Οι σκελετοί διαφορετικών ζώων είναι διαφορετικοί μεταξύ τους. Η δομή τους εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον βιότοπο και τον τρόπο ζωής ενός συγκεκριμένου οργανισμού. Τι κοινό έχουν οι σκελετοί των ζώων; Τι διαφορές υπάρχουν; Σε τι διαφέρει ο ανθρώπινος σκελετός από αυτόν των άλλων θηλαστικών;
Ο σκελετός είναι το στήριγμα του σώματος
Η σκληρή και ελαστική δομή των οστών, των χόνδρων και των συνδέσμων στο σώμα του ανθρώπου και των ζώων ονομάζεται σκελετός. Μαζί με τους μύες και τους τένοντες, σχηματίζει το μυοσκελετικό σύστημα, χάρη στο οποίο τα ζωντανά όντα μπορούν να κινούνται στο διάστημα.
Περιλαμβάνει κυρίως οστά και χόνδρο. Στο πιο κινητό μέρος συνδέονται με αρθρώσεις και τένοντες, σχηματίζοντας ένα ενιαίο σύνολο. Ο συμπαγής «σκελετός» του σώματος δεν αποτελείται πάντα από οστό και ιστό χόνδρου, μερικές φορές σχηματίζεται από χιτίνη, κερατίνη ή ακόμα και ασβεστόλιθο.
Ένα καταπληκτικό μέρος του σώματος είναι τα οστά. Είναι πολύ δυνατά και άκαμπτα, ικανά να αντέχουν τεράστια φορτία, αλλά ταυτόχρονα παραμένουν ελαφριά. Σε ένα νεαρό σώμα, τα οστά είναι ελαστικά και με την πάροδο του χρόνου γίνονται πιο εύθραυστα και εύθραυστα.
Ο σκελετός των ζώων είναι ένα είδος «ντουλαπιού» ορυκτών. Αν ένατο σώμα τα στερείται, τότε η ισορροπία των απαραίτητων στοιχείων αναπληρώνεται από τα οστά. Τα οστά αποτελούνται από νερό, λίπος, οργανικές ουσίες (πολυσακχαρίτες, κολλαγόνο), καθώς και άλατα ασβεστίου, νατρίου, φωσφόρου, μαγνησίου. Η ακριβής χημική σύνθεση εξαρτάται από τη διατροφή ενός συγκεκριμένου οργανισμού.
Έννοια του σκελετού
Το σώμα των ανθρώπων και των ζώων είναι ένα κέλυφος, μέσα στο οποίο υπάρχουν εσωτερικά όργανα. Αυτό το κέλυφος διαμορφώνεται από τον σκελετό. Οι μύες και οι τένοντες συνδέονται απευθείας σε αυτό, συστέλλονται, λυγίζουν τις αρθρώσεις, κάνοντας κίνηση. Έτσι, μπορούμε να σηκώσουμε ένα πόδι, να γυρίσουμε το κεφάλι μας, να καθίσουμε ή να κρατήσουμε κάτι με το χέρι μας.
Επιπλέον, ο σκελετός των ζώων και των ανθρώπων χρησιμεύει ως προστασία για τους μαλακούς ιστούς και τα όργανα. Για παράδειγμα, τα πλευρά κρύβουν τους πνεύμονες και την καρδιά κάτω από αυτά, καλύπτοντάς τα από χτυπήματα (φυσικά, αν τα χτυπήματα δεν είναι πολύ δυνατά). Το κρανίο αποτρέπει τη βλάβη στον μάλλον εύθραυστο εγκέφαλο.
Μερικά οστά περιέχουν ένα από τα πιο σημαντικά όργανα - τον μυελό των οστών. Στον άνθρωπο, εμπλέκεται στις διαδικασίες της αιμοποίησης, σχηματίζοντας ερυθρά αιμοσφαίρια. Σχηματίζει επίσης λευκοκύτταρα, λευκά αιμοσφαίρια που είναι υπεύθυνα για την ανοσία του σώματος.
Πώς και πότε προέκυψε ο σκελετός;
Ο σκελετός των ζώων και ολόκληρο το μυοσκελετικό σύστημα προέκυψε χάρη στην εξέλιξη. Σύμφωνα με τη γενικά αποδεκτή εκδοχή, οι πρώτοι οργανισμοί που εμφανίστηκαν στη Γη δεν είχαν τόσο πολύπλοκες προσαρμογές. Για μεγάλο χρονικό διάστημα υπήρχαν στον πλανήτη μας μαλακά αμοιβαδικά πλάσματα.
Τότε στην ατμόσφαιρα και την υδρόσφαιρα του πλανήτη υπήρχε δέκα φορές λιγότερο οξυγόνο. Κάποια στιγμή έγινε το μερίδιο του φυσικού αερίουαύξηση, ξεκινώντας, όπως προτείνουν οι επιστήμονες, μια αλυσιδωτή αντίδραση αλλαγών. Έτσι, η ποσότητα των ασβεστιτών και των αραγωνιτών αυξήθηκε στην ορυκτή σύνθεση του ωκεανού. Αυτοί, με τη σειρά τους, συσσωρεύτηκαν σε ζωντανούς οργανισμούς, σχηματίζοντας συμπαγείς ή ελαστικές δομές.
Οι πρώτοι οργανισμοί που είχαν σκελετό βρέθηκαν σε ασβεστολιθικά στρώματα στη Ναμίμπια, τη Σιβηρία, την Ισπανία και άλλες περιοχές. Κατοίκησαν στους ωκεανούς του κόσμου πριν από περίπου 560 εκατομμύρια χρόνια. Στη δομή τους, οι οργανισμοί έμοιαζαν με σφουγγάρια με κυλινδρικό σώμα. Οι μακριές ακτίνες (έως 40 cm) ανθρακικού ασβεστίου αναχωρούσαν ακτινικά από αυτά, που έπαιζαν το ρόλο του σκελετού.
Ποικιλίες Σκελετών
Στον κόσμο των ζώων, υπάρχουν τρεις τύποι σκελετού: εξωτερικός, εσωτερικός και υγρός. Ο εξωτερικός ή εξωσκελετός δεν κρύβεται κάτω από το κάλυμμα του δέρματος ή άλλων ιστών, αλλά καλύπτει πλήρως ή εν μέρει το σώμα του ζώου από το εξωτερικό. Ποια ζώα έχουν εξωτερικό σκελετό; Διακατέχεται από αραχνίδια, έντομα, καρκινοειδή και μερικά σπονδυλωτά.
Όπως η πανοπλία, εκτελεί κυρίως προστατευτική λειτουργία και μερικές φορές μπορεί να χρησιμεύσει ως καταφύγιο για έναν ζωντανό οργανισμό (κέλυφος χελώνας ή σαλιγκαριού). Ένας τέτοιος σκελετός έχει ένα σημαντικό μειονέκτημα. Δεν μεγαλώνει με τον ιδιοκτήτη, γι' αυτό το ζώο αναγκάζεται να το απορρίπτει περιοδικά και να μεγαλώνει νέο κάλυμμα. Για κάποιο διάστημα, το σώμα χάνει τη συνήθη προστασία του και γίνεται ευάλωτο.
Ο ενδοσκελετός είναι ο εσωτερικός σκελετός των ζώων. Είναι καλυμμένο με κρέας και δέρμα. Έχει πιο περίπλοκο σχεδιασμό, εκτελεί πολλές λειτουργίες και μεγαλώνειταυτόχρονα με ολόκληρο τον οργανισμό. Ο ενδοσκελετός χωρίζεται σε ένα αξονικό τμήμα (σπονδυλική στήλη, κρανίο, στήθος) και ένα πρόσθετο ή περιφερειακό τμήμα (άκρα και οστά των ζωνών).
Ο υγρός ή υδροστατικός σκελετός είναι ο λιγότερο κοινός. Διακατέχεται από μέδουσες, σκουλήκια, θαλάσσιες ανεμώνες κλπ. Είναι ένα μυώδες τοίχωμα γεμάτο υγρό. Η πίεση του υγρού διατηρεί το σχήμα του σώματος. Όταν οι μύες συστέλλονται, η πίεση αλλάζει, γεγονός που θέτει το σώμα σε κίνηση.
Ποια ζώα δεν έχουν σκελετό;
Με τη συνήθη έννοια, ο σκελετός είναι ακριβώς το εσωτερικό πλαίσιο του σώματος, ένα σύνολο οστών και χόνδρων που σχηματίζουν το κρανίο, τα άκρα και τη σπονδυλική στήλη. Ωστόσο, υπάρχει ένας αριθμός οργανισμών που δεν διαθέτουν αυτά τα μέρη, ορισμένοι από τους οποίους δεν έχουν καν συγκεκριμένο σχήμα. Αλλά αυτό σημαίνει ότι δεν έχουν καθόλου σκελετό;
Ο Jean Baptiste Lamarck τους ένωσε κάποτε σε μια μεγάλη ομάδα ασπόνδυλων, αλλά εκτός από την απουσία ραχοκοκαλιάς, τίποτα άλλο δεν ενώνει αυτά τα ζώα. Είναι πλέον γνωστό ότι ακόμη και οι μονοκύτταροι οργανισμοί έχουν σκελετό.
Για παράδειγμα, στους ραδιολάρους αποτελείται από χιτίνη, πυρίτιο ή θειικό στρόντιο και βρίσκεται μέσα στο κύτταρο. Τα κοράλλια μπορεί να έχουν υδροστατικό σκελετό, εσωτερική πρωτεΐνη ή εξωτερικό ασβεστώδη σκελετό. Σε σκουλήκια, μέδουσες και μερικά μαλάκια, είναι υδροστατικό.
Σε έναν αριθμό μαλακίων, ο σκελετός είναι εξωτερικός και έχει το σχήμα κοχυλιού. Σε διαφορετικά είδη, η δομή του είναι διαφορετική. Κατά κανόνα, περιλαμβάνει τρία στρώματα, που αποτελούνται από την πρωτεΐνη κονχιολίνη και το ανθρακικό ασβέστιο. Τα κοχύλια είναι δίθυρα (μύδια, στρείδια) και σπειροειδήμε μπούκλες και μερικές φορές ανθρακικές βελόνες και καρφιά.
Arthropods
Ο τύπος του αρθρόποδου ανήκει επίσης στα ασπόνδυλα. Αυτή είναι η πιο πολυάριθμη ομάδα ζώων, η οποία περιλαμβάνει καρκινοειδή, αραχνοειδείς, έντομα, σαρανταποδαρούσες. Το σώμα τους είναι συμμετρικό, έχει ζευγαρωμένα άκρα και χωρίζεται σε τμήματα.
Από δομή, ο σκελετός των ζώων είναι εξωτερικός. Καλύπτει ολόκληρο το σώμα με τη μορφή μιας επιδερμίδας που περιέχει χιτίνη. Η επιδερμίδα είναι ένα σκληρό κέλυφος που προστατεύει κάθε τμήμα του ζώου. Οι πυκνές περιοχές του είναι σκληρίτες, διασυνδεδεμένοι με πιο κινητές και εύκαμπτες μεμβράνες.
Στα έντομα, η επιδερμίδα είναι δυνατή και παχιά, αποτελείται από τρία στρώματα. Στην επιφάνεια σχηματίζει τρίχες (chaetae), αιχμές, τρίχες και διάφορες αποφύσεις. Στα αραχνοειδή, η επιδερμίδα είναι σχετικά λεπτή και περιέχει ένα δερματικό στρώμα και βασικές μεμβράνες από κάτω. Εκτός από προστασία, εμποδίζει τα ζώα να χάσουν υγρασία.
Τα καβούρια και οι ψείρες του ξύλου δεν έχουν ένα πυκνό εξωτερικό στρώμα που συγκρατεί την υγρασία στο σώμα. Μόνο ο τρόπος ζωής τους σώζει από το στέγνωμα - τα ζώα προσπαθούν συνεχώς για μέρη με υψηλή υγρασία.
Σκελετός χορδών
Η χορδή είναι ένας εσωτερικός αξονικός σκελετικός σχηματισμός, ένας διαμήκης κλώνος του οστικού πλαισίου του σώματος. Υπάρχει σε χορδές, από τα οποία υπάρχουν περισσότερα από 40.000 είδη. Αυτά περιλαμβάνουν τα ασπόνδυλα, στα οποία η νωτιαία χορδή είναι παρούσα για μια ορισμένη περίοδο σε ένα από τα στάδια ανάπτυξης.
Στους κατώτερους εκπροσώπους της ομάδας (λογχοειδή, κυκλοστομίεςκαι ορισμένα είδη ψαριών) η νωτιαία χορδή επιμένει καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής. Στα λογχοειδή, βρίσκεται μεταξύ των εντέρων και του νευρικού σωλήνα. Αποτελείται από εγκάρσιες μυϊκές πλάκες, οι οποίες περιβάλλονται από ένα κέλυφος και συνδέονται μεταξύ τους με αποφύσεις. Συστέλλει και χαλαρώνει, λειτουργεί σαν υδροστατικός σκελετός.
Στα κυκλοστομία, η νωτιαία χορδή είναι πιο συμπαγής και έχει βασικά στοιχεία σπονδύλων. Δεν έχουν ζευγαρωμένα άκρα, σαγόνια. Ο σκελετός σχηματίζεται μόνο από συνδετικό και χόνδρινο ιστό. Από αυτά σχηματίζεται το κρανίο, οι ακτίνες των πτερυγίων και το διάτρητο πλέγμα των βραγχίων του ζώου. Η γλώσσα των κυκλοστομών έχει επίσης σκελετό· στην κορυφή του οργάνου υπάρχει ένα δόντι, με το οποίο το ζώο γεννά τη λεία του.
Σπονδυλωτά
Στους ανώτερους εκπροσώπους των χορδών, το αξονικό κορδόνι μετατρέπεται σε σπονδυλική στήλη - το στοιχείο στήριξης του εσωτερικού σκελετού. Είναι μια εύκαμπτη στήλη που αποτελείται από οστά (σπόνδυλοι) που συνδέονται με δίσκους και χόνδρο. Κατά κανόνα, χωρίζεται σε τμήματα.
Η δομή των σκελετών των σπονδυλωτών είναι πολύ πιο περίπλοκη από αυτή των άλλων χορδών και, επιπλέον, των ασπόνδυλων. Όλοι οι εκπρόσωποι της ομάδας χαρακτηρίζονται από την παρουσία ενός εσωτερικού πλαισίου. Με την ανάπτυξη του νευρικού συστήματος και του εγκεφάλου, σχημάτισαν ένα οστικό κρανίο. Και η εμφάνιση της σπονδυλικής στήλης παρείχε καλύτερη προστασία για τον νωτιαίο μυελό και τα νεύρα.
Τα ζευγάρια και τα μη ζευγαρωμένα άκρα αναχωρούν από τη σπονδυλική στήλη. Τα μη ζευγαρωμένα είναι οι ουρές και τα πτερύγια, τα ζευγαρωμένα χωρίζονται σε ζώνες (άνω και κάτω) και σε έναν σκελετό ελεύθερων άκρων (πτερύγια ή άκρα με πέντε δάχτυλα).
Ιχθύες
ΑυτάΣτα σπονδυλωτά, ο σκελετός αποτελείται από δύο τμήματα: τον κορμό και την ουρά. Οι καρχαρίες, οι ακτίνες και οι χίμαιρες δεν έχουν οστικό ιστό. Ο σκελετός τους αποτελείται από εύκαμπτο χόνδρο που συσσωρεύει ασβέστη και γίνεται σκληρός με την πάροδο του χρόνου.
Τα υπόλοιπα ψάρια έχουν σκελετό οστού. Τα χόνδρινα στρώματα βρίσκονται μεταξύ των σπονδύλων. Στο πρόσθιο τμήμα, οι πλευρικές διεργασίες εκτείνονται από αυτές, περνώντας στις νευρώσεις. Το κρανίο των ψαριών, σε αντίθεση με τα ζώα της ξηράς, έχει περισσότερα από σαράντα κινούμενα μέρη.
Ο φάρυγγας περιβάλλεται από ένα ημικύκλιο από 3 έως 7 βραγχίων, μεταξύ των οποίων βρίσκονται βραγχιακές σχισμές. Εξωτερικά σχηματίζουν βράγχια. Όλα τα ψάρια τα έχουν, μόνο σε άλλα σχηματίζονται από χόνδρινο ιστό, ενώ σε άλλα - από κόκαλο.
Τα οστά της ακτίνας των πτερυγίων, που συνδέονται με μια μεμβράνη, αναχωρούν από τη σπονδυλική στήλη. Ζευγαρωμένα πτερύγια - θωρακικά και κοιλιακά, μη ζευγαρωμένα - πρωκτικά, ραχιαία, ουραία. Ο αριθμός και ο τύπος τους ποικίλλουν.
Αμφίβια και ερπετά
Τα αμφίβια έχουν αυχενικές και ιερές τομές, οι οποίες κυμαίνονται από 7 έως 200 σπονδύλους. Μερικά αμφίβια έχουν τμήμα ουράς, μερικά δεν έχουν ουρά, αλλά υπάρχουν ζευγαρωμένα άκρα. Κινούνται πηδώντας, έτσι τα πίσω άκρα είναι επιμήκη.
Τα είδη χωρίς ουρά δεν έχουν νευρώσεις. Η κινητικότητα του κεφαλιού παρέχεται από τον αυχενικό σπόνδυλο, ο οποίος είναι προσκολλημένος στο πίσω μέρος του κεφαλιού. Οι ώμοι, οι πήχεις και τα χέρια εμφανίζονται στη θωρακική περιοχή. Η λεκάνη περιέχει τα λαγόνια, ηβικά και ισχιακά οστά. Και τα πίσω άκρα έχουν κάτω πόδι, μηρό, πόδι.
Σκελετός ερπετών επίσηςέχει αυτά τα μέρη, γίνεται πιο περίπλοκο με το πέμπτο τμήμα της σπονδυλικής στήλης - την οσφυϊκή. Έχουν 50 έως 435 σπονδύλους. Το κρανίο είναι πιο οστεωμένο. Το τμήμα της ουράς είναι πάντα παρόν, οι σπόνδυλοι του μειώνονται προς το τέλος.
Οι χελώνες έχουν έναν εξωσκελετό με τη μορφή ενός ισχυρού κελύφους κερατίνης και ένα εσωτερικό στρώμα οστού. Τα σαγόνια των χελωνών στερούνται δοντιών. Τα φίδια δεν έχουν στέρνο, ώμο και πυελική ζώνη και οι πλευρές συνδέονται σε όλο το μήκος της σπονδυλικής στήλης, εκτός από το τμήμα της ουράς. Τα σαγόνια τους είναι πολύ εύκαμπτα για να καταπίνουν μεγάλα θηράματα.
Πουλιά
Τα χαρακτηριστικά του σκελετού των πτηνών σχετίζονται σε μεγάλο βαθμό με την ικανότητά τους να πετούν, ορισμένα είδη έχουν προσαρμογές για τρέξιμο, καταδύσεις, αναρρίχηση κλαδιών και κάθετες επιφάνειες. Τα πουλιά έχουν πέντε τμήματα της σπονδυλικής στήλης. Τμήματα της αυχενικής περιοχής συνδέονται κινητά, σε άλλες περιοχές οι σπόνδυλοι είναι συχνά συγχωνευμένοι.
Τα οστά τους είναι ελαφριά και μερικά είναι μερικώς γεμάτα με αέρα. Ο λαιμός των πτηνών είναι επιμήκης (10-15 σπόνδυλοι). Το κρανίο τους είναι πλήρες, χωρίς ραφές, μπροστά έχει ράμφος. Το σχήμα και το μήκος του ράμφους είναι πολύ διαφορετικά και σχετίζονται με τον τρόπο που τρέφονται τα ζώα.
Η κύρια συσκευή για πτήση είναι η καρίνα. Πρόκειται για μια οστική ανάπτυξη στο κάτω μέρος του στέρνου, στο οποίο συνδέονται οι θωρακικοί μύες. Η καρίνα αναπτύσσεται σε ιπτάμενα πουλιά και πιγκουίνους. Στη δομή του σκελετού των σπονδυλωτών που σχετίζεται με την πτήση ή το σκάψιμο (τυφλοπόντια και νυχτερίδες), υπάρχει επίσης. Δεν το έχουν οι στρουθοκάμηλοι, ο παπαγάλος κουκουβάγια.
Τα μπροστινά άκρα των πουλιών είναι φτερά. Αποτελούνταιαπό ένα παχύ και δυνατό βραχιόνιο, μια κυρτή ωλένη και μια λεπτή ακτίνα. Μερικά από τα οστά στο χέρι είναι λιωμένα μεταξύ τους. Σε όλους εκτός από τους στρουθοκάμηλους, τα ηβικά οστά της λεκάνης δεν συγχωνεύονται. Έτσι μπορούν τα πουλιά να γεννούν μεγάλα αυγά.
Θηλαστικά
Τώρα υπάρχουν περίπου 5.500 είδη θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Σε όλα τα μέλη της τάξης, ο εσωτερικός σκελετός χωρίζεται σε πέντε τμήματα και περιλαμβάνει το κρανίο, τη σπονδυλική στήλη, το στήθος, τις ζώνες των άνω και κάτω άκρων. Οι αρμαδίλλοι έχουν έναν εξωσκελετό με τη μορφή ενός κελύφους από πολλές ασπίδες.
Το κρανίο των θηλαστικών είναι μεγαλύτερο, υπάρχει ένα ζυγωματικό οστό, μια δευτερεύουσα οστική υπερώα και ένα ζευγαρωμένο τυμπανικό οστό, το οποίο δεν βρίσκεται σε άλλα ζώα. Η άνω ζώνη, περιλαμβάνει κυρίως τις ωμοπλάτες, τις κλείδες, τον ώμο, το αντιβράχιο και το χέρι (από τον καρπό, το μετάκαρπο, τα δάχτυλα με τις φάλαγγες). Η κάτω ζώνη αποτελείται από τον μηρό, το κάτω πόδι, το πόδι με τον ταρσό, το μετατάρσιο και τα δάχτυλα. Οι μεγαλύτερες διαφορές στην κατηγορία φαίνονται ακριβώς στις ζώνες των άκρων.
Οι σκύλοι και τα ιπποειδή δεν έχουν ωμοπλάτες και κλείδες. Στις φώκιες, ο ώμος και το μηριαίο οστό είναι κρυμμένα μέσα στο σώμα και τα άκρα με πέντε δάχτυλα συνδέονται με μια μεμβράνη και μοιάζουν με βατραχοπέδιλα. Οι νυχτερίδες πετούν σαν πουλιά. Τα δάχτυλά τους (εκτός από ένα) είναι πολύ επιμήκη και συνδέονται με έναν ιστό δέρματος, σχηματίζοντας ένα φτερό.
Πώς είναι διαφορετικός ένας άνθρωπος;
Ο ανθρώπινος σκελετός έχει τα ίδια τμήματα με τα άλλα θηλαστικά. Στη δομή, μοιάζει περισσότερο με έναν χιμπατζή. Αλλά, σε αντίθεση με αυτούς, τα ανθρώπινα πόδια είναι πολύ μακρύτερα από τα χέρια. Όλο το σώμα είναι προσανατολισμένοκατακόρυφα, το κεφάλι δεν προεξέχει προς τα εμπρός, όπως στα ζώα.
Το μερίδιο του κρανίου στη δομή είναι πολύ μεγαλύτερο από αυτό των πιθήκων. Η συσκευή της γνάθου, αντίθετα, είναι μικρότερη και κοντύτερη, οι κυνόδοντες μειώνονται, τα δόντια καλύπτονται με προστατευτικό σμάλτο. Το άτομο έχει πηγούνι, το κρανίο είναι στρογγυλεμένο, δεν έχει συνεχείς ραβδώσεις φρυδιών.
Δεν έχουμε ουρά. Η υπανάπτυκτη παραλλαγή του αντιπροσωπεύεται από έναν κόκκυγα 4-5 σπονδύλων. Σε αντίθεση με τα θηλαστικά, το στήθος δεν είναι πεπλατυσμένο και στις δύο πλευρές, αλλά διευρύνεται. Ο αντίχειρας είναι σε αντίθεση με τον υπόλοιπο, το χέρι είναι κινητά συνδεδεμένο με τον καρπό.
