RETTILI: CARATTERISTICHE, CLASSIFICAZIONE E RIPRODUZIONE - BIOLOGIA - 2025

I rettili sono un gruppo di animali vertebrati parafilética tra cui tartarughe, lucertole, serpenti, coccodrilli e tuatara. Inoltre, includono diversi gruppi estinti di grandi dinosauri, plesiosauri, pterosauri, tra gli altri. La sua caratteristica più evidente è la pelle spessa con squame.

Questi esseri viventi sono ectotermici, poiché non hanno la capacità di regolare internamente la loro temperatura corporea. Pertanto, la loro distribuzione è quasi limitata alle regioni con climi caldi, dove sono molto abbondanti.

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Le tartarughe sono organismi con un guscio spesso e una morfologia ancestrale. Non hanno denti e sono tutti ovipari. La più grande diversità del gruppo si trova nelle lucertole, un gruppo che è fiorito immensamente. La maggior parte sono ovipari e alcuni sono vivipari.

Due gruppi di rettili, i serpenti e gli anfisbenidi hanno subito una totale riduzione degli arti. Inoltre, i serpenti hanno un teschio cinetico (mobile) che consente loro di consumare prede enormi. Alcuni possono iniettare veleno.

I tuatara sono animali endemici della Nuova Zelanda. Le sue caratteristiche ricordano i rettili che abitavano la terra circa 100 milioni di anni fa.

I coccodrilli sono gli unici rappresentanti non aviari degli archosauri, una stirpe che ha dato origine ai dinosauri ormai estinti e agli uccelli attuali.

Nei rettili nasce un significativo adattamento che è riuscito a rendere la riproduzione indipendente dall'acqua: l'uovo amniotico. L'uovo è costituito da una struttura ricoperta da una struttura calcarea o coriacea con membrane extra-embrionali chiamate amnion, corion, sacco vitellino e allantoide. Gli stadi larvali della vita acquatica non sono osservati nei rettili.

Caratteristiche generali

I rettili formano un gruppo parafiletico di circa 8000 specie. Questi organismi sono abbondanti e si trovano in habitat molto vari, sia terrestri che acquatici, generalmente con clima caldo.

Sono coperti da strutture caratteristiche chiamate scale. La maggior parte ha due paia di arti, con cinque dita su ciascuno. Nei serpenti e in alcune lucertole gli arti sono degenerati o sono gravemente ridotti.

La pelle del rettile è spessa e fornisce protezione contro l'essiccazione. Le strutture epidermiche di questi animali sono costituite da una speciale cheratina, chiamata beta cheratina. L'ossificazione dello scheletro è completa e il cranio è caratterizzato dall'avere un unico condilo occipitale.

Per quanto riguarda la termoregolazione, tutti i membri del gruppo sono animali ectotermici; non sono in grado di regolare la loro temperatura attraverso vie metaboliche.

Al contrario, possono regolare la loro temperatura attraverso il loro comportamento. Cioè, si spostano in regioni soleggiate se hanno bisogno di aumentarlo, o si trovano in regioni ombreggiate per abbassare la temperatura corporea.

L'uovo amniotico

Tartaruga di mare che cova dall'uovo. Autore: Mayer Richard. Wikimedia Commons.

L'uovo amniotico rappresenta uno degli adattamenti più sorprendenti del regno animale, poiché è riuscito a rendere i processi riproduttivi indipendenti dai corpi idrici.

L'uovo ha quattro strati o membrane embrionali extra chiamati amnion, allantois, corion e sacco vitellino.

L'amnion è lo strato che circonda l'embrione. All'interno troviamo un fluido che ammortizza l'organismo in via di sviluppo e fornisce un mezzo acquoso per la sua crescita. Le sostanze di scarto sono immagazzinate nell'allantoide.

Il corion circonda l'intero contenuto dell'uovo ed è altamente vascolare, come l'allantoide. Questi due strati embrionali extra partecipano alla respirazione, essendo una componente vitale per lo scambio di ossigeno e anidride carbonica. Nel sacco vitellino ci sono le sostanze nutritive che l'embrione utilizzerà.

La maggior parte delle uova amniotiche è circondata da un guscio o rivestimento mineralizzato abbastanza flessibile. Questa barriera crea un equilibrio tra la protezione dell'embrione e lo scambio di sostanze, poiché funge da barriera semipermeabile.

Classificazione

I rettili viventi sono rappresentati dai seguenti ordini: Testudines (tartarughe), Squamata (lucertole e serpenti), Sphenodonta (tuátaras della Nuova Zelanda) e Crocodilia (coccodrilli e alleati).

Inoltre, i gruppi di rettili si distinguono per il numero di aperture nel loro cranio. In primo luogo, esploreremo la classificazione dei diversi teschi amniotici, quindi esploreremo la classificazione tassonomica dei quattro gruppi di rettili viventi.

Anapsidi, sinapsidi e diapsidi

A = Annasidi, B = Sinapsidi, C = Diapsidi. Skull_anapsida.svg: Preto (m) Skull_synapsida.png: Preto (m) Skull_diapsida.png: Preto (m) opera derivata: Petter Bøckman

Nella classificazione dei rettili - e del resto dei vertebrati tetrapodi - è usuale applicare i termini anapsidi, diapsidi e sinapsidi. Questa terminologia si riferisce al modello di aperture (fenestra) a livello della regione temporale nel cranio di questi animali.

Gli anapsidi sono organismi la cui regione temporale non ha alcuna apertura. Questa morfologia è considerata primitiva e si pensa che i primi amnioti apparsi nel corso dell'evoluzione avessero questo modello anatomico. All'interno della specie attuale, le tartarughe hanno un cranio anapsidico.

Tuttavia, il caso delle tartarughe è molto particolare. Secondo le attuali prove molecolari, si è concluso che questi rettili hanno acquisito la condizione anapsidica in modo secondario, poiché provengono da un antenato con aperture temporali diapside.

Da questa condizione ancestrale sono derivate due varianti anatomiche: i diapsidi e i sinapsidi. Nel cranio diapside troviamo due aperture temporali. Il cranio diapside è presente nei rettili attuali (compresi gli uccelli e ad eccezione delle tartarughe).

Il terzo modello di aperture temporanee è sinapside, dove ci sono solo un paio di aperture temporanee. I mammiferi hanno questo tipo di cranio.

1. Ordina Testudines (Chelonia)

L'ordine Testudines è composto dalle tartarughe. Questi organismi sono cambiati molto poco durante l'evoluzione, mantenendo in gran parte la morfologia caratteristica del gruppo.

La caratteristica più evidente è la presenza di un carapace dorsale e di un piastrone ventrale. Questo guscio è costituito da due strati: uno esterno composto da cheratina e uno interno di natura ossea.

Lo strato interno è un'unione di ossa, vertebre fuse e altri elementi dermici ossificati. Come caratteristica unica tra i vertebrati, le tartarughe sono gli unici organismi che possiedono gli arti e le cinture all'interno delle costole.

La mandibola dei cheloniani è priva di strutture dentali. Invece, ci sono una sorta di piatti alla cheratina che consentono la manipolazione e la macinatura del cibo.

Da una prospettiva ecologica, le tartarughe sono riuscite a conquistare una varietà di nicchie. Esistono specie totalmente acquatiche (tranne quando vengono deposte le uova) e totalmente terrestri.

In termini di sensi, le tartarughe non hanno un udito particolarmente buono. Per contrastare questo svantaggio, hanno un gusto e un sistema di visione molto sensibili. In effetti, la visione è a colori ed è paragonabile al sistema dei fotorecettori umani.

2. Ordina gli squamati

Questo ordine è composto da lucertole e serpenti. È molto ampio e diversificato e include quasi il 95% di tutte le specie di rettili viventi non aviarie.

I serpenti mostrano una serie di caratteristiche uniche e distintive. Il corpo ha subito un notevole allungamento, portando alla riorganizzazione interna degli organi; gli arti sono andati perduti e sono presenti adattamenti per il consumo di altri animali di grossa taglia.

La maggior parte delle lucertole ha la capacità di muovere le palpebre. Al contrario, i serpenti hanno spesso un rivestimento trasparente permanente sui loro organi visivi. La visione di alcune specie è adattata alla luce solare e hanno la visione dei colori, mentre altre specie notturne no.

Il cranio dei membri di questa classe è chiamato teschio cinetico, poiché ha proprietà mobili che consentono loro di consumare e manipolare prede di notevoli dimensioni. Sebbene il cranio delle lucertole sia cinetico, nei serpenti il ​​fenomeno è molto più marcato.

In precedenza, l'ordine Squamata consisteva in tre sottordini: Sauria, Serpentes e Amphisbaenia. Oggi, l'ultimo gruppo è considerato come membri modificati della Sauria.

Sottordine Sauria

Comprende le allodole, un gruppo estremamente diversificato di forme che abitano dagli ambienti terrestri e acquatici agli alberi, alle aree sotterranee e persino all'aria. Tra i rappresentanti più popolari ci sono gechi o gechi, iguane, scinchi, monitor e camaleonti.

Per la maggior parte delle specie di lucertole, l'udito non rappresenta un senso rilevante. Tuttavia, in alcune specie i canti sono un elemento importante nella ricerca e nella scelta di un compagno.

Gli ambienti abitati da questo gruppo di organismi sono generalmente aridi e asciutti. La loro pelle spessa e priva di ghiandole impedisce in gran parte la perdita d'acqua. Inoltre, l'urina dei rettili è quasi solida e contiene quantità significative di acido urico. Questi meccanismi consentono loro di evitare l'essiccazione.

Poiché i rettili mancano di regolazione termica e dipendono dalla temperatura dell'ambiente, ci sono poche specie di rettili nelle zone fredde, poiché queste condizioni limitano la loro crescita.

Anfisbenidi o tegole cieche

Gli anfisbenidi sono un gruppo molto particolare di lucertole (Ordine Squamata), la cui morfologia ricorda quella di un serpente o di un lombrico. Il suo corpo è vermiforme e gli arti sono andati perduti.

Il nome del gruppo descrive la sua peculiare capacità di muoversi sia in avanti che indietro. Cioè, possono muoversi nella direzione della testa e della coda con la stessa efficienza.

Il loro stile di vita è sotterraneo e hanno vari adattamenti legati alla vita sotterranea: morfologia vermiforme per muoversi; il cranio è duro e robusto, permettendo lo scavo; gli occhi sono atrofizzati e praticamente indistinguibili dal corpo (poiché sono ricoperti da uno strato di pelle) e non c'è apertura dell'orecchio esterno.

Sottordine Serpentes

I serpenti sono rettili privi di arti e, nella maggior parte dei gruppi, mancano anche delle cinture pettorali e pelviche. Il loro corpo è costituito da numerose vertebre che consentono loro di muoversi lungo il terreno attraverso una serie di movimenti ondulatori a forma di S.

Come accennato, il cranio dei serpenti è altamente cinetico, il che significa che può consumare enormi prede. Questa caratteristica può essere responsabile del notevole successo dei serpenti. Alcune specie di serpenti - circa il 20% - sono in grado di iniettare veleno nella preda.

Per quanto riguarda i sensi, solo un piccolo gruppo di serpenti con abitudini arboree possiede una vista notevole. Non hanno una membrana timpanica o un orecchio esterno. Per la rilevazione di stimoli chimici, i serpenti sono dotati dell'organo di Jacobson, noto anche come organo vomeronasale.

3. Ordinare Sphenodonta

L'ordine Sphenodonta è composto esclusivamente da due specie viventi - le uniche sopravvissute alla stirpe - appartenenti al genere Sphenodon, endemico della Nuova Zelanda. Sono comunemente conosciuti come tuatara.

I tuatara sono stati un modello di studio che ha suscitato l'interesse dei biologi evoluzionisti. Queste specie sono cambiate molto poco nel corso dell'evoluzione e hanno un cranio diapside primitivo.

4. Ordina Crocodilia

Coccodrilli, alligatori e alligatori sono rettili robusti e semi-acquatici. Sono noti principalmente per essere grandi predatori. Le loro mascelle sono potenti e consentono loro di catturare efficacemente la preda.

Il corpo dell'animale è costituito da una testa, un corpo e una coda allungati e arti corti ma forti. Questi ultimi consentono la mobilità a terra, sebbene le attività nell'ambiente terrestre non siano molto comuni. Insieme agli uccelli formano il clade Archosauria.

Apparato digerente

L'apparato digerente dei rettili è costituito da una serie di organi ed elementi che orchestrano il passaggio del cibo e l'estrazione dei nutrienti.

L'ingestione inizia con la cavità orale, che è ampiamente modificata nei rettili, in particolare nei crani cinetici dei serpenti, e in misura minore nelle lucertole. Solo i coccodrilli hanno un palato secondario.

Seguito dalla cavità orale, troviamo la faringe, poi l'esofago e lo stomaco. Sono seguiti da intestini che si svuotano in una cloaca.

Il tratto gastrointestinale della maggior parte dei rettili è corto, caratteristica tipica di una dieta carnivora. Le varianti erbivore hanno intestini più lunghi che consentono loro di digerire la materia vegetale. Alcuni di loro mostrano il comportamento di deglutire i calcoli per favorire la digestione.

Sistema circolatorio

Cuore di un'iguana diviso in due attraverso il ventricolo. Hartmacl

La circolazione nei rettili è composta da due circuiti: uno prende il sangue e lo trasporta ai polmoni, mentre il secondo orchestra il passaggio del sangue attraverso il resto del corpo.

Ad eccezione dei coccodrilli, i rettili hanno un cuore con una partizione incompleta, che consente uno scarso contatto tra sangue ossigenato e non ossigenato.

Nei coccodrilli il cuore è più complesso e ricorda i mammiferi e gli uccelli, poiché ha due atri e due ventricoli. Questa separazione completa aumenta l'efficienza del processo.

Sistema nervoso

In generale, il sistema nervoso rettiliano ha tutte le strutture di base che troviamo negli anfibi, ma più grandi, in particolare il cervello e il cervelletto.

Tuttavia, rispetto agli uccelli e ai mammiferi, il cervello è relativamente più piccolo. Ad esempio, il cervello delle tartarughe è piccolo: non supera mai l'1% della massa totale dell'animale. Tuttavia, il cervelletto ha una dimensione significativa in questo gruppo di rettili.

La maggior parte degli organi di senso sono ben sviluppati, sebbene ci siano diverse eccezioni.

Sistema respiratorio

La respirazione nei rettili avviene attraverso i polmoni. La pelle di questi organismi è spessa, quindi non gioca un ruolo rilevante nello scambio di gas, come avviene negli anfibi con pelle sottile e umida.

La maggior parte dei membri ha polmoni accoppiati, ad eccezione dei serpenti e degli anfisbenidi.

Nelle tartarughe c'è un'ulteriore complicazione del processo respiratorio: gli organi sono confinati nel guscio dell'animale. Per risolvere questo problema, le tartarughe usano i muscoli addominali e pettorali come un diaframma.

Le specie di tartarughe che popolano i corpi idrici riescono a soddisfare le loro richieste di ossigeno grazie al pompaggio che svolgono nella loro cavità orale - che è altamente vascolarizzata - o nella cloaca. Questo fenomeno consente loro di rimanere sott'acqua per periodi di tempo significativi.

I coccodrilli possiedono un'importante innovazione: il palato secondario. È costituito da una serie di pieghe cutanee che separano la bocca dalle vie nasali. Cioè, possono respirare mentre la bocca dell'animale è aperta.

Apparato escretore

Tutti i rettili hanno reni accoppiati e lobati di circa le stesse dimensioni. Nei serpenti, i reni si trovano nella regione caudale della cavità celomica.

Come nel resto dei vertebrati, l'unità funzionale del rene sono i nefroni. Nei rettili, ogni rene è composto da poche migliaia di nefroni, che è piccolo rispetto ai quasi due milioni di nefroni nel rene umano.

La riduzione delle dimensioni del glomerulo è considerata un adattamento per evitare la perdita di acqua. Inoltre, questi sono molto poco vascolarizzati.

Il prodotto di scarto dei rettili è l'acido urico; per questo motivo i rettili sono conosciuti come uricoteliani. Questo sembra essere un adattamento per ridurre la perdita d'acqua.

L'acido urico è una sostanza insolubile in acqua. Pertanto, il prodotto precipita e la sostanza escreta è costituita da una massa bianca semisolida.

Al contrario, le specie che vivono in ambienti acquatici spesso espellono ammoniaca, una sostanza con alti livelli di tossicità. Poiché il prodotto dell'escrezione è tossico, deve essere diluito con una quantità di acqua maggiore di quella necessaria per l'escrezione dell'acido urico.

Riproduzione

I rettili hanno fecondazione interna e i sessi sono separati. I maschi hanno due testicoli e le femmine due ovaie. I maschi eseguono la copulazione con un organo speciale chiamato emipene. È presente anche in quasi tutti i rettili, ad eccezione di tartarughe e coccodrilli.

Le tartarughe sono fecondate internamente e ovipare. Investono energie nella creazione di un nido per i loro piccoli e una volta che le uova sono state depositate e coperte dal substrato, i genitori ignorano la loro futura prole.

Un gran numero di serpenti è oviparo e un piccolo gruppo è ovoviviparo. La viviparità si è evoluta all'interno dei rettili quasi cento volte attraverso percorsi evolutivi separati. Questo fenomeno si verifica generalmente a causa di un aumento del tempo in cui le uova vengono trattenute all'interno dell'ovidotto.

Gli animali con questa modalità riproduttiva sono solitamente associati a climi freddi e può essere una caratteristica adattativa che consente ai rettili di mantenere una temperatura ottimale per la loro prole. All'interno del corpo della madre, la temperatura è ottimale per lo sviluppo dei piccoli.

Determinazione del sesso

Una delle peculiarità dei rettili in termini di riproduzione è l'influenza della temperatura nel determinare il sesso degli animali. Questo fenomeno è stato segnalato in tartarughe, lucertole e coccodrilli.

Nelle tartarughe, le basse temperature sono associate alla produzione di maschi. Allo stesso modo, le alte temperature si traducono nella produzione femminile. Poiché la temperatura è il fattore determinante, queste specie mancano di cromosomi sessuali.

I rettili sono un vero gruppo?

Storicamente, gli animali vertebrati terrestri sono classificati in tre classi ben definite: rettili, uccelli e mammiferi. I rettili sono organismi a sangue freddo con squame; gli uccelli sono a sangue caldo e hanno le piume; mentre i mammiferi sono a sangue caldo, sono pesanti e producono latte.

Prospettiva Cladista

Con questa semplice descrizione, sembra facile raggruppare gli esseri organici in categorie corrispondenti alle classi.

Per la scuola cladista, i rettili rappresentano un gruppo parafiletico, cioè non formano un clade.

Dal punto di vista del cladismo, i raggruppamenti validi includono l'antenato comune più recente e tutti i suoi discendenti. Nel caso dei rettili, non tutti i discendenti sono considerati, poiché questo raggruppamento esclude gli uccelli.

Gli uccelli si sono evoluti da un gruppo di dinosauri chiamati dromaeosauri. Pertanto, se vuoi considerare un gruppo monofiletico - l'antenato comune più recente e tutti i suoi discendenti - devi prendere in considerazione gli uccelli all'interno dei rettili.

Alcuni biologi che vogliono riferirsi a queste classi usano correttamente il termine rettili aviari e non aviari.

Caratteri derivati ​​condivisi

In modo molto superficiale, gruppi di rettili e uccelli possono sembrare molto diversi tra loro. Tuttavia, entrambi condividono una serie di caratteri derivati ​​condivisi o sinapomorfie, come sono noti nella terminologia cladista.

Sia gli uccelli "tradizionali" che i rettili hanno caratteristiche anatomiche condivise a livello del cranio e della caviglia. Inoltre, entrambi hanno beta cheratina nelle loro strutture. Questi caratteri unificano entrambi i gruppi in un clade (gruppo monofiletico).

Uccelli e coccodrilli sono gruppi gemelli. Un coccodrillo è più imparentato con un colibrì che con una lucertola o un serpente. In altre parole, i coccodrilli e gli uccelli condividono un antenato comune più recente e sono considerati un gruppo monofiletico (ricorda che i gruppi monofiletici possono essere nidificati).

Riferimenti

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