RIASSUNTO ANATOMIA COMPARATA

Il tegumentoFunzioni del tegumento

Delimitazione corpo Protezione: strato corneo, muco, peli, penne, pigmenti Esterocezione: recettori cutanei, terminazioni nervose Termoregolazione: ghiandolesudoripare, rete capillare superficiale, cuscinetti d’aria fra peli e fra penne Osmoregolazione: ghiandole sudoripare, strato corneo, ghiandole mucipare, ghiandole del sale Locomozione: penne remiganti, artigli, scudi, scaglie Difesa: strato corneo,squame, scaglie, aculei, scudi Offesa: artigli, corna, ghiandole velenifere, rostri Respirazionenegli Anfibi Nutrimento: nei Mammiferi ghiandola mammaria Comunicazione intraspecifica: ghiandole sierose, pigmenti

Il tegumento è formato dall’epidermide che è un tessuto epiteliale pluristratificato derivato dall’ectoderma embrionale e dal derma che è un tessuto connettivo (lasso + compatto) derivante dal mesoderma embrionale.

I derivati epidermici sono peli, penne, muscoli erettori e squame (rettili), mentre quelli dermici sono le scaglie dei pesci.

Gli anfibi hanno pochi strati di pelle, i pesci hanno un discreto numero di strati ed entrambi hanno cellule non piatte, mentre gli animali terrestri hanno degli strati molto spessi formati da cellule piatte.

La colorazione della pelle dipende dai cromatofori, essi derivano dalle creste neurali e si trovano nel derma dei pesci, anfibi e rettili e nell’epidermide di uccelli e mammiferi. suddividono in:

Melanofori: pigmento scuro nero o marrone (melanina) Iridofori: cristalli di guanina, color argentoXantofori: pigmenti giallastri (pteridine)Eritrofori: pigmenti rossastri (carotenoidi)

strato germinativo (produce le cellule dell’epidermide)

la tela sottocutanea (congiunge la pelle con la muscolatura, si depositano i cuscinetti adiposi)

Il tegumento dei pesci:

Il tipico tessuto cutaneo dei pesci è la scaglia ossea di origine dermica. La scaglia placoide dei Selaci è omologa al dente ed ha una doppia derivazione: mesodermica ed ectodermica mentre le scaglie cicloide e ctenoide sono tipiche dei Teleostei e di derivazione dermica. Le scaglie si formano a livello del derma, poi si sollevano fino ad uscire in superficie (disposizione embricata), sono coperte dall’epidermide, che presenta delle ghiandole mucipare. Nei pesci le ghiandole mucipare della pelle sono unicellulari (cellule caliciformi) ed espellono per esocitosi del muco che serve a ricoprire il copro per limitare gli scambi di sali, favorire il nuoto e proteggere da agenti patogeni.

Il tegumento degli anfibi:

Gli anfibi sono i primi tetrapodi, hanno un epidermide sottile, leggermente cheratinizzata (strato corneo) , essi sono gli unici vertebrati che possono attuare la respirazione cutanea. Lo strato corneo è rigido e non estensibile (muta), la cheratina ha lo scopo di impermeabilizzare le cellule per evitare la disidratazione. Nel tegumento degli anfibi sono presenti delle grosse ghiandole pluricellulari, sia mucose che sierose che miste. Il muco prodotto dalle ghiandole mucipare o mucose hanno diverse funzioni: ridurre l’attrito del corpo nell’acqua, impermeabilizzare, mantenere umida la superficie della pelle favorendo gli scambi gassosi e un azione battericida. Le sostanze prodotte dalle ghiandole sierose o granulose hanno funzioni offensive o difensive (sostanze irritanti o tossiche e veleni) o determinare una comunicazione chimica (feromoni) tra animali della stessa specie.Sono presenti inoltre diversi tipi di cromatofori che spesso si associano a formare unità pigmentate dermiche.

Il tegumento dei rettili

I rettili a livello del tegumento non presentano ghiandole. La squama cornea ricopre il corpo e può essere verrucosa, embricata, embricata corazzata o scudata. La squama cornea è di derivazione epidermica. Nello strato corneo di molti rettili è presente una cheratina nuova: la β-cheratina.

La α-cheratina è molle, conferisce flessibilità all’epidermide ed è propria di tutti i vertebrati (pelo)La β-cheratina (penne) è dura, resistente, inestensibile e svolge funzioni di protezione meccanica.Le due cheratine nei Rettili possono avere una distribuzione orizzontale o verticale

Il tegumento degli uccelli:

Negli uccelli sono presenti tre tipi diversi di derivati dermici: la penna, la piuma e la filopiuma.

Le penne sono coinvolte nei processi di termoregolazione, le barbule hanno un uncino chiamato anulo che permette di rendere le penne compatte e resistenti all’aria. Le piume invece hanno le barule sfrangiate.

Il tegumento dei mammiferi

Nei mammiferi l’epitelio è pluristratificato e ben cornificato, la stratificazione funzionale ha 5 strati con funzioni particolari.

Lo strato basale produce le nuove cellule per gli strati superiori, nello strato spinoso vi sono dei desmosomi che occupano le zone vuote, nello strato granuloso le cellule sono più scure a causa della degenerazione del nucleo, nello strato lucido non c’è più il nucleo, e la cellula diventa una squama di cheratina che va ad impilarsi con le altre per andare a formare l’ultimo strato, quello corneo.

I ripiegamenti del derma rendono elastico il tegumento. Nella rete sottocutanea si depositano i cuscinetti adiposi che servono da riserva e da isolante. Il pelo è il tipico annesso cutaneo dei mammiferi. L’epidermide si introflette all’interno e le cellule epiteliali producono scagliette di cornee di cheratina che formano il pelo. Essi come le penne sono in grado dei cambiare la posizione grazie al muscolo erettore del pelo. La colorazione della pelle e dei peli a differenza degli altri vertebrati è dovuta ai melanosomi (granuli di melanina) che vengono passati dai cromatofori presenti nel derma alle cellule epidermiche. La pelle è in grado di percepire l’ambiente grazie alle terminazioni nervose . Le ghiandole sebacee producono sebo, mentre quelle sudorifere (tubolari semplici a gomitolo) producono una secrezione sierosa, quelle mammarie invece (si formano dall’epidermide) servono ad allattare.

Anatomia del sistema riproduttivo

Le gonadi sono costituite da ovaio (femmine) o testicoli (maschi), essi portano alla maturazione i gameti (spermatozoi e uova). I gonodotti, ricevono, ospitano temporaneamente e trasportano all’esterno i gameti o lo zigote. I derivati della cloaca e dei genitali esterni, ossia i caratteri sessuali primari e secondari sono le pinne pelviche, gli organi copulatori e le spermateche, essi sono implicati nell’accoppiamento e nella fecondazione.

L’apparato riproduttivo femminile

L’ovaio nei vertebrati ad esclusione dei mammiferi è sacciforme ossia ha una cavità interna. Alla maturazione dei follicoli ovarici segue l’ovulazione,cioè l’emissione della cellula uovo all’esterno dell’ovaio o, nei Teleostei, nella sua cavità interna

Nei mammiferi l’ovario è parenchimatoso, ossia è privo di cavità interna. I follicoli maturando si avvicinano alla superficie, l’ovulazione avviene nella cavità addominale. Nell’ovaio della donna al contrario di molti vertebrati tutti gli stadi maturativi dell’epitelio germinale sono presenti contemporaneamente. Utero e vagina sono presenti solo nelle specie più evolute filogeneticamente. In Generi diversi dall’Uomo l’utero può essere duplice, bipartito o bicorne.

L’apparato riproduttivo maschile

Nell’uomo il testicolo è formato da lobuli definiti da setti e formati da tubuli seminiferi tortuosi. Nei vertebrati generalmente gli organi copulatori maschili sono erettili, contengono uno spazio vascolare centrale contornato da una membrana poco estensibile. Lo spazio vascolare può riempirsi a seconda dei casi, di sangue o linfa.

L’ermafroditismoL’ermafroditismo nei vertebrati è normalmente un’anomalia patologica che causa uno stato di sterilità.Nei pesci non gonocoristici (in cui il sesso è determinato dai cromosomi fin dalla nascita), è presente in tre tipi principali:• Sincrono: coesistono ovaie e testicoli funzionanti e vengono prodotti spermatozoi e ovuli contemporaneamente). • Protogino: le gonadi sono dimorfiche, con aree di tipo testicolare e aree di tipo ovarico. Il pesce è femmina all’inizio della vita, diventa maschio più tardi.• Protandro: è l’inverso rispetto al precedente. Questa condizione spiega in parte la particolare sensibilità di questi animali alla cd. “endocrine disruption”, causata dainquinamneto ambientale.

La funzione riproduttivaI pesci:le uova vengono deposte, poi fecondate e da esse nascono degli avannotti, che poi si sviluppano in giovani pesci. I tempi di sviluppo dell’embrione si aggirano attorno al mese.

Gli anfibi: negli anfibi come nei pesci lo sviluppo dell’embrione è extracorporeo. Una volta che le uova vengono deposte e fecondate si sviluppa l’embrione che poi diventerà un anfibio adulto. I tempi di sviluppo dell’embrione sono molto corti rispetto ai pesci.

Nei rettili:le uova sono provviste di un guscio che le protegge dagli agenti esterni, la fecondazione è interna e l’embrione si sviluppa nell’uovo.

Nei marsupiali (mammiferi):nelle femmine sono presenti ovari e tube pari e simmetrici, un utero didelfo e doppia vagina mentre nei maschi sono presenti un pene biforcato, posteriore allo scroto ed accolto in una piega cutanea in condizioni di flaccidità. Le dimensioni degli organi riproduttivi aumentano nella fase estrale a causa degli ormoni pro-gestazionali. Lo sviluppo embrionale è intrauterino incompleto poiché continua nel marsupio. I capezzoli si adattano alla dimensione della bocca del piccolo per permettere un allattamento efficace nelle varie fasi della sua crescita, inoltre la madre può ospitare due cuccioli nati da gestazioni successive.

Nei monotremi (ornitorinco - mammiferi):le femmine depongono le uova in una tasca ventrale o in un nido. Sono presenti ovari e tube pari e simmetrici (solo l’ovaio sinistro è funzionante), un utero didelfo ed una cloaca. Nei maschi invece sono presenti dei testicoli intraaddominali, un pene esterno solo in erezione, posteriore allo scroto. I piccoli nascono immaturi e vengono allattati da ghiandole mammarie prive di capezzoli.

Nell’uomoL’ovulazione e il ciclo mestruale nella nostra specie (estro negli altri Mammiferi) sono controllati dall’asse ipotalamoipofisi-gonadi e dagli ormoni gonadici. La fecondazione è interna come pure lo sviluppo dell’embrione.Gli spermatozoi fecondano l’ovulo contenuto nelle ovaie, che poi si sposta nell’utero e li prosegue il suo sviluppo.I cordoni sessuali primari regrediscono e nella porzione corticale della gonade si originano dei cordoni sessuali secondari che accolgono gli oogoni e si differenziano nei follicoli ovarici.Nell’ovaio a livello dei follicoli gli oogoni evolvono in uova mature che vengono espulse con l’ovulazione. L’ovaio produce ormoni che regolano la maturazione delle uova e l’ovulazione.

Il processo di formazione dei testicoli: cordoni sessuali primari si isolano dalla cortex superficiale e si mettono in rapporto con i tubuli del mesonefro; le cellule germinali primordiali proliferano all’interno dei cordoni sessuali primari che formeranno i tubuli seminiferi o le ampolle del testicolo degli anamni. Il compito del testicolo è produrre spermatozoi maturi. Negli invertebrati terrestri ciascun testicolo è suddiviso in lobuli testicolari occupati da più tubuli seminiferi.

Il sistema circolatorio

Nei vertebrati vi è un sistema di circolazione chiuso con un cuore vero e proprio e la distinzione di vene e arterie. La principale funzione del sangue è il trasporto di sostanze. Il sangue trasporta gas, nutrienti e le sostanze di rifiuto in tutto l’organismo. Esso percorre i vasi sanguigni, che sono composti da arterie, vene e capillari.Le arterie sono le vie più interne, situate in profondità all’interno del corpo. Hanno pareti molto spesse, resistenti ed elastiche in quanto formate da ben tre strati concentrici di tessuto di cui quello centrale è costituito da fibre muscolari, il sangue nelle arterie scorre dal cuore verso la periferia. Le vene sono le vie più esterne, situate nelle zone più superficiali del corpo. Le loro pareti sono sottili e poco elastiche, con scarse fibre muscolari, ma di diametro maggiore rispetto alle arterie. Il sangue in esse scorre dalla periferia verso il cuore. Per impedire il riflusso, cioè per fare in modo che il sangue non ritorni indietro, sono dotate di speciali valvole dette a Nido di Rondine. A partire dal cuore fino all’estrema periferia, i vasi si ramificano diventando sempre più sottili e numerosi. Le ultime diramazioni, che arrivano a irrorare tutti i tessuti sono i CAPILLARI, arteriosi e venosi.

I pesci:

I pesci hanno un cuore molto semplice, costituito da due cavità: un atrio ed un ventricolo. Il sangue ricco di anidride carbonica arriva all’atrio che lo spinge nel ventricolo. Quest’ultimo lo spinge nelle branchie dove si ossigena e viene rimesso in circolo. arche aortiche

Gli anfibi:

Negli anfibi il cuore presenta tre cavità: due atri e un solo ventricolo. Il sangue ricco di anidride carbonica che arriva all’atrio destro si mescola con quello ricco di ossigeno proveniente dall’atrio sinistro nel ventricolo. Dal ventricolo parte un’arteria che subito si divide: un ramo porta il sangue in tutti i tessuti e l’altro lo porta ai polmoni.

I rettili:L’apparato circolatorio dei rettili è come quello dei mammiferi. L’unica differenza si trova nel cuore: i due ventricoli sono separati da una membrana che presenta un’ampia apertura. Il setto risulta completo solo nei coccodrilli. A causa dell’apertura il sangue ricco di anidride carbonica e quello ricco di ossigeno si mescolano parzialmente nel cuore.

I mammiferi e gli uccelli:

Il cuore dei mammiferi è suddiviso in quattro cavità con due atri e due ventricoli. Ciascun atrio comunica col sottostante ventricolo attraverso una valvola atrio-ventricolare che impedisce il riflusso all’indietro del sangue, la valvola di destra è detta tricuspide quella di sinistra è detta bicuspide. Dal ventricolo sinistro si origina la arteria aorta, da quello di destra il tronco polmonare, queste grosse arterie hanno tre valvole dette semilunari. I ventricoli hanno una muscolatura molto robusta. Gli atri con parete più sottile ricevono lo sbocco di due grosse vene, a destra le vene cave, a sinistra le quattro vene polmonari. Il sangue ricco di anidride carbonica e quello ricco di ossigeno, nel cuore, non entrano in contatto raggiungendo un alto livello di efficienza

nell’assicurare il rifornimento di ossigeno ai tessuti. Solo i mammiferi, però, hanno i globuli rossi privi di nucleo per aumentare la loro capacità di trasporto di ossigeno.Nei mammiferi vi sono due tipi di circolazione durante lo sviluppo: nello stadio embrionale vi è la circolazione fetale che tramite il cordone ombelicale mescola il sangue della madre con quello del feto, poi quando il cordone ombelicale viene reciso il sangue circola solo all’interno del corpo, inoltre vi è una separazione anatomica del piccolo (polmonare) e grande circolo. Il sistema circolatorio si sviluppa man mano che il feto si accresce fino a raggiungere dimensioni e funzionalità massime.

Il sistema linfaticoIl liquido interstiziale riempie gli spazi intratessutali nei vari organi, il liquido in eccesso viene raccolto come linfa da un sistema di vasi linfatici che sbocca nelle vene succlavie. La linfa scorre solo in un senso, dalla periferia al cuore, il sistema linfatico ha l’importante funzione di drenaggio dell’eccesso dei liquidi contenenti sostanze che non sono passate nel sangue dei capillari intestinali.

L’apparato respiratorioL’apparato respiratorio è deputato all’assunzione dell’ossigeno necessario alle attività vitali delle cellule ed all’eliminazione dell’anidride carbonica che si forma durante i processi metabolici. L’apparato respiratorio comprende gli organi respiratori (BRANCHIE e POLMONI) ed una serie di organi cavi che rappresentano le vie di entrata e di uscita dell’acqua o dell’aria. I gas diffondono tra il mezzo esterno (acqua o aria) ed il sangue,attraverso una membrana respiratoria; il sistema circolatorio (tramite l’emoglobina che si trova nei globuli rossi) provvede poi al trasporto dell’ossigeno dagli organi respiratori a tutte le altre parti dell’organismo e dell’anidride carbonica in senso inverso.

I pesci:

Le branchie sono l’organo di respirazione dei pesci,si formano a livello del faringe come strutture lamellari molto ramificateNei selacei le camere branchiali sono aperte direttamente verso l’esterno, sono visibili come fessure sulla parete laterale del corpo del pesce. Nei teleostei invece le camere branchiali coperte da una lamina ossea, l’opercolo. Nei selacei le branchie presentano lamelle primarie e lamelle secondarie, come pure nei teleostei. Nelle lamelle secondarie sono presenti le cellule a clessidra, lo scambio d’ossigeno avviene facendo scorre l’acqua controcorrente rispetto al sangue.Esistono pure pesci che presentano branchie esterne, che di solito sono comuni solo delle fasi larvali di molti pesci o anfibi. I pesci polmonati invece fanno sia respirazione branchiale che polmonare, essi infatti hanno un polmone pressurizzato che probabilmente si è evoluto dalla vescica natatoria (organo stabilizzante)La vescica natatoriae dorsale, e può mantenere o no il collega-mento con il tubo digerente. Il polmone è ventrale ed è sempre collegato alla trachea.

Il polmone durante lo sviluppo embrionale si origina da un estroflessione ventrale del tubo digerente primitivo. Man mano che si evolve il polmone all’interno dei vertebrati, passa da un polmone sacciforme ad uno parenchimatoso con molti setti ramificati.

Polmone sacciforme: cellule, setti…

Negli anfibi:

E’ un polmone sacciforme più o meno settato a seconda della specie.Nella maggior parte degli anfibi, la respirazione cutanea svolge circa il 70% degli scambi respiratori, di conseguenza il polmone è piuttosto semplice e poco settato. La situazione è molto variabile nelle varie specie e dipende anche dalla temperatura e dalla umidità. Gli anfibi introducono aria dalle narici esterne, fornite di valvole, tramite l’abbassamento del pavimento buccale, da qui passa nella cavità bucco-faringea. All’apertura della glottide, il polmone si svuota (espirazione) grazie all’elasticità della sua parete ed alla contrazione di muscoli dei fianchi. L’aria ricca di ossigeno può allora entrare nel polmone grazie alla chiusura delle narici ed al rialzamento del pavimento del faringe; la glottide si chiude ed il ciclo ricomincia

Nei rettili:L’allungamento del collo porta alla definizione di una laringe e di una trachea sostenute da pezzi cartilaginei. Dalla trachea parte un grosso bronco che si apre in ciascun polmone. La struttura del polmone è sacciforme e varia considerevolmente tra le specie ed i sacchi alveolari possono avere varie dimensioni.Uno dei due polmoni di solito viene perso negli squamati come i serpenti.I Rettili respirano per aspirazione, cioè mediante un pompaggio attivo dell’aria.Nei cheloni (tartarughe) L’aria entra nei polmoni grazie alla depressione che si crea di solito con la contrazione di particolari muscoli inspiratori ed espiratori che con la loro contrazione permettono la ventilazione polmonare aumentando o diminuendo il volume della cavità pleuroperitoneale.I polmoni dei coccodrilli invece si trovano in cavità pleuriche separate, anteriormente al fegato. La contrazione di un particolare muscolo diaframmatico (diverso dal diaframma dei mammiferi) che si collega al fegato ed al cinto pelvico trascina il fegato caudalmente ed ingrandisce le cavità pleuriche, facendo in modo che l’aria fresca si succhiata nei polmoni. L’espirazione si verifica per la contrazione dei muscoli addominali dei fianchi. I muscoli intercostali collaborano in entrambe le fasi.

Negli uccelli:

Gli uccelli essendo omeotermi e volatori necessitano di un sistema respiratorio efficientissimo e compatto che faccia fronte alle elevate esigenze metaboliche senza appesantire troppo il corpo dell’ animale. I loro polmoni sono in effetti piccoli (circa la metà di quelli di un mammifero di pari dimensioni), non cambiano di volume in modo apprezzabile, ma sono connessi ad un sistema di sacchi aeriferi che passano tra i visceri e si estendono anche in molte ossa (ossa pneumatiche). Esse vanno incontro a notevoli modificazioni di volume nelle fasi della respirazione, ma non sono molto vascolarizzate, per cui non contribuiscono agli scambi di gas, ma rendono possibile un flusso unidirezionale dell’aria attraverso i polmoni. Questo flusso continuo, non lascia residui di aria viziata nelle cavità polmonari, ed inoltre porta aria ossigenata lungo le superfici respiratorie, sia durante l’inspirazione che durante l’espirazione. Non ci sono dunque tempi morti.La trachea si biforca in due bronchi primari ciascuno dei quali passa per il centro di un polmone in un mesobronco che si connette ai sacchi aeriferi posteriori. Nel suo percorso il mesobronco produce dei rami detti bronchi secondari (dorsali e ventrali), i quali vanno ad aprirsi in sacchi aeriferi e sono tra loro collegati da un sistema di canali paralleli fra loro detti parabronchi. Sulla parete dei parabronchi vi è l’acceso ad una serie di antri collegati ad una rete di minuscoli canalini: i capillari aeriferi. Questi ultimi sono circondati da una rete di capillari sanguigni dove avvengono gli scambi gassosi tra aria e sangue.Nel polmone degli uccelli la resa dello scambio respiratorio è ottimale perché sfrutta il principio dello scambio a corrente incrociata

Nei mammiferi:

Nei mammiferi vi sono polmoni parenchimatici. Il sistema respiratorio può essere riassunto in un albero respiratorio:tracheabronchi primaribronchi secondaribronchi terziaribronchiolidotti alveolarialveoli

Il sistema escretoreIl reneElimina i prodotti del metabolismo proteico (cataboliti azotati) ed eventuali xenobiotici penetrati nell’orgasnismo per varie vie.Ha funzione omeostatica: contribuisce a mantenere costante la composizione chimica del sangue, regolando il bilancio idrico-salino, l’equilibrio acido-base ed il tasso ematico di glucosio, aminoacidi, ormoni ecc.L’unità funzionale del rene è il nefrone, nel nefrone c’è il corpuscolo renale, che si occupa della microfiltrazione e il tubulo renale che invece riassorbe il 60-80% di acqua, sodio e cloro, 100% di proteine, aminoacidi, glucosio e bicarbonato ed espelle per escrezione circa l’1-5% del volume di ultrafiltrato.

L’osmoregolazione e l’escrezione nei pesciDalla bocca assumono acqua e dalle branchie perdono acqua e ammoniaca, assumono sali(acqua dolce) o li espellono (marina), e dall’ano urina.

L’osmoregolazione nei vertebratiNegli anfibi vi è una perdita di acqua per evaporazione e un assorbimento attivo di acqua e sali quando si trovano nell’acqua e un escrezione di urea con riassorbimento di piccole quantità di acqua nella vescica . Nei rettili vi è un escrezione di acido urico con riassorbimento dell’acqua nella cloaca, vescica e intestino. Negli uccelli viene persa acqua per evaporazione da respirazione affrettata nella termoregolazione, viene escreto acido urico, con un riassorbimento di acqua nella cloaca e nell’intestino. Nei mammiferi viene persa acqua per evaporazione da respirazione affrettata nella termoregolazione e in molti mammiferi da ghiandole sudoripare viene escreto urea.

Sistema endocrino…Organi di senso: occhio, orecchio