Anatomia degli uccelli: adattamenti scheletrici per il volo

ANATOMIA DEGLI UCCELLI

Gli uccelli sono una classe di Vertebrati con particolari adattamenti al volo. Questi animali sono omeotermi cioè con temperatura corporea costante, generalmente intorno ai 40 gradi centigradi. Caratteristica esclusiva è di essere rivestiti da penne. 7 Dotati di pinne Agnati Ciclostomi Anamni Pesci Trachea Polmone Orecchio Occhio Ossa dell'avambraccio. Narice Becco Esofago Gozzo Cuore Fegato pesci ossei Colonna vertebrale Rene Sterno Uccelli Ventriglio Pancreas placodermi Retto e cloaca 1636 Mammiferi mammiferi uccelli rettili Anfibi Gnatostomi Rettili Omeotermi Amnioti Tetrapodi anfibi pesci cartilaginei agnati Eterotermi

CARATTERISTICHE DEGLI UCCELLI

• ali provviste di penne e collegate al torace da robusti muscoli pettorali;
• ossa cave, dette pneumatiche;
• sacchi aerei;
• sterno provvisto di una carena mediana;
• numerose ossa fuse per garantire maggiore rigidità;
• becco rivestito da astuccio corneo (ranfoteca), privo di denti;
• cuore quadriloculare,
• presenza di un organo di fonazione detto siringe;
• acido urico come principale catabolita;
• tutti ovipari con fecondazione interna. Sacchi aerei b Pulmonary Acarotid artery Head aorta Artery Systemic arch Wings Lungs Pulmonary veins Left atrium Intestines Right atrium Kidneys Left ventricle Liver Right ventricle Venae cavae The Heart Aorta Left atrium Left Legs ventricle Right atrium Right ventricle Oxygenated blood (red) is pumped from the lungs to various parts of the body; depleted blood (blue) is returned for recycling. Trachea Syrinx Bronchi Pulmonary arteries

APPARATO TEGUMENTARIO e ANNESSI CUTANEI

Il corpo degli uccelli è rivestito, per la quasi totalità, da penne, salvo alcune parti che possono risultare completamente nude (il collo nei polli di razza Collo nudo). Altre parti del corpo sono caratterizzate da duplicature cutanee più o meno vistose come la cresta, i bargigli e gli orecchioni. Altre ancora sono coperte da scaglie come le zampe e le dita.

LE PENNE

Sono delle produzioni tegumentali cornee che si originano da una depressone cutanea (follicolo) alla cui base si forma il germe (rudimento della penna) che cresce dal basso verso l'alto. Le penne non si sviluppano indifferentemente su tutto il corpo dell'uccello, ma vi sono zone nelle quali si formano i follicoli, dette pterilii, ed altre invece totalmente nude: apterili. cafalico omerale cervicale alare pterili ventrali laterale spinale & ventrale femorale crurale caudale dorsale ventrale Aree pterili di un uccello indicate in rosso

Composizione delle penne

Le penne degli uccelli sono fatte di cheratina pura. Una penna tipica consta di un asse centrale rigido (rachide) la cui base si inserisce profondamente nella cute e che porta dalla parte esterna un vessillo. Il vessillo, asimmetrico è formato da barbe sulle quali sono inserite ortogonalmente le barbule; barbe e barbule nelle penne si agganciano reciprocamente in modo da formare una superficie piana leggerissima, porosa. Barbe Rachide Vessillo esterno o lamina esterna Apice Vessillo interno o lamina interna Barre Calamo Vessillo

Piumaggio: piume e penne

Il piumaggio è costituito dalle piume e dalle penne, le quali ricoprono entrambe l'epidermide degli uccelli, ma sono differenti. Dal punto di vista morfologico-anatomico, le piume si differenziano dalle penne per il rachide più corto e flessibile, con barbe filiformi e barbule prive di amuli. Dal punto di vista funzionale, le piume servono innanzitutto a rivestire, a limitare la dispersione di calore e l'assorbimento di umidità, oltre a dare una forma più aereodinamica ai volatori. Le penne invece servono principalmente per il volo, con funzioni diverse fra remiganti, e fra le remiganti primarie e le secondarie, le timoniere, ecc.

Tipi di penne

Le penne si distinguono in: - penne di contorno o penne del corpo - penne remiganti o penne delle ali - penne timoniere o penne della coda - piume (con funzione coibente) alula II carpometacarpo IV radio ulna omero- primarie secondarie Posizione delle penne remiganti nell'ala di un uccello: le primarie sono inserite sulla mano, le secondarie sull'avambraccio Remiganti Primarie Copritrici alari Cappuccio Anello Oculare Sopracciglio Mandibola superiore Mandibola inferiore Dorso Gola Remiganti Secondarie Petto Groppone Ventre Copritrici della Coda Fianco Tarso Piede Timoniere

CRESTA

È un'escrescenza carnosa Spesso la sua epidermide è costituita da pochi strati di cellule, mentre il derma è ricco di capillari>>colore rosso; sotto il derma superficiale c'è uno strato dermico intermedio, ricco di sostanza mucoide << ac ialuronico e mucopolisaccaridi solforati>>>> che conferiscono turgidità. Distinguiamo una base di impianto, mentre il margine libero è intagliato in dentelli.

BARGIGLI (e caruncola, o processo frontale del tacchino)

pieghe pendenti di cute (istologicamente uguale a cresta).

CERA o CEROMA

È presente negli psittacidi, colombi e alcuni rapaci. È un cordoncino rilevato posto trasversalmente alla base del becco. È formato dall'epidermide variamente ripiegata e cheratinizzata.

ORECCHIONI o lobi (pliche) auricolari

È un addensamento di connettivo dermico, sotto l'orifizio esterno dell'orecchio.

SQUAME E UNGHIE

Le squame sono ipercheritinizzazioni dell'epidermide che ricoprono la pelle delle zampe. Le unghie sono astucci cornei che proteggono l'estremità dell'ultima falange.

Ghiandola dell'uropigio

È una ghiandola tubulare composta accolta nel derma. È sita dorsalmente alle ultime vertebre (assente nello struzzo, in alcuni colombiformi e pappagalli).

SCHELETRO

Lo scheletro degli Uccelli è formato dal cranio, dalla colonna vertebrale, dalle coste che formano la gabbia toracica, dal cinto scapolare e dal cinto pelvico dove si articolano rispettivamente gli arti anteriori e posteriori. Carpals Adula Phalanges Ulna Radius Humerus Skull Metacarpals Scapula Uncinate Tailbone Neck Wishbone Hip girdle Coracoid Tibiotarsus Tarsometatarsus Rib cage Phalanges A typical bone hollow with criss-cross struts Keel Femur Fibula

Cranio degli uccelli

cranio è estremamente leggero (pesa circa I' 1% rispetto al peso totale dell'uccello). È un cranio cinetico. Si tratta in pratica di un cranio mobile, le cui componenti sono capaci di compiere movimenti indipendenti. a Interorbital septum Lacrimal Nasal Frontal Mesethmoid Parietal region Nasal aperature Squamosal region Maxillary process of the premaxilla Occipital crest Occipital Postorbital pročėsš Dentary Maxilla Quadrate Quadratojugal Pterygoid Nasal process of the premaxilla Articular Zygomatic arch Frontal C Parietal region Occipital crest Squamosal region Occipital complex Periotic capsule Occipital condyle Foramen magnum Il cinetismo cranico è dovuto ad un quadrato mobile il cui spostamento all'apertura della bocca proietta in alto la barra giugale che fa sollevare la parte superiore e anteriore del cranio, rispetto a quella posteriore, grazie alla presenza di una cerniera fra queste due parti. pa sq Sclerotic ring b

Adattamenti scheletrici per il volo

L'adattamento al volo li costringe a modificarsi in diverse maniere. La prima esigenza ha riguardato la riduzione del peso del corpo. Per questo motivo gli Uccelli hanno perso i denti e le grosse e pesanti ossa che li supportavano, quasi tutta la coda e ridotto il cranio. Inoltre, alcune ossa degli Uccelli sono "ossa pneumatiche", cioè ospitano ampie cavità in cui si immettono propaggini di sacchi aerei. Ossa cave Sacchi aerei Il battito delle ali richiede un grande sforzo muscolare ed i muscoli interessati hanno bisogno di una solida inserzione allo scheletro. Essi, inoltre, generano notevoli sollecitazioni allo scheletro quando lavorano.

Carena sternale

Il primo problema è stato risolto dagli Uccelli fornendosi di un'ampia carena sternale che permette una soddisfacente inserzione ai potenti muscoli deputati al volo. cresta o carena sterno piatto

Rigidità dello scheletro

Il secondo problema è stato risolto conferendo rigidità allo scheletro attraverso la fusione di gruppi di vertebre e fornendo le costole di sporgenze, i processi uncinati, che tenendo insieme costole contigue danno maggior compattezza a tutta la cassa toracica. Il torace degli Uccelli è schiacciato e compatto in comparazione con gli altri Vertebrati; ciò comporta una maggiore vicinanza degli arti al centro di gravità del corpo e quindi un'efficienza maggiore nel bilanciare il peso corporeo sia nel volo che nella locomozione bipede. atlante epistrofeo cervicali toraciche sacrali e lombari sinsacro caudali uncini pigostilo

Vertebre degli uccelli

Le vertebre sono suddivise in: cervicali - comprendono, oltre all'atlante e all'epistrofeo, numerose vertebre (12-18 e fino a 20 come nei cigni e negli aironi) e sono molto mobili; toraciche (7-9) - sono immobili e si collegano alle coste, molte delle quali presentano degli uncini in modo che la costa anteriore si collega a quella posteriore, per dare una maggior robustezza alla gabbia toracica; le prime 3-5 sono fuse a formare il notarium; lombari e sacrali (11-14) - sono immobili e fuse nel sinsacro con le ossa del cinto pelvico; caudali (5-7) - sono libere ad eccezione delle ultime che si saldano in un unico osso, il pigostilo, che sostiene il ventaglio delle penne della coda. Pubis Ischium LiL Pygostyle - 6 caudal vertebrae Synsacrum area (7 sacral vertebrae 6 caudal vertebrae)

Cinto scapolare

Nel cinto scapolare o pettorale si trovano due scapole strette e lunghe, due robusti coracoidi, saldati allo sterno ed un osso particolare detto furcula (osso dei desideri), derivato dalla fusione delle due clavicole e unito allo sterno. Le coste si articolano sullo sterno che, negli Uccelli volatori, presenta una espansione a forma di chiglia, detta cresta o carena, su cui si inseriscono i muscoli pettorali che muovono le ali. furcula scapola coracoide Tendine del sopracoracoideo Cimero Scapola Tendine Scapola Omero Coracoide Coracoide Sterno Sopracoracoideo Pettorale Furcula Sterno

Volume dello sterno

Lo sterno ha un volume notevole, specie nei buoni volatori, poiché riceve l'inserzione dei muscoli del volo. La superficie dorsale porta numerosi forellini in cui si immettono le propaggini dei sacchi aerei. Nella parte ventrale troviamo la carena, molto sviluppata nei volatori, che si esaurisce nel processo xifoideo. Sui margini laterali dello sterno si trovano una serie di incisure articolari che accolgono le coste sternali. Sul margine anteriore dello sterno troviamo sulla linea mediana un processo appiattito, il processo episternale, e vicino ai margini laterali fa rilievo, da ciascun lato, il processo sternocoracoideo. Clavicola Processo episternale Scapola Processo sternocoracoideo Coracoide Incisure costali Processo laterale caudale Lamina laterale caudale Processo xifoideo