تختلف الهياكل العظمية للحيوانات المختلفة عن بعضها البعض. يعتمد هيكلها إلى حد كبير على موطن وأسلوب حياة كائن حي معين. ما هو القاسم المشترك بين الهياكل العظمية الحيوانية؟ ما هي الاختلافات الموجودة؟ كيف يختلف الهيكل العظمي البشري عن غيره من الثدييات؟
الهيكل العظمي دعامة للجسم
الهيكل الصلب والمرن للعظام والغضاريف والأربطة في جسم الإنسان والحيوان يسمى الهيكل العظمي. جنبا إلى جنب مع العضلات والأوتار ، فإنه يشكل الجهاز العضلي الهيكلي ، وبفضله يمكن للكائنات الحية أن تتحرك في الفضاء.
يشمل بشكل رئيسي العظام والغضاريف. في الجزء الأكثر قدرة على الحركة ، يتم توصيلهم بواسطة المفاصل والأوتار ، ويشكلون كلًا واحدًا. لا يتكون "الهيكل العظمي" الصلب دائمًا من أنسجة العظام والغضاريف ، وأحيانًا يتكون من الكيتين أو الكيراتين أو حتى الحجر الجيري.
جزء مذهل من الجسم هو العظام. إنها قوية وصلبة للغاية ، وقادرة على تحمل الأحمال الضخمة ، لكنها تظل خفيفة في نفس الوقت. في الجسم الشاب تكون العظام مرنة و بمرور الوقت تصبح أكثر هشاشة و هشاشة
الهيكل العظمي للحيوانات هو نوع من "مخزن" المعادن. اذا كانيفتقر إليها الجسم ، ثم يتم تجديد توازن العناصر الضرورية من العظام. تتكون العظام من الماء والدهون والمواد العضوية (السكريات والكولاجين) وكذلك أملاح الكالسيوم والصوديوم والفوسفور والمغنيسيوم. يعتمد التركيب الكيميائي الدقيق على تغذية كائن حي معين.
معنى الهيكل العظمي
جسم الإنسان والحيوان صدفة ، بداخلها أعضاء داخلية. هذه القوقعة على شكل هيكل عظمي. ترتبط العضلات والأوتار به مباشرة ، وتنقبض ، وتثني المفاصل ، مما يجعل الحركة. لذلك ، يمكننا رفع رجل ، أو إدارة رأسنا ، أو الجلوس أو الإمساك بشيء بأيدينا.
بالإضافة إلى ذلك ، يعمل الهيكل العظمي للحيوانات والبشر كحماية للأنسجة والأعضاء الرخوة. على سبيل المثال ، تخفي الأضلاع الرئتين والقلب تحتها ، وتغطيها من الضربات (بالطبع ، إذا لم تكن الضربات قوية جدًا). تمنع الجمجمة الضرر الذي يلحق بالدماغ الهش.
تحتوي بعض العظام على أحد أهم الأعضاء - النخاع العظمي. في البشر ، تشارك في عمليات تكون الدم ، وتشكيل خلايا الدم الحمراء. كما أنه يشكل الكريات البيض ، وهي خلايا الدم البيضاء المسؤولة عن مناعة الجسم.
كيف ومتى ظهر الهيكل العظمي؟
نشأ الهيكل العظمي للحيوانات والجهاز العضلي الهيكلي بأكمله بفضل التطور. وفقًا للنسخة المقبولة عمومًا ، لم يكن لدى الكائنات الحية الأولى التي ظهرت على الأرض مثل هذه التكيفات المعقدة. لفترة طويلة ، كانت المخلوقات الأميبية ناعمة الجسم موجودة على كوكبنا.
ثم في الغلاف الجوي والغلاف المائي للكوكب كان هناك أكسجين أقل بعشر مرات. في مرحلة ما ، أصبحت حصة الغاززيادة ، كما يقترح العلماء ، سلسلة من ردود الفعل من التغييرات. وهكذا ، زادت كمية الكالسيت والأراجونيت في التركيب المعدني للمحيطات. وهي ، بدورها ، تتراكم في الكائنات الحية ، وتشكل هياكل صلبة أو مرنة.
تم العثور على أقدم الكائنات الحية التي كان لها هيكل عظمي في طبقات الحجر الجيري في ناميبيا وسيبيريا وإسبانيا ومناطق أخرى. سكنوا محيطات العالم منذ حوالي 560 مليون سنة. تشبه الكائنات الحية في بنيتها الإسفنج بجسم أسطواني. تنحرف عنها الأشعة الطويلة (حتى 40 سم) من كربونات الكالسيوم شعاعيًا ، والتي لعبت دور الهيكل العظمي.
أنواع الهياكل العظمية
في عالم الحيوان ، هناك ثلاثة أنواع من الهياكل العظمية: خارجية وداخلية وسائلة. لا يتم إخفاء الهيكل الخارجي أو الخارجي تحت غطاء الجلد أو الأنسجة الأخرى ، ولكنه يغطي جسم الحيوان من الخارج كليًا أو جزئيًا. ما الحيوانات التي لها هيكل عظمي خارجي؟ تمتلكه العناكب والحشرات والقشريات وبعض الفقاريات.
مثل الدروع ، تؤدي وظيفة الحماية بشكل أساسي ، وفي بعض الأحيان يمكن أن تكون بمثابة مأوى لكائن حي (سلحفاة أو قوقعة حلزون). مثل هذا الهيكل العظمي له عيب كبير. لا ينمو مع المالك ، ولهذا السبب يضطر الحيوان إلى إلقاءه بشكل دوري وإنشاء غطاء جديد. لبعض الوقت يفقد الجسم الحماية المعتادة ويصبح ضعيفاً.
الهيكل الداخلي هو الهيكل العظمي الداخلي للحيوانات. وهي مغطاة باللحوم والجلود. يتميز بتصميم أكثر تعقيدًا ، ويقوم بالعديد من الوظائف وينموفي وقت واحد مع الكائن الحي كله. ينقسم الهيكل الداخلي إلى جزء محوري (العمود الفقري والجمجمة والصدر) وجزء إضافي أو محيطي (أطراف وعظام الأحزمة).
الهيكل العظمي السائل أو الهيدروستاتيكي هو الأقل شيوعًا. ويمتلكها قناديل البحر ، والديدان ، وشقائق النعمان البحرية ، وما إلى ذلك. وهو جدار عضلي مليء بالسائل. ضغط السوائل يحافظ على شكل الجسم. عندما تنقبض العضلات يتغير الضغط مما يحرك الجسم.
ما هي الحيوانات التي ليس لها هيكل عظمي؟
بالمعنى المعتاد ، الهيكل العظمي هو بالضبط الإطار الداخلي للجسم ، مجموعة من العظام والغضاريف التي تشكل الجمجمة والأطراف والعمود الفقري. ومع ذلك ، هناك عدد من الكائنات الحية التي لا تمتلك هذه الأجزاء ، وبعضها لا يمتلك حتى شكلًا محددًا. لكن هل هذا يعني أنهم ليس لديهم هيكل عظمي على الإطلاق؟
وحدهم جان بابتيست لامارك ذات مرة في مجموعة كبيرة من اللافقاريات ، ولكن بصرف النظر عن عدم وجود العمود الفقري ، لا يوجد شيء آخر يوحد هذه الحيوانات. من المعروف الآن أنه حتى الكائنات وحيدة الخلية لها هيكل عظمي.
على سبيل المثال ، في الراديولاريين ، يتكون من الكيتين أو السيليكون أو كبريتات السترونشيوم ويقع داخل الخلية. يمكن أن يكون للشعاب المرجانية هيكل هيدروستاتيكي أو بروتين داخلي أو هيكل عظمي كلسي خارجي. في الديدان وقنديل البحر وبعض الرخويات ، يكون الماء هيدروستاتيكيًا.
في عدد من الرخويات ، يكون الهيكل العظمي خارجيًا وله شكل صدفة. في الأنواع المختلفة ، يختلف هيكلها. كقاعدة عامة ، يتكون من ثلاث طبقات ، تتكون من بروتين كونشيولين وكربونات الكالسيوم. الأصداف ذات الصدفتين (بلح البحر والمحار) ولولبيةمع تجعيد الشعر وأحيانًا إبر كربونات ومسامير.
مفصليات الأرجل
ينتمي نوع المفصليات أيضًا إلى اللافقاريات. هذه هي المجموعة الأكثر عددًا من الحيوانات ، والتي تشمل القشريات والعناكب والحشرات والمئويات. أجسامهم متناظرة وأطرافها مقترنة ومقسمة إلى شرائح
الهيكل العظمي للحيوانات خارجي. ويغطي الجسم كله على شكل بشرة تحتوي على مادة الكيتين. البشرة عبارة عن قشرة صلبة تحمي كل جزء من الحيوان. مناطقها الكثيفة هي صلبة ، مترابطة بأغشية أكثر مرونة ومرنة.
في الحشرات ، البشرة قوية وسميكة ، وتتكون من ثلاث طبقات. على السطح ، تشكل الشعيرات (chaetae) ، والمسامير ، والشعيرات ، ونباتات مختلفة. في العناكب ، تكون البشرة رقيقة نسبيًا وتحتوي على طبقة جلدية وأغشية قاعدية تحتها. بالإضافة إلى الحماية ، يمنع الحيوانات من فقدان الرطوبة.
السرطانات البرية وقمل الخشب لا تحتوي على طبقة خارجية كثيفة تحتفظ بالرطوبة في الجسم. فقط أسلوب الحياة ينقذهم من الجفاف - فالحيوانات تسعى باستمرار للحصول على أماكن ذات رطوبة عالية.
هيكل عظمي للحبليات
الوتر هو تشكيل هيكلي محوري داخلي ، خيط طولاني من الهيكل العظمي للجسم. إنه موجود في الحبليات ، والتي يوجد منها أكثر من 40000 نوع. وتشمل هذه اللافقاريات ، حيث يوجد الحبل الظهري لفترة معينة في إحدى مراحل التطور.
في الممثلين الأدنى للمجموعة (لانسيليتس ، سيكلوستوميسوأنواع معينة من الأسماك) يستمر الحبل الظهري طوال الحياة. في لانسيليت ، يقع بين الأمعاء والأنبوب العصبي. يتكون من صفائح عضلية مستعرضة ، محاطة بقشرة ومترابطة بواسطة نواتج. التعاقد والاسترخاء ، يعمل مثل الهيكل الهيدروستاتيكي.
في cyclostomes ، يكون الحبل الظهري أكثر صلابة ويحتوي على فقرات أولية. ليس لديهم أطراف وفكين مقترنة. يتكون الهيكل العظمي فقط من النسيج الضام والغضروفي. من بين هؤلاء ، يتم تشكيل الجمجمة وأشعة الزعانف والشبكة المخرمة لخياشيم الحيوان. يحتوي لسان cyclostomes أيضًا على هيكل عظمي ؛ يوجد في الجزء العلوي من العضو سن ، يمل به الحيوان فريسته.
الفقاريات
في الممثلين الأعلى للحبليات ، يتحول الحبل المحوري إلى عمود فقري - العنصر الداعم للهيكل العظمي الداخلي. هو عمود مرن يتكون من عظام (فقرات) متصلة بواسطة الأقراص والغضاريف. كقاعدة عامة ، يتم تقسيمها إلى أقسام.
هيكل الهياكل العظمية للفقاريات أكثر تعقيدًا بكثير من بنية الحبليات الأخرى ، علاوة على اللافقاريات. يتميز جميع ممثلي المجموعة بوجود إطار داخلي. مع تطور الجهاز العصبي والدماغ ، شكلوا جمجمة عظمي. ومظهر العمود الفقري وفر حماية أفضل للنخاع الشوكي والأعصاب.
تنحرف الأطراف المزدوجة وغير المزدوجة عن العمود الفقري. والأطراف غير المزاوجة هي التيول والزعانف ، والأطراف المزدوجة مقسمة إلى أحزمة (علوية وسفلية) وهيكل عظمي من الأطراف الحرة (زعانف أو أطراف بخمس أصابع).
الحوت
هؤلاءيتكون الهيكل العظمي في الفقاريات من قسمين: الجذع والذيل. لا تحتوي أسماك القرش والشفنين والكيميرا على أنسجة عظمية. يتكون هيكلها العظمي من غضروف مرن يتراكم فيه الجير ويصبح قاسيًا بمرور الوقت.
بقية الأسماك لها هيكل عظمي. توجد الطبقات الغضروفية بين الفقرات. في الجزء الأمامي ، تمتد العمليات الجانبية منها ، مروراً بالأضلاع. تحتوي جمجمة الأسماك ، على عكس الحيوانات البرية ، على أكثر من أربعين جزءًا متحركًا.
البلعوم محاط بنصف دائرة من 3 إلى 7 أقواس خيشومية ، بين الشقوق الخيشومية. في الخارج تشكل الخياشيم. جميع الأسماك بها ، فقط في بعضها تتكون من الأنسجة الغضروفية ، بينما في البعض الآخر - عن طريق العظام.
عظام نصف قطر الزعانف ، متصلة بواسطة غشاء ، تنحرف عن العمود الفقري. الزعانف المزدوجة - صدرية وبطنية ، غير مقترنة - شرجي ، ظهرية ، ذيلية. يختلف عددهم ونوعهم.
البرمائيات والزواحف
البرمائيات لها أقسام عنق الرحم والعجز ، والتي تتراوح من 7 إلى 200 فقرة. تحتوي بعض البرمائيات على قسم ذيل ، والبعض الآخر ليس له ذيل ، ولكن هناك أطرافًا مقترنة. يتحركون بالقفز ، لذلك فإن أطرافهم الخلفية مستطيلة.
الأنواع المتأخرة تفتقر إلى الأضلاع. يتم توفير حركة الرأس من خلال فقرة عنق الرحم ، وهي متصلة بمؤخرة الرأس. تظهر الأكتاف والذراعين واليدين في منطقة الصدر. يحتوي الحوض على عظام الحرقفي والعانة والإسك. والأطراف الخلفية لها ساق وفخذ وقدم.
هيكل عظمي للزواحف أيضالديها هذه الأجزاء ، وتصبح أكثر تعقيدًا مع القسم الخامس من العمود الفقري - القطني. لديهم 50 إلى 435 فقرة. الجمجمة أكثر متحجرة. الذيل موجود دائمًا ، وتنخفض فقراته نحو النهاية.
للسلاحف هيكل خارجي على شكل قشرة قوية من الكيراتين وطبقة داخلية من العظام. فكي السلاحف خالية من الأسنان. لا تحتوي الثعابين على عظم وكتف وحزام ، ويتم ربط الأضلاع بطول العمود الفقري بالكامل ، باستثناء قسم الذيل. إن فكيهم مرنان جدًا لابتلاع فريسة كبيرة.
طيور
ترتبط ميزات الهيكل العظمي للطيور إلى حد كبير بقدرتها على الطيران ، وبعض الأنواع لديها تكيفات للجري والغوص وتسلق الفروع والأسطح الرأسية. الطيور لها خمسة أقسام من العمود الفقري. أجزاء من منطقة عنق الرحم متصلة بشكل متحرك ، وفي مناطق أخرى غالباً ما تلتحم الفقرات.
عظامهم خفيفة وبعضها مليء بالهواء جزئياً. عنق الطيور ممدود (10-15 فقرة). جمجمتهم كاملة ، بدون طبقات ، أمامها منقار. شكل وطول المنقار مختلفان جداً ويرتبطان بالطريقة التي تتغذى بها الحيوانات.
الجهاز الرئيسي للطيران هو العارضة. هذا هو نتوء عظمي في الجزء السفلي من القص ، والذي ترتبط به عضلات الصدر. تم تطوير العارضة في الطيور الطائرة وطيور البطريق. في هيكل الهيكل العظمي للفقاريات المرتبط بالطيران أو الحفر (الشامات والخفافيش) ، فهو موجود أيضًا. النعام ما عنده الببغاء البومة
مقدمة الطيور أجنحة. هم يتألفونمن عظم العضد السميك والقوي ، الزند المنحني ونصف القطر الرفيع. تلتحم بعض عظام اليد معًا. في جميع عظام العانة باستثناء النعام ، لا تلتحم معًا. هكذا يمكن للطيور أن تضع بيضًا كبيرًا.
الثدييات
يوجد الآن حوالي 5500 نوع من الثدييات ، بما في ذلك البشر. في جميع أعضاء الفصل ، ينقسم الهيكل العظمي الداخلي إلى خمسة أقسام ويشمل الجمجمة والعمود الفقري والصدر وأحزمة الأطراف العلوية والسفلية. أرماديلوس له هيكل خارجي على شكل صدفة من عدة دروع.
جمجمة الثدييات أكبر ، وهناك عظم الوجني ، وحنك عظمي ثانوي ، وعظم طبلي مزدوج ، وهو غير موجود في الحيوانات الأخرى. يشمل الحزام العلوي بشكل أساسي شفرات الكتف وعظام الترقوة والكتف والساعد واليد (من الرسغ ، المشط ، الأصابع مع الكتائب). يتكون الحزام السفلي من الفخذ والساق والقدم مع الرسغ والمشط والأصابع. تظهر الفروق الأكبر داخل الفصل على وجه التحديد في أحزمة الأطراف.
الكلاب والخيليات تفتقر إلى شفرات الكتف والترقوة. في الفقمة ، يتم إخفاء الكتف وعظم الفخذ داخل الجسم ، والأطراف ذات الأصابع الخمسة متصلة بغشاء وتشبه الزعانف. الخفافيش تطير مثل الطيور. أصابعهم (باستثناء واحدة) ممدودة للغاية ومتصلة بشبكة من الجلد ، وتشكل جناحًا.
كيف يختلف الشخص
يحتوي الهيكل العظمي البشري على نفس أقسام الثدييات الأخرى. من حيث الهيكل ، يشبه الشمبانزي إلى حد كبير. ولكن ، على عكسهم ، فإن الأرجل البشرية أطول بكثير من الذراعين. الجسم كله موجهعموديا لا يبرز الرأس للأمام كما في الحيوانات
حصة الجمجمة في الهيكل أكبر بكثير من حصة القرود. على العكس من ذلك ، فإن جهاز الفك أصغر وأقصر ، والأنياب تتقلص ، والأسنان مغطاة بمينا واقية. الشخص لديه ذقن ، والجمجمة مستديرة ، وليس بها حواجب مستمرة.
ليس لدينا ذيل. يتم تمثيل البديل المتخلف عن طريق العصعص من 4-5 فقرات. على عكس الثدييات ، لا يتم تسطيح الصدر من كلا الجانبين ، بل يتم توسيعه. الإبهام مقابل الباقي ، واليد متصلة بشكل متحرك بالمعصم.
