Uccelli: forma e funzione
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Uccelli: forma e funzione
2 3 2 4 1 Nomenclatura esterna del corpo di un uccello: 5 1 6 7 19 8 18 9 17 10 16 14 13 12 Mandibola superiore Vertice Copritrici auricolari (guance) Nuca Scapolari Dorso Copritrici alari Remiganti secondarie Remiganti primarie Copritrici superiori della coda Timoniere Copritrici inferiori della coda (sottocoda) Fianchi Tarso Ventre Petto Gola Mento Mandibola inferiore 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 11 15 Uccelli: forma e funzione 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 150 milioni di anni fa un piccolo dinosauro bipede iniziò il suo cammino trasformando le sue squame in soffici piume ed elastiche penne che gli consentirono di acquistare sempre più sofisticate capacità di librarsi nell’ aria e di volare come nessun altro animale aveva fatto sino ad allora e anche dopo, lasciando completamente liberi gli arti posteriori di adattarsi alle più svariate funzioni della locomozione terrestre. La padronanza del volo aprì un mondo di nuove opportunità ecologiche e un nuovo gruppo di vertebrati nacque: la Classe degli Uccelli. Per rispondere alle nuove opportunità ecologiche gli uccelli si diversificarono nella forma e nelle funzioni pur mantenendo uno schema strutturale fondamentalmente uguale. Si evolsero uccelli enormi non in grado di volare come ad esempio gli struzzi attuali; piccoli e agili uccelletti come le cince; cacciatori notturni come i gufi; espertissimi nuotatori e tuffatori come i pinguini; maestosi padroni dell’ aria come le aquile e gli albatros; trampolieri grandi e piccoli come gli aironi e i pivieri. Entro ognuno di questi maggiori gruppi «ecologici» comparvero un’infinità di variazioni sul tema, specialisti a- Schema degli organi interni: 13 12 9 1 2 3 26 1 9 14 5 18 10 22 2 23 6 15 27 19 11 7 20 24 3 8 21 12 13 16 25 28 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 5 4 8 6 Cranio Pollice Radio Ulna Omero Pigostilo Femore Clavicola Carena dello sterno Tibiotarso Tarsometatarso 9 7 10 5 6 7 8 11 datti a catturare prede particolari, a nutrirsi di speciali tipi di piante e di frutti o in grado di occupare speciali tipi di habitat. La moltitudine e la varietà degli uccelli sono il risultato di milioni di anni di trasformazioni e adattamenti evolutivi. Si calcola che qualcosa come 300 miliardi di uccelli di oltre 9’000 specie abitino oggi il nostro pianeta, ma il loro numero è solo una minuscola frazione delle specie che si sono estinte a partire dall’ era dei dinosauri, anche se i resti fossili sono in proporzione molto scarsi perché i piumaggi e le leggere ossa cave che costituiscono le caratteristiche anatomiche degli uccelli mal si prestano al processo di fossilizzazione. Dal Giurassico (Archaeopteryx) in poi avvenne la vera esplosione evolutiva degli uccelli. Un periodo di intensa radiazione evolutiva si ebbe 100 milioni di anni fa nel periodo Cretacico in cui fiorirono specie ancora munite di dentatura e non di veri e propri becchi. È solo nei successivi periodi dell’ epoca terziaria che comparvero i gruppi principali degli uccelli moderni quali i falconiformi, i rallidi, anatre e oche, i picchi e i passeriformi… quando cioè si verificarono grandi mutamenti climatici, i continenti 1. Cuculiformi (Turaco) 2. Procellariformi (Albatros a sopracciglio nero) 3. Struzioniformi (Struzzo) 4. Anseriformi (Germano reale) 5. Gaviformi (Strolaga mezzana) 6. Piciformi (Picchio nucagialla) 7. Apterigiformi (Kiwi) 8. Casuariformi (Emù) 9. Coliformi (Uccello-topo nucablù) 10. Ciconiformi (Airone rosso) 11. Tinamiformi (Tinamù rossiccio) 12. Podicipediformi (Svasso maggiore) 13. Strigiformi (Civetta dagli occhiali) 14. Coraciformi (Gruccione codaforcuta) 15. Gruiformi (Otarda pancianera) 16. Sfenisciformi (Pinguino imperiale) 17. Apodiformi (Rondone cafro) 17 Scheletro: 3 Vena giugulare Arteria carotide Gozzo Cuore Fegato Stomaco Pancreas Cloaca Intestino tenue Rene Vena principale del fegato Vena principale del corpo Polmone 4 I ventotto ordini degli uccelli viventi 4 11 10 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 18. Columbiformi (Grandula mediterranea) 19. Galliformi (Tragopan di Cabot) 20. Passeriformi (Pitta granatina) 21. Caradriformi (Pavoncella della Cayenna) 22. Pelecaniformi (Cormorano) 23. Trogoniformi (Trogone violaceo) 24. Psittaciformi (Cacatua gang-gang) 25. Caprimulgiformi (Succiacapre vocifero) 26. Reiformi (Nandù) 27. Fenicotteriformi (Fenicottero) 28. Falconiformi (Aquila dal ciuffo orientale) presero a «muoversi» e a emergere molte isole. La distribuzione delle specie e la composizione delle avifaune cambiarono man mano che nuove forme (specie) si aggiunsero o si sostituirono alle vecchie. Anche se in alcuni casi alcune specie di uccelli hanno perso la capacità di volare, il volo è l’ elemento centrale nell’evoluzione degli uccelli dai rettili. Oltre a possedere il piumaggio e la conseguente omeotermia, la padronanza dell’aria richiede altre modificazioni strutturali: il possesso di ossa cave leggere richiede anche la fusione di molti elementi dello scheletro e il «rinforzo» di altri quali: la formazione di una robusta e ampia carena dello sterno per dare attacco ai muscoli del volo, la solidità della gabbia toracica bloccando le coste tra loro coi processi uncinati, alcuni accorgimenti per far funzionare i tendini dei muscoli del volo. La forma delle ali e i loro profili delle ali e delle penne, la mobilità delle singole parti dell’ala, la trasformazione delle dita della «mano» (tranne il I) in un’alula, specie di alettone che permette di arrestare il volo senza «capottare» e inoltre una particolare efficienza delle fibbre dei muscoli del volo. 12 15 8 9 L’abilità del volo sarebbe poca cosa senza la corrispondente trasformazione delle strutture per catturare prede, muoversi sul terreno, tra gli alberi o sott’acqua. L’efficienza energetica necessaria per tutte le attività locomotorie deve essere massima e quindi la fisiologia degli uccelli si è adattata a tali esigenze in vario modo, per esempio «facendo scorta» di aria e ossigeno durante il volo o mantenendo un alto metabolismo basale. 17 7 16 11 14 5 6 10 13 4 3 1 2 La radiazione evolutiva può verificarsi anche nell’ambito di una intera famiglia come nel caso di Drepanidi passeriformi esclusivi delle Isole Hawai dove le diverse specie, in mancanza di competitori si sono diversificate nei colori e nella forma del becco che si è adattato ad una grande varietà di fonti alimentari dai semi duri agli insetti al nettare dei fiori. Sono illustrate tutte le specie esistenti tranne quelle estintesi in tempi storici. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. Anianiau Amakihi Alauwahio Akepa Ou Palila Laysan finch Kona finch (est.) Maui parrotbill Akiapolaau Nukupuu Kauai akialoa Apapane Crested honeycreeper Ula-ai-hawane (est.) Iiwi Mamos (est.)