vari gruppi. Negli echinoidei c’è un echinopluteo e un ofiopluteo degli ofiuroidei. Gli asteroidei passano attraverso una bipinnaria, che si trasforma in una brachiolaria; gli oloturoidei producono un’auricolaria che si trasforma prima in una doliolaria, poi in pentactula. La larva dei crinoidei è una doliolaria. I cordati inferiori presentano tutti delle fasi larvali; quella delle ascidie è detta girino per la somiglianza con la larva degli anfibi anuri. Nei vertebrati lo sviluppo è in prevalenza diretto, tranne che in anfibi e pesci (con delle eccezioni) in cui vi è una forma larvale. Negli anfibi si ha una metamorfosi eclatante per cui i tessuti e gli apparati embrionali sono quasi tutti sostituiti da quelli dell’adulto.

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Mammiferi

Appunti di Zoologia
Prof. Biagio D’Aniello

Riproduzione sessuale
Nelle specie con riproduzione sessuale i due sessi hanno caratteristiche specifiche.

CARATTERISTICHE DEI SESSI
Apparati riproduttori
Le ghiandole sessuali in cui sono prodotti rispettivamente gli spermatozoi e le uova sono i testicoli e gli ovari. Essi sono indicati come caratteri sessuali primari e possono essere molto variabili nella struttura e nel numero; oppure sono assenti. In questo caso i gameti si differenziano da cellule disperse nel corpo. Es. nei poriferi si differenziano dagli archeociti o anche dai coanociti. Anche negli cnidari spesso le gonadi non sono bene differenziate. Le cellule sessuali possono differenziarsi nell’epitelio della gastrodermide, per uscire all’esterno dalla bocca (scifozoi); mentre negli idrozoi ci sono gonadi sulla parete esterna del corpo da cui i gameti si liberano direttamente nell’ambiente circostante.
A parte questi gruppi più primitivi, in generale le gonadi sono spesso accompagnate da un complesso sistema di tubuli con annesse ghiandole, in cui i gameti maturano, ricevono involucri, soggiornano in attesa di essere utilizzati.
Gonadi ben differenziate sono presenti a partire dai platelminti. Il loro numero è variabile e può essere molto elevato, ma è ridotto ad una o due nelle specie più derivate. Gli ovari possono essere semplici, ma in generale nelle forme più evolute sono costituiti da germari (che producono uova funzionali, ma prive di vitello) e i vitellogeni (che invece producono uova abortive ricche di vitello che si uniranno alle uova fertili). Le due tipologie ovariche confluiscono in un dotto comune, detto impropriamente utero, che spesso si presenta molto ramificato (specialmente nelle specie parassite). In esso sono presenti delle specializzazioni ghiandolari (es. ghiandole del guscio) e a volte spermateche (per la conservazione degli spermatozoi). Anche ai testicoli sono associati una serie di lunghi tubuli confluenti che li conducono all’esterno attraverso un organo copulatore, che è chiuso in una tasca, ma è estroflesso all’atto della copula. Entrambi gli apparati sono presenti nello stesso individuo (vedi ermafroditismo) qualche eccezione (es. schistosomi). Sono invece di regola a sessi separati (gonocorismo) i nematodi le cui gonadi sono tubulari e l’area germinativa e localizzata all’estremità cieca del tubulo. Le uova mature seguono il corso del tubulo fino a confluire in un dotto comune per unirsi a quelle provenienti dagli altri tubuli. Nel dotto comune si rileva la presenza di ghiandole del guscio e spermateche. Nel maschio gli spermatozoi possono essere stoccati in speciali camere lungo i tubuli e poi inviati al dotto deferente. Quest’ultimo termina in una cloaca, la quale è quasi sempre dotata di una o due spicole copulatici che sono estroflesse durante la copula.
Nei rotiferi l’ovario produce le uova, che ricevono le sostanze nutritive da una struttura separata, il germovitellario, che è una massa citoplasmatica unica, con nuclei cellulari dispersi. Una serie di tubuli confluenti sbocca in una cloaca. Il maschio ha un apparato riproduttore molto più semplificato: un testicolo, un breve dotto e un organo copulatore protusibile. Spesso l’inseminazione avviene per perforazione della cute della femmina (inseminazione ipodermica).
Tra gli anellidi ammassi di cellule germinali si localizzano sulla parete interna del celoma e i gameti, riversati nel liquido, escono di regola attraverso i metanefridi. Per contro nelle sanguisughe ci sono dotti gonadici differenziati in continuità con le gonadi, che comunque derivano dai metanefridi. Ammassi gonadici sono presenti in ogni metamero, tranne in alcuni casi, in cui risultano più localizzati (es. lombrichi). Sono di regola assenti organi copulatori, con qualche eccezione: Pisione remota possiede 30 paia di peni e la femmina atrettante aperture genitali. L’inseminazione della femmina può anche essere ipodermica. In alcuni casi gli spermatozoi sono riuniti in un pacchetto proteico (spermatofora) e deposti sulla superficie corporea della femmina (es. Hesionides arenaria). Successivamente essi escono dalla spermatofora, attraversano la cute e raggiungono gli ovari nuotando nel liquido celomatico.
I molluschi gasteropodi presentano in maggioranza una gonade unica, che si trova sulla massa viscerale in prossimità della ghiandola digestiva. I gameti sono trasportati all’esterno dai nefridi nelle specie più primitive, mentre in quelle più derivate c’è un complesso sistema tubulare derivati da un nefridio, con annesse ghiandole specializzate per la produzione di gusci, albume e gelatina delle uova nelle femmine e ghiandole prostatiche nel maschio. Nelle specie ermafrodite la gonade produce indifferentemente uova e spermatozoi (ovotestis). I dotti maschili e femminili si possono separare subito in prossimità della gonade, oppure terminalmente. Nelle specie a fecondazione interna è sempre presente un organo copulatore che può essere estroflesso. Nei lamellibranchi due gonadi si fondono quasi sempre in una. Non ci sono dotti specializzati, ma anche in questo caso la via d’uscita dei gameti sono i nefridi che sboccano nella cavità palliale e da qui all’esterno. Nei cefalopodi le gonadi tendono a formare una massa unica e hanno dotti confluenti in un dotto comune molto complicato dalla presenza di evidenti strutture ghiandolari, come le ghiandole nidamentali che formano i gusci delle uova o la ghiandola delle spermatofore, che impacchetta gli spermatozoi. L’organo copulatore è un braccio modificato (detto spesso ectocotile) con cui il maschio deposita la spermatofora nella cavità del mantello della femmina.
Tra gli artropodi le gonadi sono al più organi pari che confluiscono in dotti che si aprono ventralmente in posizione varia e presentano varie ghiandole annesse. I ragni maschi producono una spermatofora con la seta che depositano nelle vie genitali femminili mediante un pedipalpo. Gli scorpioni depongono la spermatofora sul substrato durante il complesso rituale riproduttivo. Essi mettono in atto una specie di danza tenendo la femmina aggrappata mediante le pinze e facendola passare sulla spermatofora, finché essa non la raccoglie con la sua apertura genitale. Spermatofore di natura proteica sono prodotte anche da molti crostacei. Essi hanno organi copulatori molto vari, ma generalmente sono arti addominali modificati (gonopodi). Negli insetti le gonadi sono costituite da una serie di tubuli accostati che presentano la parte apicale germinativa, la parte intermedia con elementi in via di maturazione e più avanti i gameti maturi. E’ presente un organo copulatore protusibile (edeago). I tubuli costituenti gli ovari sono detti ovarioli; essi sono regolarmente pochi, ma in alcuni casi possono essere anche migliaia (es. isotteri). Gli ovarioli hanno un filamento apicale con cui si uniscono. E’ spesso presente nella parte teminale dei dotti gonadici una o più spermateche per la conservazione degli spermatozoi per lunghi periodi dopo la copula.
Negli echinodermi le gonadi sono elementi sacciformi in numero di 5 o 5 paia, tranne che negli oloturoidei in cui c’è una sola gonade. Esse di regola si aprono direttamente all’esterno con pori genitali nella regione aborale (es. echinoidei e asteroidei) oppure orale (es. oloturoidei e ofiuroidei). Dotti genitali sono presenti solo negli echinoidei.
Tra i cordati inferiori, i cefalocordati hanno numerose gonadi metameriche che riversano i gameti nell’atrio, i quali escono all’esterno mediante l’atrioporo. Nei tunicati prevalgono gli individui ermafroditi, ma le due gonadi (un solo testicolo e un ovario) sono separate e riversano i gameti nell’atrio mediante uno spermidutto e un ovidutto. I vertebrati presentano gonadi pari. Il testicolo è costituito da una serie di tubuli (tubuli seminiferi) in cui sono presenti gli elementi germinali (es. mammiferi) o ampolle (es. anfibi urodeli). Nel testicolo tubulare, alla periferia del tubulo, addossati alla parete, sono presenti gli spermatogoni che si dividono per mitosi; periodicamente alcuni diventano spermatociti primari e iniziano la meiosi. Gli elementi man mano che maturano si spostano verso il centro del tubulo, dove sono visibili gli spermatozoi. I testicoli sono, di solito, collegati a tubuli, con annesse ghiandole che collegano all’esterno, tranne che in osteitti e ciclostomi. Negli condroitti maschi sono evidenti due organi copulatori che originano dalla parte mediale delle pinne pelviche (mixopterigi). Gli osteitti di regola non hanno organo copulatore, tranne che in alcuni casi in cui vi sono gonopodi derivati dalle pinne pelviche (es. Anableps anableps) o dalla pinna caudale (es. Xiphophorus helleri). Negli anfibi organi copulatori sono presenti esternamente in via del tutto eccezionale in qualche anuro (es. Ascaphus truei), ma sono diffusi negli apodi, in cui l’organo (phallodeum) è rinchiuso nella cloaca ed estroflesso durante la copula. Un’analoga situazione è presente nei rettili. In genere nei rettili squamati l’organo copulatore è diviso in due emipeni. Negli uccelli un pene è presente solo in rari casi tra gli anatidi e nei ratidi (es. struzzi), mentre nella maggioranza dei casi il trasferimento degli spermatozoi avviene per giustapposizione cloacale. Nei mammiferi, escludendo i monotremi in cui il pene è nascosto nella cloaca, di solito c’è un organo copulatore esterno e anche i testicoli sono contenuti in una sacca esterna (scroto). Nei marsupiali il pene è disposto posteriormente ai testicoli. In molti casi il pene è comunque nascosto in una speciale tasca (es. cetacei) e anche i testicoli restano interni (es. elefanti; cetacei). Spesso è presente un osso di sostegno (baculum). Tra i vertebrati le spermatofore sono prodotte dagli anfibi urodeli. Esse sono deposte sul substrato e raccolte con la cloaca dalla femmina dopo un complesso rituale riproduttivo.
L’ovario è una massa compatta. Le uova possono crescere molto in dimensioni, per cui l’ovario aumenta considerevolmente nel periodo riproduttivo, per regredire quasi completamente. Le uova sono rivestite da cellule follicolari. La situazione è diversa nei mammiferi nei quali l’ovario ha una dimensione costante e le uova, di dimensioni ridotte si differenziano nella sua matrice. Ben presto intorno all’uovo si delinea una cavità che va allargandosi fino allo sviluppo completo. Al termine della maturazione la struttura, detta nel complesso follicolo di Graaf, è costituita da una cavità in cui pende l’uovo circondato dalle cellule nutrici. Lo scoppio del follicolo determina il rilascio dell’uovo nelle tube uterine dove avviene la fecondazione e da qui all’utero in cui avviene l’impianto. Negli uccelli l’ovario e l’ovidutto destri degenerano durante lo sviluppo, per cui solo l’ovario sinistro è funzionale. La situazione è opposta negli squali in cui l’ovario funzionale è quello destro.

Dimorfismo sessuale
Oltre alle ovvie differenze nelle gonadi (caratteri sessuali primari) e negli apparati ad esse associate, si riscontrano spesso delle differenze tra i sessi che non riguardano gli apparati riproduttori e che determinano il dimorfismo sessuale. Escludendo i testicoli e gli ovari tutte le altre caratteristiche specifiche di un sesso rientrano nel complesso nella definizione di caratteri sessuali secondari.
Alcuni esempi
Dimorfismo sessuale secondario nel colore: i due generi degli antennari differiscono fortemente riguardo la colorazione: la femmina è verdognola screziata, mentre il maschio è di colore rosso vivo; anche tra i gibboni i due sessi differiscono per le colorazioni: il maschio presenta la pelliccia di colore nero, mentre nella femmina prevale il bianco.
Dimorfismo sessuale secondario nella taglia: negli elefanti marini il maschio appare più grande e le sue dimensioni sono da mettere in relazione con le maggiori possibilità di difendere il suo harem dall’attacco di altri maschi. La mantide religiosa femmina è sensibilmente più grande del maschio; forse per poter contenere un maggior numero di uova. Anche nell’uomo il maschio è più grande, forse per una scelta femminile, per cui una corporatura più robusta dava migliori garanzie di sopravvivenza della prole.
Nei ragni del genere Nephila il maschio è di pochi mm, mentre le femmine superano i 5 cm. In questo caso è probabile che le femmine hanno una taglia maggiore per poter contenere un maggior numero di uova.
Dimorfismo sessuale secondario strutturale e dimensionale: nel pesce abissale Ceratias holbolli i maschi sono molto più piccoli, scarsamente differenziati e vivono da parassiti attaccati alla femmina. Negli schistosomi (platelminti) il maschio è più grande e presenta un canale lungo la superficie ventrale del corpo, nel quale si adagia la femmina (canale ginecoforo).
Dimorfismo sessuale secondario per la presenza di annessi strutturali: il narvalo maschio presenta un dente incisivo ipersviluppato e forgiato a forma di bastone; serve per il combattimento per la conquista delle femmine; in molti ungulati solo i maschi possiedono le corna. Nell’uomo il maschio presenta la barba.
Dimorfismi estremi: il dimorfismo sessuale tra il maschio e la femmina dell’echiuride Bonellia viridis è talmente accentuato che sembrano specie distinte. Il maschio vive da parassita all’interno della femmina. Nel crostaceo Sacculina carcini il maschio è praticamente un testicolo che vive all’interno della femmina.
Tra questi caratteri specifici del sesso alcuni sono sotto il controllo ormonale (caratteri sessuali eusessuali), come ad esempio la barba del maschio di uomo. In altri casi essi sono indipendenti dagli ormoni e definiti somatosessuali (es. alcune relazioni dimensionali tra le strutture corporee: il cinto pelvico del maschio di uomo è più stretto rispetto al cintolo scapolare; la situazione è invertita nella femmina).
In molti casi i caratteri sessuali secondari eusessuali appaiono solo durante la stagione riproduttiva e sono detti stagionali. Es. le corna del cervo maschio cadono alla fine della stagione riproduttiva, per ricrescere la primavera successiva; la cresta in molte specie di tritoni appare solo durante il periodo riproduttivo ed è un’attrattiva sessuale; il callo nel maschio della rana durante il periodo riproduttivo s’ispessisce e le sue strutture ghiandolari diventano ipertrofiche; esso serve ad assicurare la presa durante l’amplesso. Questi tre caratteri sono tutti sotto il controllo del testosterone. Infatti, la castrazione ne determina la regressione. Vi sono poi anche le livree nuziali di maschi e femmine in varie specie. In questo caso appaiono particolari colorazioni o si rendono più evidenti quelle preesistenti sia in maschi, sia in femmine di diverse specie di vertebrati. Anch’esse sono sotto il controllo degli ormoni sessuali specifici del sesso. Il fatto che alcuni dei caratteri sessuali siano stagionali consente un certo risparmio energetico. Infatti, queste strutture hanno spesso un elevato costo metabolico. Inoltre, sono in alcuni casi eccessivamente vistosi (es. livree sessuali), determinando una diminuzione delle capacità mimetiche, con conseguenze più che ovvie.

GAMETOGENESI
AVVERTENZE: onde evitare spiacevoli riscontri all’esame, lo studente è vivamente invitato a rivedere i meccanismi di divisione cellulare, già affrontati nell’esame di Biologia di Base!
Il meccanismo cellulare di base per la riproduzione sessuale è la meiosi, che avviene in cellule specializzate nelle ghiandole sessuali. La spermatogenesi nei testicoli conduce alla produzione degli spermatozoi, mentre l’ovogenesi negli ovari produce le cellule uovo. Gli elementi germinativi sono detti spermatogoni e ovogoni. Essi si dividono per mitosi incrementandone il numero. Tranne che nei mammiferi gli ovogoni si dividono mitoticamente solo durante il periodo embrionale (eccezione topi). Ovogoni e spematogoni si trasformano in ovociti e spematociti primi, che iniziano la meiosi. Dopo la prima divisione meiotica si ottengono 2 spematociti e 2 ovociti secondi. Nella linea femminile la divisione è asimmetrica per cui gli elementi sono diversi per dimensioni. In realtà la divisione meiotica nella linea femminile ha lo scopo di ridurre il corredo cromosomico e di concentrare le riserve in un’unica cellula. Quindi, dopo la divisione si ottiene un ovocita secondo che non è altro che un piccolo elemento contenente materiale genetico, con poco citoplasma (globulo polare). La seconda divisione meiotica conduce alla formazione di 4 spermatidi e un ootide con l’emissione del secondo globulo polare. Talvolta il globulo polare primo subisce anch’egli la seconda divisione meiotica. Quindi anche nella linea femminile si ottengono 4 cellule di cui solo una funzionale. Seguono processi di trasformazione che conducono alla maturazione dei gameti. Il processo di spermioistogenesi determina la perdita del citoplasma residuo degli spermatidi, la compattazione del materiale genetico e l’acquisizione del flagello (qualora presente). Inoltre, si differenzia l’acrosoma, una struttura contenente enzimi litici per la penetrazione nella cellula uovo. La trasformazione dell’ootide è un fenomeno meno evidente, con cui l’uovo si accresce (auxocitosi) acquisendo gli elementi di riserva necessari per lo sviluppo embrionale.
I gameti possono essere morfologicamente simili (isogameti: es. protozoi). Di regola però sono anisogameti: gli spermatozoi presentano dimensioni più ridotte (anche se a volte sono molto lunghi, Discoglossus fino a 2mm) e sono mobili. L’assonema del flagello di regola è quello tipico costituito da 9 coppie di microtubuli più 2 centrali. Tuttavia, esso può essere molto variabile. In rari casi questa struttura è del tutto assente (es. nematodi e molti artropodi).
Le uova sono simili, ma possono variare molto nelle dimensioni, in funzione della quantità di vitello accumulata durante il processo di auxocitosi. A tale proposito si distinguono uova:
alecitiche (oligolecitiche o isolecitiche) che presentano scarse riserve nutritive; uova piccole (es. poriferi, anfiosso, mammiferi, eccetto i monotremi). Nell’ uomo sono di 200 μm circa.
lecitiche (mesolecitiche o eterolecitiche): abbastanza ricche di tuorlo disposto in posizione eccentrica (es. molti anellidi, molluschi e anfibi).
telolecitiche: notevole quantità di riserve; il citoplasma é una piccola goccia galleggiante sul tuorlo (es. sauropsidi, cefalopodi, osteitti, monotremi).
centrolecitiche: tuorlo abbondante al centro della cellula (es. maggioranza artropodi e alcuni cnidari).

FECONDAZIONE
La fecondazione è l’unione dei 2 gameti dopo il riconoscimento. Quelli della stessa specie hanno delle molecole di superficie che interagiscono in maniera positiva, per cui lo spermatozoo può entrare nella cellula uovo e unire il suo nucleo con quello dell’uovo (anfimissi). La fecondazione può essere interna, quando avviene all’interno del corpo della femmina (zigoparità); oppure esterna quando avviene nell’ambiente circostante (ovuliparità). Nelle specie acquatiche prevale la fecondazione interna, in quelle terrestri è obbligatoria, essendo lo spermatozoo adatto a muoversi in un mezzo liquido. La fecondazione esterna la si riscontra nella maggioranza degli osteitti e degli cnidari e in tutti gli echinodermi, i molluschi bivalvi e gli anfibi anuri (con alcune eccezioni note: Ascaphus truei; Nectophrynoides spp.). La fecondazione è interna in tutti i condroitti, gli insetti, i nematodi, i rotiferi, nella maggioranza degli anellidi e molluschi gasteropodi, nei platelminti, nei cefalopodi, negli anfibi apodi e nei vertebrati amnioti.
Vantaggi riproduzione sessuale
La riproduzione sessuale consente un’enorme aliquota di variabilità genetica. Nel confronto tra gli effetti genetici della riproduzione asessuale e sessuale si noti che nel primo caso le mutazioni genetiche prodotte si possono trasmettere solo ai membri del clone da essi derivato; nel caso invece della riproduzione sessuale due mutazioni originate in individui diversi potranno essere presenti in uno stesso individuo dopo la fecondazione.
Svantaggi
Elevati costi energetici (produzione gameti; ricerca del partner); necessità del partner.

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Mammiferi

Appunti di Biologia Animale
Prof. Biagio D’Aniello

CLASSIFICAZIONE
Gli organismi viventi presentano una considerevole variabilità strutturale; tuttavia, essa si realizza sull’unitarietà di base dei sistemi informativi cellulari (DNA)!
Non sappiamo esattamente quante specie sono attualmente presenti sulla Terra; ne sono note circa 1.500.000 di cui 1.000.000 di artropodi. Secondo alcune stime potrebbero essere anche 10 volte di più. Vi sono dei gruppi in cui il livello d’incertezza è considerevole (es. nematodi; artropodi), mentre per altri il grado di certezza è molto superiore (es. Cordati). Si rende, quindi, necessario un sistema che permetta di elencare le specie secondo delle linee generali logiche e che forniscono un alto contenuto informativo.
Una classificazione è la sistemazione degli elementi secondo uno schema basato su criteri scelti dall’operatore.
L’uso di uno schema classificativo è quello di ottenere una serie completa d’informazioni una volta individuato l’elemento.
Esempio1: i veicoli da trasporto.
Proviamo a scegliere un criterio e raggruppiamo gli elementi in categorie secondo uno schema gerarchico che ne contenga sempre un numero progressivamente maggiore.
Criterio: la funzione di trasporto
CATEGORIA                                        TIPO
GRUPPO                     Mezzi Trasporto            Mezzi Trasporto
MECCANICA                Volo                            Su ruote
MEZZO                                    Aria                              Terra
MODELLO                   Airbus A310                  Punto
Che tipo d’informazioni ci da questo schema? Dato il modello ci dice dove si muove, come si muove e che cos’è.
Esempio2: gli studenti dell’Università di Napoli “Federico II”.
Criterio: appartenenza categorie superiori di studenti.
UNIVERSITA’                “Federico II” Napoli
POLO                          Scienze e Tecnologie
FACOLTA’                    Scienze MM FF NN
CORSO LAUREA          BGA
GRUPPO                     x
MATRICOLA                 Esposito 571/xxx
Che tipo d’informazioni ci da questo schema? Dati nome e matricola, è noto il corso di laurea, la Facoltà etc…
Schemi del genere sono applicabili per la classificazione animale? Quali sono i problemi connessi con il loro utilizzo in zoologia?

GLI ELEMENTI ESSENZIALI DELLA CLASSIFICAZIONE ANIMALE
La prima operazione è quella d’individuare gli elementi (unità elementari) omogenei tra loro, vale a dire la specie.

SPECIE
Subito incontriamo notevoli difficoltà già a partire dalla semplice definizione.
Concetto tipologico di specie: individuato un tipo base, tutti gli organismi simili appartengono alla stessa specie.
Alcune difficoltà applicative.
Polimorfismo: individui con forme e strutture molto differenti all’interno di una stessa specie. Ci sono specie diverse (es. un asino e un cavallo) che si somigliano molto di più d’individui polimorfi della stessa specie (es. maschio e femmina del verme echiuride Bonellia viridis). Il dimorfismo sessuale tra il maschio e la femmina di Bonellia viridis è estremamente accentuato: il maschio è nano e vive nel sistema escretore della femmina e ha un aspetto vermiforme molto semplificato, mentre la femmina è molto più grande, ha il corpo di forma ovale e una lunga proboscide, bifida all’estremità. Il polimorfismo di casta tra le formiche è talmente accentuato che operaie e soldati sembrano specie distinte. In definitiva, in molti casi il problema è quello d’individuare il tipo base. Qui non ci troviamo di fronte ad un modello d’auto, il quale è invariabilmente simile a se stesso (fatta eccezione per qualche optional, che comunque non ne cambia la forma).
Concetto biologico di specie: si definisce specie una comunità riproduttiva potenziale, i cui membri possono incrociarsi tra loro e dare prole feconda. Alcune specie possono tra loro incrociarsi e dare ibridi che non sono fecondi (es. il mulo, l’ibrido tra l’asino e la cavalla; o i vari incroci tra passeriformi). Gli ibridi tra l’asino e la cavalla, tra canarino e cardellino sono sterili. Specie distinte!
Alcune difficoltà applicative.
Ci sono specie che si riproducono solo asessualmente (es. molti protozoi) e i fossili, per i quali la verifica della riproduzione incrociata è ovviamente impossibile.
Il concetto tipologico di specie è in ogni caso utile per identificare una specie nella maggioranza dei casi. Il concetto biologico è fondamentale per accertare lo status specifico di un gruppo di organismi.

SISTEMA DI NOMENCLATURA
Ora deve essere scelto un sistema di nomenclatura in maniera tale da assegnare ad ogni unità elementare e ad ogni raggruppamento superiore un nome universalmente accettabile. Il nome popolare, può essere diverso nelle diverse aree geografiche, ed è spesso usato in maniera piuttosto generica. Si pensi alle specie indicate come lombrico, mosca, zanzara, pipistrello; ognuno di loro comprende un certo numero di specie diverse tra loro.
Il sistema di nomenclatura attualmente in uso fu introdotto da Linneo: una specie è indicata dal genere con l’iniziale maiuscola e dal nome specifico con l’iniziale minuscola, seguiti dal nome del descrittore e l’anno della descrizione. Es. il lupo sarà Canis lupus Linnaeus, 1758; il rospo smeraldino, Bufo viridis Laurenti, 1768. Spesso il nome del descrittore e la data si omettono.
Nel dare il nome ad una specie bisogna rispettare delle regole di nomenclatura zoologica. Può accadere che ad una nuova specie scoperta sia stato dato il nome di una specie già descritta in precedenza. In questi casi bisogna fare riferimento all’International Code of Zoological Nomenclature, che stabilisce il principio di priorità, cioè deve cambiare nome la specie descritta secondariamente.

LA SERIE GERARCHICA DEI LIVELLI
Bisogna ora stabilire una serie gerarchica di livelli in cui inserire le unità elementari (specie). Prima però qualche definizione! Come indichiamo gli altri raggruppamenti al di sopra della specie?
Categorie Tassonomiche: è livello gerarchico d’appartenenza. Nel caso dei mammiferi diremo che la categoria tassonomica è la classe.
Come si indicano gli organismi raggruppati in una categoria tassonomica?
Taxon (Plurale Taxa): è il gruppo di organismi che condivide una serie di caratteristiche esclusive. Es. se diciamo primati, anfibi, insetti citiamo dei taxa appartenenti a diverse categorie tassonomiche. In questi casi i primati rappresentano la categoria tassonomica Ordine; gli anfibi sono, invece, una classe.
Quali allora sono le categorie introdotte in nomenclatura?
Categorie principali:
PHYLUM; CLASSE; ORDINE; FAMIGLIA; GENERE e SPECIE.
Un esempio di schede tassonomiche.
HOMO SAPIENS – UOMO
CATEGORIE
TASSONOMICHE                     TAXA
PHYLUM                                  Chordata (cordati)
SUBPHYLUM                           Vertebrata (vertebrati)
SUPERCLASSE                       Tetrapoda (tetrapodi)
CLASSE                                  Mammalia (mammiferi)
INFRACLASSE                         Eutheria (euteri o placentali)
ORDINE                                   Primates (primati)
SUPERFAMIGLIA                     Hominoidea (ominoidei)
FAMIGLIA                                Hominidae (ominidi)
GENERE                                 Homo
SPECIE                                   H. Sapiens
L’inserimento di categorie tassonomiche aggiuntive deriva dal fatto che alcuni organismi di un taxon hanno in comune qualche caratteristica non condivisa dagli altri appartenenti allo stesso gruppo. Es. ci sono dei mammiferi non placentali (marsupiali e monotremi), dei vertebrati non tetrapodi (squali), per cui si è reso necessario in molti casi inserire in un secondo momento nuove categorie intermedie.

IL CRITERIO SU CUI COSTRUIRE LA CLASSIFICAZIONE
E’ necessario stabilire un criterio di base su cui operare il confronto tra le specie per cercare di costruire una classificazione naturale. Si potrebbero classificare gli animali sulla base di diversi criteri. Es. gli ambienti in cui vivono (acquatici e terrestri), quello di cui si cibano (alimenti liquidi e solidi) etc. Ma si tratta di criteri ecologici arbitrari scelti dall’operatore e pertanto soggettivi. Una classificazione naturale deve implicare l’individuazione di un principio oggettivo, non dipendente dalle scelte dello studioso. Un criterio che risponde a tali requisiti è l’affinità evolutiva degli organismi viventi. Seguendo questo principio, nella tradizione classica, confrontando gli organismi tra loro per fini classificativi, bisogna riferirsi alle omologie e stare attenti a non operare confronti sulla base delle analogie.
Analogia: sono due strutture simili per forma e funzione, ma evolutivamente non equivalenti. Es. l’ala di un insetto e di un uccello sono due strutture analoghe: hanno la stessa funzione, ma un’origine evolutiva diversa. Le somiglianze strutturali sono spesso dovute al fenomeno di convergenza evolutiva: i caratteri di animali sottoposti alle stesse pressioni selettive tendono a somigliarsi. Es. l’echidna, l’oritteropo, il pangolino e il formichiere hanno una nicchia trofica sovrapponibile: le strutture predisposte per la cattura delle prede (formiche) convergono (muso appuntito, lingua sottile, secreto appiccicoso); animali che vivono nell’acqua tendono ad assumere una forma idrodinamica per ridurre l’attrito nell’acqua.
Omologia: sono due strutture evolutivamente equivalenti, anche se diverse per forma e talvolta per funzione. Es. l’arto anteriore dei tetrapodi si è modificato per assolvere a varie funzioni, ma i cambiamenti adattativi sono avvenuti su di un piano strutturale predefinito.
ATTENZIONE: ala di pipistrello e di uccello non sono omologhe. Cioè sono omologhe in quanto arto anteriore dei tetrapodi, ma non lo sono in quanto ali, per cui come ali non aiutano a determinare le parentele al di sotto del livello dei tetrapodi. Ciò significa che possiamo inserire i pipistrelli e gli uccelli nel gruppo dei tetrapodi perché hanno 4 arti (che sono strutture omologhe), ma non possiamo inserire i pipistrelli nel gruppo degli uccelli perché le loro ali sono solo analoghe a quelle degli uccelli.
Il sistema di classificazione così descritto, oltre a catalogare gli animali secondo uno schema logico, ha un alto contenuto informativo. Ad esempio se prendiamo la specie Canis lupus (lupo) possiamo immediatamente ricavare informazioni sulla Famiglia (canidi), l’Ordine (carnivori), la Classe (mammiferi) a cui appartiene. In definitiva, si ottiene un quadro piuttosto dettagliato sulle caratteristiche della specie.

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Mammiferi

O…. come RETTILI

O…. come UCCELLI
O….. come MAMMIFERI

O come :

ORNITORINCO Nel Regno Animale

Ornithorhyincus anathynus Tipo VERTEBRATI

Classe MAMMIFERI Ordine MONOTREMI
E’ un animale tipico dell’ AUSTRALIA e della vicina TASMANIA, talmente particolare che il primo esemplare spedito in Inghilterra nel 1799 venne considerato uno scherzo!

Un marinaio ne portò per la prima volta in Europa un esemplare imbalsamato, mostrandolo ad uno dei più grandi naturalisti inglesi dell’epoca.
Egli sosteneva di averlo trovato presso un corso d’acqua nella colonia inglese del Nuovo Galles del Sud, in Australia.: le stranezze dell’animale suscitarono perplessità e si pensò a qualche imbroglio in cui cadevano vittime i marinai, desiderosi di impossessarsi di leggendarie creature, ingannati da abili imbalsamatori orientali.

Gli studi degli esperti giunsero a sconcertanti scoperte: nel frattempo però, l’O.venne quasi sterminato per la sua morbida e richiestissima pelliccia.
Oggi fortunatamente la legge ha posto fine a questo sfruttamento

In effetti è dotato di:

un becco d’anatra coperto di pelle molle, nuda e liscia, come per certi Uccelli, i Palmipedi

un corpo simile alla talpa coperto di peli setolosi fitti, di color bruno scuro, con riflessi bianco argentini

una coda da castoro di circa 14 cm., - scarsamente pelosa nella parte superiore e quasi nuda in quella inferiore,- piuttosto appiattita - serve da timone durante il nuoto

Gli arti sono corti, distanti tra loro con cinque dita armate di unghie e con membrana interdigitale (zampe palmate) : questa membrana appare più sviluppata nelle zampe anteriori, dove si prolunga oltre la punta delle dita, fornendo una maggiore superficie di spinta, tuttavia viene ripiegata all’indietro quando l’O. esce dall’acqua, lasciando allo scoperto le unghie, importanti per il movimento e per lo scavo.

La confluenza in un unico condotto comune, detto CLOACA, dell’apparato riproduttore, urinario e digerente, tipico degli Uccelli e dei Rettili

Ha lo scheletro di un Rettile:l’attacco delle zampe anteriori simili a quelle di una lucertola

la variabilità della temperatura corporea tra i 25 e 30 gradi

depone uova , è un OVIPARO,

mancanza di denti, come negli Uccelli, mastica mediante piastre cornee

e ’ un MAMMIFERO che allatta i suoi piccoli …nati da uova di tipo TELOLECITICO cioè con GUSCIO MEMBRANOSO proprio come le uova dei RETTILI e non simili a quelle degli Uccelli molto più dure e resistenti

La femmina depone ad ogni covata da uno a tre uova con guscio molle e biancastro lunghe circa 2 cm. nelle quali si trova un embrione già abbastanza sviluppato, l’incubazione termina nel nido dopo 10 giorni
Durante questo periodo la femmina non mangia e resta probabilmente in uno stato di dormiveglia: i piccoli O. che schiudono dalle uova, dopo 10 giorni, sono lunghi circa 5 cm.circa, ciechi, nudi e inermi: non avendo ancora il becco leccano il latte che cola dalle mammelle materne.

Durante l’allattamento la madre rimane stesa a terra sul dorso e i piccoli le camminano sul ventre.

Quando i piccoli sono in grado di succhiare il latte, la madre abbandona di tanto in tanto la tana per cercare cibo, ma per impedire l’ingresso di estranei, oppure che i figli possano uscire, blocca ogni volta accuratamente l’ingresso con il terriccio e dopo qualche tempo seguono la madre nell’acqua.
A quattro mesi misurano già 33 centimetri.
Al seguito della madre lasciano la tana per entrare in acqua e imparano a cibarsi da soli. Raggiungono la maturità verso i due anni e mezzo.

L’epoca degli amori cade solitamente a primavera, ma varia in Australia secondo le zone: prima dell’unione la coppia si esibisce in una curiosa parata nuziale, nuotando in superficie descrivendo continui cerchi, mentre il maschio usa il becco per afferrare la coda della compagna.

Gli O. giovani hanno denti calcificati, gli adulti piastre-lamine cornee: infatti per facilitare la masticazione usano sabbia e sassolini, presenti sui fondali acquatici e muovono il becco con movimenti laterali, come il movimento dei Bovini quando ruminano.

E’ un animale grande quanto un cane di media taglia:
il maschio è lungo circa 50 cm. – la femmina cm 44

E’ un animale che conduce vita sociale, molto timido, al minimo allarme si dà alla fuga e vive principalmente da solo o in coppia e, finchè è possibile, evita lo scontro Nei casi di estremo pericolo il maschio si difende ricorrendo al veleno prodotto da una ghiandola velenifera situata su uno sperone corneo, ricurvo e mobile percorso internamente da un sottile canale attraverso il quale si scarica il secreto di una particolare ghiandola della regione femorale detta appunto GHIANDOLA FEMORALE o CRURALE posta nelle zampe posteriori; in genere vi ricorre soltanto quando lotta per conquistare una femmina

Il contenuto provoca all’uomo acuti dolori ma non è mortale

Questo organo, presente alla nascita in entrambi i sessi, scompare nelle femmine, mentre per i maschi costituisce un’ottima arma di difesa e forse anche per la caccia

Vive i luoghi solitari del Nuovissimo Continente dove vi siano molte piante acquatiche o almeno alberi frondosi per ombra e scava dimore più o meno complicate, tane di abitazioni e tane che servono soltanto per deporvi le uova e che sono abitate esclusivamente dalle femmine, composte di una galleria obliqua, lunga circa dai 6 ai 18 metri, da cui si dipartono rami laterali che comunicano fra loro

La camera è di forma ovale, abbastanza grande, dove viene formato una specie di nido, utilizzando le foglie di eucalipto o di altre piante, sempre bagnate, poiché la femmina, che da sola provvede alla costruzione, le prende dall’acqua.
L’umidità all’interno del nido è un fattore molto importante: infatti le uova non sono protette contro il disseccamento e pertanto devono essere incubate in un ambiente assai umido

Lungo la galleria predispone una serie di “tappi” di terra compressa con la coda, sia per difendersi contro inondazioni e predatori sia per mantenere all’interno una temperatura costante.
La galleria principale ha sempre uno sbocco sotto al livello delle acque (le rive di un fiume o di un lago )
L’animale si lascia vedere principalmente nella primavera ed in estate poichè sembra che in inverno vada in letargo.
Ha abitudini crepuscolari, esce solo di notte, all’alba o al tramonto per cacciare nei letti dei fiumi, crostacei, pesci, girini e rane, molluschi, insetti e vermi, larve che cattura per lo più nell’acqua e che accumula in una tasca della bocca.
Per riuscirci, chiude occhi e orecchie e capta l’elettricità prodotta dal movimento muscolare delle prede, grazie ai suoi ricettori elettrici posti sul becco, sensibilissimo, usato per tastare pietre e sabbia sul fondo.

Nel nuoto subacqueo l’unico senso che guida gli O. è il TATTO

Frequenta volentieri le rive dei fiumi, si tuffa e ricompare a brevi intervalli, sporgendo per qualche istante
Non resiste a lungo nel nuoto e deve riposarsi tornando a spiaggia almeno ogni quindici minuti la testa fuori dall’acqua.

Gli scienziati si riferiscono all’Ornitorinco come a un FOSSILE VIVENTE perché è un Mammifero dai tratti piuttosto antichi, a metà strada tra Uccelli, Rettili e Mammiferi unico esemplare rimasto insieme all’ECHIDNA, nel Gruppo dei MONOTREMI

CURIOSITA’

Nonostante l’Ornitorinco viva soltanto in OCEANIA, nella regione dell’ARGENTINA del Sud, la PATAGONIA, è stato ritrovato un fossile di questo animale risalente a 62 milioni di anni fa.

Un fumetto francese, grazioso e molto divertente, è quello che racconta le avventure di
TOTO l’ Ornitorinco e i suoi amici :
SCISCI l’ Echidna
WAWA il Koala
RIRI il Pipistrello

Sono sei volumi che vedono lo strano gruppo nel cuore della misteriosa foresta australiana, alle prese con misteri da risolvere, pericoli, mostri terribili e strane creature

L’uomo, un tempo il più pericoloso persecutore dell’O. ora lo protegge.

Tra gli animali propri dell’Australia ha pochi nemici.

Lo minacciano invece la VOLPE e soprattutto il CONIGLIO, importato dall’Europa, che, rosicchiando, perfora con le sue tane le zone vicino a laghi e fiumi, impedendo all’O. di costruire sicure dimore.

“ La natura sembra aver costruito questo animale proprio per condurre una doppia vita, nell’acqua e sulla terraferma “

David Collin: -“ Notizie sulla colonia inglese della Nuova Galles del Sud “-

Scuola Primaria “Giacomo Matteotti” di ALPIGNANO (TO)
Cl .5° C Carla Volpe Gabriella Sorba
Ornella Bortot – A.N.I.S.N. di TORINO – Sezione del PIEMONTE
Dipartimento Scienze della Terra
Laboratorio didattico interdisciplinare di Scienze Naturali - ORNITOLOGIA –

“Un fossile vivente –l’ORNITORINCO”

3 x 1 =

“Rettili - Uccelli - Mammiferi” - -

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Le ragioni del perché dedichiamo tanto tempo al sonno stanno diventando sempre meno enigmatiche.

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