1 Chi sono i vertebrati

Che cos’è la colonna vertebrale? 
Dove vivono i vertebrati? 
Quali sono le loro caratteristiche? 

I vertebrati sono animali dotati di uno scheletro interno, e in particolare di una colonna vertebrale, che ha permesso loro di conquistare con successo tutti gli ambienti: terrestre, acquatico e aereo.
Sono animali pluricellulari complessi, in cui le cellule sono molto diversificate e organizzate a formare tessuti, organi e apparati; come tutti gli animali, sono eterotrofi.

SCHELETRO INTERNO E COLONNA VERTEBRALE

La presenza di uno scheletro interno, o endoscheletro, è stata fondamentale nel corso dell’evoluzione per permettere ai vertebrati di conquistare i diversi ambienti. Esso sostiene e protegge gli organi interni (il cranio, per esempio, protegge il cervello, e la gabbia toracica contiene cuore e polmoni) e offre una superficie di attacco per i muscoli, tramite i quali gli organismi possono compiere movimenti. Inoltre, poiché è costituito da cellule, lo scheletro cresce insieme al resto del corpo, non limitandone le dimensioni.
La colonna vertebrale, in particolare, è una struttura di sostegno molto efficiente: è costituita da tanti elementi ossei, o cartilaginei, simili e collegati fra loro, le vertebre. È robusta e al tempo stesso flessibile, e permette di sostenere anche masse corporee molto grandi.
La presenza della colonna vertebrale nei vertebrati è frutto di un lungo processo evolutivo, iniziato già negli invertebrati: le spugne, per esempio, sono dotate al loro interno di strutture rigide (le spicole), e anche lo scheletro esterno degli insetti in alcune zone si espande internamente. Esistono inoltre piccoli animali acquatici (1) che, pur essendo molto primitivi, hanno una vera e propria struttura di sostegno interna, la corda dorsale: un tubo flessibile e resistente che attraversa il corpo e a cui si attaccano i muscoli. La colonna vertebrale deriva proprio dalla corda dorsale: lo dimostra il fatto che nello sviluppo embrionale dei vertebrati compare inizialmente una corda dorsale che, successivamente, si trasforma in colonna vertebrale. Gli animali acquatici dotati di corda dorsale sono compresi nel phylum dei cordati, di cui i vertebrati rappresentano un sottogruppo, proprio perché la colonna vertebrale costituisce un’evoluzione, un perfezionamento della corda dorsale.

    SCIENZE +     Animali che “pesano”

Animali molto grandi, come gli elefanti, possono esistere sulla terraferma perché hanno la colonna vertebrale che li sostiene. Sulla Terra, infatti, ogni corpo “pesa”: è cioè attratto verso il centro della Terra da una forza proporzionale alla sua massa. Tanto più grande è la massa di un corpo, tanto maggiore è la forza con cui è attratto dalla Terra. Quindi, se un corpo non avesse un sostegno adeguato, si schiaccerebbe al suolo.
Nell’acqua, invece, le dimensioni corporee di un animale sono meno limitate, poiché tutti i corpi immersi in un liquido subiscono una spinta verso l’alto uguale al peso del liquido spostato (spinta di Archimede): più un animale è grande, più acqua sposta e maggiore è la forza che lo spinge verso l’alto. È grazie alla spinta di Archimede se in acqua si galleggia! Nell’acqua di mare, in cui è disciolto un sale, il cloruro di sodio, l’effetto della spinta di Archimede si fa sentire ancora più forte che nell’acqua dolce, perché il peso dell’acqua salata che viene spostata è maggiore di quello dell’acqua dolce (noi galleggiamo di più in mare che in una piscina). Non è un caso, quindi, se il più grande animale attualmente esistente, la balenottera azzurra, vive in mare.