Si definiscono tramite un’unica linea rigida di ossa.
I Vertebrati sono animali dotati di spina dorsale. È il divisore biologico più basilare nel regno animale. Senza di essa sei invertebrato. Con esso, ti unisci a pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi.
La colonna vertebrale non è solo un bastone nella schiena. È il pilastro centrale dell’intero sistema scheletrico. È fatto di vertebre. Queste singole ossa si impilano per creare una colonna abbastanza forte da sostenere il peso ma abbastanza flessibile da consentire il movimento.
Questa struttura fa due cose fondamentali. Innanzitutto, fornisce la struttura per il corpo. Che lo scheletro sia fatto di ossa dure o di cartilagine flessibile, la colonna vertebrale tiene tutto insieme. In secondo luogo, e forse ancora più importante, protegge il midollo spinale. Questo fascio di nervi corre direttamente attraverso le vertebre, fungendo da principale autostrada tra il cervello e il resto del corpo.
La colonna vertebrale divide effettivamente il corpo in metà simmetriche. Questa simmetria bilaterale è comune tra gli animali superiori. Permette movimenti coordinati. Puoi camminare, nuotare o volare perché il tuo asse centrale consente ai muscoli di tirare contro una struttura stabile.
È un design semplice. Una linea di ossa. Due risultati: sostegno e protezione. Tutto il resto è secondario.
Il progetto dei vertebrati: perché è importante
Stai osservando circa 60.000 specie. Quel numero include tutte le creature viventi dotate di una spina dorsale e quelle estinte che camminavano, nuotavano o volavano molto prima che noi esistessimo. Sono divisi in cinque classi principali: mammiferi, uccelli, rettili, anfibi e pesci.
Ma ecco la realtà strutturale. Questi animali appartengono al subphylum Vertebrata. È uno dei tre gruppi sotto il phylum Chordata. La definizione è rigorosa. Per qualificarsi, un organismo deve aver posseduto una notocorda, un tubo nervoso dorsale, branchie e una coda ad un certo punto durante il suo sviluppo embrionale. Anche se perdi le branchie da adulto, le hai avute una volta. Questa è la firma dei vertebrati.
Quando e dove sono emersi?
Le stime collocano la comparsa dei vertebrati all’inizio del periodo Cambriano. Ciò avviene circa 530 milioni di anni fa. Ciò rientra esattamente nella “esplosione del Cambriano”. Un indicatore temporale per l’improvvisa comparsa di una complessa vita multicellulare.
I fossili più antichi raccontano una storia specifica. Stiamo parlando di Haikouichthys e Myllokunmingia. Entrambi gli organismi avevano teschi. Entrambi assomigliavano notevolmente ai pesci. Hanno avuto origine in ambienti d’acqua dolce. Ma quello era solo l’inizio. L’adattamento li ha spinti fuori dall’acqua e sulla terra. Questo salto evolutivo ha permesso ai vertebrati di dominare quasi tutti gli ecosistemi della Terra.
Caratteristiche biologiche fondamentali
Cosa rende un vertebrato un vertebrato? Non è solo l’osso. È una suite di sistemi coordinati.
La struttura di supporto
Lo scheletro e la colonna vertebrale formano l’asse del corpo. Questa struttura protegge gli organi interni. Protegge il midollo spinale e sostiene la muscolatura. Il materiale varia. Alcuni scheletri sono ossei, costituiti da depositi di calcio duro. Altri sono cartilaginei, flessibili e resistenti. Molti sono un ibrido di entrambi.
Il Centro di Comando
Il sistema nervoso è diretto dal cervello. Ciò consente risposte coordinate agli stimoli esterni. Ogni parte del corpo si collega a questo hub centrale. Il cervello è quasi sempre protetto da un teschio, che fa parte di quella struttura scheletrica sopra menzionata.
Meccanica della respirazione
La respirazione differisce in base alla classe. La maggior parte dei vertebrati terrestri – mammiferi, uccelli e rettili – usano i polmoni. Estraggono l’ossigeno dall’aria ed espellono l’anidride carbonica. I vertebrati acquatici, come i pesci e gli anfibi, fanno affidamento sulle branchie. Questo processo avviene in acqua.
Il circuito circolatorio
La maggior parte dei vertebrati possiede un sistema circolatorio chiuso. Ciò significa che il sangue rimane all’interno dei vasi. Un cuore pompa questo sangue agli organi e ai tessuti. L’efficienza di questo ciclo supporta tassi metabolici più elevati e stili di vita più attivi.
Riproduzione e sviluppo
La riproduzione sessuale è la norma. I gameti maschili e femminili si uniscono per formare uno zigote. Questo zigote si sviluppa in una prole. Ci sono delle eccezioni. Alcune specie di pesci si riproducono asessualmente. La maggior parte dei vertebrati ha anche un periodo di gestazione all’interno del corpo della madre o attraversa uno stadio larvale prima di raggiungere l’età adulta. Gli esseri umani rientrano nella prima categoria. Molti pesci si adattano al secondo.
Regolazione della temperatura
È qui che la scissione diventa visibile. I vertebrati regolano la temperatura corporea in due modi distinti.
- Endotermi: Conosciuti come animali a sangue caldo. Queste creature mantengono una temperatura interna costante indipendentemente dai fattori esterni. Il loro intervallo di solito è compreso tra 34 °C e 38 °C. I mammiferi e gli uccelli rientrano in questo gruppo.
- Ectotermi: Conosciuti come animali a sangue freddo. Queste specie regolano la temperatura corporea in base all’ambiente. I rettili, gli anfibi e la maggior parte dei pesci sono ectotermi.
La prima classe: i mammiferi
I mammiferi sono definiti da diversi tratti chiave. Hanno capelli o pelliccia. Producono latte per nutrire i loro piccoli. Sono endotermici. L’elenco continua.
Sono definiti dalle ghiandole mammarie e appartengono al gruppo tassonomico dei Mammalia. Questa è la linea di partenza. Ma l’elenco dei tratti distintivi è più profondo. Hanno i capelli. Una mascella costruita attorno a un osso dentario. E sono tetrapodi, cioè con quattro arti.
Il roster è familiare. Umani. Leoni. Delfini. Cavalli. Cani. Anche gli abitanti dell’oceano hanno fatto la parte del taglio.
Vedi anche: Animali selvatici
Uccelli
Sono uno dei gruppi più diversificati che abbiamo, presenti in quasi ogni angolo del globo. Esistono circa 10.000 specie di uccelli riconosciute. Rientrano tutti nella classe tassonomica Aves.
Li riconosci dalle piume. O le ossa cave. Forse i becchi sdentati. La maggior parte di loro ha capito come volare. Questo è il loro principale superpotere. Ma non tutti lo usano.
Prendi il pinguino o lo struzzo. Rimangono con i piedi per terra. I loro arti anteriori si sono evoluti in ali, certo, ma spesso servono ad altri scopi. Le zampe posteriori svolgono il lavoro pesante per stare in piedi e camminare.
Alcuni nomi li riconosci sicuramente. L’aquila. Il pappagallo. Il colibrì. Il falco. Il pellicano.
Rettili
Anfibios: la transizione imperfetta
Si los rettili son los maestros del sol, los anfibios son los rehenes del agua. Non è una metafora. Su nombre lo dice todo: amphibia significa “doble vida”. Nacen en el líquido, respiran por branquias, y luego, con un golpe de destino biologico, desarrollan polmones e patas per conquistare la terra.
Ma la terra è un luogo ostile per la tua pelle.
A differenza dei rettili, che sono oscurati da scaglie di queratina per trattenere l’acqua, gli anfibi seguono un percorso diverso. Su pelle es fina, húmeda y, a menudo, viscosa. Questa permeabilità ti permette di respirare attraverso la superficie del tuo corpo, un trucco biologico impresionante ma pericoloso. Significa che niente può passare desapercibido. Entrano i contaminanti. I batteri entrano. El agua se escapa si hace calor.
Esto los condena a vivir en el borde. Nel carbone. Nei boschi umidi. Nell’orilla de los ríos. Non è possibile eliminare molto la fonte di idratazione.
La transizione non è solo fisica. È riproduttivo. La mayoría de los anfibios ponen huevos sin cáscara dura. Sono come piccole buste di gelatina. Senza la protezione di una conca calcarea, questi uccelli sono vulnerabili alla disidratazione. Pertanto, li depositano sempre nell’acqua o sui pavimenti estremamente umidi. Se l’ambiente è secco, la prossima generazione muere antes de nacer.
Perché importa questo oggi?
Perché gli anfibi sono il sistema di allerta temporanea del nostro pianeta. Al ser tan permeables, son los primeros en detector cambiamentis en la qualità dell’aria e dell’acqua. Quando las poblaciones de ranas, sapos y salamandras empiezan a declinar, non è solo una tragedia ecologica. È un messaggio. Indica che c’è qualcosa che va male negli ecosistemi che sostengono la vita, inclusa l’umanità.
Inoltre, il tuo ciclo di vita lo ha convertito in indicatori unici. Dipende da due mondi: l’acquatico per la riproduzione e l’acqua terrestre per l’alimentazione adulta. Se uno di questi due ambienti si colapsa, l’anfibio scomparirà. È uno studio debole, ma è anche uno dei più informativi sul saluto del nostro ambiente.
No son tan robustos como los reptiles. Non ha questa armatura esterna. Ma la sua fragilità è, ironicamente, quella che li rende cruciali per comprendere i limiti della vita nella Terra.
Anfibi: pelle, salti e cambiamenti radicali
I vertebrati di questo gruppo respirano attraverso la pelle umida. Caricano una notevole potenza muscolare nei loro corpi, una configurazione che consente loro di muoversi saltando o nuotando, o entrambi. Alcune specie fanno entrambe le cose con la stessa facilità.
La metamorfosi è la loro caratteristica distintiva. Molti subiscono cambiamenti strutturali radicali dal momento in cui si schiudono come larve fino alla forma finale adulta. È un rinnovamento biologico completo.
Rospi, salamandre e tritoni sono tutti anfibi. Condividono questo ciclo di vita e fisiologia unici.
Pesci: la maggioranza dell’oceano
I pesci rappresentano il gruppo di vertebrati più diversificato. Gli scienziati hanno identificato circa 34.000 specie. Vivono esclusivamente in acqua. La gamma è vasta. Dai fiumi d’acqua dolce agli oceani d’acqua salata, occupano quasi ogni nicchia acquatica.
I loro corpi sono aerodinamici per l’idrodinamica. Le branchie gestiscono la loro respirazione. Sono ovipari, nel senso che si riproducono tramite le uova.
Due categorie principali dominano il mondo sottomarino.
Osteitti: pesci ossei
Gli osteitti comprendono tutti i pesci dotati di scheletro interno osseo. Sebbene la cartilagine possa esistere in piccole parti, l’osso è la struttura primaria. Tipicamente presentano una bocca terminale con ossa dermiche articolate. Da queste ossa spuntano i denti. Una volta che questi denti cadono, non possono essere sostituiti. Ciò limita la loro capacità di rigenerare gli strumenti di alimentazione chiave.
La cernia gigante e lo scorfano sono ottimi esempi di pesci ossei. Fanno affidamento su questa rigida struttura scheletrica per la velocità e la forza in ambienti complessi di barriera corallina o di acque libere.
Condritti: pesci cartilaginei
Scheletri cartilaginei e l’eccezione senza mascelle
La maggior parte dei pesci con scheletro interno fa affidamento sulla cartilagine piuttosto che sulle ossa. Squali, razze, mante e chimere rientrano in questa categoria. I loro denti non sono fusi alla mascella. Perdono i denti usurati e ne crescono continuamente di nuovi. Questo adattamento è importante per la sopravvivenza. La preda dura schiaccia i denti. La sostituzione costante mantiene l’alimentazione efficiente.
Agnatha rappresenta un percorso evolutivo diverso.
Questi sono vertebrati senza mascelle. Mancano delle complesse strutture dentali osservate nei pesci cartilaginei. I loro meccanismi di alimentazione si basano sull’aspirazione o sul raschiamento. Questo antico lignaggio è sopravvissuto mentre i pesci con la mascella si diversificavano. Comprendere Agnatha spiega le radici dell’evoluzione dei vertebrati.
Vedi anche gli animali acquatici.
I valori anomali senza mascelle nell’evoluzione dei vertebrati
Sono i vertebrati che non si sono mai preoccupati delle mascelle.
Pensa a un’anguilla, ma più vecchia. Più vecchio e più strano. Questi animali non hanno le strutture incernierate che consentono alla maggior parte dei pesci di mordere, schiacciare o strappare il cibo. Si affidano invece all’aspirazione. Questa limitazione anatomica li costringe in nicchie ecologiche specifiche: ematofagia (nutrirsi di sangue) e necrofagia (nutrirsi di carogne).
Due gruppi distinti dominano questo paesaggio senza mascelle.
Le lamprede e le missine sono gli unici agnati sopravvissuti. Rappresentano un lignaggio che si separò prima dell’evoluzione della mascella inferiore.
Quando guardiamo la mappa più ampia della vita dei vertebrati, queste anomalie senza mascelle si trovano tranquillamente alla base dell’albero. Ma il resto dei rami? Sono definiti da ciò che fanno avere.
Mammiferi: i custodi a sangue caldo
I mammiferi sono definiti dalla regolazione del calore e dalle cure parentali. Mantengono la propria temperatura. Allattano i loro piccoli. La maggior parte di loro porta la pelliccia, anche se non tutti.
- Esempi comuni: Cane, gatto, elefante, gorilla, orso, tigre, leone, zebra, giraffa, rinoceronte, delfino.
Nota il delfino. È un mammifero marino. Respira aria. Non è un pesce.
Uccelli: i volantini piumati
Il volo è la caratteristica ovvia, ma il progetto è più complesso. Piume. Ali. Becchi. E uova.
- Esempi comuni: Anatra, aquila, gufo, pinguino, pappagallo, colibrì, falco, avvoltoio, struzzo, passero.
I pinguini non volano in aria, ma volano nell’acqua. L’anatomia regge.
Pesce: i nuotatori dotati di branchie
Questo gruppo è definito dall’habitat e dalla respirazione. Vivono nell’acqua. Respirano attraverso le branchie.
- Esempi comuni: Tonno, squalo, razza, pesce spada, cernia, trota, pesce palla.
Questa categoria viene spesso fraintesa. Gli squali sono pesci. Le razze sono pesci. Ma ancora una volta, evita la trappola dei mammiferi. I delfini e le balene non sono qui. Sono respiratori d’aria con capelli (comunque radi).
Rettili: i sangue freddo in scaglie
La temperatura è esterna per i rettili. La loro pelle è una barriera. Le squame forniscono protezione e riducono la perdita d’acqua.
- Esempi comuni: Coccodrillo, alligatore, lucertola, iguana, tartaruga, geco, drago di Komodo, camaleonte, serpente.
Dall’enorme drago di Komodo al minuscolo geco, la scala copre tutto. La strategia del sangue freddo funziona perché possono regolare il comportamento per gestire il calore corporeo.
Anfibi: la transizione della doppia vita
Vivono parte della loro vita in acqua e parte sulla terra. La pelle è la chiave. È umido. È permeabile. Possono respirare attraverso di esso, soprattutto se immersi o in ambienti umidi.
- Esempi comuni: Rana, rospo, axolotl, salamandra, ceciliana, tritone, olmo, rana algerina.
L’axolotl è uno straordinario qui. Spesso conserva le sue caratteristiche larvali per tutta la sua vita. Non sempre subisce una metamorfizzazione completa
