I pinnipedi (Pinnipedia ) sono un clado di mammiferi carnivori adattati alla vita in ambiente acquatico principalmente marino.
Il corpo dei Pinnipedi è adattato a vivere in un ambiente acquatico, avendo una sagoma idrodinamica e tutti i quattro arti modificati in pinne. La parola "pinnipede" si riferisce per l'appunto a questa modificazione ed è una fusione di due vocaboli latini: pinna, una pinna e pes (in genitivo pedis), un piede.
Ai pinnipedi appartengono 35 specie suddivise in tre famiglie: Odobenidi, ridotti ai nostri giorni a un'unica specie, il tricheco; Otaridi, le otarie, comprendenti 16 specie; Focidi, le foche vere e proprie, con 18 specie. Gli Odobenidi e gli Otaridi sono riuniti nella superfamiglia Otarioidea. I Pinnipedi formano un gruppo monofiletico, collocato all'interno dell'ordine Carnivora. – Scholar search
Le analogie tra Otaridi e Focidi sono più singolari delle diversità e stanno di fatto alla base della facilità con cui riusciamo a individuare una "foca". Il motivo non va cercato troppo lontano: tutti i Pinnipedi hanno dovuto adattare il modello morfologico tipico dei Mammiferi e valido per un'esistenza terragnola e un ambiente idrico tridimensionale. Essendo l'acqua di gran lunga più densa e viscosa dell'aria, i Pinnipedi dovettero plasmare una forma corporea diversa e adottare nuovi metodi di locomozione; poiché la perdita di calore in acqua è notevolmente più rapida che nel mezzo aereo, furono costretti a mettere a punto strategie di conservazione termica; infine, dato che l'ossigeno sciolto in acqua è inadatto al sistema respiratorio dei Mammiferi, si trovarono nella necessità di elaborare una serie di adattamenti che consentissero loro di tenersi in attività ventilando i polmoni a intervalli relativamente lunghi, un quadro di innovazioni che nel loro insieme costituiscono la fisiologia dell'immersione.
Ovviamente questi problemi hanno dovuto essere risolti da tutti e tre i gruppi di Mammiferi che si sono specializzati per la vita acquatica. Tuttavia, laddove i Cetacei (balene e delfini) e i Sirenii (lamantini e dugonghi) hanno reciso ogni legame con la terraferma, i Pinnipedi soddisfano le loro esigenze alimentari in mare, ma rimangono vincolati al terreno solido (o al ghiaccio) come luogo di riproduzione e allattamento della prole. Queste due caratteristiche, nutrizione marina e nascita terrestre, hanno lasciato un'impronta indelebile su quasi tutti gli aspetti della loro esistenza.
La struttura dei Pinnipedi I Pinnipedi hanno corpo affusolato con testa tondeggiante che si assottiglia gradatamente nel tronco senza evidenziare un brusco restringimento in corrispondenza del collo. Le sporgenze esterne sono ridotte al minimo. L'orecchio esterno è rappresentato da un modesto padiglione allungato soltanto nelle otarie (donde il nome del gruppo, dal greco otarion, piccolo orecchio), mentre nelle foche e nei trichechi è scomparso. Nelle ultime due famiglie anche i testicoli sono nascosti allo sguardo e in tutti i Pinnipedi il pene è avvolto in una guaina interna che evita il formarsi di una protuberanza.
Le ghiandole sessuali maschili dei Focidi, prive di scroto, sono protette dallo sterilizzante calore corporeo grazie al flusso di sangue freddo assicurato da un reticolo di capillari sanguigni nelle natatoie posteriori. Analogamente, i capezzoli dei Pinnipedi (due nelle foche, a eccezione della foca barbata e delle foche monache, che ne possiedono quattro come le otarie) sono rientrati e rasenti alla superficie del corpo. Le mammelle costituiscono una lamina di tessuto che si estende sul ventre e sui fianchi e anche quando secernono attivamente latte, non danno luogo a rilievi visibili. Le linee generali di contorno sono ingentilite dallo strato di pannicolo adiposo o lardo sottocutaneo, anche se (come vedremo in seguito) la sua funzione non si esaurisce certo nell'idrodinamicità.
Per ovvi motivi le natatoie sporgono dal corpo, ma pur sempre in misura minore di quanto si verifichi per gli arti della maggior parte dei Mammiferi.
Le ossa degli arti sono relativamente corte e contenute entro il corpo, trovandosi l'ascella (che corrisponde alla spalla dell'uomo) e l'inforcatura rispettivamente a livello del polso (avambraccio nelle otarie) e dell'anca. Quasi tutte le ossa della mano e del piede sono comunque decisamente allungate. Le dita sono congiunte da una membrana di tessuto connettivo e definiscono una superficie palmata che esercita la spinta natatoria propulsiva.
La meccanica della locomozione è diversa nelle otarie e nelle foche, con i trichechi in posizione intermedia. Le otarie avanzano grazie al maestoso, simultaneo movimento delle natatoie anteriori, "volando" attraverso l'acqua o, se preferite, "remando" come i pinguini. Gli arti anteriori formano ampie pale con dita allungate, soprattutto per quanto riguarda il pollice. Le pinne posteriori sembrano non avere parte nel nuoto veloce (ove si eccettui una funzione timoniera), ma in spazi ristretti o nel corso di manovre lente possono fungere da pagaie espandendo le membrane.
Le foche, invece, sfruttano per il nuoto quasi esclusivamente gli arti posteriori. Il moto avviene tramite colpi alternati della natatoia, con le dita allargate durante la fase di spinta, in modo da applicare all'acqua la massima superficie e contratte nella corsa di ritorno. I movimenti delle pinne sono accompagnati e agevolati da oscillazioni laterali del tronco e della regione codale. Gli arti anteriori in condizioni normali sono tenuti aderenti ai fianchi, alloggiati in appositi incavi, ma possono entrare in azione a mo' di pagaie per effettuare piccoli aggiustamenti durante il nuoto lento.
Il tricheco, nuotatore greve e impacciato, utilizza come organo di propulsione soprattutto le natatoie posteriori. Le pinne ricordano da vicino quelle delle otarie, anche se le anteriori sono più corte e tozze.
La toelettatura, importante funzione sussidiaria degli arti, in generale è affidata alle pinne posteriori nelle otarie e a quelle anteriori nelle foche.
Le differenti tecniche natatorie delle otarie e delle foche si riflettono nelle rispettive anatomie. Le prime traggono la forza motrice soprattutto dal treno anteriore ed è qui che si concentra la massa muscolare. Le seconde invece evidenziano i muscoli più poderosi nella regione lombare. Quanto alla muscolatura vera e propria della pinna posteriore, la sua azione è alquanto limitata sul piano della propulsione e si estrinseca invece nell'orientamento dell'arto e nell'espansione e contrazione delle dita.
A terra le otarie sono molto più agili degli altri gruppi e si muovono sostenendo il peso del corpo sulle natatoie anteriori ruotate verso l'esterno e flettendo in avanti sotto il corpo le natatoie posteriori. Quando l'animale ha l'opportunità di procedere senza fretta, muove in cadenza alternata una pinna anteriore avanzando al contempo l'arto posteriore sul lato opposto. Sul suolo poggia soltanto il calcagno, mentre le dita rimangono sollevate. Aumentando la velocità, si passa al galoppo, con avanzamento appaiato dapprima degli arti posteriori e poi di quelli anteriori. In questa forma di locomozione assume un'importanza primaria la funzione di contrappeso del collo, poiché il peso va a gravare sul treno anteriore. Si è calcolato che se il collo avesse una lunghezza dimezzata le otarie sarebbero incapaci di progredire sul suolo.
Non diversa, anche se molto più goffa, è l'andatura dei trichechi.
Su terreno libero, le foche strisciano sul ventre, "inarcandosi" così da portare il peso alternativamente sul torace e sul bacino. Talune, per esempio gli elefanti di mare o la foca grigia, fanno leva sulle natatoie anteriori. Spostandosi di roccia in roccia, le foche grigie sfruttano anche la possente presa delle dita terminali degli arti anteriori. Altre specie, come la foca di Weddell, lasciano invece inoperose le pinne anteriori. La foca dalle fasce e la foca cancrivora si disimpegnano brillantemente su ghiaccio o neve compatta alternando vigorose battute "a rana" degli arti anteriori e violenti movimenti flagellanti del treno e delle pinne posteriori, quasi come se nuotassero sulla superficie del ghiaccio.
La conservazione del calore Poiché l'acqua di mare è comunque più fredda e per solito molto più fredda della temperatura del sangue – approssimativamente – ed essendo la perdita di calore in acqua molto più rapida che nell'aria, sono indispensabili precipui adattamenti per scongiurare un'eccessiva dissipazione di calore. Uno degli espedienti più ovvi consiste nel ridurre l'area superficiale. L'idrodinamicità del corpo della foca, con la riduzione delle appendici sporgenti, costituisce già una buona base di partenza.
Un altro importante accorgimento sta nel trarre vantaggio dal rapporto tra superficie-volume: dati due oggetti della stessa forma, quello più grande ha un'area superficiale relativamente minore. Le foche si sono avvalse di questa strategia per rendere meno pesante la perdita di calore: infatti non esistono Pinnipedi di piccola taglia, come succede invece tra i Roditori, gli Eulipotifli o gli altri Carnivori.
Un altro sistema per regolare il flusso termico è l'isolamento della superficie esistente. Lo strato di aria intrappolato nella pelliccia tipica dei Mammiferi rappresenta un coibente efficace in ambiente atmosferico, ma lo è molto meno nel mezzo liquido, giacché tende a disperdersi via via che i peli si bagnano. Ad ogni modo, la lamina d'acqua più o meno stazionaria che riveste la superficie del corpo ha un effetto non trascurabile. Interessante a questo proposito è il metodo di coibentazione escogitato dalle otarie orsine. Il manto di tutti i Pinnipedi è formato da un gran numero di unità, ciascuna composta di un fascio di peli e di un paio di ghiandole sebacee associate. In ogni ciuffo si distinguono un pelo di protezione, lungo e robusto, a radice profonda e un certo numero di fibre più fini e più corte. Nelle foche e nei leoni di mare queste fibre sono poche (1-5), ma nelle otarie orsine danno origine a una folta lanugine. Le sottili punte di questa lanetta e le secrezioni delle ghiandole sebacee rendono la pelliccia idrorepellente, cosicché l'acqua non può raggiungere la pelle sottostante.
La pelliccia è un ottimo coibente, ma ha lo svantaggio che in caso di immersione lo strato d'aria che imprigiona viene compresso di metà dello spessore ogni di profondità, riducendo in proporzione la sua efficacia.
Proprio per questo motivo, le foche hanno sviluppato un altro marchingegno termico, vale a dire uno spesso strato sottocutaneo di tessuto adiposo o lardo, che peraltro fornisce anche energia durante i periodi di digiuno e di allattamento. Il grasso è un cattivo conduttore del calore e il pannicolo adiposo offre un rendimento all'incirca pari al 50 per cento di un uguale spessore di pelame in aria. In acqua poi l'isolamento si riduce più o meno a un quarto del suo valore in aria, ma con il vantaggio di una sostanziale indifferenza alla profondità di immersione. I Pinnipedi di norma sono ricoperti da di lardo, sufficienti per impedire un'eccessiva dispersione di calore. Le foche hanno un pannicolo adiposo più consistente delle otarie.
In ambiente freddo la cessione di calore dalle natatoie, prive di copertura isolante, viene minimizzata riducendo l'afflusso di sangue, naturalmente in misura compatibile con l'esigenza di evitare il congelamento. Sotto l'intreccio dei capillari si stendono speciali derivazioni tra le arteriole e le venule conosciute come anastomosi arterovenose o AVA. Aprendo le AVA, gli strati superficiali possono essere irrorati da una maggior quantità di sangue e quindi indotti a rilasciare all'esterno un flusso più abbondante di calore.