Scheletele diferitelor animale sunt diferite unele de altele. Structura lor depinde în mare măsură de habitatul și stilul de viață al unui anumit organism. Ce au în comun scheletele animalelor? Ce diferențe există? Prin ce diferă scheletul uman de cel al altor mamifere?
Scheletul este suportul corpului
Structura dură și elastică a oaselor, cartilajelor și ligamentelor din corpul uman și animal se numește schelet. Împreună cu mușchii și tendoanele, formează sistemul musculo-scheletic, datorită căruia ființele vii se pot mișca în spațiu.
Include în principal oase și cartilaj. În cea mai mobilă parte, acestea sunt conectate prin articulații și tendoane, formând un singur întreg. „Scheletul” solid al corpului nu este întotdeauna format din țesut osos și cartilaj, uneori este format din chitină, cheratina sau chiar calcar.
O parte uimitoare a corpului sunt oasele. Sunt foarte puternice și rigide, capabile să reziste la sarcini uriașe, dar în același timp rămân ușoare. Într-un corp tânăr, oasele sunt elastice și, în timp, devin mai fragile și mai fragile.
Scheletul animalelor este un fel de „cămară” de minerale. În cazul în care unorganismului îi lipsesc, atunci echilibrul elementelor necesare este completat din oase. Oasele constau din apă, grăsime, substanțe organice (polizaharide, colagen), precum și săruri de calciu, sodiu, fosfor, magneziu. Compoziția chimică exactă depinde de nutriția unui anumit organism.
Semnificația scheletului
Corpul oamenilor și animalelor este o carapace, în interiorul căreia se află organe interne. Această coajă este modelată de schelet. Mușchii și tendoanele sunt atașate direct de acesta, contractându-se, îndoaie articulațiile, făcând mișcare. Deci, putem ridica un picior, ne întoarcem capul, ne putem așeza sau ținem ceva cu mâna.
În plus, scheletul animalelor și al oamenilor servește drept protecție pentru țesuturile moi și organele. De exemplu, coastele ascund sub ele plămânii și inima, acoperindu-le de lovituri (desigur, dacă loviturile nu sunt prea puternice). Craniul previne deteriorarea creierului destul de fragil.
Unele oase conțin unul dintre cele mai importante organe - măduva osoasă. La om, este implicat în procesele de hematopoieză, formând globule roșii. De asemenea, formează leucocite, celule albe din sânge care sunt responsabile de imunitatea organismului.
Cum și când a apărut scheletul?
Scheletul animalelor și întregul sistem musculo-scheletic au apărut datorită evoluției. Conform versiunii general acceptate, primele organisme care au apărut pe Pământ nu au avut astfel de adaptări complexe. Pentru o lungă perioadă de timp, pe planeta noastră au existat creaturi amebiane cu corp moale.
Atunci, în atmosfera și hidrosfera planetei era de zece ori mai puțin oxigen. La un moment dat, ponderea gazului a devenitcrește, declanșând, așa cum sugerează oamenii de știință, o reacție în lanț de schimbări. Astfel, cantitatea de calciți și aragoniți a crescut în compoziția minerală a oceanului. Ei, la rândul lor, s-au acumulat în organismele vii, formând structuri solide sau elastice.
Primele organisme care aveau un schelet au fost găsite în straturile de calcar din Namibia, Siberia, Spania și alte regiuni. Ei au locuit în oceanele lumii în urmă cu aproximativ 560 de milioane de ani. În structura lor, organismele semănau cu bureții cu un corp cilindric. Raze lungi (până la 40 cm) de carbonat de calciu au plecat radial de la ele, care au jucat rolul unui schelet.
Soiuri de schelete
În lumea animală, există trei tipuri de schelet: extern, intern și lichid. Externul sau exoscheletul nu este ascuns sub acoperirea pielii sau a altor țesuturi, ci acoperă complet sau parțial corpul animalului din exterior. Ce animale au un schelet extern? Este posedat de arahnide, insecte, crustacee și unele vertebrate.
La fel ca armura, îndeplinește în principal o funcție de protecție și uneori poate servi drept adăpost pentru un organism viu (broasta țestoasă sau coajă de melc). Un astfel de schelet are un dezavantaj semnificativ. Nu crește cu proprietarul, motiv pentru care animalul este forțat să-l arunce periodic și să crească o nouă acoperire. Pentru o anumită perioadă, organismul își pierde protecția obișnuită și devine vulnerabil.
Endoscheletul este scheletul intern al animalelor. Este acoperit cu carne și piele. Are un design mai complex, îndeplinește multe funcții și creștesimultan cu întregul organism. Endoscheletul este împărțit într-o parte axială (coloana vertebrală, craniu, piept) și o parte suplimentară sau periferică (membre și oase ale centurii).
Scheletul lichid sau hidrostatic este cel mai puțin comun. Este posedat de meduze, viermi, anemone de mare etc. Este un perete muscular umplut cu lichid. Presiunea fluidului menține forma corpului. Când mușchii se contractă, presiunea se schimbă, ceea ce pune corpul în mișcare.
Ce animale nu au schelet?
În sensul obișnuit, scheletul este tocmai cadrul intern al corpului, un set de oase și cartilaj care formează craniul, membrele și coloana vertebrală. Cu toate acestea, există o serie de organisme care nu posedă aceste părți, dintre care unele nici măcar nu au o formă specifică. Dar asta înseamnă că nu au deloc schelet?
Jean Baptiste Lamarck i-a unit odată într-un grup mare de nevertebrate, dar în afară de absența unei coloane vertebrale, nimic altceva nu unește aceste animale. Acum se știe că chiar și organismele unicelulare au un schelet.
De exemplu, la radiolari este format din chitină, siliciu sau sulfat de stronțiu și este situat în interiorul celulei. Coralii pot avea un schelet hidrostatic, o proteină internă sau un schelet calcaros extern. La viermi, meduze și unele moluște, este hidrostatic.
La o serie de moluște, scheletul este exterior și are forma unei cochilie. La diferite specii, structura sa este diferită. De regulă, include trei straturi, constând din proteina conchiolină și carbonat de calciu. Cochiliile sunt bivalve (midii, stridii) și spiralatecu bucle și uneori cu ace și țepi de carbonat.
Artropode
Tipul de artropod aparține și nevertebratelor. Acesta este cel mai numeros grup de animale, care include crustacee, arahnide, insecte, centipede. Corpul lor este simetric, are membre pereche și este împărțit în segmente.
După structură, scheletul animalelor este extern. Acoperă întregul corp sub forma unei cuticule care conține chitină. Cuticula este o înveliș dur care protejează fiecare segment al animalului. Zonele sale dense sunt sclerite, interconectate prin membrane mai mobile și mai flexibile.
La insecte, cuticula este puternică și groasă, este formată din trei straturi. La suprafață, formează fire de păr (chaetae), țepi, peri și diverse excrescențe. La arahnide, cuticula este relativ subțire și conține un strat dermic și membrane bazale dedesubt. Pe lângă protecție, previne pierderea umidității animalelor.
Racii de uscat și păduchii de lemn nu au un strat exterior dens care să rețină umiditatea în corp. Numai modul de viață îi salvează de la uscare - animalele se străduiesc în mod constant pentru locuri cu umiditate ridicată.
Schelet de cordate
Coordona este o formațiune scheletică axială internă, o șuviță longitudinală a cadrului osos al corpului. Este prezent în cordate, dintre care există peste 40.000 de specii. Acestea includ nevertebrate, la care notocorda este prezentă pentru o anumită perioadă într-una dintre stadiile de dezvoltare.
În reprezentanții inferiori ai grupului (lancelete, ciclostomişi anumite specii de peşti) notocordul persistă pe tot parcursul vieţii. În lancelete, este situat între intestine și tubul neural. Constă din plăci musculare transversale, care sunt înconjurate de o coajă și sunt interconectate prin excrescențe. Contractant și relaxant, funcționează ca un schelet hidrostatic.
În ciclostomi, notocorda este mai solidă și are rudimente de vertebre. Nu au membre pereche, fălci. Scheletul este format numai din țesut conjunctiv și cartilaginos. Dintre acestea, se formează craniul, razele aripioarelor și zăbrelele ajurate ale branhiilor animalului. Limba ciclostomilor are și un schelet; în vârful organului se află un dinte, cu care animalul își plictisește prada.
Vertebrate
La reprezentanții superioare ai cordatelor, cordonul axial se transformă într-o coloană vertebrală - elementul de susținere al scheletului intern. Este o coloană flexibilă formată din oase (vertebre) care sunt conectate prin discuri și cartilaj. De regulă, este împărțit în departamente.
Structura scheletelor vertebratelor este mult mai complicată decât cea a altor cordate și, în plus, a nevertebratelor. Toți reprezentanții grupului se caracterizează prin prezența unui cadru intern. Odată cu dezvoltarea sistemului nervos și a creierului, au format un craniu osos. Și aspectul coloanei vertebrale a oferit o protecție mai bună pentru măduva spinării și nervii.
Membrele pereche și nepereche pleacă de la coloană. Cele nepereche sunt cozile și aripioarele, cele pereche sunt împărțite în curele (superioare și inferioare) și un schelet de membre libere (înotări sau membre cu cinci degete).
Pești
AcesteaLa vertebrate, scheletul este format din două secțiuni: trunchiul și coada. Rechinii, razele și himerele nu au țesut osos. Scheletul lor este alcătuit din cartilaj flexibil care acumulează var și devine dur în timp.
Restul peștilor au un schelet de os. Straturile cartilaginoase sunt situate între vertebre. În partea anterioară, procesele laterale se extind din ele, trecând în coaste. Spre deosebire de animalele terestre, craniul de pește are mai mult de patruzeci de părți mobile.
Faringele este înconjurat de un semicerc de la 3 la 7 arcuri branhiale, între care sunt situate fante branhiale. La exterior formează branhii. Toți peștii le au, doar că la unii sunt formați din țesut cartilaginos, în timp ce în alții - din os.
Oasele din raza înotătoarelor, conectate printr-o membrană, pleacă de la coloana vertebrală. Înotătoarele pereche - pectorale și ventrale, nepereche - anale, dorsale, caudale. Numărul și tipul acestora variază.
Amfibieni și reptile
Amfibienii au secțiuni cervicale și sacrale, care variază de la 7 la 200 de vertebre. Unii amfibieni au o secțiune de coadă, unii nu au coadă, dar există membre pereche. Se mișcă prin sărituri, astfel încât membrele posterioare sunt alungite.
Specia fără coadă nu are coaste. Mobilitatea capului este asigurată de vertebra cervicală, care este atașată la spatele capului. Umerii, antebrațele și mâinile apar în regiunea toracică. Bazinul conține oasele iliace, pubiene și ischiatice. Iar membrele posterioare au un picior inferior, o coapsă, un picior.
De asemenea, schelet de reptilăare aceste părți, devenind mai complicate cu a cincea secțiune a coloanei vertebrale - lombară. Au între 50 și 435 de vertebre. Craniul este mai osificat. Secțiunea cozii este întotdeauna prezentă, vertebrele îi scad spre sfârșit.
Testoasele au un exoschelet sub forma unei învelișuri puternice de cheratina și un strat interior de os. Fălcile țestoaselor sunt lipsite de dinți. Șerpii nu au stern, umăr și centură pelviană, iar coastele sunt atașate pe toată lungimea coloanei vertebrale, cu excepția secțiunii cozii. Fălcile lor sunt foarte flexibile pentru a înghiți prada mare.
Păsări
Caracteristicile scheletului păsărilor sunt în mare măsură legate de capacitatea lor de a zbura, unele specii au adaptări pentru alergare, scufundări, cățărare în ramuri și suprafețe verticale. Păsările au cinci secțiuni ale coloanei vertebrale. Părți ale regiunii cervicale sunt conectate mobil, în alte regiuni vertebrele sunt adesea fuzionate.
Oasele lor sunt ușoare, iar unele sunt parțial umplute cu aer. Gâtul păsărilor este alungit (10-15 vertebre). Craniul lor este complet, fără cusături, în față are un cioc. Forma și lungimea ciocului sunt foarte diferite și sunt legate de modul în care se hrănesc animalele.
Dispozitivul principal pentru zbor este chila. Aceasta este o excrescentă osoasă în partea inferioară a sternului, de care sunt atașați mușchii pectorali. Chila este dezvoltată la păsările zburătoare și la pinguini. În structura scheletului vertebratelor asociate cu zborul sau săpatul (alunițe și lilieci), este prezent și el. Struții nu-l au, papagalul bufniță.
Membrele anterioare ale păsărilor sunt aripi. Ele constaudintr-un humerus gros și puternic, un ulnă curbat și o rază subțire. Unele dintre oasele mâinii sunt topite. La toate, cu excepția struților, oasele pubiene pelvine nu se contopesc. Acesta este modul în care păsările pot depune ouă mari.
Mamifere
Acum există aproximativ 5.500 de specii de mamifere, inclusiv oameni. La toți membrii clasei, scheletul intern este împărțit în cinci secțiuni și include craniul, coloana vertebrală, pieptul, curelele extremităților superioare și inferioare. Armadillos au un exoschelet sub forma unei carapace de mai multe scuturi.
Craniul mamiferelor este mai mare, există un os zigomatic, un palat osos secundar și un os timpanic pereche, care nu se găsește la alte animale. Centura superioara, cuprinde in principal omoplatii, claviculele, umarul, antebratul si mana (de la incheietura mainii, metacarp, degete cu falange). Centura inferioară este formată din coapsă, picior inferior, picior cu tars, metatars și degete. Cele mai mari diferențe în cadrul clasei se văd tocmai în curelele membrelor.
Câinilor și ecvideelor le lipsesc omoplații și claviculele. La foci, umărul și femurul sunt ascunse în interiorul corpului, iar membrele cu cinci degete sunt conectate printr-o membrană și arată ca niște aripi. Liliecii zboară ca păsările. Degetele lor (cu excepția unuia) sunt foarte alungite și conectate printr-o rețea de piele, formând o aripă.
Cum este o persoană diferită?
Scheletul uman are aceleași secțiuni ca și alte mamifere. În structură, este cel mai asemănător cu un cimpanzeu. Dar, spre deosebire de ei, picioarele umane sunt mult mai lungi decât brațele. Întregul corp este orientatpe verticală, capul nu iese înainte, ca la animale.
Proporția craniului în structură este mult mai mare decât cea a maimuțelor. Aparatul maxilarului, dimpotrivă, este mai mic și mai scurt, colții sunt redusi, dinții sunt acoperiți cu smalț protector. Persoana are bărbia, craniul este rotunjit, nu are creste ale sprâncenelor continue.
Nu avem coadă. Varianta sa subdezvoltată este reprezentată de un coccis de 4-5 vertebre. Spre deosebire de mamifere, pieptul nu este turtit pe ambele părți, ci este extins. Degetul mare este opus celuil alt, mâna este conectată mobil de încheietura mâinii.
