CETACEI: CARATTERISTICHE, SISTEMA NERVOSO, CIRCOLATORIO - BIOLOGIA - 2025

I cetacei sono mammiferi placentari che vivono nell'acqua. Sono costituiti da 80 specie, per lo più marine, ad eccezione di alcuni delfini che vivono in acqua dolce.

Questo gruppo di animali carnivori comprende delfini, focene e balene. Tra questi c'è la balenottera azzurra, l'animale più grande della terra, che pesa 190 tonnellate e misura tra i 24 ei 30 metri di lunghezza.

L'antenato dei cetacei visse nell'Eocene, circa 50 milioni di anni fa. È il Pakicetus, un artiodattilo primitivo il cui elemento comune ai cetacei è la struttura del suo orecchio interno.

L'evoluzione di questa specie è continuata, il Basilosauro è stato il primo cetaceo acquatico, che aveva numerosi grandi denti aguzzi, che gli hanno permesso di macinare il suo cibo.

I cetacei hanno subito l'attacco implacabile degli umani, che li cacciano per commercializzare la loro carne, grasso e olio. Ciò ha portato molte specie in pericolo di estinzione, come la balenottera azzurra e il capodoglio.

Inoltre, questi animali muoiono anche per altre cause legate all'uomo: l'impatto del loro corpo contro i pescherecci, i danni che subiscono per gli attrezzi utilizzati nella pesca del granchio delle nevi e le variazioni climatiche dovute all'inquinamento ambientale.

Caratteristiche generali

Capodoglio Physeter microcephalus. Tratto e modificato da: Gabriel Barathieu.

Pelle

Il suo corpo, che è snello nella forma, è privo di pelliccia; tuttavia, hanno alcuni follicoli piliferi sulla mascella inferiore e sul muso. La loro pelle può essere di tonalità bianche e nere, passando per quelle grigiastre. Sotto c'è uno spesso strato di grasso e olio.

pinne

I cetacei hanno una pinna dorsale, ad eccezione di quelli che vivono nella regione polare, poiché ciò impedirebbe loro di nuotare sotto il ghiaccio.

La pinna caudale o coda è formata da due lobi di tessuto connettivo, ha una posizione orizzontale e la muove dall'alto verso il basso, per la sua propulsione. Le pinne pettorali sono sostenute da ossa, dando stabilità all'animale, oltre a consentirgli di avere movimenti laterali.

Viso

La mascella e i denti formano una struttura allungata, originando in alcune specie una struttura ossea simile a un becco, mentre in altre è arcuata. Mancano di un orecchio esterno, presentando un solo foro per l'orecchio su entrambi i lati della testa.

Organi dell'apparato respiratorio

La loro respirazione è polmonare, quindi devono riemergere per effettuare lo scambio di gas. Le narici sono nella parte superiore della testa, costituendo gli spiracoli. L'apertura di questi è per azione volontaria dei muscoli, quindi i cetacei decidono quando respireranno.

La trachea è costituita da anelli cartilaginei. I polmoni non sono lobati e la loro dimensione è simile a quella dei mammiferi.

Fisiologia d

Uno degli aspetti più importanti dei cetacei è la loro fisiologia subacquea. Questi organismi respirano l'aria, quindi devono trattenere il respiro durante le loro lunghe immersioni.

Oltre agli adattamenti morfologici, come lo spostamento delle narici verso la parte dorsale della testa per formare lo sfiatatoio, e l'adozione di muscoli per aprire e chiudere questo sfiatatoio, esistono adattamenti funzionali per le immersioni.

Uno di questi adattamenti è il contenuto di mioglobina nei muscoli scheletrici. La mioglobina è una proteina muscolare che può associarsi e quindi immagazzinare ossigeno. La mioglobina agisce come la principale fonte di ossigeno per i muscoli durante i periodi di apnea.

Questa proteina è circa 25 volte più abbondante nella muscolatura dei cetacei che nella muscolatura dei vertebrati terrestri. È anche abbondante negli uccelli marini. Inoltre, le concentrazioni di emoglobina nel sangue sono superiori a quelle dei vertebrati terrestri.

Un adattamento anatomico-fisiologico è la presenza delle reti mirabili, che sono masse di tessuto che contengono alte concentrazioni di vasi sanguigni e che possono fungere da centro di stoccaggio per aumentare le riserve di ossigeno durante l'immersione.

Inoltre, i polmoni dei cetacei hanno la capacità di collassare quasi completamente durante l'immersione. Dopo il crollo sono in grado di riprendersi. La funzione di questo polmone collassato è quella di evitare problemi con la solubilità dell'azoto nell'aria. L'azoto nell'aria polmonare potrebbe causare la sindrome da decompressione quando sale in superficie.

Regolazione termica

I cetacei immagazzinano grandi quantità di grasso sotto forma di strati sotto la pelle, la cui funzione è quella di fungere da isolante termico. Inoltre, la rete mirabile delle pinne dorsali e caudali aiuta a scambiare il calore corporeo con l'ambiente durante il nuoto.

Tassonomia

misticeti

Conosciute come balene baleen per avere fanoni nella mascella superiore, con la quale filtrano l'acqua e ottengono piccoli pesci da cibo. Sessualmente sono animali dismorfici, che presentano notevoli differenze nella fisionomia esterna tra il maschio e la femmina.

Sebbene possano essere animali marini molto voluminosi e pesanti, alcune specie sono in grado di nuotare ad alta velocità. Comprende le superfamiglie:

-Balaenoidea

Famiglia: Balaenidae (balena franca glaciale).

Famiglia Cetotheriidae (balena franca pigmea).

-Balaenopteroidea

Famiglia: Balaenopteridae (megattera).

Famiglia: Eschrichtiidae (balena grigia).

Toothachets

Balena beluga. Delphinapterus leucas. Tratto e modificato da: Greg Hume (Greg5030).

Sono animali che possono vivere nel mare o in acque dolci. Sono caratterizzati dalla presenza di denti conici nella mascella e dalla loro capacità di comunicare e percepire l'ambiente in cui si trovano. In alcune specie esistono differenze morfologiche esterne tra il maschio e la femmina.

Il loro corpo è aerodinamico, consentendo loro di nuotare fino a 20 nodi. Comprende le superfamiglie:

-Delphinoidea

Famiglia: Delphinidae (orca assassina e delfino incrociato).

Famiglia: Monodontidae (beluga e narvalo).

Famiglia: Phocoenidae (focena)

-Physeteroidea

Famiglia: Physeteridae (capodoglio)

Famiglia: Kogiidae (capodoglio nano)

-Platanistoidea

Famiglia: Platanistidae (Indus dolphin)

-Inioidea

Famiglia: Iniidae (delfino amazzonico)

Famiglia: Pontoporiidae (delfino d'argento)

-Ziphyoid

Famiglia: Ziphiidae (balena dal becco peruviano)

Sistema nervoso

Questo è diviso in due: il sistema nervoso centrale, formato dal cervello e dal midollo spinale, e il sistema nervoso periferico, dove i nervi si estendono al di fuori del sistema nervoso centrale, snervando i diversi arti e organi del corpo.

La corteccia cerebrale ha un numero elevato di convoluzioni. Il midollo spinale è cilindrico, ha un ispessimento nella regione cervicale, che corrisponde all'area delle pinne pettorali

I sensi

Visualizza

Gli occhi sono appiattiti e le pupille consentono loro di vedere gli oggetti sia nell'acqua che nell'aria. In alcune specie, visione binoculare, tranne che nei delfini che possono muoversi indipendentemente.

Odore

In generale, i cetacei hanno sviluppato molto poco questo senso. Nei misticeti ci sono nervi olfattivi, ma mancano di un bulbo olfattivo. Negli odontoceti non ci sono né nervi né bulbo.

Gusto

I recettori delle sensazioni sono presenti su tutta la pelle dell'animale, ma nei cetacei si trovano principalmente sulla testa, sugli organi genitali e sulle pinne pettorali.

Oltre a questi meccanocettori, alcuni misticeti hanno strutture nelle loro mascelle e mascelle chiamate vibrisse, che catturano anche stimoli tattili.

Orecchio

Questo è il senso più sviluppato nei cetacei, poiché sono in grado di identificare la direzione del suono che sentono. Questo grazie alla struttura dell'orecchio interno, dove le ossa che lo compongono sono separate dal cranio, il che interferisce con la ricezione degli stimoli acustici.

Per avere una maggiore idrodinamica non hanno orecchio. Gli odontoceti catturano le onde sonore da una sostanza oleosa che hanno nella mascella, per essere successivamente trasferiti all'orecchio medio.

Sistema circolatorio

È costituito da vene, arterie e cuore, che ha quattro camere, 2 atri e 2 ventricoli. Inoltre ha strutture chiamate rete mirabile o rete meravigliosa, localizzate in numero maggiore sulle pinne dorsale e caudale.

La sua circolazione è divisa in due: maggiore e minore. In quest'ultimo, il sangue impoverito di ossigeno viene pompato dal cuore ai polmoni, dove viene ossigenato e ritorna di nuovo al cuore.

Da lì viene inviato al resto del corpo (maggiore circolazione) per trasportare l'ossigeno ai diversi organi, ritornando nuovamente al cuore, con sangue non ossigenato.

Il problema principale dei cetacei è la termoregolazione. Il corpo cerca di contrastarlo con uno strato di grasso situato sotto l'epidermide, riducendo le appendici esterne e sviluppando una circolazione in controcorrente.

In questo tipo di scambio sanguigno il sangue scorre in direzioni opposte, dove la rete mirabile agisce per facilitare lo scambio termico. Il sangue “caldo” circola nelle arterie, che proviene dall'interno del corpo, e raggiunge la rete delle meraviglie, dove il sangue “freddo” scorre in direzione opposta, raffreddato dall'acqua esterna.

Apparato digerente

L'esofago è un tubo lungo e dalle pareti spesse. Le cellule caliciformi che si trovano all'interno secernono muco, una sostanza lubrificante che facilita il passaggio del cibo attraverso quell'organo.

Lo stomaco è diviso in tre camere: anteriore, centrale e posteriore. La parte anteriore dello stomaco è un muscolo forte che contiene ossa e minuscole pietre che scompongono il cibo. Ha anche batteri anaerobici che fermentano il cibo, aiutando il processo digestivo.

La digestione continua nelle camere centrale e posteriore, dove si trovano enzimi e cellule specializzate per facilitare questo processo.

I cetacei non hanno un'appendice, la loro funzione è sostituita dalle tonsille anali, un gruppo di organi linfatici. Il fegato può avere due o tre lobi e non ha la cistifellea. Il tuo pancreas è allungato e si unisce all'intestino attraverso il dotto pancreatico.

Denti e barbe

Alcuni cetacei hanno denti, come il capodoglio, mentre altri hanno balle sulla mascella superiore, come le balene.

I denti sono tutti della stessa dimensione (homodont) e permanenti (monofiodont), variabili, a seconda della specie, della loro forma, quantità e dimensione. I delfini hanno denti conici, mentre nelle focene sono piatti.

I barbe sono usati come filtro per catturare piccoli animali. Hanno la forma di filamenti e sono fatti di cheratina. Crescono dalla mascella superiore, essendo erosi dalla lingua e dalla preda.

Sistema riproduttivo

La vagina è allungata e si trova, accanto all'apertura anale, all'interno di una tasca genitale, situata vicino alla vagina. Anche le ghiandole mammarie sono in quella tasca, formando i cosiddetti solchi mammari.

Le ovaie si trovano nella cavità addominale. Nella femmina delfino l'ovaia sinistra è più sviluppata, mentre nei misticeti funzionano entrambe.

I testicoli e il pene si trovano all'interno della cavità addominale, vicino ai reni. L'erezione del pene è dovuta ai muscoli che lo compongono, molto diversi dal resto dei mammiferi, che avviene grazie alla vasodilatazione dei vasi sanguigni del corpo cavernoso.

La sua riproduzione è interna, come nei mammiferi placentari. La copulazione si verifica quando il maschio e la femmina entrano in contatto con la loro zona addominale, il pene viene allungato e viene inserito dal maschio nella vagina della femmina.

Una volta fecondato l'ovulo, si formerà la placenta, responsabile dell'alimentazione e della fornitura di ossigeno al feto. La durata della gestazione è più o meno di un anno, anche se in alcune balene potrebbe culminare a 18 mesi. Al momento del parto, il feto lascia la coda, contrariamente a quanto accade nella maggior parte dei mammiferi.

Habitat

I cetacei sono animali acquatici, la maggior parte di loro sono marini che abitualmente abitano le coste o il mare aperto. Altri abitano fiumi e laghi in Asia, Sud America e Nord America.

Mentre alcune specie marine, come la balenottera azzurra e l'orca assassina, possono essere trovate in quasi tutti gli oceani, altre si trovano localmente, come il delfino di Hector, il cui habitat sono le acque costiere della Nuova Zelanda.

La balena di Bryde vive a latitudini specifiche, che sono spesso acque tropicali o subtropicali. Diversi gruppi di cetacei vivono solo in un corpo idrico, come nel caso del delfino dell'orologio, che lo fa nell'Oceano Antartico.

Ci sono specie in cui l'area di alimentazione e riproduzione sono diverse, quindi sono costrette a emigrare. È il caso della megattera, che vive nella regione polare durante l'estate, migrando ai tropici in inverno per riprodursi.

Alimentazione

I cetacei sono carnivori e tenendo conto che si dividono in due gruppi, quelli con i denti e quelli con la barba, la loro dieta sarà correlata a questa caratteristica.

Le specie dentate usano i denti per catturare il loro cibo, che di solito è una grande preda come pesci, calamari o altri mammiferi marini.

Le balene Baleen assorbono una grande quantità di acqua, che filtrano per piccole prede, plancton, krill e una varietà di specie di invertebrati. Il cibo viene intrappolato nei fanoni, viene rimosso dalla balena con la sua lingua e quindi ingerito.

Metodi di alimentazione

in secca

Utilizzato da alcuni delfini e orche assassine, che trasportano la preda a terra per catturarla.

Nuvola di bolle

Consiste nel fatto che l'animale, quando individua un banco di pesci, rilascia una cortina di bolle, per spingere la preda verso la superficie, in modo da poterla catturare. Questa tecnica è usata dalle balene megattere.

Colpo veloce

Utilizzato dalle megattere e si riferisce al colpo che fanno con la coda contro la superficie dell'acqua, che concentra la preda davanti all'animale. Quindi la balena nuota attraverso l'area, catturando il suo cibo.

Colpo di pesce

Il delfino tursiope, usando il naso, colpisce la preda per stordirla e catturarla.

Comunicazione

La maggior parte delle specie di cetacei sono gregarie, cioè tendono a vivere in gruppi. Ad esempio, le orche sono state individuate tra i gruppi di mammiferi che formano i gruppi più coesivi. Questo comportamento gregario è più marcato negli odontoceti.

In mysticetos, i raggruppamenti numerosi e / o permanenti sono più strani. In alcune specie si formano associazioni solo durante la stagione degli amori e della riproduzione, o anche associazioni temporanee a scopo venatorio.

La comunicazione è essenziale per poter mantenere un certo livello di coesione di gruppo. Negli animali la comunicazione può essere di vario tipo; attraverso messaggeri chimici (olfattivi), visivi, tattili o uditivi.

Chimica

La capacità di comunicare tramite messaggeri chimici è comune e importante nei mammiferi terrestri. Tuttavia, negli ambienti acquatici questo tipo di comunicazione è raro. I cetacei sono microsmatici, o possono persino diventare completamente anosmatici, cioè incapaci di annusare.

L'olfatto e l'anatomia dell'organo olfattivo non sono adatti alla comunicazione in un mezzo acquoso. I cetacei, come altri mammiferi marini, devono chiudere le loro aperture nasali mentre sono in acqua, il che rende difficile o impossibile l'odore.

A causa di ciò, questo tipo di comunicazione non è molto sviluppato nei cetacei, tuttavia, è stato suggerito che i beluga rilasciano feromoni in situazioni di stress. Alcuni ricercatori ritengono inoltre che le feci e l'urina dei delfini possano contenere questi tipi di messaggeri chimici.

La percezione degli stimoli chimici sarebbe più correlata al gusto che all'olfatto. La presenza di papille gustative è documentata per i cetacei. Alcuni studi hanno dimostrato che i delfini tursiopi sono in grado di differenziare soluzioni con diversi tipi di sapori.

Visivo

Nei cetacei la comunicazione visiva è un'alternativa a corto raggio per lo scambio di informazioni. I cetacei mostrano modelli di comportamento che possono essere associati a meccanismi di comunicazione intraspecifica.

Le comunicazioni visive possono essere semplici, come modelli di colorazione, posture del corpo o parti del corpo che mostrano dimorfismo sessuale. Possono anche essere più elaborati, attraverso sequenze di movimenti.

Tra i segnali semplici, i modelli di colore sembrano essere più importanti nei cetacei più piccoli. Questi modelli di colorazione sono molto evidenti nei delfini e possono essere utilizzati per il riconoscimento delle specie, nonché per il riconoscimento individuale e sociale.

I segni e le caratteristiche del corpo sessualmente dimorfici variano tra le specie. Questi includono, ad esempio, la presenza di denti sporgenti nella mascella superiore dei maschi di alcune specie di balene dentate, o la pinna dorsale inclinata in avanti dei delfini maschi di spinner.

I comportamenti più elaborati includono gesti minacciosi aprendo la bocca, saltando fuori dall'acqua e adottando diverse posture del corpo. I cetacei possono utilizzare quest'ultimo metodo per comunicare con individui della stessa specie e con altre specie.

Anche le posture del corpo e i cambiamenti comportamentali possono essere usati come spunti per le azioni di gruppo.

Tattile

Questo tipo di comunicazione è importante nei cetacei; Tra i segnali utilizzati ci sono i tocchi e le carezze, per questo possono utilizzare diverse parti del corpo, come il muso o le pinne.

Questi segnali sono usati frequentemente durante le interazioni sessuali. Possono anche essere utilizzati nelle comunicazioni madre-figlio, così come in altre interazioni sociali.

Possono anche essere segnali aggressivi, come mordere e spingere. L'intensità del segnale, la sua frequenza, l'emettitore, il luogo che attacca, variano con l'informazione da emettere.

Gli odontoceti in cattività sono molto ricettivi al contatto con il corpo. Gli allenatori usano colpi e tocchi delicati per aiutare a rafforzare l'apprendimento durante l'allenamento.

Acustica

Questo è il tipo di comunicazione più importante tra i cetacei, per la facilità di trasmissione del suono nell'acqua. Questa comunicazione può essere vocale o non vocale.

Comunicazione acustica non vocale

Questo tipo di comunicazione può essere ottenuto colpendo la superficie dell'acqua con le pinne o la coda, facendo anche rumori con i denti o respirando, emettendo bolle, anche saltando fuori dall'acqua.

I salti fuori dall'acqua producono un suono che può essere raggiunto a diversi chilometri di distanza e può avere diverse funzioni, come aiutare a mantenere il contatto acustico, possono anche aiutare a creare barriere acustiche per disorientare la preda.

I delfini Spinner generano un rumore che viaggia in molte direzioni ea diverse distanze. La sua funzione principale sembra essere quella di mantenere il contatto acustico con i suoi simili, poiché questi rumori aumentano durante le ore notturne, quando il contatto visivo è più difficile.

Tonina, Inia geoffrensis. Tratto e modificato da: Oceancetaceen I segni di minaccia o pericolo si ottengono spesso colpendo l'acqua in molte occasioni con la coda (odontoceti) o con le pinne pettorali (misticeti). In quest'ultimo caso, il segnale non ha sempre una connotazione pericolosa e può talvolta servire da invito alla socializzazione.

Comunicazione vocale

I suoni vocali dei mistici e degli odontoceti sono molto diversi l'uno dall'altro. Questi suoni, nel primo, hanno diverse funzioni, tra cui mantenere contatti a lungo raggio, affermazioni sessuali, minacce e saluti.

Ci sono tre forme di suoni tra i mistici; gemiti a bassa frequenza, tonfi, squittii e fischi. Inoltre, le balene megattere sono responsabili dei famosi "canti delle balene".

I canti delle megattere sono composti da balene maschi. Queste canzoni sono molto lunghe e possono arrivare fino a mezz'ora. Le canzoni contengono elementi che si ripetono periodicamente, variano in base all'area geografica e cambiano ogni anno.

Solo i maschi cantano e nello stesso tempo cantano tutti la stessa canzone; generalmente cantano solo al di fuori della stagione riproduttiva. La canzone è probabilmente una dichiarazione d'amore che sottolinea la salute e le condizioni generali del cantante, come informazione per il possibile partner.

Gli odontoceti, da parte loro, producono due tipi di segnali, suoni pulsati e suoni a banda stretta. I pulsanti sono noti come clic e sono coinvolti nell'ecolocalizzazione. I suoni a banda stretta sono noti come fischi e la loro funzione principale sembra essere la comunicazione.

Molte specie di odontoceti, tuttavia, non fischiano. Alcune specie di odontoceti producono chiamate stereotipate. Questi appelli vengono emessi da particolari membri della popolazione e sono chiamati dialetti dai ricercatori.

I dialetti sono condivisi da "clan acustici" all'interno della popolazione. Inoltre, possono esistere diversi clan nella stessa popolazione. Ad esempio, nella popolazione di balene del Pacifico meridionale della specie Physter macrocephalus, ci sono almeno sei clan acustici.

Riferimenti

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