Mondo animale, principali funzioni vitali (biologia)

Da qualche capitolo, nel nostro percorso immerso nella biologia, siamo entrati nel mondo animale, dopo aver trattato a lungo di quello vegetale.

Abbiamo scoperto gli organismi pluricellulari ed eterotrofi, e poi la diffusa forma simmetrica che assumono.

Oggi cerchiamo di spiegare le principali funzioni vitali degli animali. Una aspetto molto interessante, perché, nonostante siano così diversi tra loro (pensiamo alle differenze tra un pesce e l'uomo, tra un leone e un'aquila, ad esempio), sono caratterizzati dagli stessi comportamenti

Non importa se sei una mosca o un elefante, se vivi nell'acqua, nel cielo o a terra, se ti procuri cibo in mezzo alla neve o nel deserto. Per vivere, sopravvivere, devi seguire alcune "regole" fondamentali.

Tutti devono mangiare (anche se ognuno in modo diverso dall'altro: il gatto caccia altri animali più piccoli, mentre alcuni uccelli si nutrono di semi), devono respirare (chi con i polmoni, chi con le branchie) e si devono riprodurre (chi fa le uova, chi dà alla luce piccoli già formati: leggi "Differenza c'è tra animali Vivìpari, Ovìpari e Ovovivipari").

Bene, dovrebbe essere chiaro l'argomento. Ora vediamo quali sono queste funzioni vitali.

In questa pagina ne segnaliamo ben otto, le più importanti:
  • Movimento
  • Sostegno
  • Alimentazione
  • Respirazione
  • Trasporto
  • Escrezione
  • Coordinamento
  • Riproduzione
Il tipo di movimento, dovuto a vari fattori (come l'ambiente, il modo di procurarsi il cibo, di difendersi...), determina la forma fisica dell'animale, del suo corpo. Se deve volare svilupperà le ali, se deve nuotare avrà le pinne, se deve muoversi a terra avrà le zampe.
Tutti gli spostamenti sono resi possibili dall'insieme dei muscoli. Ogni piccolo movimento è reso possibile da due muscoli contrapposti: uno si contrae ("agonista") e muove la parte del corpo in una direzione; quando si contrae l'altro ("antagonista") riporta la parte al punto di partenza.

Non tutti gli animali si muovono, alcuni vengono trasportati, ad esempio, dall'acqua (le stelle marine, i ricci di mare). Altri stanno sempre fermi, magari attaccati ad uno scoglio (tipo le cozze).
Gli animali che non si muovono, o lo fanno con l'aiuto delle correnti d'acqua, si dicono "sessili" e spesso presentato una simmetria raggiata (leggi "Simmetria negli animali").

Per sostegno, invece, intendiamo il supporto fisico, la struttura che tiene insieme il corpo.
Gli animali sono formati, composti, da una serie di parti, interne ed esterne.
Ad esempio, i mammiferi (come l'uomo) sono ricoperti totalmente dalla pelle, un tessuto elastico e abbastanza impermeabile. Sono costituiti, per il 70% circa, di acqua, distribuita nel sangue, negli organi, nei muscoli... un po' ovunque. Tutto questo (pelle, organi, nervi...) non potrebbe reggersi da solo se non ci fosse uno scheletro a sostenerlo. Senza le ossa questi animali (noi compresi) cadrebbero a terra come un sacco di patate. 
Esistono due tipi di scheletro: esoscheletri (esterni al corpo, tipo una corazza) ed endoscheletri (interni al corpo). Nel primo gruppo troviamo, per esempio, ostriche, cozze, vongole, chiocciole, coralli, granchi, gamberi, insetti. Nel secondo, invece, i mammiferi, gli uccelli, i pesci, i rettili (prova a leggere anche "Differenza tra vertebrati e invertebrati").
I muscoli che ricoprono lo scheletro, le ossa, permettono il movimento degli animali. Scheletro e muscolatura formano l'apparato locomotore.
Inoltre, alcune ossa proteggono organi importanti: il cranio protegge il cervello, le costole proteggono gli organi vitali come cuore, polmoni, stomaco, fegato... .

Passiamo ora al terzo gruppo, l'alimentazione. Qui, la natura si è espressa con grande fantasia, non c'è che dire. Se consideriamo tutti gli animali, dal più piccolo al più grande, possiamo renderci conto di quanto siano diversi i modi di procurarsi il cibo e di assimilarlo.
Nella maggior parte dei casi, il cibo, così come si presenta non è adatto per la sua funzione di nutrimento. Infatti, deve prima essere digerito, ridotto ai minimi termini, suddiviso nelle sue parti più piccole, a livello chimico. Così può essere distribuito per tutto il corpo. Il materiale che non serve, viene espulso attraverso le feci.

Vi sono tre tipi di sistema digerente:
  • il più antico, primitivo è formato da una serie di canali che comunicano con l'esterno (ad esempio i fori che si vedono nelle spugne);
  • un altro è formato da una specie di "sacco" chiuso, ed in questo caso c'è solo un'apertura verso l'esterno, che viene utilizzata sia come bocca (per ricevere cibo), sia come ano (per espellere scorie); i vermi piatti, come la tenia, sono dotati di questo sistema digerente;
  • l'ultimo, e maggiormente evoluto, presenta due aperture: in entrata (la bocca) e in uscita (l'ano); lo troviamo nei mammiferi, nei volatili, nei rettili, nei pesci, ma anche in alcuni vermi come il lombrico (a differenza della tenia, vista prima).
Tra gli animali dell'ultimo tipo troviamo altre due distinzioni, due sottocategorie: protostomi (l'apertura primitiva diventa la bocca e dopo si forma una seconda apertura, l'ano) e i deuterostomi (al contrario, l'apertura primitiva diventa l'ano e dopo se ne forma un'altra, la bocca). Esempi di protostomi: lombrichi, insetti, molluschi; esempi di deuterostomi: ricci di mare e stelle marine.

L'apparato digerente presenta differenze a seconda del tipo di cibo. Chi deve sminuzzare grandi quantità è dotato di strumenti come i denti o le mandibole. Chi non ha questi mezzi, ma ha, ad esempio, il becco (pensiamo agli uccelli) ingerisce vermi mescolandoli con piccoli sassolini, in una cavità chiamata ventriglio, in modo da "tritare" il cibo.
Chi si nutre di liquidi, come il sangue, è dotato di una specie di siringa (conosciamo tutti le zanzare, no?). Infine ci sono quelli che si nutrono di piccolissimi organismi e lo fanno attraverso dei filtri, delle fitte reti interne, che fanno passare l'acqua ma trattengono il cibo (non solo i molluschi, ma anche le balene, alcuni pesci e uccelli).

Inoltre, tra gli animali dotati di denti, distinguiamo erbivori e carnivori, la cui dentatura si differenzia proprio a causa della diversa consistenza del cibo (erba, vegetali da una parte, carne dall'altra).

Un ultimo appunto lo possiamo dedicare ai parassiti. In questo caso non è il cibo ad entrare nell'animale, ma è l'animale ad entrare nel cibo di cui ha bisogno (e il suo nutrimento potrebbe anche essere un altro animale, chiamato "ospite" o un vegetale). I parassiti si nutrono, ad esempio, con il cibo già digerito dall'animale ospite: pensiamo al famoso "verme solitario", cioè la tenia intestinale, che si ciba di tutte le sostanze già passate dall'apparato digerente, e quindi pronte per essere assimilate. 

Ora è giunto il momento della respirazione. Gli animali possono non mangiare e non bere per qualche giorno, ma senza ossigeno non potrebbero sopravvivere, se non qualche minuto. L'ossigeno è indispensabile, serve a produrre l'energia che ci serve per fare qualsiasi cosa, dal muoverci al digerire, dal mantenimento della temperatura corporea alla riproduzione. Il respiro, però, va in due direzioni: l'aria entra ma esce anche, in una forma diversa, un gas chiamato anidride carbonica; una specie di scarto, di cui ci liberiamo (potrebbe interessarti la "Fotosintesi clorofilliana", la produzione di ossigeno da parte delle piante).

Alcuni animali, che vivono in ambienti umidi o direttamente in acqua, riescono ad assorbire l'ossigeno dall'acqua e rilasciano anidride carbonica attraverso la superficie del corpo.

Gli animali più grandi, o ricoperti di pelle molto dura, non riuscirebbero ad assorbire l'ossigeno di cui hanno bisogno, solo attraverso i pori; per questo motivo, con l'evoluzione, hanno sviluppato organi particolari, come i polmoni (esseri viventi a terra, si parla di "introflessione della pelle": l'ossigeno viene fornito dall'aria) o le branchie (esseri viventi marini, si parla di "estroflessione della pelle": l'ossigeno viene fornito dall'acqua).
Diverso il sistema respiratori degli insetti, che utilizzano le trachee: un insieme di piccoli canali distribuiti in diverse parti del corpo, che portano ossigeno direttamente agli organi interni.

Il quinto gruppo, delle principali funzioni vitali, riguarda il trasporto. Come si muovono ossigeno e sostanze nutritive nel corpo degli animali? In quelli più piccoli si spostano per "diffusione". Nei più grandi, invece, questo sistema sarebbe troppo lento e inutile. Servono quindi delle "autostrade veloci" per portare a destinazione i nostri "micro passeggeri". Come? Con il sistema circolatorio, cioè utilizzando il sangue come mezzo e le arterie, le vene e i capillari, come canale. Ma come si sposta il sangue? Ci vuole una pompa, che non si ferma mai e lavora in continuazione: il cuore.
Il cuore pompa il sangue, il sangue trasporta ossigeno, sostanze nutritive e molto altro, in tutte le parti del nostro corpo. Si tratta di un circuito chiuso, non ha ingressi o uscite, come un gran premio di Formula Uno, dove le macchine gira in continuazione sulla stessa pista.

Perché il sangue è rosso?
Per trasportare meglio l'ossigeno, servono dei pigmenti all'interno del sangue (come dei taxi che portano in giro più persone). Nella maggior parte degli animali, questi pigmenti sono colorati: nei vertebrati il pigmento si chiama emoglobina ed è rosso; l'emoglobina si trova in cellule adatte per il trasporto di ossigeno, i globuli rossi.
In altri esseri viventi, come le seppie o i crostacei, il pigmento è blu e si chiama emocianina.