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Anatomia

I Rettili si riconoscono facilmente dagli Anfibi (loro arcaici progenitori) per la pelle squamosa che li protegge dal disseccamento. Sono dotati di polmoni. La fecondazione è interna e la maggior parte di essi depone le uova, nonostante esistano anche specie vivipare. Al contrario dei Mammiferi e degli Uccelli, i Rettili non possono regolare la temperatura del loro corpo con mezzi interni ed essa dipende quindi dalla temperatura dell¿ambiente esterno (eterotermia).

Le tartarughe marine derivano da Rettili terrestri che, nel corso della loro evoluzione, hanno fatto ritorno al mare, un po' come gli antenati dei Cetacei. l'adattamento ad un ambiente così diverso da quello di origine, ha selezionato animali dalla forma più idrodinamica (guscio ridotto e appiattito, arti allungati a forma di «pala») e di maggiori dimensioni rispetto alle testuggini.

Tali dimensioni si rivelano fisiologicamente migliori nel nuovo ambiente: consentono di limitare la perdita di acqua per osmosi (la concentrazione di sali nell¿acqua marina è maggiore rispetto a quella corporea), migliorano la termoregolazione contribuendo a diminuire la dispersione termica, e permettono lunghe migrazioni grazie a riserve energetiche (grasso) e una resistenza fisica maggiori.

Il loro adattamento all¿ambiente marino è però incompleto e il loro legame con l'ambiente terrestre resta forte. Infatti, nonostante possiedano ottime capacità natatorie e siano capaci di lunghe apnee, esse respirano aria con i polmoni e depongono le uova sulla terraferma.

Apparato scheletrico
I Cheloni hanno ereditato dai loro antenati del Triassico un ¿guscio¿ leggero e idrodinamico, ma anche tanto resistente da garantire comunque un¿efficace protezione agli organi vitali.

Il guscio è formato da due parti: una superiore (dorsale), detta carapace, e una inferiore (ventrale), denominata piastrone, collegate fra loro tramite un ¿ponte¿ osseo che si sviluppa in due porzioni, una vicino al capo, l¿altra nella zona genitale.

Sia il carapace che il piastrone sono generalmente costituite da due strati di tessuto: interno osseo ed esterno corneo, entrambi strutturati in placche fermamente saldate fra loro. Le placche di tipo osseo possono derivare da porzioni di scheletro modificate che si fondono con il guscio (placche mediane o vertebrali, placche costali); oppure si originano nel derma (placche marginali).

Lo stesso vale per le placche ossee del piastrone, anch¿esse sono di diversa provenienza: alcune derivano da una modificazione della clavicola e del cinto pettorale (placche gulari, omerali, pettorali), altre fanno parte del dermascheletro (placche gastrali o addominali).

Le placche dello strato corneo si formano, invece, per un processo di modificazione e indurimento delle cellule epidermiche (cheratinizzazione). In questo modo diventano molto più resistenti agli urti impedendo, contestualmente, l¿evaporazione dell¿acqua: condizione indispensabile per la conquista definitiva degli ambienti terrestri da parte delle testuggini (tartarughe terrestri).

Il numero e la disposizione delle placche cornee differenzia le diverse specie senza condizionare le sottostanti piastre ossee dalle quali deriva la robustezza dell¿intero guscio.

Anche la testa è protetta e ricoperta da squame cornee, mentre la disposizione delle placche cornee sui lati del capo (nelle ¿guance¿) rappresenta una sorta di ¿impronta digitale¿ di ciascun animale.
Gli arti delle tartarughe marine, detti natatoie, sono piuttosto larghi e sviluppati.

Le ossa si sono fuse tra loro, nel corso dell¿evoluzione, permettendo a questi rettili un nuoto agile e veloce. Le natatoie anteriori forniscono la propulsione, mentre quelle posteriori agiscono da timoni, garantendo direzionabilità e stabilità tanto da dare l¿impressione che volino sull¿acqua. Allo stesso tempo, faticano molto, quando vanno a deporre le uova, sulla terraferma. Durante l¿ovodeposizione, le femmine utilizzano gli arti posteriori anche per scavare una buca nella sabbia. Le testuggini palustri, invece, hanno arti specializzati per svolgere una duplice funzione: il nuoto, grazie alla presenza di una membrana interdigitale, e la deambulazione. Questi animali, infatti, vivono in parte anche fuori dall¿acqua diversamente dalle terrestri con arti specializzati solamente per la deambulazione: robusti, corti e provvisti di unghie sviluppate per facilitare la presa al suolo.

Organi di senso
Gli occhi delle tartarughe possono contare oltre che sui bastoncelli, per vedere in bianco e nero, sui coni che consentono la visione a colori e subacquea. L¿unico limite sta nella percezione aerea dove c¿è una buona messa a fuoco solo a breve distanza. Le tartarughe marine riescono comunque a distinguere, di notte, il profilo della costa e la spiaggia prescelta per la deposizione delle uova. Malgrado il cielo offra, in quei casi, solo la debole illuminazione delle stelle.

A lato di ciascun occhio c¿è una speciale ghiandola (detta ¿del sale¿) che elimina l¿eccesso di sale introdotto con il cibo garantendo altresì sufficiente umidità all¿organo quando l¿animale è sulla terraferma. A proteggere invece l¿occhio sia da eventuali insulti meccanici che dalla disidratazione ci pensa una particolare membrana trasparente, chiamata ¿nittitante¿.

Meno certezze scientifiche esistono sulle orecchie. Sono in grado di percepire suoni a bassa frequenza e vibrazioni, ma non si capisce bene come. Si presume che lo facciano attraverso il cranio e il carapace in modo da localizzare meglio anche le spiagge dove il mare che si infrange produce segnali acustici che li orienta.
Molto sviluppati sono i sensi dell¿olfatto e del gusto per riconoscere il proprio territorio, alimentarsi, evitare predatori e deporre uova al posto giusto. Questi sensi vengono, in generale, coadiuvati tutti da un organo peculiare, chiamato organo di Jacobson, un dispositivo chemiorecettore in grado di captare le particelle odorose raccolte dalla lingua o attraverso le narici. E¿ formato da due fossette rivestite da epitelio, e riccamente innervate, presenti sul palato. Nelle tartarughe l¿organo di Jacobson si trova nella parete anteriore delle fosse nasali e collegato al bulbo accessorio dell'olfatto.

Apparato respiratorio
Al contrario di altri vertebrati, come gli esseri umani, con gabbia toracica espandibile, la rigidità del guscio ha imposto ai Cheloni l¿evoluzione di uno speciale meccanismo respiratorio alternativo. I polmoni di questi rettili sono avvolti da una membrana connettivale collegata al carapace che delimita una primitiva cavità pleurica. Durante la respirazione i polmoni vengono compressi e dilatati da speciali fasce muscolari (serrato, pettorale, obliquo) che si inseriscono in prossimità degli arti e della testa agevolandone così il movimento. Per facilitare l¿inspirazione questi animali utilizzano un muscolo speciale, il trasverso addominale, inserito sulla membrana diaframmatica. Risulta un processo attivo anche l¿espirazione grazie sia all¿elasticità del parenchima polmonare sia alla contrazione dei muscoli del cinto scapolare che, comprimendo indirettamente le viscere, spingono l¿aria fuori dai polmoni.

In alcuni Cheloni sono presenti particolari sacche aerifere, simili a quelle che degli Uccelli, con due funzioni principali: stabilizzazione idrostatica e vascolarizzazione. La prima serve a variare senza sforzo muscolare la propria galleggiabilità mentre l¿altra per gli scambi respiratori.

La maggior parte delle tartarughe acquatiche può inoltre ¿respirare¿ anche a livello cloacale. Esistono, infatti, in prossimità del tratto terminale dell¿intestino delle sacche ¿anali¿ con pareti fittamente vascolarizzate per ricavare ossigeno con l¿acqua che transita.

Altre, infine, grazie al rivestimento dell¿epitelio della cavità boccale e faringea possono prolungare l'apnea ingerendo acqua dalle narici e dalla bocca.

Apparato digerente
La bocca di questi animali è senza denti ma con un becco corneo dai margini affilati, la ¿ranfoteca¿, in grado di spezzare sia gusci di crostacei e bivalvi, che tagliare prede ancor più grosse. Nella specie ¿liuto¿, la Tartaruga possiede inoltre una serie di spine direzionate all¿indietro allo scopo di evitare che le meduse ingerite scivolino fuori dalla bocca. Si tratta di spine cornee che generalmente tappezzano tutto il tratto digerente facilitando il trattenimento del cibo e il suo percorso a senso unico. Lo stomaco è poco differenziato rispetto al tratto intestinale e l¿intestino è breve: le feci vengono emesse dalla cloaca, orifizio comune con l¿apparato riproduttivo e quello urinario.
Il transito del cibo attraverso le diverse parti dell¿apparato digerente, in tutti Cheloni, è molto lento: studi sulla testuggine palustre caspica (Mauremys c. caspica), hanno messo in evidenza come il cibo possa rimanere nell¿esofago anche più di 3-4 ore, dimostrando così come questa porzione del tubo digerente rappresenti una sorta di ¿magazzino¿ di raccolta temporaneo. Occorrono poi altre 8-10 ore per percorrere il tratto tra lo stomaco e la prima parte dell¿intestino e circa 72 per completare la digestione. Questo esempio rappresenta un intervallo di tempo abbastanza comune tra gli Emididi, ma non tra le tartarughe marine dove sono stati registrati tempi più lunghi, in relazione anche alle maggiori dimensioni: ben 122 ore nella Tartaruga comune (Caretta caretta) e 176 ore nella Tartaruga Verde (Chelonia mydas). Di più nelle testuggini terrestri giganti come Geochelone gigantea che per digerire impiega ben 240 ore!

Apparato escretore
L¿obiettivo di questo sistema è mantenere costante la concentrazione ionica nei tessuti mentre assumono ed eliminano acqua e ioni (sali). La missione è affidata all¿apparato escretore composto in genere nei Cheloni da due reni collegati a una vescica fortemente estensibile, situata in prossimità della cloaca. Questo perché mentre gli animali che vivono nelle acque dolci con liquidi ipertonici (con una maggiore concentrazione di sali rispetto all¿ambiente) tendono ad assumere nei tessuti acqua per osmosi e pochi sali con la dieta, quelli in acque salate hanno invece tessuti con liquidi ipotonici e, ovviamente, cercano di perdere acqua per osmosi e si nutrono di pasti più ¿salati¿.

Nel primo caso l¿apparato escretore tenderà quindi a eliminare molta acqua e a trattenere gli ioni; nel secondo caso, viceversa, cercherà di risparmiare acqua per espellere più ioni. Il meccanismo è associato alla secrezione di azoto, come prodotto di rifiuto del metabolismo proteico. Diversamente però dalla maggior parte delle testuggini che se ne libera sotto forma di urea, le tartarughe marine espellono ammoniaca, sostanza nociva che richiede grandi volumi di acqua per evitare di intossicare l¿organismo.
Molto importanti per l¿apparato escretore sono infine le ghiandole del sale che eliminano l¿eccesso di sali attraverso lacrime molto concentrate.

Sistema cardio-circolatorio
Così come nei Vertebrati superiori, Uccelli e Mammiferi, in generale anche nei Rettili la circolazione è doppia: c¿è una piccola circolazione che porta il sangue venoso, quindi povero di ossigeno, ai polmoni e una grande circolazione che distribuisce il sangue arterioso, ricco di ossigeno, a tutto il corpo.

Il cuore delle tartarughe però ha tre concamerazioni, dal momento che la separazione dei ventricoli non è completa, per cui il sangue venoso si mescola in certa misura con quello arterioso. I globuli del sangue, bianchi o rossi, sono dello stesso tipo di quelli presenti nei Vertebrati superiori.


Apparato genitale
Le femmine sono provviste di due ovaie che attraverso gli ovidotti comunicano con la cloaca. In prossimità di quest¿ultima è presente un diverticolo che funge da ¿serbatoio¿ degli spermatozoi ricevuti durante l¿accoppiamento. La femmina può conservarli per lungo tempo (in alcuni casi sembrerebbe anche per più di 3-4 anni), garantendosi così la fecondazione, che è sempre interna. I maschi hanno due testicoli che si aprono nella cloaca attraverso due vasi deferenti. L¿organo copulatore del maschio è unico, molto dilatabile e posto a riposo internamente alla cloaca.