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Bien que mammifère cette animal australien et ses mamelles sont dépourvu de tétines, deux caractéristiques pourtant essentielles de cette classe. De la taille d'un lapin et pesant environ deux kilos, il a un bec de canard, une queue plate mesurant 15 cm et quatre pattes aux cinq orteil palmés. L'Ornithorynque n'a pas de dents: pour manger ses proies, qu'il repère grâce à des électro-récepteurs situés dans son bec, il utilise des « coussinets broyeurs », constitués de lamelles cornées. Le mâle possède un éperon au talon, relié à une glande qui secrète un substance vénéneuse, qu'il utilise probablement pour se battre contre d'autres mâles à la saison des amours. Les jeunes se nourrissent du lait qui suinte de du ventre de la femelle. Autre caractéristique, sa fourrure brune lui permet de maintenir son corps a la température constante la plus basse et plus variable que chez les autres mammifères, son système thermorégulateur étant peu développé.
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