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L'ornitorinco è un membro dell'ordine dei Monotremi, che comprende 2 altri membri. Questi sono l'echidna a becco lungo e l'echidna a becco corto. Il termine "Monotremi" driva dal fatto che l'echidna e l'ornitorinco usano la stessa apertura per la riproduzione e per eliminare i prodotti di rifiuto, caratteristica che si trova nei rettili. Altro carattero rettiliano è la deposizione di uova. L'echidna a becco lungo si trova nelle foreste montagnose umide di Papua Nuova Guinea a Irian Jaya. L'echidna a becco corto e più distribuita e si può trovare in Australia e parti di Papua Nuova Guinea. L'ornitorinco si trova solo nella parte est dell'Australia.

L'ornitorinco si può trovare lungo la costa est dell'Australia, nei fiumi, torrenti e laghi. La sua distribuzione va dall'Annan river nel Queensland alla Tasmania. L'ornitorinco è molto più comune nell'Australia del Sud e questo è dovuto a due fattori: la presenza di coccodrilli e la minaccia di piene.
Dove vive l'ornitorinco
La femmina di ornitorinco non inizia a fare cuccioli fino a quando non ha 2 anni e questo comporta per l'ornitorinco delle dificoltà a mantenere la popolazione in presenza di predazione da coccodrilli e alluvioni. Nelle aree in cui si è insediato l'ornitorinco vive più isolato che a famiglie. Questo animale è prevalentemente solitario, con un suo specifico territorio in cui vive e si nutre. Il territorio di un ornitorinco può essere sovrapposto a quello di un altro, ma non smebra che vi siano scontri per il controllo. In una zona sovrapopolata è comunque di solito l'ornitorinco giovane a lasciare l'area e a cercarne un'altra. In questi territori ci sono diverse tane localizzate lungo le sponde dei fiumi.

Sembra ci siano due tipi di tane: tane per vivere e tane nido. Queste ultuime sono le più complesse e sono usare per allevare i cuccioli, mentre le altre sono usate da entrambi i sessi per la vita di tutti i giorni (mangiare e dormire). Alcuni ricercatori suggeriscono che molte tane nido derivino da una complessa attività di scavo effettuata a partire dalle tane semplici. La tana nido può essere sviluppata fino a 7 metri di altezza e 18 metri di lunghezza. Si è creduto a lungo che l'entrata delle due tane fosse prevalentemente sopra il livello dell'acqua, ma è stato mostrato che le entrate delle tane sono spesso sott'acqua.
Le tane sono dei tunnel terminanti con un nido e hanno dei problemi nel mantenimento del flusso d'aria; se l'ornitorinco sta nella tana per un certo periodo, consuma l'ossigeno disponibile. Durante la stagione dell'accoppiamento questa mancanza di ossigeno ha una grande significato per due ragioni: la prima è che durante il periodo dell'accoppiamento la femmina chiude le entrate della tana ogni volta che entra e esce e la seconda è che i giovani ornitorinchi rimangono nel nido per circa 3 mesi, con una lenta diminuzione dell'ossigeno disponbile. L'ornitorinco potrebbe aver adattato la chimica del suo sangue in modo tale da sfruttare al meglio la riserva limitata di ossigeno, ma è un'ipotesi non confermata. Le tane nido potrebbero avere l'ingresso sopra l'acqua proprio per incrementare il flusso d'ossigeno, oltre che per proteggere i cuccioli dalle piene.

Il primo esemplare di ornitorinco spedito in Inghilterra si dice sia stato considerato uno scherzo. In effetti questo animale ha il muso con un becco d'anatra, la coda di un castoro e depone uova, pur allattando i suoi piccoli. L'ornitorinco è grande circa la metà di un gatto domestico. Un maschio adulto è lungo mediamente 50 cm e il suo peso è attorno a 1,7 Kg, la femmina ha una lunghezza media di 44 cm e un peso di 0.9 Kg. Questa differenza di caratteristiche tra i due sessi è chiamata dimorfismo sessuale. La coda è lunga circa 12 cm e il becco 5.5 cm. L'ornitorinco ha una spessa copertura impermeabile di peli su tutto il corpo, eccetto i piedi e il becco. La pelliccia esterna e di colore marrone scuro sul dorso e giallastra sul ventre. Sotto la pelliccia esterna, setoloda, c'è una sottopelliccia più densa e fine simile alla lana con colore che va dal grigio al marrone scuro. La coda è costituita principalmente da tessuto grasso che viene usato per immagazzinare energia, che l'animale può usare durante l'inverno se c'è scarsità di cibo. La punta della coda è coperta da peli ruvidi, mentre sotto la pelliccia e più rada. La coda di un ornitorinco è diversa da quello di un castoro sia per la forma che per l'impiego. La coda del castoro è piatta e larga e viene usata per spingersi nell'acqua. L'ornitorinco usa la coda solo per sterzare mentre nuota con le zampe. Il corpo dell'ornitorinco è piatto, lineare e ha zampe corte. Le zampe anteriori sono palmate, ideali per il nuoto. L'animale nuota calciando alternativamente con le zampe anteriori e le zampe posteriori, parzialmente palmate, servono come timone. Le zampe palmate danno l'impressione che l'ornitorinco abbia i piedi piatti, da cui il nome "platypus". Fuori dall'acqua la membrana viene piegata sotto i piedi per difenderla dai danni e per scoprire le larghe unghie che servono per scavare.
Su ognuna delle zampe posteriori (sulle caviglie) dei maschi vi è uno sperone corneo lungo 1.5 cm. Lo sperone è cavo e collegato ad una ghiandola velenosa attraverso un condotto. Le femmine giovani ne hanno una versione rudimentale che viene persa nel primo anno. L'ornitorinco ha un becco flessibile (simile a quello dell'anatra), morbido e gommoso e molto sensibile al tatto. Quesa caratteristica è dovuta alla presenza di numerose terminazioni nervose. L'ornitorinco usa il becco per cercare cibo ed orientarsi sott'acqua. La punta del becco è blu-grigia e leggermenta più in su ci sono le due narici. La loro posizione permette la respirazione anche se il resto del corpo è sommerso. La parte inferiore del becco, che è rosea o chiazzata, è più piccola della superiore. L'ornitorinco è privo di denti e macina il cibo usando delle placche taglienti che si trovano sulla superificie superiore e inferiore dentro la bocca. Il platypus non ha orecchio esterno e chiude si occhi che orecchie durante le immersioni, quindi viene guidato solo dal becco. Sulla terra la vista è comunque molto buona a grandi distanze anche se, a causa del becco, l'ornitorinco non riesce a vedere ciò che molto vicino. L'ornitorinco emette dei versi simili a un ringhio e a quelli di una gallina. Questi vengono emessi in situazioni di pericolo. L'ornitorinco rimane attivo, in maniera molto minore, anche durante l'inverno. La regolazione della temperatura interna (32 °C circa) avviene attraverso una gestione più accurata della circolazione del sangue, che viene diminuita in zone quali le zampe posteriori, il becco e la coda. Un buon isolamento viene dato dalla pelliccia impermeabile che intrappola uno strato d'aria che provvede a un buon isolamento contro il freddo.

L'ornitorinco si nutre di invertebrati, piccoli pesci, uova di pesci, rane e girini. Normalmente l'ornitorinco spende metà del giorno mangiando una quantità di cibo pari a circa il 25% del suo peso. Questa quantità può arrivare al 50% per esemplari tenuti in cattività. Durante l'Estate mangia più che in inverno e accumula l'eccesso nella coda sottoforma di grasso. La ricerca del cibo avviene durante le immersioni nei fondali dei fiumi scuotendo il capo e il becco nel fango. Le immersioni durando circa 40 secondi e durante questo periodo l'ornitorinco usa sia il tatto che la capacità di individuare variazioni del campo elettrico (grazie alle terminazioni nervose del becco) per localizzare le piccole prede. Una volta catturato, il cibo viene trasferito nella tasca guanciale localizzata dietro il becco. L'ornitorinco raggiunge poi la superficie e il cibo viene spostato nella bocca, dove viene triturato dalle placche situate nella mascella e nella mandibola. Ai lati della mascella vi sone delle punte dentellate che vengono usate per espellere rifiuti quali gusci e fango.

La riproduzione non inizia fino a quando gli esemplari non hanno almeno due anni. Fino a questa età i maschi non producono sperma e le femmine non sempre si riproducono ogni stagione. Per l'accoppiamento serve che gli organi riproduttivi femminili e i testicoli maaschili si ingrandiscano e questo avviene appunto durante la stagione degli amori, tra Luglio e Agosto. Durante questo periodo il corpo della femmina si adatta per la produzione del latte che viene dato ai cuccioli attraverso due strutture simili a capezzoli situate sull'addome e cirondate da pelo. I piccoli premono su queste zone provocando la fuoriuscita del latte che cola attraverso i peli. Il corteggiamento inizia in acqua, dove il maschio e la femmina, che di solito prende l'iniziativa, nuotano molto vicini. Il maschio dimostra la volontà di accoppiarsi prendendo la coda della femmina con il becco, dopo di che sale sul dorso della femmina e attorciglia la propria coda attorno all'addome della femmina. In questa posizione avviene la copulazione. Ricordo che gli ornitorinchi hanno un solo orifizio, quiandi il pene del maschio penetra nella cloaca femminile. Il periodo di gestazione dovrebbe essere di circa 2-3 settimane e le uova sono di solito 2 e di dimensione di 17 mm x 14.5 mm. Una volta deposte le uova vengono incubate dalla madre in una camera che si trova in fondo al nido che è larga circa 30 cm. e coperta da materiale vegetale. La cova dura 10 - 12 giorni ed il piccolo platypus che nasce e lungo circo 18 mm. Il giovane rimane nella tana nutrendosi di latte materno per 3 o 4 mesi. Quando esce ha raggiunto l 80% delle dimesioni di un adulto e il 60% del peso e continua a prendere il latte dalla madre fino a che non è in grado di provvedere al proprio cibo.

L'ornitorinco è una creatura timida che evita le situazioni aggressive e questo lo può portare a stare sott'acqua per 10 minuti senza emettere bolle. Il maschio diventa più aggressivo durante il periodo della riproduzione, e lo dimostra tramite l'uso dello sperone corneo velenoso situato nelle zampe posteriori. Il veleno può uccidere cani e altri ornitorinchi. Ipredatori dell'ornitorinco sono le volpi, gli uccelli predatori e soprattutto i coccodrilli. In passato venivano cacciati dall'uomo, ma ora sono protetti da leggi quali il National Parks and Wildlife Act del 1974. L'ornitorinco sembra avere un comportamento prevalentemente notturno, ma si vede spesso all'alba e al tramonto, anche se le sue abitudini variano a seconda della zona, del sesso e della stagione. Durante la primavera le piene dei fiumi del nord sono un pericolo per le tane, ma sembra che durante le piene gli ornitorinchi a volte usino le tane dei conigli e i tronchi cavi per ripararsi e poi ritornare ai propri rifugi dopo la piena.

Fuori dall'Australia e dalla Nuova Guinea non esistono parenti dell'ornitorinco.
I fossili ritrovati sembra confermino che i progenitori dell'ornitorinco fossero molto simili all'attuale. Uno di questi è Obduron insignis, che visse attorno a 15 milioni di anni fa e, a differenza dell'ornitorinco, conservava i denti anche nelletà adulta. In Patagonia è stato trovato un fossile di questo animale risalente a 62 milioni di anni fa. Sembra inoltre che i monotremi siano discendenti dei tubercolati. Duckbill, watermole, duckmole sono i nomi inglesi dati all'ornitorinco dai primi europei che lo incontrarono. Nel 1799 fu chiamato Platypus Anatinatus e in seguito Ornitorhynchus. Gli aborigeni lo chiamano mallamong, boondaburra e tambreet.