Sistema tegumentario

Sistema tegumentario

Comunemente chiamata pelle. Il tegumento viene solitamente diviso in:

• Epidermide: lo strato più esterno, definito anche ectoderma, il foglietto embrionale da cui deriva. Nell’epidermide è presente uno strato basale, una lamina definita strato germinativo, in cui le cellule monostratificate sono in attiva e costante divisione mitotica; questo per dar vita a un numero crescente di cellule che piano piano perderanno la loro vitalità e funzionalità perché si arricchiranno di cheratina, che è quella sostanza che permette al tegumento di evitare la disidratazione per traspirazione. Le cellule che si arricchiscono di cheratina andranno a far parte degli strati sempre più esterni. Immersa nell’epidermide ci possono essere delle strutture come delle ghiandole, oppure dei peli, nel caso dei mammiferi, o il piumaggio negli uccelli.
• Derma: interno, derivante dal mesoderma, il derma è diviso in due parti a seconda della concentrazione della sostanza amorfa presente in esso.
• Al di sotto del derma c’è una tela sottocutanea (mesodermica-mesenchimale): un tessuto connettivo che serve a mantenere e fare da supporto per la struttura. Inoltre serve da ponte di unione tra la cute e il sistema sottostante, che può essere quello muscolare o sanguigno.

Funzioni della pelle

Tenendo presente che un organismo può essere paragonato a una piccola cellula, il tegumento, almeno dal punto di vista macroscopico, della membrana citoplasmatica:

• Quindi la prima importante funzione che assolve il tegumento è quella di definire un limite tra l’ambiente esterno e quello interno dove mantenere l’omeostasi.
• Respiratoria: particolarmente vera negli anfibi, in cui il polmone sacciforme ha una resa minore della pelle nello scambio di gas. Addirittura negli urodeli, prevalentemente acquatici, i polmoni sono quasi atrofici, per cui la respirazione avviene quasi esclusivamente grazie alla pelle. Una respirazione cutanea è anche in qualche pesce, non su tutta la pelle ma soprattutto nel tratto orale; infatti la bocca non è altro che un po’ di cute nel corso dell’evoluzione rientrata all’interno della cavità orale.
• Regolazione termica: non solo negli omeotermi ma anche negli eterotermi. Abbiamo parlato della capacità dei rettili di assorbire il calore grazie anche a dei cromatofori presenti sulla pelle che servono anche a scurire un po’ il corpo e permettere un maggiore assorbimento della luce del sole. In dinosauri ormai estinti, con delle particolari creste che servivano per aumentare la superficie corporea e riuscire a scambiare più calore con l’esterno. Ma nella maggior parte dei casi la regolazione termica è vera soprattutto negli omeotermi e quindi la pelle con i suoi derivati, pelliccia (mammiferi), piumaggio (uccelli), può aiutare a regolare il calore endogeno. La regolazione termica non è una caratteristica della pelle, non è lei che produce calore, ma la pelle aiuta a mantenere il calore; il calore è prodotto dal metabolismo basale interno. La pelle e il tessuto adiposo aiutano a mantenere il calore del corpo.
• Può essere intesa come protezione dai predatori: quindi possono tornare utili le scaglie dei pesci, le squame dei rettili o corazzature di vario tipo anche nei mammiferi, come l’armadillo o il pangolino, qualcosa di simile: non ha le fasce come l’armadillo ma presenta delle squame sulla pelle e riesce a chiudersi su se stesso come gli armadilli. Anche nei ricci c’è una protezione, la pelle che si trasforma in aculei. Protezione vuol dire dalle radiazioni: in questo caso grazie alla melanina, pigmento prodotto nella cute che serve ad evitare eventuali danni al DNA della pelle.
• Difesa/offesa (artigli, corna): la pelle con i suoi derivati che possono essere artigli o corna.
• Criptismo: grazie alla pigmentazione. Sia nei maschi che nelle femmine, che serve sia per nascondersi ma anche per predare: possono esserci dei mammiferi a cui piace stazionare e appostarsi finché non passa la preda; lo stesso leone ha la pelliccia molto simile al colore delle graminacee della savana, si apposta e cammina quatto quatto per avvicinarsi il più possibile alla preda.
• Dimorfismo sessuale: diverso dagli uccelli, non c’è uno spiccatissimo dimorfismo sessuale dal punto di vista dei colori. Esiste un dimorfismo quando si parla di grossi mammiferi, elefanti o leoni, o grossi bovidi, cervo con corna. Più diventano piccoli gli animali, topi ecc., minore è il dimorfismo, almeno dal punto di vista morfologico esterno. Di dimorfismo ne esistono diversi tipi: la criniera dei leoni, le corna, anche le dimensioni; nei primati solitamente il maschio è più grande proprio perché deve difendere il suo harem.
• Nutrizione della prole attraverso le ghiandole mammarie e questa è una cura parentale che avviene per la prima volta nei vertebrati. Un po’ di latte veniva prodotto nei piccioni: l’ingluvie serviva per accumulare un po’ di alimento da portare poi ai propri pulcini, nei piccioni il gozzo può produrre un po’ di latte. Nei mammiferi, come funzione della pelle, è fondamentale in tutti i mammiferi la presenza di queste ghiandole. Queste sono assenti nei monotremi, ornitorinco: no capezzoli e la prole riesce ad allattare spingendo su una particolare area del ventre che stimola la produzione di latte, che è libero di scivolare e quindi di essere succhiato attraverso una ciocca di peli solitamente più lunga nelle femmine, in modo da fungere da capezzolo.
• Locomozione: la pelle negli anuri può servire, ovviamente per saltare ci sono gli arti posteriori, però il pataggio interdigitale negli arti posteriori serve per nuotare, quindi un allargamento della pelle può servire per nuotare. Serve negli ofidi per strisciare, ovviamente non direttamente attraverso la pelle ma attraverso le squame della parte ventrale, anche nelle lucertole, che, a differenza della parte dorsale, formano un'unica fascia che attraversa da un lato all’altro tutto il corpo; questo perché le squame sono libere di alzarsi e di essere puntate al suolo. In questo modo, durante la propria locomozione, il serpente può avere anche un punto di appoggio, non solo per scivolare. Gli urodeli, per quanto riguarda la coda, hanno sempre un’espansione del tegumento che serve a mimare la pinna caudale dei pesci. Il tegumento è fondamentale anche per volare, nei chirotteri o negli scoiattoli volanti, non appartengono all’ordine dei roditori, che quando aprono tutti e quattro gli arti a 4 di bastoni, tra gli arti anteriori e posteriori esce un pataggio alare e questo serve non per fare un volo battente come i chirotteri ma per un volo planato; caratteristica presente anche in alcuni lacertidi, come la “lucertola volante”, non si ricordava il nome comune, che però non allarga il tegumento tra gli arti, ma le costole: ovviamente tra le costole rimane il pataggio alare, il tegumento.
• Recepire stimoli che provengono dall’ambiente esterno: termici, vedi serpenti che cacciano grazie al calore perché in prossimità della struttura dell’organo di Jacobson è presente anche una struttura termosensibile che riesce a percepire i 37 gradi dei mammiferi, in particolare dei piccoli roditori; tattili, nostri polpastrelli o le vibrisse; pressori; dolorifici, in qualche caso ci sono delle terminazioni nervose che un po’ preventivamente aiutano a percepire il dolore e quindi istintivamente a ritrarre l’arto o la coda o a scappare.
• Protezione dalle radiazioni (melanina).
• Veleno, bioluminescenza, sostanze odorose: la pelle ci aiuta ad emettere feromoni che possono richiamare il sesso opposto o marcare il territorio, o la ghiandola velenifera dei serpenti che si trova all’interno della bocca, ma questa deriva da uno sviluppo dell’ectoderma e anche le ghiandole velenifere dei serpenti sono un derivato della cute e servono per cacciare. Ci sono tanti tipi di ghiandole velenifere che si possono trovare su tutto il corpo; i pesci ad esempio non hanno delle ghiandole pluricellulari ad eccezione delle tracine o i pesci scorpione che hanno una ghiandola pluricellulare che serve per emettere veleno. Molto più interessante da un punto di vista microbiologico è la bioluminescenza: nella maggior parte dei casi, animali fondamentalmente pesci abissali, riescono a comunicare attraverso segnali di luce che nella maggior parte dei casi non sono prodotti dagli organismi stessi ma sono il risultato di una simbiosi tra particolari batteri e vertebrati. Effettivamente questi batteri producono una sostanza la quale li aiuta a recepire se si trovano in una fase della propria vita coloniale oppure no; quando i batteri hanno capito che si trovano in fase coloniale possono emettere della luce, come riescano a capirlo ancora non si sa.

Comunicazione attraverso i pigmenti

Esistono differenti tipi di cellule: i cromatofori, ectodermici da creste neurali, che possono produrre dei pigmenti di natura differente che possono dare colori differenti:

• Melanofori (producono melanina: proteine): servono per ottenere colori scuri.
• Xantofori (carotenoidi: idrocarburi): gialli.
• Eritrofori (carotenoidi: idrocarburi): rossi.
• Leucofori o guanofori o iridociti (cristalli di guanina): produrre guanina non significa attribuire un colore particolare e ben determinato ma aiuta la formazione di iridescenza; i maschi delle anatre, solitamente i più colorati, hanno quasi un colore iridescente, sia sulla testa anche se il verde è molto scuro e si vede poco, sulle ali hanno uno specchio, un rettangolino di colore blu iridescente dato da accumulo di cristalli di guanina nel piumaggio.

I cromatofori servono alle funzioni di prima, quindi a comunicare in base al criptismo o aposematismo, produzione di colori molto vivaci solitamente abbinati alla produzione di qualche tossina, velenosa ma non mortale che aiuti a ricordare al predatore che quel colore può essere tossico.

I cromatofori si trovano nel derma, l’epidermide è completamente depigmentata, di: ciclostomi, condroitti, osteitti, anfibi, rettili, solo gli squamati. Una volta prodotti si vedono oltre l’epidermide.

I cromatofori si trovano anche nell’epidermide, soprattutto nella porzione bassa dell’epidermide vicino allo strato germinativo, a formare lo strato malpighiano: uccelli, mammiferi, rettili, cheloni e loricati.

I cambiamenti di colore, o quantità di pigmento prodotto, sono dovuti a due mecc