اسکلت حیوانات مختلف با یکدیگر متفاوت است. ساختار آنها تا حد زیادی به زیستگاه و سبک زندگی یک ارگانیسم خاص بستگی دارد. اسکلت حیوانات چه وجه مشترکی دارد؟ چه تفاوت هایی وجود دارد؟ اسکلت انسان چه تفاوتی با سایر پستانداران دارد؟
اسکلت تکیه گاه بدن است
ساختار سخت و کشسان استخوان ها، غضروف ها و رباط های بدن انسان و حیوان را اسکلت می گویند. همراه با ماهیچه ها و تاندون ها، سیستم اسکلتی عضلانی را تشکیل می دهد که به لطف آن موجودات زنده می توانند در فضا حرکت کنند.
عمدتاً شامل استخوان ها و غضروف می شود. در متحرک ترین قسمت، آنها توسط مفاصل و تاندون ها به هم متصل می شوند و یک کل واحد را تشکیل می دهند. "اسکلت" جامد بدن همیشه از بافت استخوان و غضروف تشکیل نمی شود، گاهی اوقات توسط کیتین، کراتین یا حتی سنگ آهک تشکیل می شود.
یک عضو شگفت انگیز بدن استخوان ها هستند. آنها بسیار قوی و سفت هستند، قادر به مقاومت در برابر بارهای بزرگ هستند، اما در عین حال سبک باقی می مانند. در بدن جوان، استخوان‌ها حالت ارتجاعی دارند و به مرور زمان شکننده‌تر و شکننده‌تر می‌شوند.
اسکلت حیوانات نوعی " انباری " مواد معدنی است. اگر یکبدن فاقد آنها است، سپس تعادل عناصر لازم از استخوان ها دوباره پر می شود. استخوان ها از آب، چربی، مواد آلی (پلی ساکاریدها، کلاژن) و همچنین نمک های کلسیم، سدیم، فسفر، منیزیم تشکیل شده اند. ترکیب شیمیایی دقیق به تغذیه یک ارگانیسم خاص بستگی دارد.
معنای اسکلت
بدن انسان ها و حیوانات پوسته ای است که اندام های داخلی آن وجود دارد. این پوسته توسط اسکلت شکل گرفته است. ماهیچه ها و تاندون ها مستقیماً به آن متصل می شوند، منقبض می شوند، مفاصل را خم می کنند و حرکت می کنند. بنابراین، می‌توانیم یک پا را بلند کنیم، سرمان را بچرخانیم، بنشینیم یا چیزی را با دستمان بگیریم.
علاوه بر این، اسکلت حیوانات و انسان به عنوان محافظ برای بافت های نرم و اندام ها عمل می کند. به عنوان مثال، دنده ها ریه ها و قلب را زیر خود پنهان می کنند و آنها را از ضربات می پوشانند (البته اگر ضربات خیلی قوی نباشد). جمجمه از آسیب به مغز نسبتاً شکننده جلوگیری می کند.
برخی از استخوان ها حاوی یکی از مهم ترین اندام ها هستند - مغز استخوان. در انسان، در فرآیندهای خونسازی نقش دارد و گلبول های قرمز را تشکیل می دهد. همچنین لکوسیت‌ها، گلبول‌های سفید خون که مسئول ایمنی بدن هستند، تشکیل می‌دهد.
چگونه و چه زمانی اسکلت به وجود آمد؟
اسکلت حیوانات و کل سیستم اسکلتی عضلانی به لطف تکامل به وجود آمدند. طبق نسخه عمومی پذیرفته شده، اولین موجوداتی که روی زمین ظاهر شدند چنین سازگاری پیچیده ای نداشتند. برای مدت طولانی، موجودات آمیبی نرم در سیاره ما وجود داشتند.
سپس در جو و هیدروسفر سیاره ده برابر اکسیژن کمتری وجود داشت. در مقطعی سهم گاز شدافزایش، شروع، همانطور که دانشمندان پیشنهاد می کنند، یک واکنش زنجیره ای از تغییرات. بنابراین، مقدار کلسیت ها و آراگونیت ها در ترکیب معدنی اقیانوس افزایش یافت. آنها به نوبه خود در موجودات زنده انباشته شدند و ساختارهای جامد یا الاستیک را تشکیل دادند.
اولین موجوداتی که دارای اسکلت بودند در طبقات سنگ آهک در نامیبیا، سیبری، اسپانیا و سایر مناطق یافت شدند. آنها حدود 560 میلیون سال پیش در اقیانوس های جهان زندگی می کردند. این موجودات در ساختار خود شبیه اسفنج هایی با بدنه استوانه ای بودند. پرتوهای بلند (تا 40 سانتی متر) کربنات کلسیم به صورت شعاعی از آنها خارج می شد که نقش یک اسکلت را بازی می کرد.
انواع اسکلت
در دنیای حیوانات سه نوع اسکلت وجود دارد: خارجی، داخلی و مایع. اسکلت خارجی یا بیرونی زیر پوشش پوست یا سایر بافت ها پنهان نمی شود، بلکه بدن حیوان را به طور کامل یا جزئی از بیرون می پوشاند. چه حیواناتی اسکلت خارجی دارند؟ عنکبوتیان، حشرات، سخت پوستان و برخی از مهره داران تسخیر آن هستند.
مانند زره، عمدتاً یک عملکرد محافظتی را انجام می دهد و گاهی اوقات می تواند به عنوان پناهگاهی برای یک موجود زنده (لاک پشت یا پوسته حلزون) باشد. چنین اسکلت یک اشکال قابل توجهی دارد. با صاحبش رشد نمی کند، به همین دلیل است که حیوان مجبور است به طور دوره ای آن را رها کند و پوشش جدیدی رشد دهد. برای مدتی، بدن محافظت معمول خود را از دست می دهد و آسیب پذیر می شود.
اسکلت درونی اسکلت داخلی حیوانات است. پوشیده از گوشت و چرم است. طراحی پیچیده تری دارد، عملکردهای زیادی را انجام می دهد و رشد می کندبه طور همزمان با کل ارگانیسم اسکلت درونی به یک قسمت محوری (ستون فقرات، جمجمه، قفسه سینه) و یک قسمت اضافی یا محیطی (اندام ها و استخوان های کمربندها) تقسیم می شود.
اسکلت مایع یا هیدرواستاتیک کمترین رایج ترین آنهاست. چتر دریایی، کرم‌ها، شقایق‌های دریایی و غیره آن را تسخیر کرده‌اند. دیواره‌ای عضلانی پر از مایع است. فشار مایع شکل بدن را حفظ می کند. وقتی ماهیچه ها منقبض می شوند، فشار تغییر می کند که بدن را به حرکت در می آورد.
چه حیواناتی اسکلت ندارند؟
در معنای معمول، اسکلت دقیقاً چارچوب داخلی بدن است، مجموعه ای از استخوان ها و غضروف هایی که جمجمه، اندام ها و ستون فقرات را تشکیل می دهند. با این حال، تعدادی از موجودات هستند که این قسمت ها را ندارند که برخی از آنها حتی شکل خاصی ندارند. اما آیا این بدان معناست که آنها اصلاً اسکلت ندارند؟
ژان باپتیست لامارک زمانی آنها را در گروه بزرگی از بی مهرگان متحد کرد، اما به جز عدم وجود ستون فقرات، هیچ چیز دیگری این حیوانات را متحد نمی کند. اکنون مشخص شده است که حتی موجودات تک سلولی نیز اسکلت دارند.
مثلاً در رادیولارها از کیتین، سیلیکون یا سولفات استرانسیم تشکیل شده و در داخل سلول قرار دارد. مرجان ها می توانند دارای اسکلت هیدرواستاتیک، پروتئین داخلی یا اسکلت آهکی خارجی باشند. در کرم ها، چتر دریایی و برخی نرم تنان، هیدرواستاتیک است.
در تعدادی از نرم تنان اسکلت خارجی است و به شکل صدف است. در گونه های مختلف، ساختار آن متفاوت است. به عنوان یک قاعده، شامل سه لایه است که از پروتئین کنچیولین و کربنات کلسیم تشکیل شده است. صدف ها دوکفه ای (صدف، صدف) و مارپیچی هستندبا فر و گاهی سوزن ها و میخ های کربناته.
بندپایان
نوع بندپایان نیز متعلق به بی مهرگان است. این پرتعدادترین گروه حیوانات است که شامل سخت پوستان، عنکبوتیان، حشرات، صدپاها می شود. بدن آنها متقارن است، دارای اندام های جفتی است و به بخش هایی تقسیم شده است.
از نظر ساختار، اسکلت حیوانات خارجی است. کل بدن را به شکل کوتیکول حاوی کیتین می پوشاند. کوتیکول یک پوسته سخت است که از هر بخش از حیوان محافظت می کند. نواحی متراکم آن اسکلریت است که توسط غشاهای متحرک و انعطاف پذیرتر به هم متصل شده اند.
در حشرات، کوتیکول قوی و ضخیم است که از سه لایه تشکیل شده است. در سطح، موها (chaetae)، خوشه ها، موهای زائد و برآمدگی های مختلف را تشکیل می دهد. در عنکبوتیان، کوتیکول نسبتاً نازک است و دارای یک لایه پوستی و غشای پایه در زیر است. علاوه بر محافظت، از از دست دادن رطوبت حیوانات جلوگیری می کند.
خرچنگ های خشکی و شپش چوب لایه بیرونی متراکمی ندارند که رطوبت را در بدن حفظ کند. فقط روش زندگی آنها را از خشک شدن نجات می دهد - حیوانات دائماً برای مکان هایی با رطوبت بالا تلاش می کنند.
اسکلت آکورد
وتر یک ساختار اسکلتی محوری داخلی است، یک رشته طولی از چارچوب استخوانی بدن. این در آکوردها وجود دارد که بیش از 40000 گونه از آنها وجود دارد. اینها شامل بی مهرگان است که در آنها نوتوکورد برای مدت معینی در یکی از مراحل رشد وجود دارد.
در نمایندگان پایین گروه (لنسلت، سیکلوستومو گونه های خاصی از ماهی ها) نوتوکورد در طول زندگی باقی می ماند. در لانسلت ها بین روده و لوله عصبی قرار دارد. از صفحات عضلانی عرضی تشکیل شده است که توسط یک پوسته احاطه شده اند و توسط رشد به هم متصل می شوند. منقبض و آرامش بخش، مانند یک اسکلت هیدرواستاتیک عمل می کند.
در سیکلوستوم ها، نوتوکورد جامدتر است و دارای پایه های مهره است. آنها جفت دست و پا، فک ندارند. اسکلت فقط توسط بافت همبند و غضروفی تشکیل می شود. از اینها، جمجمه، پرتوهای باله ها و شبکه روباز آبشش حیوان تشکیل شده است. زبان سیکلوستوم ها نیز دارای یک اسکلت است؛ در بالای اندام دندانی وجود دارد که حیوان طعمه خود را با آن شکار می کند.
مهره داران
در نمایندگان بالاتر آکوردها، طناب محوری به ستون فقرات تبدیل می شود - عنصر حمایت کننده اسکلت داخلی. این یک ستون انعطاف پذیر متشکل از استخوان ها (مهره ها) است که توسط دیسک ها و غضروف ها به هم متصل شده اند. به عنوان یک قاعده، به بخش ها تقسیم می شود.
ساختار اسکلت مهره داران بسیار پیچیده تر از سایر آکوردها و به علاوه بی مهرگان است. همه نمایندگان گروه با وجود یک قاب داخلی مشخص می شوند. با رشد سیستم عصبی و مغز، آنها یک جمجمه استخوانی را تشکیل دادند. و ظاهر ستون فقرات محافظت بهتری از نخاع و اعصاب ایجاد کرد.
اندام های جفت شده و جفت نشده از ستون فقرات خارج می شوند. جفت نشده ها دم و باله هستند، جفت ها به کمربند (بالا و پایین) و اسکلت اندام آزاد (باله یا اندام پنج انگشتی) تقسیم می شوند.
ماهی
اینهادر مهره داران، اسکلت از دو بخش تشکیل شده است: تنه و دم. کوسه ها، اشعه ها و واهی ها بافت استخوانی ندارند. اسکلت آنها از غضروف انعطاف پذیر تشکیل شده است که آهک را جمع می کند و به مرور زمان سخت می شود.
بقیه ماهی ها اسکلت استخوانی دارند. لایه های غضروفی بین مهره ها قرار دارند. در قسمت قدامی، فرآیندهای جانبی از آنها گسترش یافته و به دنده ها می روند. جمجمه ماهی، برخلاف حیوانات خشکی، بیش از چهل قسمت متحرک دارد.
حلق توسط یک نیم دایره از 3 تا 7 قوس آبششی احاطه شده است که شکاف های آبشش بین آنها قرار دارد. در خارج، آبشش ها را تشکیل می دهند. همه ماهی ها آنها را دارند، فقط در برخی از آنها توسط بافت غضروفی تشکیل می شوند، در حالی که در برخی دیگر توسط استخوان تشکیل می شوند.
استخوانهای شعاع باله‌ها که توسط یک غشاء به هم متصل شده‌اند، از ستون فقرات خارج می‌شوند. باله های جفت - سینه ای و شکمی، جفت نشده - مقعدی، پشتی، دمی. تعداد و نوع آنها متفاوت است.
دوزیستان و خزندگان
دوزیستان دارای بخش های گردنی و خاجی هستند که از ۷ تا ۲۰۰ مهره متغیر است. برخی از دوزیستان دارای بخش دم هستند، برخی دیگر دم ندارند، اما اندام های جفتی وجود دارد. آنها با پریدن حرکت می کنند، بنابراین اندام های عقبی کشیده می شوند.
گونه های بدون دم فاقد دنده هستند. تحرک سر توسط مهره گردنی که به پشت سر متصل است، تامین می شود. شانه ها، ساعد و دست ها در ناحیه قفسه سینه ظاهر می شوند. لگن شامل استخوان های ایلیاک، شرمگاهی و ایسکیال است. و اندام های عقبی دارای ساق پا، ران، پا هستند.
اسکلت خزندگان نیزاین قسمت ها را دارد و با قسمت پنجم ستون فقرات - کمری پیچیده تر می شود. آنها 50 تا 435 مهره دارند. جمجمه بیشتر استخوانی شده است. بخش دم همیشه وجود دارد، مهره های آن به سمت انتها کاهش می یابد.
لاک پشت ها دارای اسکلت بیرونی به شکل یک پوسته قوی از کراتین و یک لایه داخلی استخوان هستند. فک لاک پشت ها فاقد دندان است. مارها جناغ سینه، شانه و کمربند لگنی ندارند و دنده ها در تمام طول ستون فقرات به جز قسمت دم به هم چسبیده اند. آرواره های آنها برای بلعیدن طعمه های بزرگ بسیار انعطاف پذیر است.
پرندگان
ویژگی های اسکلت پرندگان تا حد زیادی به توانایی آنها در پرواز مربوط می شود، برخی از گونه ها سازگاری هایی برای دویدن، غواصی، بالا رفتن از شاخه ها و سطوح عمودی دارند. پرندگان دارای پنج بخش از ستون فقرات هستند. بخش‌هایی از ناحیه گردن به‌صورت متحرک به هم متصل می‌شوند، در نواحی دیگر مهره‌ها اغلب به هم متصل می‌شوند.
استخوانهای آنها سبک و برخی از آنها تا حدی پر از هوا است. گردن پرندگان دراز است (10-15 مهره). جمجمه آنها کامل، بدون درز، جلوی آن منقار دارد. شکل و طول منقار بسیار متفاوت است و به نحوه تغذیه حیوانات مربوط می شود.
دستگاه اصلی برای پرواز، کیل است. این یک رشد استخوانی در قسمت تحتانی جناغ است که ماهیچه های سینه ای به آن متصل می شوند. کیل در پرندگان پرواز و پنگوئن ها توسعه یافته است. در ساختار اسکلت مهره داران مرتبط با پرواز یا حفاری (خال و خفاش) نیز وجود دارد. شترمرغ ها ندارند، طوطی جغد.
اندام جلویی پرندگان بال هستند. تشکیل می شونداز استخوان بازو ضخیم و قوی، اولنا خمیده و شعاع نازک. برخی از استخوان های دست به هم جوش می خورند. در همه شترمرغ‌ها، استخوانهای شرمگاهی لگن با هم ترکیب نمی‌شوند. اینگونه پرندگان می توانند تخم های بزرگ بگذارند.
پستانداران
در حال حاضر حدود 5500 گونه پستاندار از جمله انسان وجود دارد. در تمام اعضای کلاس، اسکلت داخلی به پنج بخش تقسیم می شود و شامل جمجمه، ستون مهره ها، سینه، کمربندهای اندام فوقانی و تحتانی است. آرمادیل ها دارای یک اسکلت بیرونی به شکل پوسته ای از چندین سپر هستند.
جمجمه پستانداران بزرگتر است، یک استخوان زیگوماتیک، یک کام استخوانی ثانویه و یک استخوان تمپان جفتی وجود دارد که در حیوانات دیگر یافت نمی شود. کمربند فوقانی، عمدتا شامل تیغه های شانه، استخوان های ترقوه، شانه، ساعد و دست (از مچ، متاکارپ، انگشتان با فالانژها) است. کمربند تحتانی از ران، ساق پا، پا با تارسوس، متاتارس و انگشتان تشکیل شده است. بیشترین تفاوت ها در کلاس دقیقاً در کمربندهای اندام دیده می شود.
سگ ها و اسب ها فاقد تیغه شانه و ترقوه هستند. در مهر و موم، شانه و استخوان ران در داخل بدن پنهان شده اند و اندام های پنج انگشتی توسط یک غشاء به هم متصل شده و شبیه باله می شوند. خفاش ها مانند پرندگان پرواز می کنند. انگشتان آنها (به جز یکی) بسیار کشیده است و توسط یک شبکه از پوست به هم متصل شده و یک بال را تشکیل می دهد.
یک شخص چگونه متفاوت است؟
اسکلت انسان دارای بخش هایی مشابه سایر پستانداران است. از نظر ساختار، بیشتر شبیه شامپانزه است. اما برخلاف آنها، پاهای انسان بسیار بلندتر از بازوها هستند. کل بدن جهت گیری داردبه صورت عمودی، سر مانند حیوانات به جلو بیرون نمی‌زند.
سهم جمجمه در ساختار بسیار بیشتر از سهم میمون ها است. برعکس، دستگاه فک کوچکتر و کوتاه تر است، دندان های نیش کاهش می یابد، دندان ها با مینای محافظ پوشانده می شوند. فرد چانه دارد، جمجمه گرد است، برآمدگی ابروهای ممتد ندارد.
ما دم نداریم. نوع توسعه نیافته آن با دنبالچه ای از 4-5 مهره نشان داده می شود. بر خلاف پستانداران، قفسه سینه از هر دو طرف صاف نیست، بلکه منبسط شده است. انگشت شست مخالف بقیه است، دست به صورت متحرک به مچ متصل است.
