Testo © DrSc Giuliano Russini – Biologo Zoologo
L’ordine dei Monotremi comprende l’ornitorinco, qui raffigurato, e le echidne © Giuseppe Mazza
L’ordine dei Monotremi (Monotremata C. L. Bonaparte, 1837), afferente alla infraclasse dei Prototeri (Prototheria), come quello dei Marsupiali (Marsupialia), afferente alla infraclasse dei Metateri (Metatheria), comprendono alcuni tra i più interessanti e originali mammiferi per lo zoologo.
Questi animali sono così differenti dai comuni mammiferi Euteri (Eutheria), che sono ancora molte, sin dalla loro scoperta, le novità e le informazioni originali che li caratterizzano. Ad eccezione degli opossum e dei cenolesti del Nuovo Mondo, i monotremi ed i marsupiali si trovano soltanto nella regione australiana ed in alcune isole circostanti, come la Tasmania e la Nuova Guinea.
Gli scopritori ed i primi esploratori delle coste australiane, videro pochissimi mammiferi durante le loro prime esplorazioni; per la verità non erano penetrati molto all’interno, ma malgrado ciò, quello che riferiscono nei loro diari e documenti è ben poco.
Abel Tasman, che nel lontano 1642 visitò la costa meridionale della Tasmania (il nome a tale isola fu dato successivamente in suo onore) chiamandola “Terra Van Diemen” dal nome del governatore di Batavia, notò “tracce d’animali selvaggi, non diverse da quelle lasciate dagli artigli di una tigre o di qualche creatura analoga…”; non è escluso, che egli e il suo equipaggio, si fossero imbattuti in tracce lasciate dal Diavolo della Tasmania (Sarcophilus harrisii).
Per un lungo periodo di tempo, stranamente, lo studio della fauna australiana non destò grande interesse tra gli zoologi, rispetto invece il grande interesse per la flora da parte dei botanici. In realtà, ciò dipendeva dalle grandi dimensioni del continente australiano, rispetto alle piccole dimensioni delle colonie di Inglesi e Olandesi che stavano nascendo in questo immenso territorio, cosa che rendeva difficile l’incontro con questa fauna originale. Per tutto il XVII e poi anche il XVIII secolo, le aree conquistate dai coloni venivano utilizzate per costruirvi fattorie o colonie penali; solo alcuni esploratori e biologi, cercavano di fornire informazioni sulla flora e fauna locale, ma mentre la prima era più facilmente raggiungibile e studiabile, la seconda era quasi un mistero. Il biologo William Dampier, in una prima spedizione che compì nel 1688 in Australia, sbarcò sulla costa settentrionale e riferì anche lui di non aver visto alcun animale, salvo qualche traccia che sembrava simile a quella di un grosso mastino.
Successivamente, nel 1699, rivisitò questo continente per cartografare la “Baia degli Squali” sulla costa occidentale; questa volta, tramite i suoi diari e quaderni, ci fa sapere che incontrò solo qualche tipo di procionide, diverso da quelli presenti nelle Indie Occidentali, soprattutto per le zampe. Infatti, lo scienziato ci dice che le zampe anteriori erano brevissime, ma vi saltavano sopra; circa un mese dopo, sembrerebbe che abbia fatto un incontro con alcuni canidi magrissimi, quasi pelle e ossa, allo stato selvatico. Probabilmente gli animali che descrive, sono i canguri lepre striati ed i dingo. Il leggendario capitano Cook, nel 1770, veleggiò lungo tutta la costa orientale dell’Australia, da sud a nord, incontrando canguri, opossum e dingo. Durante il secolo XVIII, furono prodotte da alcuni biologi, come John White, delle belle incisioni su foglio, della fauna e flora di quei posti esotici, come si osserva nel volume dal titolo “New South Wales” del 18 novembre, 1788.
Un Ornithorhynchus anatinus maschio in nuoto. Si nota lo sperone velenoso © Giuseppe Mazza
Durante il XIX secolo, altre opere furono “Mammals of Australia”, 1871 di J.L.G. Krefft, curatore per alcuni anni del museo di storia naturale di Sydney; a queste, fecero seguito all’inizio del secolo XX, opere di biologi di varia nazionalità, come quella del francese A.S. Le Souef “The wild animals of Australasia” e dell’australiano H.Burrell con “The furred animals of Australasia”.
A questo punto l’interesse degli zoologi per la teriofauna australiana cessò, o almeno calò moltissimo, poiché erano convinti che tutto quello che c’era da scoprire a riguardo, era già stato scoperto e ampiamente descritto. Questa sorta di medioevo della mammalofauna australiana, terminò alla fine della seconda guerra Mondiale, quando in realtà i biologi australiani si resero conto che le specie descritte di mammiferi, fino a quel momento, non erano assolutamente le uniche del continente e che la loro biologia era stata studiata solo parzialmente e superficialmente. Venne quindi istituita, la sezione del Wildlife Research, della Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization, ad opera degli zoologi australiani; inoltre, i musei e i giardini zoologici australiani, come i parchi naturali e le riserve faunistiche, fecero quadrato per studiare nei dettagli la teriofauna nota e scoprirne di nuova. A questo punto la letteratura biologica (che fino a quel momento registrava una pesante assenza di articoli sui mammiferi australiani) venne invasa da un flusso di informazioni scientifiche esplosivo su tali animali. Ad oggi, sebbene le informazioni siano cresciute moltissimo, ancora tanto studio attende i biologi, sia su campo che in ambiente controllato, ad esempio nei giardini zoologici, su tutte le specie note di mammiferi australiani.
I biologi tassonomisti tendono a dividere la classe dei Mammiferi (Mammalia), prendendo atto delle diversità anatomiche e fisiologiche riproduttive, come delle distanze filogenetiche, in tre infraclassi (fino agli anni ‘ 70 del secolo scorso, erano considerate sottoclassi). Queste sono, l’infraclasse dei Prototeri (Prototheria), a cui afferisce l’ordine dei Monotremi (Monotremata), l’infraclasse dei Metateri (Metatheria), a cui appartiene quello dei Marsupiali (Marsupialia) e, l’infraclasse degli Euteri (Eutheria), detti anche buoni mammiferi o mammiferi placentali o placentati, a cui afferiscono la maggioranza dei mammiferi, tra cui i primati e l’essere umano. Qui descriveremo solo i monotremi. I Monotremata rappresentano l’unico ordine noto della infraclasse dei Prototeri (Prototheria); il termine monotremi, deriva dal greco, e significa un unico foro o unica uscita. Questa definizione nasce da un adattamento anatomico nei membri di quest’ordine, ove è presente un unico foro, chiamato “cloaca”, in cui confluiscono i dotti dell’apparato urogenitale e digerente. Per cui, la defecazione, l’orinazione e la riproduzione, compreso come vedremo la deposizione dell’uovo, in quanto sono ovipari, avviene per mezzo di questo. Ciò richiama una similitudine filogenetica con i rettili e gli uccelli, denunciando una certa arcaicità del gruppo. Questi mammiferi, appunto, pur mostrando adattamenti estremamente specializzati nei riguardi dell’ambiente e del modo di vita, sono primitivi, poiché conservano alcune caratteristiche tipiche dei rettili.
Il Tachyglossus aculeatus sembra un riccio, ma depone le uova © G. Mazza
Il carattere rettiliano, che li differenzia in modo più concreto da tutti gli altri mammiferi, è il fatto di essere ovipari, anziché vivipari come tutti gli altri; questo, è correlato con la struttura dell’apparato riproduttore, che per l’appunto è simile a quello dei rettili e degli uccelli stessi.
Molti altri particolari dell’anatomia di questi animali, sono più vicini a quelli dei rettili, che non a quelli dei mammiferi e il più sorprendente, è quello del “cinto toracico”, che mantiene separate le ossa coracoide e interclavicolare, mentre al “cinto pelvico”, sono attaccate le ossa epipubiche.
Numerosi altri punti dell’anatomia dello scheletro, come delle parti molli, sono parimenti primitivi; questi sono stati studiati da numerosi biologi e i risultati, sono stati raccolti in opere di carattere enciclopedico, come il “Traité de Zoologie” curato dal celebre biologo zoologo francese P.P. Grassé, dove sono stati presentati in maniera ammirevole.
D’altra parte l’encefalo dei monotremi è marcatamente diverso da quello dei rettili, e assomiglia invece moltissimo a quello dei metateri; il prosencefalo o “cerebrum” (la parte anteriore del sistema nervoso centrale, ovvero il cervello vero e proprio), specialmente nell’echidna (sia le specie del genere Tachyglossus, che del genere Zaglossus), è relativamente grande, pur essendo privo di corpo calloso, cioè di quel grande ponte di collegamento tra i due emisferi che è caratteristico nei placentati.
Come fa notare il biologo zoologo Wood Jones, i monotremi sono ben dotati di corteccia cerebrale, ma il loro cervello non ha ancora le connessioni perfette.
I monotremi non hanno lasciato così dietro di loro i caratteri ancestrali da rettile, come hanno invece fatto gli altri mammiferi; non rappresentano comunque uno stadio intermedio dell’evoluzione dei metateri e degli euteri, ma una linea evolutiva parallela che si è precocemente distaccata dal ceppo originario dei rettili insettivori. Recenti studi, effettuati sui resti fossili di mammiferi con caratteri di rettile primitivo, suggeriscono l’ipotesi che il ceppo dei monotremi si sia distaccato, da quello che ha dato origine anche agli altri mammiferi, circa 200 milioni di anni fa, nel periodo Triassico, era Mesozoica o Secondaria, al livello di organizzazione da rettile.
Tali ricerche non sono state effettuate su fossili di monotremi, di cui nulla è stato trovato che risalisse a prima del Pleistocene, Quaternario, circa due milioni di anni fa, ma sui Triconodonti (Triconodonta) fossili. I resti di questi animali, che si sono conservati come fossili, sono in genere i loro minuscoli denti; metodi moderni di separazione di piccoli fossili, dalla loro matrice, hanno messo in luce alcuni frammenti di osso che misurano in totale solo pochi millimetri e che, dopo attento e coscienzioso esame, hanno fornito l’informazione poc’anzi data.
Le ricerche suggeriscono anche che non si hanno prove a sostegno dell’opinione errata, ma ampiamente diffusa, secondo cui nel Terziario, vi sarebbe stata tra i mammiferi una violenta esplosione evolutiva.I primi fossili soddisfacenti di mammiferi euteri, compaiono nel Paleocene, Cenozoico, quando quasi tutti gli ordini moderni, e molti di quelli estinti, si erano già differenziati: ma i mammiferi avevano avuto almeno un centinaio di milioni d’anni per differenziarsi, e quindi non vi è alcuna ragione per supporre che la loro evoluzione abbia accelerato il passo all’inizio del Terziario, un’ottantina di milioni di anni fa.
Zaglossus bruijni. Come per rettili e uccelli, c’è un unico foro per l’apparato urogenitale e digerente © Mazza
La mancanza di documenti fossili, ci toglie la possibilità di conoscere l’evoluzione dei mammiferi nel Mesozoico, ma la grande varietà di forme presenti alla fine di quell’era, mostra che non vi deve essere stata alcuna discontinuità.
I monotremi attuali sono limitati geograficamente all’Australia, compresa la Tasmania e alla Nuova Guinea; le forme fossili pleistoceniche quindi, che appartengono a forme esistenti e non sono quindi antichissime e sarebbe più corretto definirle forme “subfossili”, sono state trovate solamente in Australia. Non ci sono elementi per stabilire se un tempo i monotremi fossero distribuiti più ampiamente (come lo erano ad esempio i triconodonti, noti anche in Inghilterra e nell’America settentrionale), oppure se, al contrario, essi fossero confinati sempre alla regione australiana.
I monotremi presentano i due caratteri diagnostici dei mammiferi: hanno peli e ghiandole mammarie. In ragione della separazione così remota del loro lignaggio, da quello degli altri mammiferi, si potrebbe pensare che i mammiferi si siano evoluti ben due volte dai loro antenati rettili. D’altra parte, le dimensioni dell’encefalo dell’echidna e la somiglianza tra l’encefalo dei monotremi e quello dei metateri, sembrano dimostrare una relazione più stretta di quanto quell’ipotesi implicherebbe.
Un recente studio, sulla quantità di DNA presente nelle cellule somatiche dei monotremi, ha dimostrato inoltre, che questi animali hanno un’affinità più stretta con gli altri mammiferi, che non con i rettili: ciò è stato confermato, misurando l’area totale occupata dai loro cromosomi. Il contenuto di DNA nei monotremi, si situa tra il 93 e il 98% di quello dei mammiferi euteri: il contenuto negli unici marsupiali esaminati, generi Potorus e Didelphis, è dell’81 e 94%. In confronto, negli uccelli esso è di circa il 50%; nei serpenti e nelle lucertole del 60-67%, nei coccodrilli e nei cheloni dell’80-89%.
Nel valutare questi risultati, si deve tener presente tuttavia, che la questione della quantità di DNA, diventa sempre più complicata attraverso una poliploidia di vario genere. Studi al microscopio elettronico, effettuati su spermatozoi di echidna, hanno rivelato inoltre che, pur essendo la forma di questi elementi germinali superficialmente simile a quella degli spermatozoi di rettile, l’ultrastruttura è prevalentemente quella tipica dei mammiferi. La scoperta di un maggior numero di fossili, potrà darci un giorno maggiori informazioni; nel frattempo non v’è dubbio che c’è ancora molto da imparare dall’osservazione delle forme viventi.
L’ordine dei Monotremi (Monotremata) è a sua volta suddiviso in due famiglie: i Tachiglossidi (Tachyglossidae) cioè le echidne, e gli Ornitorinchidi (Ornithorhynchidae), che contano solo il ben noto Ornitorinco (Ornithorhynchus anatinus).