Vertebratele: caracteristici generale și clasificare

Vertebratele sunt animalele cu schelet intern și coloană vertebrală, grupate în cinci clase: pești, amfibieni, reptile, păsări și mamifere. Pentru BAC biologie, cel mai util este să le compari pe aceleași criterii — tegument, respirație, inimă, temperatura corpului, reproducere — pentru că itemii cer exact asemănări și deosebiri, nu descrieri izolate.

Trăsăturile comune ale vertebratelor

• schelet intern (endoschelet) cartilaginos sau osos, cu coloană vertebrală formată din vertebre, care protejează măduva spinării;
• craniu, care protejează encefalul;
• sistem nervos central situat dorsal (spre spate), spre deosebire de lanțul ganglionar ventral al artropodelor;
• sistem circulator închis, cu inimă situată ventral;
• simetrie bilaterală și, de regulă, două perechi de membre (înotătoare, picioare sau aripi).

Ca să vezi contrastul, compară cu nevertebratele: acolo scheletul, dacă există, este extern sau sub formă de cochilie.

Peștii

Sunt adaptați complet la viața în apă. Corpul este hidrodinamic, acoperit cu solzi și mucus, cu înotătoare pereche și nepereche. Respiră prin branhii, care extrag oxigenul dizolvat în apă. Pe laturile corpului au linia laterală, un organ de simț care percepe mișcările și vibrațiile apei. Peștii osoși au vezică înotătoare, care le permite să-și regleze adâncimea.

Inima are două camere (un atriu și un ventricul) și prin ea trece doar sânge neoxigenat; există o singură circulație. Fecundarea este, de regulă, externă, în apă, iar ouăle (icrele) sunt depuse în număr mare. Se împart în pești cartilaginoși (rechinul) și pești osoși (crapul, păstrăvul).

Amfibienii

Numele înseamnă „cu viață dublă”: trăiesc atât în apă, cât și pe uscat. Exemple: broasca de lac, salamandra, tritonul.

• pielea este nudă, subțire, umedă, bogată în glande mucoase și foarte vascularizată — participă intens la respirație (respirație cutanată);
• adultul respiră prin plămâni simpli și prin piele; larva (mormolocul) respiră prin branhii;
• dezvoltarea are loc prin metamorfoză: mormolocul acvatic, cu coadă și branhii, se transformă în adult cu patru membre și plămâni;
• inima are trei camere (două atrii și un ventricul), iar în ventricul sângele oxigenat se amestecă parțial cu cel neoxigenat; apar două circulații — mare și mică;
• fecundarea este, la broaște, externă, în apă — de aceea amfibienii depind de apă pentru reproducere.

Reptilele

Reptilele (șopârla, șarpele, broasca țestoasă, crocodilul) sunt primele vertebrate adaptate pe deplin la uscat:

• pielea este uscată, acoperită cu solzi cornoși sau plăci, care împiedică pierderea apei; la creștere, multe reptile năpârlesc;
• respiră numai prin plămâni, mai compartimentați decât ai amfibienilor;
• inima are trei camere, cu un sept incomplet între ventricule (la crocodili septul este complet, deci inima are patru camere);
• fecundarea este internă, iar ouăle au coajă protectoare și anexe embrionare (printre care amniosul), astfel încât embrionul se dezvoltă pe uscat, într-un „mediu acvatic” propriu.

Peștii, amfibienii și reptilele sunt poikiloterme: temperatura corpului variază cu cea a mediului. De aceea reptilele stau la soare dimineața și hibernează iarna.

Păsările

Toate trăsăturile păsărilor pot fi citite ca adaptări la zbor:

• corpul acoperit cu pene, membrele anterioare transformate în aripi;
• oase subțiri și pneumatice (cu cavități cu aer), care reduc greutatea; stern cu o creastă (carenă) pe care se prind mușchii puternici ai zborului;
• cioc cornos, fără dinți;
• plămâni legați de saci aerieni, care permit respirația dublă în timpul zborului (aerul trece prin plămâni și la inspirație, și la expirație);
• inimă cu patru camere: sângele oxigenat nu se amestecă cu cel neoxigenat.

Păsările sunt homeoterme, cu fecundare internă și ouă cu coajă calcaroasă, pe care le clocesc — își îngrijesc puii.

Mamiferele

Mamiferele sunt clasa cea mai evoluată și cea căreia îi aparține și omul. Trăsături caracteristice:

• corp acoperit cu păr; piele cu glande sudoripare, sebacee și glande mamare — puii sunt hrăniți cu lapte;
• dinți diferențiați: incisivi, canini, premolari, molari, adaptați tipului de hrană;
• plămâni alveolari și diafragmă, un mușchi care separă cavitatea toracică de cea abdominală și participă la respirație;
• inimă cu patru camere, homeotermie, encefal foarte dezvoltat;
• fecundare internă; majoritatea sunt vivipare, cu embrionul hrănit prin placentă.

Există două excepții pe care e bine să le cunoști: monotremele (ornitorincul) depun ouă, dar își hrănesc puii cu lapte; marsupialele (cangurul) nasc pui foarte mici, care se dezvoltă în marsupiu. Majoritatea mamiferelor sunt placentare. Organele omului, ca mamifer, le studiezi la B2 — de exemplu în sistemul respirator și sistemul circulator.

Comparația pe criterii

Citit pe coloane, tabelul arată evoluția: de la branhii la plămâni tot mai eficienți, de la inima cu 2 camere la cea cu 4, de la fecundarea externă în apă la cea internă, cu ou protejat sau cu dezvoltare în corpul mamei.

Câteva capcane care apar des în afirmațiile de tip adevărat/fals: „balena este pește” (fals — este mamifer: respiră prin plămâni, are glande mamare și este homeotermă); „liliacul este pasăre” (fals — este mamifer adaptat la zbor, cu aripi formate dintr-o membrană a pielii, nu din pene); „broasca țestoasă este amfibian” (fals — este reptilă, cu fecundare internă și ouă cu coajă). Când întâlnești un animal „atipic”, verifică trăsăturile definitorii ale clasei, nu mediul în care trăiește.

Rolul vertebratelor ca consumatori în ecosisteme este discutat în ecosistemul și lanțurile trofice.