Скелетите на различните животни са различни един от друг. Тяхната структура до голяма степен зависи от местообитанието и начина на живот на конкретен организъм. Какво общо имат животинските скелети? Какви разлики съществуват? По какво се различава човешкият скелет от този на другите бозайници?
Скелетът е опората на тялото
Твърдата и еластична структура на костите, хрущялите и връзките в човешкото и животинското тяло се нарича скелет. Заедно с мускулите и сухожилията образува мускулно-скелетната система, благодарение на която живите същества могат да се движат в пространството.
Включва главно кости и хрущяли. В най-подвижната част те са свързани чрез стави и сухожилия, образувайки едно цяло. Твърдият "скелет" на тялото не винаги се състои от костна и хрущялна тъкан, понякога се образува от хитин, кератин или дори варовик.
Удивителна част от тялото са костите. Те са много здрави и твърди, способни да издържат на огромни натоварвания, но в същото време остават леки. В младо тяло костите са еластични и с времето стават по-крехки и крехки.
Скелетът на животните е един вид "килерче" от минерали. Акотялото им липсва, тогава балансът на необходимите елементи се попълва от костите. Костите се състоят от вода, мазнини, органични вещества (полизахариди, колаген), както и соли на калций, натрий, фосфор, магнезий. Точният химичен състав зависи от храненето на конкретен организъм.
Значение на скелета
Тялото на хората и животните е черупка, вътре в която има вътрешни органи. Тази черупка е оформена от скелета. Мускулите и сухожилията са прикрепени директно към него, свивайки се, огъват ставите, извършвайки движение. И така, можем да вдигнем крак, да обърнем глава, да седнем или да държим нещо с ръката си.
В допълнение, скелетът на животните и хората служи като защита на меките тъкани и органи. Например, ребрата крият белите дробове и сърцето под тях, покривайки ги от удари (разбира се, ако ударите не са твърде мощни). Черепът предотвратява увреждането на доста крехкия мозък.
Някои кости съдържат един от най-важните органи - костния мозък. При хората той участва в процесите на хематопоеза, образувайки червени кръвни клетки. Той също така образува левкоцити, бели кръвни клетки, които са отговорни за имунитета на организма.
Как и кога се появи скелетът?
Скелетът на животните и цялата мускулно-скелетна система са възникнали благодарение на еволюцията. Според общоприетата версия първите организми, появили се на Земята, не са имали толкова сложни адаптации. Дълго време на нашата планета съществуваха амебни създания с меко тяло.
Тогава в атмосферата и хидросферата на планетата имаше десет пъти по-малко кислород. В един момент делът на газа стананарастват, започвайки, както предполагат учените, верижна реакция от промени. По този начин количеството на калцити и арагонити се увеличава в минералния състав на океана. Те от своя страна се натрупват в живите организми, образувайки твърди или еластични структури.
Най-ранните организми, които са имали скелет, са открити във варовикови слоеве в Намибия, Сибир, Испания и други региони. Те са обитавали световния океан преди около 560 милиона години. По своята структура организмите наподобяват гъби с цилиндрично тяло. От тях радиално се отклоняваха дълги лъчи (до 40 см) калциев карбонат, който играеше ролята на скелет.
Разновидности на скелети
В животинския свят има три вида скелет: външен, вътрешен и течен. Външният или екзоскелетът не е скрит под покритието на кожата или други тъкани, а покрива изцяло или частично тялото на животното отвън. Кои животни имат външен скелет? Притежава се от паякообразни, насекоми, ракообразни и някои гръбначни животни.
Подобно на бронята, изпълнява основно защитна функция, а понякога може да служи като подслон на жив организъм (черупка на костенурка или охлюв). Такъв скелет има значителен недостатък. Не расте със собственика, поради което животното е принудено периодично да го изхвърля и да отглежда ново покритие. За известен период тялото губи обичайната си защита и става уязвимо.
Ендоскелетът е вътрешният скелет на животните. Покрит е с месо и кожа. Той има по-сложен дизайн, изпълнява много функции и растеедновременно с целия организъм. Ендоскелетът е разделен на аксиална част (гръбначен стълб, череп, гърди) и допълнителна или периферна част (крайници и кости на коланите).
Течният или хидростатичният скелет е най-рядко срещан. Притежават го медузи, червеи, морски анемони и др. Представлява мускулна стена, пълна с течност. Налягането на течността поддържа формата на тялото. Когато мускулите се свиват, налягането се променя, което привежда тялото в движение.
Кои животни нямат скелет?
В обичайния смисъл, скелетът е точно вътрешната рамка на тялото, набор от кости и хрущяли, които образуват черепа, крайниците и гръбначния стълб. Въпреки това, има редица организми, които не притежават тези части, някои от които дори нямат специфична форма. Но означава ли това, че изобщо нямат скелет?
Жан Батист Ламарк веднъж ги обедини в голяма група безгръбначни, но освен липсата на гръбначен стълб, нищо друго не обединява тези животни. Вече е известно, че дори едноклетъчните организми имат скелет.
Например, при радиоляриите той се състои от хитин, силиций или стронциев сулфат и се намира вътре в клетката. Коралите могат да имат хидростатичен скелет, вътрешен протеин или външен варовиков скелет. При червеи, медузи и някои мекотели е хидростатичен.
При редица мекотели скелетът е външен и има формата на черупка. При различните видове структурата му е различна. Като правило включва три слоя, състоящи се от протеин конхиолин и калциев карбонат. Черупките са двучерупчести (миди, стриди) и спираловиднис къдрици и понякога карбонатни игли и шипове.
Артроподи
Видът членестоноги също принадлежи към безгръбначните. Това е най-многобройната група животни, която включва ракообразни, паякообразни, насекоми, стоножки. Тялото им е симетрично, има сдвоени крайници и е разделено на сегменти.
По структура скелетът на животните е външен. Той покрива цялото тяло под формата на кутикула, съдържаща хитин. Кутикулата е твърда черупка, която защитава всеки сегмент от животното. Плътните му зони са склерити, свързани помежду си с по-подвижни и гъвкави мембрани.
При насекомите кутикулата е здрава и дебела, състои се от три слоя. На повърхността образува косми (chaetae), шипове, четина и различни израстъци. При паякообразните кутикулата е сравнително тънка и съдържа дермален слой и базални мембрани отдолу. В допълнение към защита, той предотвратява загубата на влага на животните.
Сземните раци и дървесните въшки нямат плътен външен слой, който задържа влагата в тялото. Само начинът на живот ги спасява от изсушаване - животните непрекъснато се стремят към места с висока влажност.
Скелет от хордови
Акорда е вътрешна аксиална скелетна формация, надлъжна нишка на костната рамка на тялото. Присъства в хордовите, от които има повече от 40 000 вида. Те включват безгръбначни, при които хордата присъства за определен период в един от етапите на развитие.
В по-ниските представители на групата (ланцети, циклостомии някои видове риби) хордата се запазва през целия живот. При ланцетите се намира между червата и невралната тръба. Състои се от напречни мускулни пластини, които са заобиколени от черупка и са свързани помежду си с израстъци. Свивайки се и отпускайки, той работи като хидростатичен скелет.
При циклостомите хордата е по-здрава и има рудименти от прешлени. Те нямат сдвоени крайници, челюсти. Скелетът се образува само от съединителна и хрущялна тъкан. От тях се образуват черепът, лъчите на перките и ажурната решетка на хрилете на животното. Езикът на циклостомите също има скелет; в горната част на органа има зъб, с който животното носи плячката си.
гръбначни
При висшите представители на хордовите, аксиалната връв се превръща в гръбначен стълб - поддържащ елемент на вътрешния скелет. Това е гъвкава колона, състояща се от кости (прешлени), които са свързани с дискове и хрущяли. По правило той е разделен на отдели.
Структурата на скелетите на гръбначните животни е много по-сложна от тази на другите хордови и освен това на безгръбначните. Всички представители на групата се характеризират с наличието на вътрешна рамка. С развитието на нервната система и мозъка те образуват костен череп. А външният вид на гръбначния стълб осигурява по-добра защита за гръбначния мозък и нервите.
Сдвоени и несдвоени крайници се отклоняват от гръбначния стълб. Нечифтените са опашки и перки, сдвоените са разделени на пояси (горни и долни) и скелет от свободни крайници (перки или петопръсти крайници).
Риби
ТезиПри гръбначните скелетът се състои от две части: багажника и опашката. Акулите, лъчите и химерите нямат костна тъкан. Скелетът им е изграден от гъвкав хрущял, който натрупва вар и става твърд с течение на времето.
Останалите риби имат костен скелет. Между прешлените са разположени хрущялни слоеве. В предната част от тях се простират страничните израстъци, преминаващи в ребрата. Черепът на рибата, за разлика от сухоземните животни, има повече от четиридесет движещи се части.
Фаринксът е заобиколен от полукръг от 3 до 7 хрилни арки, между които са разположени хрилни процепи. Отвън образуват хриле. Всички риби ги имат, само че при някои са образувани от хрущялна тъкан, а при други - от кост.
Радиусните кости на перките, свързани с мембрана, се отклоняват от гръбначния стълб. Сдвоени перки - гръдни и коремни, несдвоени - анални, гръбни, опашни. Техният брой и вид варират.
Земноводни и влечуги
Земноводните имат шийни и сакрални отдели, които варират от 7 до 200 прешлена. Някои земноводни имат опашна част, някои нямат опашка, но има сдвоени крайници. Те се движат със скачане, така че задните крайници са удължени.
Безопашатите видове нямат ребра. Подвижността на главата се осигурява от шийния прешлен, който е прикрепен към задната част на главата. Раменете, предмишниците и ръцете се появяват в гръдната област. Тазът съдържа илиачната, срамната и седалищната кости. А задните крайници имат подбедрица, бедро, стъпало.
Скелет на влечуго същоима тези части, като се усложнява с петата част на гръбначния стълб - лумбалната. Те имат от 50 до 435 прешлена. Черепът е по-окостенял. Опашната част винаги присъства, прешлените й намаляват към края.
Костенурките имат екзоскелет под формата на здрава черупка от кератин и вътрешен слой кост. Челюстите на костенурките са лишени от зъби. Змиите нямат гръдна кост, раменен и тазов пояс, а ребрата са прикрепени по цялата дължина на гръбначния стълб, с изключение на опашната част. Челюстите им са много гъвкави, за да поглъщат голяма плячка.
Птици
Характеристиките на скелета на птиците са до голяма степен свързани със способността им да летят, някои видове имат адаптации за бягане, гмуркане, катерене по клони и вертикални повърхности. Птиците имат пет отдела на гръбначния стълб. Части от цервикалния регион са подвижно свързани, в други области прешлените често са слети.
Коскатите им са леки и някои са частично пълни с въздух. Шията на птиците е удължена (10-15 прешлена). Черепът им е пълен, без шевове, отпред има клюн. Формата и дължината на човката са много различни и са свързани с начина, по който се хранят животните.
Основното устройство за полет е кила. Това е костен израстък в долната част на гръдната кост, към който са прикрепени гръдните мускули. Килът е развит при летящи птици и пингвини. В структурата на скелета на гръбначните животни, свързани с летене или копаене (къртици и прилепи), той също присъства. Щраусите го нямат, папагалът сова.
Предните крайници на птиците са крила. Те се състоятот дебела и здрава раменна кост, извита лакътна кост и тънък радиус. Някои от костите на ръката са слети заедно. При всички, освен щраусите, тазовите срамни кости не се сливат заедно. Ето как птиците могат да снасят големи яйца.
бозайници
Сега има около 5500 вида бозайници, включително хората. При всички членове на класа вътрешният скелет е разделен на пет секции и включва черепа, гръбначния стълб, гръдния кош, коланите на горните и долните крайници. Броненосците имат екзоскелет под формата на черупка от няколко щита.
Черепът на бозайниците е по-голям, има зигоматична кост, вторично костно небце и сдвоена тимпанична кост, която не се среща при други животни. Горният колан включва главно лопатките, ключиците, рамото, предмишницата и ръката (от китката, метакарпуса, пръстите с фаланги). Долният колан се състои от бедрото, подбедрицата, стъпалото с тарзус, метатарзус и пръсти. Най-големите разлики в класа се виждат именно в коланите на крайниците.
Кучетата и еднокопитните нямат лопатки и ключици. При тюлените рамото и бедрената кост са скрити вътре в тялото, а крайниците с пет пръста са свързани с мембрана и изглеждат като плавници. Прилепите летят като птици. Пръстите им (с изключение на един) са много удължени и свързани с мрежа от кожа, образувайки крило.
По какво е различен човек?
Човешкият скелет има същите секции като другите бозайници. По структура той най-много прилича на шимпанзе. Но за разлика от тях човешките крака са много по-дълги от ръцете. Цялото тяло е ориентирановертикално, главата не стърчи напред, както при животните.
Делът на черепа в структурата е много по-голям от този на маймуните. Челюстният апарат, напротив, е по-малък и по-къс, зъбите са намалени, зъбите са покрити със защитен емайл. Човекът има брадичка, черепът е заоблен, няма непрекъснати ръбове на веждите.
Нямаме опашка. Неговият недоразвит вариант е представен от опашна кост от 4-5 прешлена. За разлика от бозайниците, гръдният кош не е сплескан от двете страни, а е разширен. Палецът е противоположен на останалата част, ръката е подвижно свързана с китката.
