Скелет -Skeleton
Скелет | |
---|---|
Подробности | |
Идентификаторы | |
греческий | σκελετός |
МеШ | D012863 |
ТА98 | А02.0.00.000 |
ТА2 | 352 |
ФМА | 2021 |
Анатомическая терминология |
Скелет – это структурный каркас , поддерживающий тело животного . Существует несколько различных типов скелета: экзоскелет , который представляет собой стабильную внешнюю оболочку организма, эндоскелет , который образует опорную структуру внутри тела, и гидроскелет , гибкий скелет, поддерживаемый давлением жидкости. Термин происходит от греческого σκελετός (skeletos) «высушенный».
Виды скелетов
Существует два основных типа скелетов: твердые и жидкие. Твердые скелеты могут быть внутренними, называемыми эндоскелетом , или внешними, называемыми экзоскелетами , и могут быть дополнительно классифицированы как гибкие (эластичные/подвижные) или жесткие (жесткие/неподвижные). Жидкие скелеты всегда внутренние.
Экзоскелет
Экзоскелеты внешние и встречаются у многих беспозвоночных ; они охватывают и защищают мягкие ткани и органы тела. Некоторые виды экзоскелетов подвергаются периодической линьке или шелушению по мере роста животного, как это имеет место у многих членистоногих , включая насекомых и ракообразных .
Экзоскелет насекомых является не только формой защиты, но и служит поверхностью для прикрепления мышц, водонепроницаемой защитой от высыхания и органом чувств для взаимодействия с окружающей средой. Раковина моллюсков также выполняет все те же функции, за исключением того, что в большинстве случаев не содержит органов чувств.
Внешний скелет может быть довольно тяжелым по отношению к общей массе животного, поэтому на суше организмы, имеющие экзоскелет, в основном относительно небольшие. Несколько более крупные водные животные могут поддерживать экзоскелет, потому что вес под водой не так важен. Южный гигантский моллюск , вид чрезвычайно крупного морского моллюска в Тихом океане, имеет массивную раковину как по размеру, так и по весу. Syrinx aruanus — вид морских улиток с очень большой раковиной.
Эндоскелет
Эндоскелет — это внутренняя поддерживающая структура животного, состоящая из минерализованной ткани и типичная для позвоночных . Эндоскелеты различаются по сложности: от функционирования исключительно для поддержки (как в случае губок ) до использования в качестве места прикрепления мышц и механизма передачи мышечных усилий. Истинный эндоскелет происходит из мезодермальной ткани. Такой скелет есть у иглокожих и хордовых .
Гибкие скелеты
Гибкие скелеты способны двигаться; таким образом, когда к скелетной структуре прикладывается напряжение , она деформируется, а затем возвращается к своей первоначальной форме. Эта скелетная структура используется у некоторых беспозвоночных, например, в шарнирах раковин двустворчатых моллюсков или в мезоглее книдарий , таких как медузы . Гибкие скелеты полезны, потому что для изгиба скелета нужны только сокращения мышц ; при расслаблении мышц скелет возвращается к своей первоначальной форме. Хрящ — это один из материалов, из которого может состоять гибкий скелет, но большинство гибких скелетов формируется из смеси белков , полисахаридов и воды. Для дополнительной конструкции или защиты гибкие каркасы могут поддерживаться жесткими каркасами. Организмы с гибким скелетом обычно живут в воде, которая поддерживает структуру тела при отсутствии жесткого скелета.
Жесткие каркасы
Жесткие скелеты не способны двигаться при стрессе, создавая прочную систему поддержки, наиболее распространенную у наземных животных . Такой тип скелета используется животными, обитающими в воде, в большей степени для защиты (например, раковины ракушек и улиток ) или для быстро движущихся животных, которым требуется дополнительная поддержка мускулатуры, необходимая для плавания в воде. Жесткий скелет формируется из материалов, включающих хитин (у членистоногих), соединения кальция , такие как карбонат кальция (у каменистых кораллов и моллюсков ) и силикат (у диатомей и радиолярий ).
Жидкие скелеты
Гидростатический каркас (гидроскелет)
Гидростатический скелет представляет собой полужесткую структуру из мягких тканей, заполненную жидкостью под давлением, окруженную мышцами. Продольные и круговые мышцы вокруг секторов тела позволяют двигаться за счет попеременного удлинения и сокращения по всей длине. Общие примеры существуют как у билатеральных (некоторые менее продвинутые), так и у кишечнополостных , что подразумевает наличие общего предка.
Цитоскелет
Цитоскелет ( цито — клетка) используется для стабилизации и сохранения формы клеток. Это динамическая структура, которая поддерживает форму клетки, защищает клетку, обеспечивает клеточное движение (с использованием таких структур, как жгутики , реснички и ламеллиподии ) и играет важную роль как во внутриклеточном транспорте (например, движение везикул и органелл ), так и в клеточном транспорте. разделение. Несмотря на то, что его называют «скелетом», использование этого слова обычно более ограничено животными, у которых они есть, поскольку, например, растительная клетка имеет клеточную стенку и заполненную жидкостью вакуоль внутри, которые обеспечивают структурный каркас, даже если они не называются вместе. гидроскелет.
Организмы со скелетами
Беспозвоночные
Эндоскелеты иглокожих и некоторых других мягкотелых беспозвоночных , таких как медузы и дождевые черви , также называют гидростатическими ; полость тела целом заполнена целомической жидкостью , и давление этой жидкости действует вместе с окружающими мышцами, изменяя форму организма и вызывая движение.
Губки
Скелет губок состоит из микроскопических известковых или кремнистых спикул . К демогубкам относится 90% всех видов губок . Их «скелеты» состоят из спикул , состоящих из волокон белка спонгина , минерального кремнезема или того и другого. Там, где присутствуют спикулы кремнезема, они имеют форму, отличную от спикул в других подобных стеклянных губках .
Иглокожие
Скелет иглокожих , к которым относится, помимо прочего, морская звезда , состоит из кальцита и небольшого количества оксида магния . Он лежит ниже эпидермиса в мезодерме и находится внутри клеточных скоплений каркасообразующих клеток. Образовавшаяся структура является пористой и, следовательно, прочной и в то же время легкой. Он срастается в маленькие известковые косточки (костные пластинки), которые могут расти во всех направлениях и, таким образом, замещать утраченную часть тела. Связанные суставами отдельные части скелета могут двигаться с помощью мышц.
Позвоночные
У большинства позвоночных основным компонентом скелета является кость . Кости составляют уникальную скелетную систему для каждого вида животных. Другим важным компонентом является хрящ, который у млекопитающих находится в основном в области суставов. У других животных, таких как хрящевые рыбы , к которым относятся акулы , скелет полностью состоит из хрящей . Сегментарный рисунок скелета присутствует у всех позвоночных, млекопитающих , птиц , рыб , рептилий и амфибий , причем основные единицы повторяются. Этот сегментарный рисунок особенно заметен в позвоночнике и грудной клетке.
Кости не только поддерживают тело, но и служат на клеточном уровне хранилищем кальция и фосфатов.
Рыба
Скелет, который образует опорную структуру внутри рыбы, состоит либо из хрящей, как у ( Chondrichthyes ), либо из костей, как у ( Osteichthyes ). Основным элементом скелета является позвоночник, состоящий из сочленяющихся позвонков, которые легкие, но прочные. Ребра прикрепляются к позвоночнику, конечностей и поясов конечностей нет. Они поддерживаются только мышцами. Основные внешние признаки рыбы, плавники , состоят из костных или мягких шипов, называемых лучами, которые, за исключением хвостового плавника (хвостового плавника), не имеют прямого соединения с позвоночником. Они поддерживаются мышцами, составляющими основную часть туловища.
Птицы
Скелет птицы хорошо приспособлен к полету. Он чрезвычайно легкий, но при этом достаточно прочный, чтобы выдерживать нагрузки при взлете, полете и посадке. Одной из ключевых адаптаций является слияние костей в отдельные окостенения , такие как пигостиль . Из-за этого у птиц обычно меньше костей, чем у других наземных позвоночных. У птиц также нет зубов или даже настоящей челюсти , вместо этого они развили клюв , который намного легче. Клювы многих птенцов имеют выступ, называемый яичным зубом , который облегчает их выход из амниотического яйца.
морские млекопитающие
Для облегчения передвижения морских млекопитающих в воде задние ноги либо полностью терялись, как у китов и ламантинов , либо соединялись в единый хвостовой плавник , как у ластоногих (тюленей). У кита шейные позвонки обычно срастаются, что является адаптацией гибкости в обмен на стабильность во время плавания.
Люди
Скелет состоит как из сросшихся, так и из отдельных костей, поддерживаемых и дополненных связками , сухожилиями , мышцами и хрящами . Он служит каркасом, который поддерживает органы, закрепляет мышцы и защищает такие органы, как головной мозг, легкие , сердце и спинной мозг . Хотя зубы не состоят из ткани, обычно присутствующей в костях, зубы обычно рассматриваются как элементы скелетной системы. Самая большая кость в теле — бедренная кость в верхней части ноги, а самая маленькая — стременная кость в среднем ухе . У взрослого человека скелет составляет около 13,1% от общей массы тела, и половина этого веса приходится на воду.
К сросшимся костям относятся кости таза и черепа . Не все кости соединены между собой напрямую: в каждом среднем ухе есть три кости , называемые косточками , которые сочленяются только друг с другом. Подъязычная кость , расположенная на шее и служащая местом прикрепления языка , не сочленяется ни с какими другими костями тела, поддерживаясь мышцами и связками.
В скелете взрослого человека насчитывается 206 костей, хотя это число зависит от того, считаются ли тазовые кости ( бедренные кости с каждой стороны) одной или тремя костями с каждой стороны (подвздошная, седалищная и лобковая кости), копчик или хвостовая кость считается одной или четырьмя отдельными костями и не учитывает различные червячные кости между швами черепа. Точно так же крестец обычно считается одной костью, а не пятью сросшимися позвонками. Существует также различное количество мелких сесамовидных костей, обычно встречающихся в сухожилиях. Надколенник или надколенник с каждой стороны является примером более крупной сесамовидной кости. Надколенники учитываются в сумме, так как они постоянны. Количество костей варьируется у разных людей и с возрастом: у новорожденных более 270 костей, некоторые из которых срослись. Эти кости организованы в продольную ось, осевой скелет , к которому прикрепляется добавочный скелет .
Человеческому скелету требуется 20 лет, прежде чем он полностью разовьется, а кости содержат костный мозг , который вырабатывает клетки крови.
Существует несколько общих различий между мужскими и женскими скелетами. Мужской скелет, например, обычно крупнее и тяжелее женского скелета. В женском скелете кости черепа обычно менее угловатые. Женский скелет также имеет более широкую и короткую грудину и более тонкие запястья. Существуют значительные различия между мужским и женским тазом, которые связаны со способностью женщины к беременности и родам. Женский таз шире и тоньше мужского. Женский таз также имеет увеличенный вход в таз и более широкий и круглый вход в таз. Известно, что угол между лобковыми костями у мужчин более острый, что приводит к более округлой, узкой и почти сердцевидной форме таза.
Части
Кость
Кости — жесткие органы , составляющие часть эндоскелета позвоночных . Они функционируют, чтобы двигаться, поддерживать и защищать различные органы тела, производить красные и белые кровяные тельца и хранить минералы. Костная ткань представляет собой разновидность плотной соединительной ткани . Кости имеют разнообразную форму со сложной внутренней и внешней структурой, они также легкие, но при этом прочные и твердые. Одним из видов ткани, входящей в состав костной ткани, является минерализованная ткань , что придает ей жесткость и сотовую трехмерную внутреннюю структуру. Другие типы тканей, обнаруженные в костях, включают костный мозг , эндост и надкостницу , нервы , кровеносные сосуды и хрящи .
Внескелетные кости у млекопитающих
Эти кости, преимущественно образованные отдельно в подкожных тканях, включают головные уборы (такие как костная сердцевина рогов, рога и оссиконы), остеодерму и ось пениса/клитора.
Хрящ
Во время эмбрионального развития предшественником развития кости является хрящ , который в основном заменяется костью после того, как вокруг него сформировалась плоть, такая как мышцы. Хрящ представляет собой жесткую и негибкую соединительную ткань , встречающуюся во многих областях, включая суставы между костями, грудную клетку , ухо, нос, локоть, колено, лодыжку, бронхи и межпозвонковые диски . Она не такая твердая и жесткая, как кость, но жестче и менее гибкая, чем мышца .
Хрящ состоит из специализированных клеток, называемых хондроцитами , которые производят большое количество внеклеточного матрикса, состоящего из волокон коллагена типа II (за исключением волокнистого хряща, который также содержит коллаген типа I ), большого количества основного вещества , богатого протеогликанами , и волокон эластина . Хрящ подразделяется на три типа: эластичный хрящ , гиалиновый хрящ и волокнистый хрящ , которые различаются относительным количеством этих трех основных компонентов.
В отличие от других соединительных тканей, хрящ не содержит кровеносных сосудов. Хондроциты снабжаются диффузией, чему способствует насосное действие, создаваемое сжатием суставного хряща или сгибанием эластичного хряща. Таким образом, по сравнению с другими соединительными тканями хрящ растет и восстанавливается медленнее.
Связка
Связка — это кусок эластичной ткани, соединяющий кость с другой костью. Его часто путают с сухожилием , аналогичной структурой, соединяющей мышцу с костью.
сухожилие
Сухожилие представляет собой ткань, похожую на резиновую ленту, которая соединяет мышцу с костью. Его не следует путать со связкой , похожей тканью, которая соединяет кость с костью.
Смотрите также
использованная литература
Список используемой литературы
- Балабан, Наоми (2008). Удобная книга ответов по анатомии . Пресс для видимых чернил. ISBN 978-1-57859-190-9.
- Форбс, РМ; Митчелл, ХХ; Купер, Арканзас (1956). «Дальнейшие исследования общего состава и минеральных элементов тела взрослого человека» . Журнал биологической химии . Американское общество биохимии и молекулярной биологии. 223 (2): 969–75. doi : 10.1016/S0021-9258(18)65095-1 . PMID 13385244 .
- Миш, Фредерик С., изд. (2003). Энциклопедический словарь Merriam-Webster (11-е изд.). Мерриам-Вебстер. ISBN 978-0-87779-807-1.
- Насури, Алиреза (2020). «Формирование, структура и функция внескелетных костей у млекопитающих» . Биологические обзоры . Кембриджское философское общество. 95 (4): 986–1019. doi : 10.1111/brv.12597 . PMID 32338826 . S2CID 216556342 .
- Печеник, Ян А. (2015). Биология беспозвоночных (7-е изд.). Образование Макгроу-Хилл. ISBN 978-0-07-352418-4.
- Рейнольдс, Уильям В.; Карлотски, Уильям Дж. (1977). «Аллометрическая зависимость массы скелета от массы тела костистых рыб: предварительное сравнение с птицами и млекопитающими». Копейя . Американское общество ихтиологов и герпетологов. 1977 (1): 160–3. дои : 10.2307/1443520 . JSTOR 1443520 .
- Рупперт, Эдвард Э .; Фокс, Ричард С .; Барнс, Роберт Д. (2003). Зоология беспозвоночных (7-е изд.). Томсон, Брукс/Коул. ISBN 978-0-03-025982-1.
- Штейн, Лиза (2007). Тело: Целостный Человек . Национальное географическое общество. ISBN 978-1-4262-0128-8.
- Тезерен, Айдын (2000). Динамика человеческого тела: классическая механика и движение человека . Спрингер. ISBN 0-387-98801-7.
внешние ссылки
СМИ, связанные со скелетами , на Викискладе?
- 3D-просмотр скелета мужского американского мастодонта с помеченными костями в хранилище цифровых окаменелостей Mammutidae Мичиганского университета .
- Интерактивные виды скелетов различных приматов на сайте eSkeletons.org (связан с Техасским университетом в Остине).