INVERTEBRATI: CARATTERISTICHE, CLASSIFICAZIONE, ESEMPI, SISTEMI - BIOLOGIA

Gli invertebrati sono un gruppo abbondante e diversificato di animali che hanno le vertebre. Sebbene la cifra possa sembrare molto ampia, poiché abbiamo molta familiarità con gli animali vertebrati, gli invertebrati rappresentano oltre il 90% di tutte le specie animali del pianeta.

A causa dell'assenza di una colonna vertebrale che li aiuti a sostenere il peso del proprio corpo, gli invertebrati non possono raggiungere grandi dimensioni (solo alcuni invertebrati marini possono raggiungere più di un metro di lunghezza), contrariamente a quanto osserviamo negli animali vertebrati .

Fotografia di uno scarafaggio, un animale invertebrato del gruppo degli artropodi (Immagine di monikasmigielska su www.pixabay.com)

Gli invertebrati si trovano quasi ovunque sulla terra immaginabile; infatti il famoso biologo EO Wilson le ha classificate come "piccole cose che girano per il mondo", anche se non tutte sono piccole e non tutte corrono, molte nuotano, altre volano e molte altre strisciano sulle superfici.

All'interno di questo gruppo possiamo trovare creature diverse come farfalle e lumache, ragni e api, stelle marine e lombrichi, tra gli altri, e tutti costituiscono una parte indispensabile per la vita di tutti gli elementi in un ecosistema.

Gli invertebrati sono gli animali più antichi e numerosi che esistono sulla terra. È noto che, dei 3 milioni di specie viventi e attualmente conosciute, circa 2 milioni corrispondono solo ad animali invertebrati.

Tuttavia, gli scienziati stimano che ci siano circa 7 milioni di specie di invertebrati sul pianeta, il che significa che l'uomo ne conosce solo meno della metà.

Caratteristiche degli invertebrati

Farfalla monarca, un invertebrato

Gli invertebrati sono un gruppo di animali incredibilmente diversificato. In questo si incontrano animali diversi come una mosca e una medusa di mare, per cui è difficile evidenziare le caratteristiche comuni che sono condivise tra loro. Tuttavia, ecco un piccolo elenco di quelli più importanti:

- Sono organismi eucarioti, quindi le loro cellule hanno, oltre a un nucleo che racchiude il materiale genetico (DNA), sistemi membranosi interni e altri compartimenti funzionali.

- Sono costituiti da cellule animali, cioè non hanno organelli con pigmenti come la clorofilla e hanno una membrana plasmatica nuda (nessuna parete cellulare di accompagnamento).

- Sono, per la maggior parte, organismi multicellulari.

- Sono organismi eterotrofi, poiché hanno bisogno di ottenere la loro energia e carbonio da altri organismi (materia organica) e non sono in grado di produrre il proprio cibo.

- Non hanno alcun supporto o scheletro interno, che si tratti di vertebre, colonna vertebrale, scheletro cartilagineo o qualsiasi altra struttura di supporto. All'interno hanno solo liquidi, cavità o organi, a seconda della specie.

- Senza ossa o vertebre, i loro corpi non possono sostenere molto peso e quindi non raggiungono grandi dimensioni. Solo alcuni invertebrati marini possono raggiungere diversi metri di lunghezza, poiché la minore densità dell'acqua li aiuta a sostenere un peso maggiore.

- Gli invertebrati si trovano nei primi gradini della catena alimentare, poiché si nutrono di piante e altri invertebrati, fungendo da cibo per animali vertebrati come pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi.

- In questo gruppo ci sono le forme di animali più diverse, belle e sorprendenti, alcune addirittura inimmaginabili per la creatività degli uomini.

- Sono gli animali più abbondanti in qualsiasi ecosistema che possa ospitare la vita nel mondo.

Classificazione: tipi di invertebrati

La classificazione degli animali come "invertebrati" non è, infatti, una classificazione tassonomica valida, poiché non esiste un antenato comune che metta in relazione tutti i gruppi di organismi diversi che si trovano all'interno di questo gruppo di animali.

Tuttavia, nei corsi di zoologia viene comunemente fatta una distinzione tra animali vertebrati e invertebrati per facilitare il loro studio.

Per avere più o meno un'idea della complessità e diversità che esiste tra gli invertebrati, teniamo presente che l'insieme contiene, a seconda del sistema di classificazione utilizzato, circa 30 diversi phyla. Ecco un elenco dei 21 phyla più popolari:

- Porifero (phylum Porifera)

Fotografia di una spugna verde marina (Fonte: Steve Rupp, National Science Foundation / Dominio pubblico, tramite Wikimedia Commons)

Sono animali acquatici a forma di spugna. Finora sono state classificate circa 9mila specie. Si nutrono filtrando l'acqua in cui vivono, in questo modo intrappolano particelle, piccole larve di altri animali o substrati che rimangono intrappolati nei loro corpi porosi.

- Placozoa (phylum Placozoa)

Hanno la forma di dischi piatti e se ne conoscono solo circa 100. Sono poco studiati, ma si sa che, per la maggior parte, sono specie marine, microscopiche e dall'aspetto piatto.

Hanno un'organizzazione corporea molto semplice, poiché non hanno organi o tessuti specializzati per svolgere funzioni specifiche. Si ritiene che si nutrano di alghe, larve, protozoi e altri organismi microscopici.

Sono animali marini molto simili alle meduse; Sono gelatinosi e hanno tentacoli e ciglia. Sono stati poco studiati, tanto che oggi si conoscono poco più di 150 specie.

Sono animali carnivori che si nutrono di plancton, piccoli pesci, larve di altri animali, ecc. Generalmente vivono sul fondo degli oceani.

- Cnidari (phylum Cnidaria)

Fotografia di una medusa, un tipo di Cnidari (Immagine di Samuele Schirò su www.pixabay.com)

Tutte le meduse, i coralli e gli anemoni “veri” appartengono a questo bordo. Sono, per la maggior parte, organismi marini e se ne conoscono circa 11mila specie.

Tutte le specie del phylum hanno cellule pungenti chiamate "cnidociti", che servono a paralizzare e intrappolare la preda di cui si nutrono.

- Nemerteos (phylum Nemertea)

Sono per lo più vermi marini, sebbene alcune specie possano essere trovate nei laghi, nei fiumi e nel sottosuolo. Si nutrono tutti di piccoli invertebrati attraverso la loro proboscide.

Le specie marine di questo phylum possono raggiungere diversi metri di lunghezza. Ad oggi, in questo gruppo sono state descritte circa 2.000 specie.

- Vermi piatti (phylum Platyhelminthes)

Fotografia di un verme piatto del Mar Mediterraneo (Fonte: PervyPirate / Dominio pubblico, tramite Wikimedia Commons)

Sono vermi piatti che vivono in ambienti acquatici o molto umidi. Sono animali carnivori che si nutrono di piccoli insetti e larve. Alcuni sono parassiti di animali vertebrati. All'interno di questo gruppo sono classificate circa 21mila specie diverse.

- Gnatostomúlidos (phylum Gnathostomulida)

È anche un gruppo di piccoli vermi (tra 0,1 mm e 20 mm). Vivono sul terreno, soprattutto in luoghi che hanno uno strato organico abbondante; possono sopravvivere in assenza di ossigeno e nutrirsi di radici, funghi e altri microrganismi. Sono state descritte circa 150 specie.

- Nematomorfi (phylum Nematomorpha)

È un gruppo di piccoli vermi, molti dei quali parassiti di animali vertebrati. Misurano tra 2 e 10 cm di lunghezza. Si conoscono circa 500 specie in questo gruppo, tutte parassitarie. Si nutrono attraverso la superficie del loro corpo, approfittando del cibo già digerito dai loro ospiti.

- Nematodi (phylum Nematoda)

Schema del corpo del nematode Ancylostoma duodenale (Fonte: Servier Medical Art / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/2.0) tramite Wikimedia Commons)

Questi organismi sono comunemente noti come "vermi cilindrici" perché il loro corpo sembra una salsiccia. Nel gruppo ci sono molte specie acquatiche, ma ci sono specie terrestri o parassitarie di animali vertebrati. Si conoscono circa 30mila specie.

- Quinorrincos (phylum Kinorhyncha)

Sono considerati "microbi marini" che fanno parte del plancton. Si trovano comunemente vicino al fondo sabbioso o fangoso degli oceani. Il loro corpo è diviso in segmenti e si nutrono di protozoi e alghe unicellulari. Attualmente sono note circa 400 specie.

- Gastroticos (filo Gastrotricha)

Sono organismi con piccoli corpi cilindrici, che hanno il corpo ricoperto di ciglia e si nutrono di materia organica, larve, alghe, protozoi e particelle che galleggiano nei corpi d'acqua in cui vivono. Si conoscono circa 500 specie.

- Rotiferi (phylum Rotifera)

Questi sono microbi in molti modi diversi, simili agli insetti. Vivono in ambienti umidi di acqua dolce e misurano tra 0,5 mm e pochi centimetri (il più grande).

Si nutrono di protozoi, alghe e altri microrganismi nel loro habitat. Si conoscono circa 2mila specie diverse.

- Entoproctos (Entoprocta phylum)

Sono animali acquatici microscopici che hanno la forma di polipi o anemoni. Sono sessili (immobili) e presentano una "corona" filtrante composta da ciglia di cui si nutrono sui substrati che galleggiano al centro. Sono state descritte circa 20 specie diverse.

- Acantocephala (phylum Acanthocephala)

Gli acanthocephalus sono vermi parassiti dei vertebrati. Hanno una proboscide specializzata per aderire alle pareti intestinali degli animali vertebrati che parassitano.

Questi invertebrati si nutrono assorbendo il cibo già digerito dai loro ospiti attraverso il loro tegumento (il tessuto che li ricopre) e nei tassonomi animali ne riconoscono più o meno mille specie.

- Molluschi (phylum Mollusca)

Fotografia di un mollusco simile a una lumaca (Immagine di Michael Strobel su www.pixabay.com)

Lumache, polpi, calamari, ostriche, vongole, lumache e altri appartengono a questo gruppo. La maggior parte sono animali carnivori o che si nutrono di materia organica filtrando dalla superficie corporea. All'interno di questo gruppo sono classificate circa 100.000 specie.

- Artropodi (phylum Arthropoda)

Fotografia di alcune formiche, un tipo di animale invertebrato proveniente dal phylum degli artropodi (Immagine di monsterpong09 su www.pixabay.com)

Questo è il gruppo di animali più grande e diversificato sulla terra: sono conosciute più di 1 milione di specie diverse. All'interno di questo phylum sono classificati tutti gli insetti, aracnidi, molluschi, miriapodi (millepiedi) e molti altri. Variano notevolmente per dimensioni, forma e ciclo di vita e alimentazione.

- Onicofori (phylum Onychophora)

Fotografia di un onicoforo del Perù (Fonte: Thomas Stromberg / Pubblico dominio, tramite Wikimedia Commons)

Questi animali hanno l'aspetto di vermi con le gambe o lumache con le gambe. Vivono in aree terrestri molto umide; Sono notturni e si nutrono di piccoli invertebrati. La maggior parte vive solo in zone tropicali. Attualmente sono note circa 200 specie diverse.

- Anellidi (phylum anellidi)

Fotografia di un lombrico, un anellide (Immagine di Wolfgang Eckert su www.pixabay.com)

Gli anellidi sono vermi segmentati che si trovano sottoterra o negli oceani. Forse l'animale più conosciuto di questo gruppo è il lombrico.

Questi animali hanno abitudini alimentari molto diverse: alcuni sono alimentatori di filtri, altri sono carnivori e altri si nutrono di materia organica presente nel terreno. Sono state descritte più o meno 15mila specie di anellidi differenti.

- Briozoi (phylum Bryozoa)

Sono filtri alimentatori che formano piccole colonie di polipi. Sono acquatici e sessili, poiché vivono attaccati ai substrati. Hanno una specie di "tentacolo" specializzato per filtrare i piccoli materiali organici dall'acqua, di cui si nutrono. Ci sono circa 6mila specie.

- Priapulidi (Priapulida phylum)

Questi sono anche vermi marini che vivono sepolti sul fondo del fondale marino. Espongono solo la parte anteriore del corpo, dove hanno organi specializzati per la filtrazione.

Si nutrono di plancton e materiale organico in sospensione. Oggi si conoscono solo circa 50 specie.

- Emicordati (phylum Hemichordata)

Un altro gruppo di vermi marini che vive vicino alla costa. Sono conosciuti come "emicordati" perché presentano il primo segno di una colonna vertebrale. Hanno una specie di faringe di cui nutrirsi, che filtra l'acqua dell'oceano. Sono riconosciute almeno 150 specie.

Esempi di specie di invertebrati

La comune formica nera (

In quasi tutte le città, paesi e frazioni del mondo possiamo trovare piccoli abitanti che portano con le loro mascelle piccoli frammenti di cibo, trucioli di pane, pezzi di foglie, ecc. Queste sono le formiche comuni, che appartengono al phylum degli artropodi.

Fotografia di un esemplare di L. niger (Fonte: Python (Peter Rühr) / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) tramite Wikimedia Commons)

Le formiche vivono in colonie di milioni di individui. Queste colonie sono "società" dove si possono osservare differenti caste di individui:

- ci sono lavoratori incaricati di procurarsi il cibo all'estero

- C'è la regina che si occupa di deporre le uova per generare nuovi individui per la colonia, tra gli altri.

Il calamaro gigante dell'Antartide (

I calamari giganti sono molluschi che vivono nelle profondità dell'oceano. Si nutrono di pesci, meduse, tartarughe e qualsiasi animale di una taglia che possa divorare, e hanno la straordinaria capacità di comunicare tra loro attraverso il cambiamento di colore dei loro corpi.

Schema grafico del corpo del calamaro gigante (Fonte: Rcidte / Public domain, via Wikimedia Commons)

Il calamaro gigante dell'Antartide può raggiungere i 5 metri di lunghezza e sono stati osservati video di questi molluschi mangiati dalle balene. Si ritiene che questa specie di mollusco abbia ispirato i racconti del "Kraken" nella mitologia greca.

La vespa marina o la medusa del secchio (

Questo organismo appartiene al phylum Cnidaria ed è l'animale più velenoso che esista sulla faccia della terra. È stato osservato al largo di molte delle coste australiane. La sua campana ha le dimensioni di un'unghia e i suoi tentacoli possono raggiungere gli 80 cm di lunghezza.

Fotografia di vespe marine (Fonte: Guido Gautsch, Melbourne, Australia / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0) tramite Wikimedia Commons)

Si nutre di piccoli pesci che sono intrappolati nei suoi tentacoli e solo di recente è stato possibile capire quali sono i componenti che forniscono tanta letalità al suo veleno.

Oggi è noto che, almeno per l'uomo, il suo veleno provoca insufficienza cardiaca e malattie a livello delle cellule del sangue.

Sistema nervoso invertebrato

Il sistema nervoso degli invertebrati è piuttosto "primitivo", con notevoli eccezioni in molte specie di molluschi e artropodi, per esempio. Come ogni sistema nervoso, è responsabile della risposta agli stimoli che vengono percepiti attraverso gli organi sensoriali di questi animali.

Esistono phyla, come quello degli artropodi e dei molluschi, in cui sono presenti sistemi neurali con sinapsi ben definite, con un tipo primitivo di cervello, a cui arrivano segnali provenienti da stimoli esterni per essere elaborati prima di dare una risposta.

Questi "nodi centrali" solitamente raggruppano vari sensi dell'animale, come la vista, il gusto e l'olfatto. Poiché questi sensi sono "raccolti" molto vicino a quello che sarebbe il sistema nervoso centrale, alcuni autori ritengono che si possa dire che alcuni invertebrati hanno la testa.

Altri invertebrati, d'altra parte, hanno un sistema nervoso molto più basilare di quanto possa essere un sistema centralizzato, poiché i loro organi sensoriali sono distribuiti in tutto il corpo e sono adattati a raccogliere stimoli in quasi tutte le direzioni nel loro ambiente, in modo che agiscono autonomamente.

Cioè, gli stimoli non vanno in una regione centrale che li analizza per dare una risposta, ma, invece, lo stimolo viene catturato dai recettori e il sistema nervoso risponde in modo autonomo o istantaneo, senza valutare se rappresenta un minaccia o beneficio per l'animale.

Sistema circolatorio degli invertebrati

Negli invertebrati osserviamo due tipi di sistema circolatorio:

- il sistema circolatorio chiuso e

- il sistema circolatorio aperto

In entrambi i sistemi viene trasportato un fluido o "sangue", che ha il compito di effettuare lo scambio gassoso con l'ambiente, cioè espellere i rifiuti gassosi e ottenere ossigeno per le cellule del corpo.

Sistema circolatorio chiuso

I sistemi circolatori chiusi mantengono il "sangue" o il fluido circolatorio separato dagli altri fluidi nel corpo.

Questo liquido viaggia attraverso "tubi" verso organi o luoghi specializzati per la respirazione, luoghi che hanno una struttura con poca resistenza all'ingresso di ossigeno nel sangue o nel fluido circolatorio.

Questi tipi di sistemi circolatori sono tipici degli animali che hanno cavità corporee altamente sviluppate, cioè hanno uno spazio definito nel loro corpo per ciascun sistema separatamente. Possiamo osservarlo in un verme e in un polpo, per esempio.

Sistema circolatorio aperto

Il sistema circolatorio aperto non separa efficacemente i fluidi corporei in un'unica cavità e il sangue non viene trasportato attraverso tubi distribuiti in tutto il corpo, quindi a un certo punto i rifiuti, il cibo digerito e il "sangue" si mescolano , anche parzialmente.

Questo tipo di sistema impone gravi limitazioni alle dimensioni del corpo, poiché ci vuole molta energia per trasportare i fluidi da un luogo all'altro all'interno. È tipico di animali come insetti, vongole e altri.

Sistemi digestivi ed escretori degli invertebrati

C'è una grande diversità di sistemi digestivi tra gli invertebrati. Tuttavia, molti di questi animali adottano una serie di passaggi "di base" e comuni per nutrirsi e attivare il loro sistema digerente. Localizzano, selezionano e catturano le loro prede per poi digerirle e assimilare i nutrienti.

Ricorda che la digestione è il processo mediante il quale il cibo viene scomposto per assimilarlo attraverso le cellule.

Molti invertebrati svolgono predigestione extracorporea (fuori dal corpo), grazie alla loro capacità di iniettare sostanze o microrganismi in modo da degradare o “predire” il loro cibo prima di mangiarlo.

- Strutture coinvolte

In generale, tutti gli invertebrati hanno un qualche tipo di tratto digestivo interno o condotto attraverso il quale passa il cibo una volta ingerito.

Apertura singola

In alcuni gruppi, come cnidari e vermi piatti, per esempio, c'è solo un'apertura attraverso la quale i resti di cibo non digerito vengono ingeriti e rimossi o escreti; in parole più semplici, l'ano e la bocca sono costituiti dalla stessa apertura.

Due aperture

Altri invertebrati hanno ano e bocca separati, cioè hanno un'apertura attraverso la quale mangiano cibo e un'altra per espellere rifiuti metabolici e resti di cibo che non vengono digeriti e utilizzati dal loro corpo.

Avere due aperture separate per l'alimentazione e l'escrezione fornisce a questi animali grandi vantaggi evolutivi, poiché nell'apertura che funge da "bocca" possono avere regioni o cavità separate e specializzate per la macinazione, la secrezione di fluidi, lo stoccaggio, digestione e assorbimento dei nutrienti.

Allo stesso modo, dopo l'assimilazione dei nutrienti, i rifiuti possono essere escreti indipendentemente dal nuovo alimento ingerito, evitando contaminazioni o il ricircolo di alimenti già digeriti.

Sistema respiratorio degli invertebrati

L'ossigeno (O2) è necessario per la respirazione cellulare di tutti gli invertebrati aerobici, poiché pochi invertebrati possono sopravvivere per lunghi periodi in condizioni anaerobiche (senza ossigeno) riducendone il metabolismo ed eseguendo un tipo di respirazione anaerobica.

Tutti gli invertebrati assorbono ossigeno dall'ambiente e, allo stesso tempo, rilasciano anidride carbonica (CO ₂ ).

Lo scambio di gas negli invertebrati segue i principi comuni a tutti gli animali, nonostante alcune modifiche strutturali servano a migliorare il processo nelle diverse condizioni in cui vive ciascuna specie.

Tutte le strategie si concentrano sul principio di base di avvicinare l'ambiente, che sia acqua o aria, al fluido corporeo (sangue o un fluido simile) in modo che entrambi interagiscano separati solo da una sottile membrana umida che consente lo scambio di gas di un luogo ad un altro.

In altre parole: quell'ossigeno (O ₂ ) può entrare nel fluido corporeo mentre l'anidride carbonica (CO ₂ ) lo lascia. La membrana deve essere sempre bagnata, in modo che i gas disciolti nel fluido che li trasporta possano "passare" o diffondersi da un luogo all'altro.

La diffusione dei gas dipende sempre dalle loro concentrazioni relative tra i due compartimenti a contatto, cioè dalla quantità dell'uno e dell'altro su ciascun lato della membrana. Questi gradienti sono mantenuti dal sistema circolatorio.

Gradienti di diffusione

Il gas che si trova nella concentrazione più alta verrà sempre trasportato in un'area in cui la sua concentrazione è inferiore. In questo modo il sangue deossigenato carico di anidride carbonica lo cede al fluido extracorporeo e si carica di ossigeno, che in quest'ultimo è in concentrazione maggiore.

Quando si verifica questo scambio, il sistema circolatorio "spinge" il sangue ossigenato attraverso il corpo, in modo che ossigeni gli organi oi tessuti del corpo. Quando parte del sangue ossigenato viene trasportato, il suo posto viene preso da nuovo sangue deossigenato, caricato con CO2, ripetendo così il processo.

Da tutto ciò si capisce che, come negli animali vertebrati, il sistema respiratorio e il sistema circolatorio sono strettamente correlati, poiché il sangue o il fluido interno è responsabile del trasporto dei gas in tutto il corpo.

Riferimenti

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