I Cetacei

Pur non avendo i nostri mezzi e le nostre conoscenze già nel IV secolo a.C. lo studioso e filosofo greco Aristotele aveva intuito che i cetacei, sebbene apparentemente molto simili ai pesci, erano animali profondamente differenti da questi ultimi.

Aristotele e il termine “cetaceo”

Fu proprio Aristotele ad introdurre il termine “cetaceo” (dal greco kētos: balena o “mostro marino”) per identificare le creature acquatiche dotate di respirazione polmonare.

I cetacei sono mammiferi

Oggi sappiamo con certezza che il corpo fusiforme idrodinamico è il risultato di una convergenza evolutiva e non di alcuna stretta parentela con i pesci. I cetacei sono mammiferi euteri (placentati) perfettamente adattati alla vita acquatica. Gli arti anteriori sono modificati in pinne (le pinne pettorali), mentre gli arti posteriori sono assenti, rimangono solo con alcune piccole ossa vestigiali non visibili dall’esterno (esse non sono collegate alla spina dorsale poiché i cetacei non possiedono il bacino). La pinna caudale, che fornisce la spinta motrice, è formata da tessuto connettivo ed è disposta orizzontalmente, divisa in due lobi. La sua posizione orizzontale permette di distinguere facilmente, anche a distanza, i cetacei dai pesci (tutti i pesci hanno la pinna caudale verticale).

In prevalenza specie marine

Quasi tutti i cetacei sono specie marine, delle 85 specie conosciute solo 5, appartenenti alla famiglia dei delfinidi, sono d’acqua dolce. Tutti, nessuna specie esclusa, hanno respirazione polmonare, pertanto, pur variando la resistenza in immersione, devono periodicamente tornare in superficie per effettuare gli scambi gassosi.

Pelle e peli

La pelle, sebbene totalmente priva di peli*, è analoga, strutturalmente, a quella dei mammiferi terrestri, quindi divisa in epidermide, derma e ipoderma.

1. L’epidermide è più spessa da 10 a 20 volte rispetto a quella dei mammiferi terrestri e lo strato più esterno si rinnova 10-12 volte al giorno.
2. Il derma è formato da tessuto connettivo denso e manca di follicoli piliferi e ghiandole sebacee.
3. L’ipoderma è costituito da tessuto connettivo lasso, ricco di adipociti e fibre di collagene, ha la duplice funzione di isolare termicamente l’interno del corpo e di accumulare le sostanze di riserva.

* I cuccioli hanno una ridotta quantità di peli, localizzati in alcune parti del corpo, ma li perdono dopo i primi mesi di vita. Unica eccezione è rappresentata dal platanista, un delfino asiatico d’acqua dolce, che conserva una ridotta quantità di peli anche da adulto.

Efficienza polmonare

L’efficienza polmonare dei cetacei non dipende dalla grandezza dei polmoni, il volume polmonare risulta addirittura inferiore a quello dei mammiferi terrestri (in relazione alle dimensioni corporee), ma dagli alveoli polmonari altamente vascolarizzati, che permettono di assorbire quasi tutto l’ossigeno presente nell’aria inspirata. Per avere un metro di paragone basti pensare che un tursiope riesce ad assorbire circa il 90% dell’ossigeno presente nei polmoni, mentre l’uomo non va oltre il 25%.

Collasso dei polmoni e “decompressione”

I polmoni dei cetacei hanno la capacità di collassare progressivamente con l’aumentare della profondità/pressione. Tale caratteristica permette loro di evitare i pericolosi accumuli di azoto all’interno del sangue e quindi i nocivi emboli da decompressione durante la risalita. Con l’aumentare della pressione, aumenta anche la solubilità dell’azoto presente nell’aria inspirata, durante la risalita, con la diminuzione della pressione, l’azoto torna alla forma gassosa e può formare delle pericolose “bolle d’aria” all’interno del sangue. Il collasso dei polmoni, spingendo l’aria nelle vie aeree superiori (bronchi e trachea) che non sono in diretto contatto col sangue, previene questo problema.

I due grandi sottordini

I cetacei viventi sono divisi in due grandi sottordini, quello dei misticeti e quello degli odontoceti:

1. i misticeti (balene e balenottere), ovvero i cetacei dotati di fanoni, strutture presenti nella mascella superiore, composte di cheratina (il principale costituente dello strato corneo dell’epidermide di molti animali, uomo compreso), che fungono da setaccio per filtrare il plancton e il krill dall’acqua;
2. gli odontoceti (delfini, orche e capodogli), ovvero i cetacei dotati di denti, che si nutrono di pesci e/o calamari. Peculiarità di questo sottordine è l’ecolocalizzazione, che fornisce loro una capacità eccezionale nel percepire l’ambiente circostante, in breve hanno una sorta di sonar biologico, detto, appunto, bio-sonar.

Le “narici” dei cetacei

Sia i misticeti che gli odontoceti hanno lo sfiatatoio o gli sfiatatoi (organi respiratori con funzione analoga alle narici) sulla sommità del capo. I misticeti posseggono due sfiatatoi (appaiati come le narici), mentre gli odontoceti posseggono un unico sfiatatoio (in questo caso non si tratta di narici fuse, ma di una che è diventata dominante sull’altra).

Dentatura uniforme

La dentatura degli odontoceti ha una caratteristica unica tra i mammiferi, è di tipo omodonte, ossia composta da denti della medesima forma e dimensione. La dentatura omodonte è comune negli anfibi, nei pesci e nei rettili, ma inusuale negli attuali mammiferi, che, eccezione fatta per i cetacei odontoceti, sono eterodonti, ossia dotati di denti con forma e dimensioni differenti.

Il terzo sottordine “preistorico”

In passato un terzo sottordine di cetacei si affiancava ai misticeti e agli odontoceti, gli archeoceti. Questo gruppo, ormai estinto da circa 20 milioni di anni, ebbe la sua massima diffusione durante l’Eocene (da 55 a 34 milioni di anni fa). Rispetto agli attuali cetacei avevano tratti più primitivi, che li accostavano maggiormente ai progenitori terrestri. Esempi erano le zampe posteriori ancora presenti e funzionali (solo alcune specie), le narici in posizione anteriore e la dentatura parzialmente differenziata.

Il Rodoceto (Rodhocetus) è un primitivo cetaceo, appartenente al sottordine degli archeoceti, vissuto circa 35 milioni di anni fa. Che i cetacei si siano evoluti da mammiferi terrestri è ormai un fatto assodato da diverso tempo. Essi sono relativamente giovani, si stima che l’inizio della speciazione non vada oltre i 50-55 milioni di anni fa. Malgrado questa “certezza” restano ancora dubbi sul gruppo di animali che diedero origine ai primi cetacei.

L’origine dei cetacei

Fino all’ultima decade del secolo scorso si riteneva che i cetacei derivassero dai mesonichidi, un gruppo di ungulati carnivori simili a lupi, ma dotati di zoccoli (vissuti tra 62 e 45 milioni di anni fa). A dare sostegno a tale teoria c’era l’evidente analogia tra la loro dentatura e quella dei cetacei fossili.
A partire dai primi anni ’90 questa tesi cominciò ad essere messa in discussione e venne del tutto confutata da una ricerca del 2001 (basata su approfondite analisi molecolari di proteine e sequenze di DNA). Tale ricerca evidenziò come, a livello filogenetico, i cetacei fossero fortemente correlati agli artiodattili e in particolare alla famiglia degli ippopotamidi.

Nasce un nuovo “ordine”

L’importanza della scoperta, di cui sopra, fu tale che venne istituito un “nuovo” ordine raggruppante sia gli artiodattili che i cetacei, i Cetartiodactyla. Come conseguenza di questa nuova divisione i cetacei, propriamente detti, furono “declassati” a infraordine.

Il primo antenato (conosciuto) dei cetacei a condurre vita anfibia fu l’Ambulocetus (dal latino, “balena che cammina”) , possedeva zampe adatte sia al nuoto che alla deambulazione sulla terra ferma, mentre il Basilosaurus fu il primo antenato (conosciuto) ad essere completamente acquatico. In base alle odierne conoscenze il gruppo di cetacei più recente è quello dei misticeti, che si stima non abbia oltre 20-23 milioni di anni. Gli odontoceti, con i loro circa 28-30 milioni di anni, sono antecedenti.

La balenottera azzurra (Balaenoptera musculus) è l’animale vivente più grande sulla Terra. L’esemplare di maggiori dimensioni ha fatto registrare le misure “record” di 33 metri in lunghezza per un peso di 190 tonnellate! I fanoni hanno una lunghezza di circa 3-3,5 metri e filtrano fino a 3600 kg di krill, meduse e plancton al giorno!

a cura di Gabriele La Malfa