Мускулно-скелетната система. Скелет: определение, функции и неговата филоонтогенеза. Структурата и функциите на животинския скелет

Урок 24. СКЕЛЕТ НА БОЗАЙНИК

Оборудване и материали

1. Скелет на заек, котка или плъх (по един за двама ученика).
2. Прешлени от различни части на тялото (по един за двама ученика).
3. Предни и задни крайници с колани (по един за двама ученика).
4. Черепи на насекомоядни, гризачи, хищници, копитни (по един за двама ученика).
5. Таблици: 1) скелет на бозайник; 2) структурата на прешлените от различни части на тялото; 3) череп (изглед отстрани и отдолу); 4) скелета на крайниците и техните колани.

Уводни бележки

Скелетът на бозайниците запазва черти, характерни за скелета на амниотите. Състои се от мозъчен и висцерален череп, гръбначен стълб, гръден кош, скелет на крайниците и техните пояси. Гръбначният стълб има добре дефинирана дисекция на пет отдела: шиен, гръден, лумбален, сакрален и опашен. В цервикалната област, с редки изключения, винаги има седем прешлена. Първите два прешлена - атлас и епистрофия - имат същата структура като при влечугите и птиците. Прешлените на бозайниците от типа platicoel имат плоски ставни повърхности с хрущялни дискове.

Черепът се характеризира с уголемяване на мозъчната кутия, доста късно сливане на редица кости в онтогенезата с образуването на сложни комплекси, свързване на костите с шевове и силно развитие на хребети за прикрепване на мускулите. Във връзка със значителното развитие на органа на миризмата се появява етмоидната кост. Има два тилни кондила. Висцералният скелет претърпява допълнителни промени: в кухината на средното ухо се появяват три кости: стреме, наковалня и чукан. При бозайниците тъпанчевата кост. Долната челюст е представена само от една кост - зъбната. Челюстите имат зъби. Подобно на земноводните, но не като влечугите и птиците, има карпални и глезенни стави.

Череп

мозъчен череп

Тилен отдел:тилна кост; тилен отвор; тилни кондили.

Страни на черепа:сквамозни кости със зигоматични процеси; зигоматична; челюстна; междучелюстни (предни); слъзно; окулокунеат; криловидни кости.

Покрив на черепа:париетален; интерпариетален; челен; носни кости.

Долна част на черепа:основен клиновиден; предна клиновидна; скалист; криловидна; палатини; палатинни процеси на максиларните кости; решетъчни лабиринти; ботуш; барабанна кост; хоана; изходни отвори за нерви, кръвоносни съдове и евстахиевата тръба.

Висцерален череп

Долна челюст:зъбни зъби с венечни, ставни и ъглови израстъци.

гръбначен стълб

Секции на гръбначния стълб:цервикален; гръден кош; лумбален; сакрален и каудален.

Структурата на ствола платицелозен прешлен, атлас и епистрофия.

Гръден кош:ребра верни и неверни; гръдна кост (дръжка и мечовиден процес).

Колани за крайници

Раменния пояс:лопатки, ключица (без коракоиди). Тазов пояс:безименни кости (слети илиачна, седалищна и срамна кост).

Сдвоени крайници

Преден крайник:рамо; предмишница (радиус и лакътна кост); четка (китка, метакарпус, фаланги на пръстите).

Заден крайник:хип; подбедрица (голям и малък пищял); стъпало (тарзус, метатарзус, фаланги).

Скица :

череп (изглед отстрани и отдолу).

Скелетна структура

Черепът на бозайниците е сравнително голям, поради увеличаването на размера на мозъчната кутия (фиг. 119). Костите са тежки и дебели, свързани помежду си с конци. Очните кухини са относително малки. Групи кости се сливат в комплекси, които включват по-специално тилната и каменната кост.

При бозайниците се появяват две нови кости - етмоидната (в носната кухина) и интерпариеталната (покривът на черепа). Редица кости на предците претърпяват както структурни, така и функционални промени, особено във висцералния скелет. В областта на средното ухо има три слухови костици: стреме (по-рано hyomandibulare, което се появява за първи път при земноводните), incus (бившата квадратна кост) и malleus (бившата ставна кост). Самото средно ухо е покрито от тимпаничната кост (чифт), която е характерна само за бозайниците и произлиза от ъгловата кост. По този начин долната челюст на бозайниците се формира само от чифт покривни зъбци, свързани директно с мозъчния череп.

Бозайниците имат добре развито вторично твърдо небце и характерна само за тях зигоматична дъга.

Ориз. 119. Котешки череп отстрани ( А), отдолу ( б) и долната й челюст ( IN):
1 - тилна кост; 2 - тилен кондил, 3 - тилен отвор; 4 - париетална кост; 5 - интерпариетална кост; 6 - челна кост; 7 - носна кост; 8 - сквамозна кост; 9 - зигоматичен процес на сквамозната кост; 10 - скула; 11 - слухов барабан; 12 - слухов отвор; 13 - крило-сфеноидна кост; 14 - окулокфеноидна кост; 15 - основна сфеноидна кост 16 - предна сфеноидна кост; 17 - слъзна кост; 18 - челюстна кост 19 - междучелюстна кост; 20 - небна кост 21 - криловидна кост; 22 - зъбна кост; 23 - короноиден процес на зъбната кост; 24 - ставен процес на зъбната кост; 25 - ъглов процес; 26 - каменна кост

мозъчен череп

Тилната област на черепапредставена от единична тилна кост, обграждаща foramen magnum. Отстрани на него има два кондила, които осигуряват връзка с гръбначния стълб. Тилната кост се образува от ранното сливане на четири кости: горната тилна кост, двете странични тилни кости и основната тилна кост.

страни на черепав задната част те са ограничени от сквамозни кости със силно развити зигоматични израстъци. Зигоматичният израстък е насочен напред и носи ставната повърхност за долната челюст. Той се свързва със зигоматичната кост, която от своя страна е прикрепена към зигоматичната израстък на максиларната кост. В резултат на това се образува зигоматична дъга, която е характерна само за бозайниците. Зад сквамозната кост граничи с каменистата кост (слети ушни кости на предците).

очна кухинаоблицована с птеригосфеноидни, окулокфеноидни и слъзни кости. Окулосфеноидната кост образува интерорбиталната преграда. В задния ъгъл на орбитата се намира птеригосфеноидът

кост, а в предната - слъзната кост, пронизана от слъзния канал.

Етмоидната кост се появява в носната кухина на бозайниците. Средната му част образува носната преграда. Появата на тази кост се свързва с отличното развитие на обонянието при бозайниците.

покрив на черепаобразувани от сдвоени кости с кожен произход: носна, челна и париетална. Последните при някои бозайници се сливат в една кост. Между теменната и тилната кост има междутеменна кост, която е характерна само за бозайниците. Тя може да остане независима или да се слее със съседни кости.

Отзад дъното на черепачастично образувана от тилната кост. Пред него е основната сфеноидна кост. При всички амниоти тази кост е добре развита. Пред него е предната сфеноидна кост, изпъкнала напред с малък клин. В задната част на дъното на черепа ясно се виждат сдвоени отоци - тимпанични кости, които покриват кухината на средното ухо. Тези кости произлизат от ъгловата кост (висцерален скелет) на предците. Те се отварят навън през ушния канал. Предната част на черепния под е представена от вторично твърдо небце, характерно за бозайниците, образувано от небните кости и небните израстъци на предчелюстната и максиларната кост. Такова устройство позволява на животното да диша, докато дъвче храната.

Висцерален череп

Висцерална, или лице, черепбозайниците има характерни черти. Вторичната максила, както при всички висши гръбначни, се слива плътно с черепа. Долната челюст е представена само от една кост - зъбната. Тази характеристика е добър маркер за разграничаване на черепа на бозайниците от черепите на други гръбначни животни. Зъбът има три израстъка: коронков, ставен и ъглов. Тази кост носи зъбите. Ставният израстък със своята изпъкнала повърхност е свързан със зигоматичния израстък на плоската кост, върху която има ставна повърхност. По този начин има директна артикулация на долната челюст с мозъчния череп, заобикаляйки вмъкнатите елементи на висцералния скелет на всички други гръбначни животни.

Максиларни и междучелюстни кости ( вторична горна челюст) при бозайниците, както при всички амниоти, се прилепват към мозъчния череп, образувайки предната му част. Тези кости носят зъби.

По време на ембрионалното развитие бозайниците, подобно на другите гръбначни животни, развиват небно-квадратния и мекеловия хрущял ( първична челюстна дъга). Задната част на небно-квадратния хрущял се вкостява под формата на квадратна кост, която при всички гръбначни животни, като се започне от костните риби, служи като място за прикрепване на долната челюст. При бозайниците квадратната кост се трансформира в слухова кост - наковалня. Хрущялът на Мекел също вкостява. При костните риби той е заменен от ставни и ъглови кости. При бозайниците ставната кост се превръща в друга слухова кост - малеус. Ъгловата кост, както вече беше споменато, образува тимпаничната кост.

Горна част хиоидна дъга- хиомандибуларната, започвайки от земноводните, се трансформира в слуховата кост - стремето. Долната част на хиоидната дъга (хиоид и копула), както и първата хрилна дъга при бозайниците, са представени от хиоидната кост с предни и задни рога. Останалите елементи на хрилните дъги се трансформират в хрущяли на ларинкса.

гръбначен стълб

Гръбначният стълб на бозайниците е представен от пет отдела: цервикален, гръден, лумбален, сакрален и опашен (фиг. 120). Прешлени платицелиалентип, повърхността на тялото на прешлените е плоска. Между тях има хрущялни слоеве или мениски.

За цервикаленхарактерен постоянен брой прешлени - седем. По този начин дължината на шията на бозайниците зависи от размера на самите прешлени, а не от техния брой. И така, при жирафа, кита и къртицата броят на шийните прешлени е еднакъв. Само при ламантина (отряд сирени) и при ленивци (отряд беззъби) броят на шийните прешлени е различен (6-10).

Първите два шийни прешлена при бозайниците, както при всички амниоти, са трансформирани. Пръстеновидният атлас се върти около собственото си тяло - одонтоидния процес, който е прикрепен към тялото на втория прешлен - епистрофията (фиг. 121). Атласът носи две ставни повърхности за връзка с кондилите на черепа.

Останалите прешлени имат типична структура (фиг. 122). Всеки прешлен се състои от тяло, горна дъга с горен спинозен израстък и напречни израстъци. Прешлените имат хрущялни ставни повърхности за подвижна връзка помежду си.

IN гръдна областброят на прешлените варира от 9 до 24, въпреки че обикновено 12 - 13. Спинозните процеси на прешлените са големи,

Ориз. 120. Заешки скелет:
1 - шийни прешлени; 2 - гръдни прешлени; 3 - лумбални прешлени; 4 - сакрум; 5 - опашни прешлени; 6 - ребра; 7 - дръжка на гръдната кост; 8 - лопатка; 9 - акромиален процес на лопатката; 10 - коракоиден процес на лопатката; 11 - илиачна част на безименната кост; 12 - исхиум на безименната кост; 13 - пубисна част на безименната кост; 14 - обтураторен отвор; 15 - брахиална кост; 16 - лакътна кост; 17 - лъчева кост; 18 - китка на ръка; 19 - метакарпус; 20 - хип; 21 - капачка на коляното; 22 - пищял; 23 - малък пищял; 24 - петна кост; 25 - други кости на тарзуса; 26 - метатарзус; 27 - олекранон

насочени назад. Ребрата са прикрепени към дебели и къси напречни процеси.

Прешлени лумбаленмасивни, не носят ребра (те са рудиментарни). Броят им варира при различните видове от 2 до 9. Шиповидните им израстъци са малки, насочени напред към тези на гръдните прешлени.

Ориз. 121. Първите два шийни прешлена на бозайник:
А- атлас; б- епистрофия (отгоре и отстрани); 1 - напречен процес; 2 - одонтоиден процес; 3 - горен спинозен процес
Ориз. 122. Структурата на гръдния прешлен на котка отстрани ( А) и отпред ( Б):
1 - тяло на прешлен; 2 - горна дъга; 3 - горен спинозен процес; 4 - напречни процеси

сакраленпрешлените се сливат, образувайки сакрума. Мощният сакрум спомага за укрепване на връзката през колана на задните крайници с аксиалния скелет. Броят на сакралните прешлени обикновено е 2 - 4, но може да достигне и 10 (при беззъби). Освен това обикновено има 2 истински сакрални, останалите първоначално са каудални.

Опашкапрешлените имат съкратени процеси. Броят на опашните прешлени варира от 3 (гибон) до 49 (дългоопашат панголин). Интересно е да се отбележи, че някои човекоподобни маймуни имат по-малко опашни прешлени от хората. Например, орангутан има 3 от тях, човек има 3 - 6 (обикновено 4).

Гръден кош

Гръдният кош на бозайниците се образува от гръдната кост и ребрата, прикрепени в единия край към гръдната кост, а в другия - към напречните израстъци на гръдните прешлени. Гръдна кост- сегментирана плоча, състояща се от горната част - дръжката - и долната част - мечовидния процес. Ребраподразделят се на истински, които се съчленяват с гръдната кост (при бозайниците обикновено са седем) и фалшиви, които не достигат до гръдната кост.

Колани за крайници

Раменния поясна всички тетраподи обикновено се образува от сдвоени кости: лопатка, коракоид и ключица. При бозайниците не всички елементи на раменния пояс на сухоземните гръбначни животни са развити (фиг. 123).

Лопатката е представена от широка триъгълна кост, разположена на върха на гръдния кош. Има добре изразен ръб, завършващ в акромиалния процес. Гребенът служи за закрепване на мускулите.

Коракоидът се среща само при яйценосни бозайници. Остатъка

Ориз. 123. Раменен пояс и преден крайник на лисица:
1 - лопатка; 2 - гребен на лопатката; 3 - акромиален процес; 4 - ставна ямка; 5 - коракоиден процес; 6 - брахиална кост; 7 - лакътна кост; 8 - лъчева кост; 9 - китка на ръка; 10 - метакарпус; 11 - фаланги на пръстите

(истински животни) коракоидът под формата на отделна кост съществува само в ембрионално състояние. По време на онтогенезата той прилепва към лопатката, образувайки коракоиден процес. Този процес е насочен напред и донякъде виси над раменната кост.

Ключицата е представена от пръчковидна кост, която свързва лопатката с гръдната кост. Ключицата не само укрепва ставната ямка, прикрепяйки раменния пояс към гърдите, но също така позволява на предния крайник да се движи в различни равнини при много животни (например къртици, маймуни, прилепи, мечки). При бързо бягащи и скачащи бозайници, чиито предни крайници се движат в една равнина (напред - назад), ключицата е намалена. Така че, той отсъства при копитни животни, някои месоядни животни, хобот. При тези животни раменният пояс (по-точно лопатката) е свързан с аксиалния скелет само чрез връзки и мускули.

Тазов поясбозайници (фиг. 124) е типично за тетраподите. Представен е от сдвоени безименни кости, които са се образували в резултат на сливането на три чифта кости: илиума, исхиума и пубиса. Илиачните области на безименния, както обикновено, сочат нагоре и са свързани със сакралните прешлени (сакрума); седалищни - слизат надолу и назад; пубис - надолу и напред. Отдолу безименните кости се сливат, за да образуват симфизата. Така тазът при бозайниците, подобно на влечугите, е затворен. В долната част на безименната кост има обтураторен отвор. В точката на свързване на трите части на тазовия пояс се образува ацетабулума - мястото на артикулация на задния крайник. При клоаките и торбестите, кожните торбести прилепват към срамната област.

Сдвоени крайници

Скелетът на чифтните крайници на бозайниците има всички типични черти на първоначалния петпръст тетраподен крайник. Това е сложен лост, състоящ се от три отдела. В предния крайник това са рамото, предмишницата и ръката; в задната част - бедро, подбедрица и стъпало. Ставите между долната част на крака и стъпалото (глезен), както и предмишницата и ръката (предмишница-карпална) са от "амфибийски" тип, за разлика от влечугите и птиците, при които тези стави се образуват съответно между костите на метатарзуса и костите на китката.

В предния крайник рамото се образува от раменната кост (виж фиг. 123). Предмишницата се състои от радиус и лакътна кост. Радиусът върви по посока на първия (вътрешен) пръст. Лакътната кост е насочена към последния (външен) пръст. В горната част има олекранон. Ръката от своя страна се състои от три части: китката, метакарпуса и фалангите на пръстите. Китката се състои от 8 - 10 кости, разположени в 3 реда. В метакарпуса има пет кости, същия брой пръсти. Пръстите обикновено имат три фаланги, с изключение на първия, който има две фаланги.

Задният крайник на бозайниците (виж фиг. 124) се състои от три части: бедро, подбедрица и стъпало. Бедрото е представено от масивна удължена бедрена кост. Подбедрицата се формира от две кости - тибия и пищял. Те са с еднаква дължина, но се различават по дебелина и позиция. Големият пищял заема вътрешно положение и е насочен към първия пръст. Фибулата е разположена отвън и се приближава до последния (външен) пръст. Ставата между бедрото и долната част на крака е покрита отпред с характерната за бозайниците патела, образувана от осифицирани мускулни сухожилия. Ходилото е представено от три реда тарзални кости. Сред тях се откроява петната кост. В метатарзуса има пет кости. Към тях са прикрепени пръсти. Пръстите обикновено имат три фаланги, с изключение на палеца (вътрешния), където най-често има две фаланги.

Във връзка със съществуването на бозайници в различни условия и адаптирането им към различни видове движение, описаният тип крайници при някои представители претърпява промени. При всички животни, естеството на движението на които е свързано с бързо бягане или скачане, една кост остава в долната част на крака, а често и в предмишницата, съответно пищяла и лакътната кост (копитни, кучешки, кенгуру, тушканчета и др. ). В допълнение, те се характеризират с появата на допълнителен

лост и амортисьор: метатарзалните кости се удължават и се сливат в една. При добрите бегачи броят на пръстите е намален от пет на четири (парнокопитни) и дори до един (еднокопитни). При парнокопитните пръстите III и IV са предимно развити, при еднокопитните - III. При прилепите фалангите II - V на пръстите на предните лапи са удължени, между тях е опъната кожена мембрана на крилото. Сред бозайниците се срещат плантоградни (мечки, таралежи, къртици, маймуни) и пръстени (копитни, кучешки).

Мускулно-скелетната система осигурява движението и запазването на положението на тялото на животното в пространството, формира външната форма на тялото и участва в метаболитните процеси. Той представлява около 60% от телесното тегло на възрастно животно.

Условно костно-мускулната система се разделя на пасивна и активна част. ДА СЕ пасивна частвключват кости и техните стави, от които зависи естеството на подвижността на костните лостове и връзки на тялото на животното (15%). активна частизграждат скелетните мускули и техните спомагателни приспособления, поради контракциите на които се задвижват костите на скелета (45%). Както активната, така и пасивната част имат общ произход (мезодерма) и са тясно свързани.

Функции на апарата за движение:

1) Двигателната активност е проява на жизнената активност на организма, именно тя отличава животинските организми от растителните и предизвиква появата на голямо разнообразие от начини на движение (ходене, бягане, катерене, плуване, летене).

2) Мускулно-скелетната система формира формата на тялото - екстериорживотно, тъй като неговото формиране се извършва под въздействието на гравитационното поле на Земята, тогава неговият размер и форма при гръбначните животни се различават в значително разнообразие, което се обяснява с различните условия на тяхното местообитание (сухоземно, земно-дървесно, въздух, вода) .

3) В допълнение, апаратът за движение осигурява редица жизненоважни функции на тялото: търсене и улавяне на храна; атака и активна защита; изпълнява дихателната функция на белите дробове (респираторенподвижност); помага на сърцето с насърчаването на кръвта и лимфата в съдовете ("периферно сърце").

4) При топлокръвните животни (птици и бозайници) апаратът за движение осигурява поддържането на постоянна телесна температура;

Функциите на апарата за движение се осигуряват от нервната и сърдечно-съдовата система., дихателни органи, храносмилане и уриниране, кожа, жлези с вътрешна секреция. Тъй като развитието на апарата за движение е неразривно свързано с развитието на нервната система, когато тези връзки са нарушени, първо парезаи тогава парализаапарат за движение (животното не може да се движи). С намаляване на физическата активност се наблюдава нарушение на метаболитните процеси и атрофия на мускулната и костната тъкан.

Органите на опорно-двигателния апарат имат свойства на еластичните деформации,при движение в тях възниква механична енергия под формата на еластични деформации, без които не може да се осъществи нормално кръвообращение и импулси на главния и гръбначния мозък. Енергията на еластичните деформации в костите се преобразува в пиезоелектрична, а в мускулите - в топлинна. Енергията, освободена по време на движение, измества кръвта от съдовете и предизвиква дразнене на рецепторния апарат, от който нервните импулси навлизат в централната нервна система. По този начин работата на двигателния апарат е тясно свързана и не може да се извърши без нервната система, а съдовата система от своя страна не може да функционира нормално без двигателния апарат.

Основата на пасивната част на апарата за движение е скелетът. Скелет (гръцки sceletos - изсъхнал, изсъхнал; лат. Skeleton) са кости, свързани в определен ред, които образуват солидна рамка (скелет) на тялото на животното. Тъй като на гръцки костта е "ос", се нарича науката за скелета остеология.

Скелетът се състои от около 200-300 кости (кон, к.с. -207-214; прасе, куче, котка -271-288), които са свързани помежду си посредством съединителна, хрущялна или костна тъкан. Масата на скелета при възрастно животно е от 6% (прасе) до 15% (кон, к.р.с.).

всичко функции на скелетамогат да бъдат разделени на две големи групи: механични и биологични. ДА СЕ механични функциивключват: защитни, опорни, локомоторни, пружинни, антигравитационни и биологичен -метаболизъм и хемопоеза (хемоцитопоеза).

1) Защитната функция е, че скелетът образува стените на телесните кухини, в които са разположени жизненоважни органи. Така например в черепната кухина е мозъкът, в гърдите - сърцето и белите дробове, в тазовата кухина - пикочно-половите органи.

2) Поддържащата функция се състои в това, че скелетът е опора за мускулите и вътрешните органи, които, като са прикрепени към костите, се задържат в своето положение.

3) Двигателната функция на скелета се проявява в това, че костите са лостове, които се привеждат в движение от мускулите и осигуряват движението на животното.

4) Пружинната функция се дължи на наличието в скелета на образувания, които омекотяват удари и тремори (хрущялни подложки и др.).

5) Антигравитационната функция се проявява в това, че скелетът създава опора за стабилността на тялото, издигащо се над земята.

6) Участие в метаболизма, особено в минералния метаболизъм, тъй като костите са депо на минерални соли на фосфор, калций, магнезий, натрий, барий, желязо, мед и други елементи.

7) Буферна функция. Скелетът действа като буфер, който стабилизира и поддържа постоянен йонен състав на вътрешната среда на тялото (хомеостаза).

8) Участие в хемоцитопоезата. Разположен в кухините на костния мозък, червеният костен мозък произвежда кръвни клетки. Масата на костния мозък по отношение на масата на костите при възрастни животни е приблизително 40-45%.

РАЗДЕЛЕНИЕ НА СКЕЛЕТА

Скелетът е рамката на тялото на животното. Обикновено се разделя на основен и периферен.

към аксиалния скелетвключват скелета на главата (черепния череп), скелета на шията, тялото и опашката. Черепът има най-сложната структура, тъй като съдържа мозъка, органите на зрението, обонянието, баланса и слуха, устната и носната кухини. Основната част от скелета на шията, торса и опашката е гръбначният стълб (columna vertebralis).

Гръбначният стълб е разделен на 5 отдела: шиен, гръден, поясен, сакрален и опашен. Шийната област се състои от шийните прешлени (v.cervicalis); гръдната област - от гръдните прешлени (v.thoracica), ребрата (costa) и гръдната кост (sternum); лумбален - от лумбалните прешлени (v.lumbalis); сакрален - от сакрума (os sacrum); опашка - от опашните прешлени (v.caudalis). Гръдната област на тялото има най-пълна структура, където има гръдни прешлени, ребра, гръдна кост, които заедно образуват гръдния кош (гръден кош), в който са разположени сърцето, белите дробове и медиастиналните органи. Най-малкото развитие при сухоземните животни има опашната част, която се свързва със загубата на двигателната функция на опашката по време на прехода на животните към сухоземен начин на живот.

Аксиалният скелет е подчинен на следните модели на структурата на тялото, които осигуряват мобилността на животното. Те включват :

1) Биполярността (едноосността) се изразява във факта, че всички части на аксиалния скелет са разположени на една и съща ос на тялото, освен това черепът е на черепния полюс, а опашката е на противоположната. Знакът за едноосност позволява да се установят две посоки в тялото на животното: черепно - към главата и каудално - към опашката.

2) Двустранността (двустранна симетрия) се характеризира с факта, че скелетът, както и багажникът, могат да бъдат разделени от сагиталната, средна равнина на две симетрични половини (дясна и лява), в съответствие с това прешлените ще бъдат разделен на две симетрични половини. Двустранността (антимерия) позволява да се разграничат страничните (странични, външни) и средните (вътрешни) посоки на тялото на животното.

3) Сегментацията (метамеризъм) е, че тялото може да бъде разделено от сегментни равнини на определен брой относително идентични метамери - сегменти. Метамерите следват оста отпред назад. На скелета такива метамери са прешлени с ребра.

4) Тетраподия е наличието на 4 крайника (2 гръдни и 2 тазови)

5) И последният модел е, поради гравитацията, местоположението в гръбначния канал на невралната тръба, а под нея чревната тръба с всички нейни производни. В тази връзка се планира дорзална посока на тялото - към гърба и вентрална посока - към корема.

периферен скелетпредставена от две двойки крайници: гръдни и тазови. В скелета на крайниците има само една закономерност - двустранност (антимеризъм). Крайниците са сдвоени, има леви и десни крайници. Останалите елементи са асиметрични. На крайниците се разграничават колани (гръден и тазов) и скелет на свободните крайници.

С помощта на колан свободният крайник се прикрепя към гръбначния стълб. Първоначално поясът на крайниците имаше три чифта кости: лопатката, ключицата и коракоидната кост (всичко е запазено при птиците), при животните е останала само една лопатка, запазен е само процес на туберкула на лопатката от медиалната страна от коракоидната кост, рудименти на ключицата присъстват при хищници (куче и котка). В тазовия пояс и трите кости (илиачна, срамна и седалищна) са добре развити, които растат заедно.

Скелетът на свободните крайници има три връзки. Първата връзка (stilopodium) има една греда (гръцки stilos - колона, podos - крак): на гръдния крайник - това е раменната кост, на таза - бедрената кост. Вторите връзки (zeugopodium) са представени от два лъча (zeugos - чифт): на гръдния крайник - това са лъчевата кост и лакътната кост (кости на предмишницата), на таза - тибията и фибулата (кости на подбедрицата ). Третите връзки (аутиподиум) се образуват: на гръдния крайник - ръката, на таза - крака. Те разграничават базиподиума (горната част е костите на китката и съответно тарзуса), метаподиума (средната част е костите на метакарпуса и метатарзуса) и акроподиума (най-крайната част са фалангите на пръстите).

ФИЛОГЕНЕЗА НА СКЕЛЕТА

Във филогенезата на гръбначните животни скелетът се развива в две посоки: външно и вътрешно.

Външният скелет изпълнява защитна функция, характерен е за долните гръбначни и е разположен върху тялото под формата на люспи или черупки (костенурка, броненосец). При по-високите гръбначни външният скелет изчезва, но някои от неговите елементи остават, променяйки предназначението и местоположението си, превръщайки се в покривните кости на черепа и, разположени вече под кожата, се свързват с вътрешния скелет. Във филоонтогенезата такива кости преминават само през два етапа на развитие (съединителна тъкан и кост) и се наричат ​​първични. Те не могат да се регенерират - ако костите на черепа са наранени, те са принудени да бъдат заменени с изкуствени пластини.

Вътрешният скелет изпълнява главно поддържаща функция. В процеса на развитие под въздействието на биомеханично натоварване, той постоянно се променя. Ако разгледаме безгръбначните, тогава вътрешният им скелет изглежда като прегради, към които са прикрепени мускулите.

Примитивното хордовиживотни (ланцетник ), заедно с преградите се появява ос - хорда (клетъчна нишка), облечена в мембрани на съединителната тъкан.

При хрущялни риби(акули, скатове), около нотохордата сегментно се образуват хрущялни дъги, които по-късно образуват прешлените. Хрущялните прешлени, свързващи се един с друг, образуват гръбначния стълб, вентрално към него се присъединяват ребрата. Така хордата остава под формата на нуклеус пулпозус между телата на прешлените. В черепния край на тялото се образува череп, който заедно с гръбначния стълб участва в образуването на аксиалния скелет. В бъдеще хрущялният скелет се заменя с кост, по-малко гъвкава, но по-издръжлива.

При костни рибиаксиалният скелет е изграден от по-издръжлива - груба влакнеста костна тъкан, която се характеризира с наличието на минерални соли и неправилно подреждане на колагенови (осеинови) влакна в аморфния компонент.

С прехода на животните към сухоземен начин на живот, земноводнообразува се нова част от скелета – скелетът на крайниците. В резултат на това при сухоземните животни освен аксиалния скелет се образува и периферният скелет (скелетът на крайниците). При земноводните, както и при костните риби, скелетът е изграден от едра влакнеста костна тъкан, но при по-високо организираните сухоземни животни (влечуги, птици и бозайници)скелетът вече е изграден от ламеларна костна тъкан, състояща се от костни пластини, съдържащи колагенови (осеинови) влакна, подредени по подреден начин.

По този начин вътрешният скелет на гръбначните животни преминава през три етапа на развитие във филогенезата: съединителна тъкан (мембранна), хрущялна и костна. Костите на вътрешния скелет, които преминават през всички тези три етапа, се наричат ​​вторични (първоначални).

ОНТОГЕНЕЗИС НА СКЕЛЕТА

В съответствие с основния биогенетичен закон на Баер и Е. Хекел, скелетът също преминава през три етапа на развитие в онтогенезата: мембранен (съединителна тъкан), хрущялен и костен.

В най-ранния стадий на развитие на ембриона опорната част на тялото му е плътна съединителна тъкан, която образува мембранен скелет. След това в ембриона се появява хорда, а около нея хрущялният, а по-късно и костният гръбначен стълб и черепът, а след това започват да се формират крайниците.

В префеталния период целият скелет, с изключение на първичните покривни кости на черепа, е хрущялен и съставлява около 50% от телесното тегло. Всеки хрущял има формата на бъдеща кост и е покрит с перихондриум (плътна съединителнотъканна обвивка). През този период започва осификация на скелета, т.е. образуване на костна тъкан на мястото на хрущял. Осификацията или осификацията (лат. os - кост, facio - правя) се извършва както от външната повърхност (перихондрална осификация), така и отвътре (ендохондрална осификация). На мястото на хрущяла се образува грубовлакнеста костна тъкан. В резултат на това скелетът на плода е изграден от грубо влакнеста костна тъкан.

Едва в неонаталния период грубата фиброзна костна тъкан се заменя с по-съвършена ламеларна костна тъкан. През този период се изисква специално внимание за новородените, тъй като техният скелет все още не е силен. Що се отнася до хордата, нейните останки са разположени в центъра на междупрешленните дискове под формата на пулпозни ядра. Особено внимание през този период трябва да се обърне на покривните кости на черепа (тилна, париетална и темпорална), тъй като те заобикалят хрущялния етап. Между тях в онтогенезата се образуват значителни съединителнотъканни пространства, наречени фонтанели (fonticulus), само в напреднала възраст те са напълно осифицирани (ендесмална осификация).



Въпрос 1.
Скелетизпълнява следните функции:
1) поддържаща - за всички други системи и органи;
2) мотор - осигурява движение на тялото и неговите части в пространството;
3) защитна - предпазва органите на гръдния кош и коремната кухина, мозъка, нервите, кръвоносните съдове от външни влияния.

Въпрос 2.
Разграничете два вида скелет- външни и вътрешни. Някои протозои, много мекотели, членестоноги имат външен скелет - това са черупките на охлюви, миди, стриди, твърди черупки на раци, раци, леки, но здрави хитинови покрития от насекоми. Безгръбначните радиоларии, главоноги и гръбначни животни имат вътрешен скелет.

Въпрос 3.
Тялото на мекотелите обикновено е затворено в черупка. Черупката може да се състои от две клапи или да има различна форма под формата на капачка, къдрица, спирала и др. Черупката е изградена от два слоя - външен, органичен, и вътрешен - от калциев карбонат. Варовитият слой е разделен на два слоя: зад органичния слой има порцеланоподобен слой, образуван от призматични кристали на калциев карбонат, а под него се намира слой от седеф, чиито кристали са под формата на тънки плочи, върху които светлината пречи.
Черупката е външен твърд скелет.

Въпрос 4.
Тялото и крайниците на насекомите имат хитиново покритие - кутикула, която е външният скелет. Кутикулата на много насекоми е снабдена с голям брой косми, които изпълняват функцията на допир.

Въпрос 5.
Протозоите могат да образуват външни скелети под формата на черупки или черупки (фораминифери, радиоларии, бронирани камшичета), както и вътрешни скелети с различни форми. Основната функция на скелета на протозоите е защитната.

Въпрос 6.
Наличието на твърди корици в членестоноги предотвратява непрекъснатия растеж на животните. Следователно растежът и развитието на членестоногите са придружени от периодични молти. Старата кутикула се отделя и докато новата се втвърди, животното расте.

Въпрос 7.
Гръбначните имат вътрешен скелет, чийто основен аксиален елемент е нотохордата. При гръбначните животни вътрешният скелет се състои от три отдела - скелет на главата, скелет на тялото и скелет на крайниците. Гръбначните животни (земноводни риби, влечуги, птици, бозайници) имат вътрешен скелет.

Въпрос 8.
Растения тогавате също имат опорни структури, с които носят листата към слънцето и ги поддържат в такова положение, че листните плочи да се осветяват възможно най-добре от слънчева светлина. При дървесните растения механичната тъкан служи като основна опора. Има три вида механични тъкани:
1) коленхимът се образува от живи клетки с различни форми. Те се намират в младите стъбла и листа на растенията;
2) влакната са представени от мъртви удължени клетки с равномерно удебелени мембрани. Влакната са част от дървото и лика. Ленът е пример за нелигнифицирани ликови влакна;
3) каменистите клетки имат неправилна форма и силно удебелени лигнифицирани черупки. Тези клетки образуват черупката на ядките, костилките на костилките и т.н. Каменисти клетки се намират в пулпата на плодовете на круши и дюли.
В комбинация с други тъкани механичната тъкан образува един вид "скелет" на растението, особено развит в стъблото. Тук той често образува вид цилиндър, минаващ вътре в стъблото, или е разположен по него в отделни нишки, осигурявайки здравината на огъване на стъблото. В корена, напротив, механичната тъкан е концентрирана в центъра, увеличавайки устойчивостта на корена на разкъсване. Дървото също играе механична роля, дори след смъртта на дървените клетки продължават да изпълняват поддържаща функция.

В процеса на еволюция животните усвояват все повече и повече нови територии, видове храна, адаптирани към променените условия на живот. Еволюцията постепенно променя външния вид на животните. За да оцелееш, беше необходимо активно да търсиш храна, по-добре да се криеш или защитаваш срещу врагове и да се движиш по-бързо. Променяйки се заедно с тялото, мускулно-скелетната система трябваше да осигури всички тези еволюционни промени. Най-примитивните протозоинямат опорни структури, движат се бавно, текат с помощта на псевдоподи и постоянно променят формата си.

Първата опорна структура, която се появи - клетъчната мембрана. Той не само разграничи организма от външната среда, но също така даде възможност да се увеличи скоростта на движение поради камшичетата и ресничките. Многоклетъчните животни имат голямо разнообразие от поддържащи структури и адаптации за движение. Външен вид външен скелетувеличава скоростта на движение поради развитието на специализирани мускулни групи. Вътрешен скелетрасте заедно с животното и ви позволява да достигнете рекордни скорости. Всички хордови имат вътрешен скелет. Въпреки значителните различия в структурата на мускулно-скелетните структури при различните животни, техните скелети изпълняват сходни функции: опора, защита на вътрешните органи и движение на тялото в пространството. Движенията на гръбначните животни се извършват от мускулите на крайниците, които извършват такива видове движения като бягане, скачане, плуване, летене, катерене и др.

Скелет и мускули

Мускулно-скелетната система е представена от кости, мускули, сухожилия, връзки и други елементи на съединителната тъкан. Скелетът определя формата на тялото и заедно с мускулите предпазва вътрешните органи от всякакви увреждания. Благодарение на връзките костите могат да се движат една спрямо друга. Движението на костите възниква в резултат на свиването на мускулите, които се прикрепят към тях. В този случай скелетът е пасивна част от двигателния апарат, която изпълнява механична функция. Скелетът се състои от плътни тъкани и защитава вътрешните органи и мозъка, образувайки естествени костни контейнери за тях.

В допълнение към механичните функции, скелетната система изпълнява редица биологични функции. Костите съдържат основния запас от минерали, които се използват от тялото при необходимост. Костите съдържат червен костен мозък, който произвежда кръвни клетки.

Човешкият скелет се състои от общо 206 кости – 85 чифтни и 36 нечифтни.

Структурата на костите

Химическият състав на костите

Всички кости са съставени от органични и неорганични (минерални) вещества и вода, чиято маса достига 20% от костната маса. Органична материя на костите осеин- има еластични свойства и придава еластичност на костите. Минералите - карбонатни соли, калциев фосфат - придават твърдост на костите. Високата здравина на костите се осигурява от комбинацията от еластичността на осеина и твърдостта на минералното вещество на костната тъкан.

Макроскопска структура на костта

Отвън всички кости са покрити с тънък и плътен филм от съединителна тъкан - надкостница. Само главите на дългите кости нямат надкостница, а са покрити с хрущял. Периостът съдържа много кръвоносни съдове и нерви. Той осигурява храненето на костната тъкан и участва в растежа на костта в дебелина. Благодарение на надкостницата счупените кости се срастват.

Различните кости имат различна структура. Дългата кост има вид на тръба, чиито стени се състоят от плътно вещество. Такива тръбна структурадългите кости им придават сила и лекота. В кухините на тръбните кости е жълт костен мозък- Рехава съединителна тъкан, богата на мазнини.

Краищата на дългите кости съдържат пореста кост. Състои се също от костни пластини, които образуват множество кръстосани прегради. На местата, където костта е подложена на най-голямо механично натоварване, броят на тези прегради е най-голям. В гъбестото вещество е червен костен мозъкчиито клетки пораждат кръвни клетки. Късите и плоски кости също имат гъбеста структура, само отвън са покрити със слой язовирно вещество. Гъбестата структура придава на костите здравина и лекота.

Микроскопска структура на костта

Костната тъкан се отнася до съединителната тъкан и има много междуклетъчно вещество, състоящо се от осеин и минерални соли.

Това вещество образува костни пластини, разположени концентрично около микроскопични тубули, които минават по протежение на костта и съдържат кръвоносни съдове и нерви. Костните клетки и следователно костта са жива тъкан; той получава хранителни вещества от кръвта, в него се извършва метаболизъм и могат да настъпят структурни промени.

Видове кости

Структурата на костите се определя от процеса на дълго историческо развитие, по време на който тялото на нашите предци се променя под въздействието на околната среда и се адаптира чрез естествен подбор към условията на съществуване.

В зависимост от формата се различават тръбести, гъбести, плоски и смесени кости.

тръбести костинамират се в органи, които правят бързи и екстензивни движения. Сред тръбните кости има дълги кости (раменна кост, бедрена кост) и къси (фаланги на пръстите).

При тръбните кости се разграничава средна част - тялото и два края - главите. Вътре в дългите тръбести кости има кухина, пълна с жълт костен мозък. Тръбната структура определя здравината на костите, необходима за тялото, като консумира най-малко количество материал за тях. По време на периода на растеж на костите хрущялът се намира между тялото и главата на тръбните кости, поради което костта расте по дължина.

плоски костиограничават кухини, вътре в които са разположени органи (черепни кости), или служат като повърхности за закрепване на мускулите (скапула). Плоските кости, подобно на късите тръбести кости, са предимно гъбести. Краищата на дългите тръбести кости, както и на късите тръбести и плоски кости нямат кухини.

гъбести костиизградени предимно от гъбесто вещество, покрито с тънък слой компакт. Сред тях се разграничават дълги гъбести кости (гръдна кост, ребра) и къси (прешлени, китка, тарзус).

ДА СЕ смесени костивключват кости, които са съставени от няколко части, които имат различна структура и функция (темпорална кост).

Издатини, хребети, грапавини на костта - това са местата на закрепване към костите на мускула. Колкото по-добре са изразени, толкова по-силни са мускулите, прикрепени към костите.

Човешки скелет.

Скелетът на човека и повечето бозайници има еднакъв тип структура, състои се от същите части и кости. Но човекът се отличава от всички животни по своята работоспособност и интелект. Това остави значителен отпечатък върху структурата на скелета. По-специално, обемът на човешката черепна кухина е много по-голям от този на всяко животно, което има тяло със същия размер. Размерът на лицевата част на човешкия череп е по-малък от този на мозъка, докато при животните, напротив, той е много по-голям. Това се дължи на факта, че при животните челюстите са орган за защита и получаване на храна и следователно са добре развити, а обемът на мозъка е по-малък, отколкото при хората.

Извивките на гръбначния стълб, свързани с изместването на центъра на тежестта поради вертикалното положение на тялото, допринасят за поддържането на баланса на човека и омекотяват ударите. Животните нямат такива извивки.

Човешкият гръден кош е компресиран отпред назад и близо до гръбначния стълб. При животните тя е компресирана отстрани и се простира до дъното.

Широкият и масивен човешки тазов пояс прилича на купа, поддържа коремните органи и пренася телесното тегло върху долните крайници. При животните телесното тегло е равномерно разпределено между четирите крайника, а тазовият пояс е дълъг и тесен.

Костите на долните крайници на човек са значително по-дебели от горните. Животните нямат значителна разлика в структурата на костите на предните и задните крайници. Голямата подвижност на предните крайници, особено на пръстите, дава възможност на човек да извършва различни движения и видове работа с ръцете си.

Скелет на торса аксиален скелет

Скелет на торсавключва гръбначния стълб, състоящ се от пет дяла и гръдни прешлени, ребра и гръдна кост. гръден кош(виж таблицата).

Череп

В черепа се разграничават мозъчни и лицеви участъци. IN церебралначаст от черепа - черепът - е мозъкът, предпазва мозъка от удар и т.н. Черепът се състои от неподвижно свързани плоски кости: челна, две париетални, две темпорални, тилна и основна. Тилната кост се свързва с първите прешлени на гръбначния стълб с помощта на елипсовидна става, която осигурява накланянето на главата напред и настрани. Главата се върти заедно с първия шиен прешлен поради връзката между първия и втория шиен прешлен. В тилната кост има дупка, през която мозъкът се свързва с гръбначния мозък. Дъното на черепа се образува от основната кост с множество отвори за нерви и кръвоносни съдове.

лицевичерепната секция образува шест сдвоени кости - горна челюст, зигоматична, носна, палатинна, долна носна раковина, както и три несдвоени кости - долна челюст, вомер и хиоидна кост. Долночелюстната кост е единствената кост на черепа, която е подвижно свързана с темпоралните кости. Всички кости на черепа (с изключение на долната челюст) са неподвижно свързани, което се дължи на защитната функция.

Структурата на лицевия череп при хората се определя от процеса на "хуманизация" на маймуната, т.е. водещата роля на труда, частичното прехвърляне на функцията за захващане от челюстите към ръцете, които са станали органи на труда, развитието на членоразделната реч, използването на изкуствено приготвена храна, което улеснява работата на дъвкателния апарат. Мозъчният череп се развива успоредно с развитието на мозъка и сетивните органи. Във връзка с увеличаването на обема на мозъка, обемът на черепа се е увеличил: при хората той е около 1500 cm 2.

Скелет на торса

Скелетът на тялото се състои от гръбначния стълб и гръдния кош. гръбначен стълб- основата на скелета. Състои се от 33-34 прешлена, между които има хрущялни подложки - дискове, което придава гъвкавост на гръбначния стълб.

Човешкият гръбначен стълб образува четири извивки. В шийните и лумбалните прешлени те изпъкват напред, в гръдните и сакралните - назад. В индивидуалното развитие на човек, завоите се появяват постепенно, при новородено гръбнакът е почти прав. Първо се образува цервикален завой (когато детето започне да държи главата си изправено), след това гърдите (когато детето започне да седи). Появата на лумбалните и сакралните извивки е свързана с поддържането на равновесие във вертикално положение на тялото (когато детето започне да се изправя и ходи). Тези завои са от голямо физиологично значение - те увеличават размера на гръдния кош и тазовата кухина; улесняват тялото да поддържа баланс; омекотяват ударите при ходене, скачане, бягане.

С помощта на междупрешленните хрущяли и връзки гръбначният стълб образува гъвкав и еластичен стълб с подвижност. Не е еднакво в различните части на гръбначния стълб. Шийните и лумбалните отдели на гръбначния стълб имат по-голяма подвижност, гръдният отдел е по-малко подвижен, тъй като е свързан с ребрата. Сакрумът е напълно неподвижен.

В гръбначния стълб се разграничават пет отдела (виж диаграмата "Отдели на гръбначния стълб"). Размерът на телата на прешлените се увеличава от шийния към лумбалния поради по-голямото натоварване на подлежащите прешлени. Всеки от прешлените се състои от тяло, костна дъга и няколко израстъка, към които са прикрепени мускулите. Между тялото на прешлена и дъгата има дупка. Отворите на всички прешлени се образуват гръбначния каналв която се намира гръбначният мозък.

Гръден кошобразуван от гръдната кост, дванадесет чифта ребра и гръдни прешлени. Той служи като контейнер за важни вътрешни органи: сърце, бели дробове, трахея, хранопровод, големи съдове и нерви. Участва в дихателните движения поради ритмичното повдигане и спускане на ребрата.

При хората, във връзка с прехода към изправено положение, ръката също се освобождава от функцията на движение и се превръща в орган на труда, в резултат на което гръдният кош изпитва сцепление от прикрепените мускули на горните крайници; вътрешностите не притискат предната стена, а долната, образувана от диафрагмата. Това кара гърдите да станат плоски и широки.

Скелет на горен крайник

Скелет на горен крайниксе състои от раменен пояс (скапула и ключица) и свободен горен крайник. Лопатката е плоска триъгълна кост, прилежаща към задната част на гръдния кош. Ключицата има извита форма, наподобяваща латинската буква S. Нейното значение в човешкото тяло се състои в това, че поставя раменната става на известно разстояние от гръдния кош, осигурявайки по-голяма свобода на движение на крайника.

Костите на свободния горен крайник включват раменната кост, костите на предмишницата (радиус и лакътна кост) и костите на ръката (костите на китката, костите на метакарпуса и фалангите на пръстите).

Предмишницата е представена от две кости - лакътната и лъчевата. Благодарение на това той е способен не само на флексия и екстензия, но и на пронация - обръщане навътре и навън. Лакътната кост в горната част на предмишницата има прорез, който се свързва с блока на раменната кост. Радиусът се свързва с главата на раменната кост. В долната част радиусът има най-масивния край. Именно тя с помощта на ставната повърхност, заедно с костите на китката, участва в образуването на ставата на китката. Напротив, краят на лакътната кост тук е тънък, има странична ставна повърхност, с помощта на която се свързва с радиуса и може да се върти около него.

Ръката е дисталната част на горния крайник, чийто скелет са костите на китката, метакарпуса и фалангата. Китката се състои от осем къси гъбести кости, подредени в два реда, по четири във всеки ред.

скелетна ръка

ръка- горният или предният крайник на човека и маймуните, за които способността да се противопостави палеца на всички останали преди това се счита за характерна черта.

Анатомичната структура на ръката е доста проста. Ръката е прикрепена към тялото чрез костите на раменния пояс, ставите и мускулите. Състои се от 3 части: рамо, предмишница и ръка. Раменният пояс е най-мощен. Сгъването на ръцете в лакътя дава на ръцете по-голяма подвижност, увеличавайки тяхната амплитуда и функционалност. Ръката се състои от много подвижни стави, благодарение на тях човек може да кликне върху клавиатурата на компютър или мобилен телефон, да посочи с пръст в правилната посока, да носи чанта, да рисува и т.н.

Раменете и ръцете са свързани посредством раменната, лакътната и лъчевата кост. И трите кости са свързани помежду си с помощта на стави. В лакътната става ръката може да се сгъва и разгъва. И двете кости на предмишницата са свързани подвижно, следователно по време на движение в ставите радиусът се върти около лакътната кост. Четката може да се върти на 180 градуса.

Скелет на долните крайници

Скелет на долния крайниксе състои от тазов пояс и свободен долен крайник. Тазовият пояс се състои от две тазови кости, свързани зад сакрума. Тазовата кост се образува от сливането на три кости: илиума, исхиума и пубиса. Сложната структура на тази кост се дължи на редица функции, които изпълнява. Свързвайки се с бедрото и сакрума, пренасяйки тежестта на тялото върху долните крайници, той изпълнява функцията на движение и опора, както и защитна функция. Във връзка с вертикалното положение на човешкото тяло тазовият скелет е относително по-широк и по-масивен, отколкото при животните, тъй като поддържа органите, разположени над него.

Костите на свободния долен крайник включват бедрената кост, подбедрицата (тибия и фибула) и ходилото.

Скелетът на стъпалото се образува от костите на тарзуса, метатарзуса и фалангите на пръстите. Човешкото стъпало се различава от животинското по своята сводеста форма. Сводът омекотява ударите, получавани от тялото при ходене. Пръстите на стъпалото са слабо развити, с изключение на големия, тъй като е загубил хватателната си функция. Тарзусът, напротив, е силно развит, калканеусът е особено голям в него. Всички тези характеристики на стъпалото са тясно свързани с вертикалното положение на човешкото тяло.

Изправената стойка на човек е довела до факта, че разликата в структурата на горните и долните крайници е станала много по-голяма. Човешките крака са много по-дълги от ръцете, а костите им са по-масивни.

Костни стави

В човешкия скелет има три вида връзки на костите: неподвижни, полуподвижни и подвижни. Фиксиранавидът на връзката е връзката, дължаща се на сливане на кости (тазови кости) или образуване на конци (черепни кости). Това сливане е адаптация за понасяне на тежкото натоварване, изпитвано от човешкия сакрум поради вертикалното положение на торса.

полуподвиженвръзката се осъществява с хрущяла. Телата на прешлените са свързани по този начин, което допринася за наклона на гръбначния стълб в различни посоки; ребра с гръдна кост, която осигурява движението на гръдния кош по време на дишане.

Подвиженвръзка, или става, е най-често срещаната и в същото време сложна форма на костна връзка. Краят на една от костите, образуващи ставата, е изпъкнал (главата на ставата), а краят на другата е вдлъбнат (ставната кухина). Формата на главата и кухината съответстват една на друга и на движенията, извършвани в ставата.

ставна повърхностставните кости са покрити с бял лъскав ставен хрущял. Гладката повърхност на ставния хрущял улеснява движението, а еластичността му омекотява сътресенията и сътресенията на ставата. Обикновено ставната повърхност на едната кост, която образува ставата, е изпъкнала и се нарича глава, а другата е вдлъбната и се нарича кухина. Поради това свързващите кости прилягат плътно една към друга.

Ставна торбаопъната между ставните кости, образувайки херметично затворена ставна кухина. Ставната торба се състои от два слоя. Външният слой преминава в периоста, вътрешният отделя течност в ставната кухина, която играе ролята на смазка, осигуряваща свободното плъзгане на ставните повърхности.

Характеристики на човешкия скелет, свързани с трудовата дейност и изправената поза

Трудова дейност

Тялото на съвременния човек е добре приспособено към трудова дейност и изправена стойка. Двукракото придвижване е адаптация към най-важната характеристика на човешкия живот - работата. Именно той поставя рязката граница между човека и висшите животни. Трудът имаше пряко въздействие върху структурата и функцията на ръката, която започна да влияе върху останалата част от тялото. Първоначалното развитие на изправеното ходене и появата на трудовата дейност доведоха до по-нататъшна промяна в цялото човешко тяло. Водещата роля на труда допринесе за частичното прехвърляне на функцията за захващане от челюстите към ръцете (които по-късно станаха органи на труда), развитието на човешката реч, използването на изкуствено приготвена храна (улеснява работата на дъвкателния апарат) . Мозъчната част на черепа се развива успоредно с развитието на мозъка и сетивните органи. В тази връзка обемът на черепа се увеличава (при хората - 1500 cm 3, при човекоподобните маймуни - 400–500 cm 3).

двукрак

Значителна част от признаците, присъщи на човешкия скелет, са свързани с развитието на двукрака походка:

• поддържащ крак със силно развит, мощен палец;
• четка с много развит палец;
• формата на гръбнака с неговите четири извивки.

Формата на гръбначния стълб се е развила поради пружинираща адаптация към ходене на два крака, което осигурява плавни движения на тялото, предпазва го от увреждане при резки движения и скокове. Багажникът е сплескан в гръдната област, което води до компресия на гръдния кош отпред назад. Долните крайници също са претърпели промени поради изправената стойка - широко разположените тазобедрени стави придават стабилност на тялото. В хода на еволюцията гравитацията на тялото се преразпределя: центърът на тежестта се премества надолу и заема позиция на нивото на 2-3 сакрални прешлени. Човек има много широк таз, а краката му са широко раздалечени, което позволява на тялото да бъде стабилно при движение и изправяне.

В допълнение към гръбначния стълб с извита форма, пет прешлена в сакрума, компресиран гръден кош, може да се отбележи удължаването на лопатката и разширения таз. Всичко това доведе до:

• силно развитие на таза в ширина;
• закрепване на таза със сакрума;
• мощно развитие и специален начин за укрепване на мускулите и връзките в областта на тазобедрената става.

Преходът на човешките предци към изправено ходене доведе до развитието на пропорциите на човешкото тяло, които го отличават от маймуните. Така че за човек са характерни по-къси горни крайници.

Ходене и труддоведе до образуването на асиметрия на човешкото тяло. Дясната и лявата половина на човешкото тяло не са симетрични по форма и структура. Ярък пример за това е човешката ръка. Повечето хора са десничари, като около 2-5% са левичари.

Развитието на двуногостта, съпътстващо прехода на нашите предци към живот на открити места, доведе до значителни промени в скелета и целия организъм като цяло.

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 е общото между животинските скелети? Какви разлики съществуват? Как човешкият скелет се различава от структурата на други 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 той образува опорно-двигателния апарат, благодарение на който 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 формира от хитин, кератин или дори варовик.

Костите са невероятна част от тялото. Те са много здрави и твърди, способни да издържат на огромни натоварвания, но в същото време остават леки. В младото тяло костите са еластични и с времето стават по-крехки и чупливи.

Скелетът на животните е един вид "килер" от минерали. Ако тялото изпитва липса на тях, 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 и магнезий. Точният химичен състав зависи от храненето на даден 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 главата си, да седнем или да хванем нещо с ръка.

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 силни). 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 отговарят за имунитета на тялото.

Как и кога е възникнал скелетът?

Скелетът на животните и цялата мускулно-скелетна система са възникнали поради еволюцията. Според общоприетата версия първите организми, появили се на Земята, не са имали толкова сложни адаптации. Дълго време на нашата планета съществуват амебични същества с меко тяло.

Тогава в атмосферата и хидросферата на планетата имаше десет пъти по-малко кислород. В един момент делът на газа започва да се увеличава, започвайки, както предполагат учените, верижна реакция на промени. По този начин количеството 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, притежаващи скелет, са открити във варовикови слоеве в Намибия, Сибир, Испания и други региони. Те са обитавали световните океани преди около 560 милиона години. По своята структура организмите наподобяваха гъби с цилиндрично тяло. Радиално от тях излизаха дълги лъчи (до 40 см) от калциев карбонат, които играеха ролята на скелет.

Разновидности на скелети

Има три вида скелет: външен, вътрешен и течен. Външният или екзоскелетът не е скрит под покритието на кожата или други тъкани, но напълно или частично покрива тялото на животното отвън. Какви животни имат външен скелет? Притежава се от паякообразни, насекоми, ракообразни и някои гръбначни животни.

Подобно на бронята, тя изпълнява главно защитна функция и понякога може да служи като убежище за жив организъм (черупка на костенурка или охлюв). Такъв скелет има значителен недостатък. Не расте със собственика, поради което животното е принудено периодично да го отделя и да отглежда ново покритие. За известно време тялото губи обичайната си защита и става уязвимо.

Ендоскелетът е вътрешният скелет на животните. Покрит е с месо и кожа. Той има по-сложна структура, изпълнява много функции и расте едновременно с цялото тяло. Ендоскелетът е разделен на аксиална част (гръбначен стълб, череп, гръден кош) и допълнителна или периферна част (крайници и кости на коланите).

Течният или хидростатичният скелет е най-рядко срещан. Притежават го медузи, червеи, морски анемонии и др. Представлява мускулеста стена, пълна с течност. Налягането на течността поддържа формата на тялото. Когато мускулите се свиват, налягането се променя, което привежда тялото в движение.

Какви животни нямат скелет?

В обичайния смисъл скелетът е точно вътрешната рамка на тялото, съвкупността от кости и хрущяли, които образуват черепа, крайниците и гръбначния стълб. Съществуват обаче редица организми, които не притежават тези части, някои от които дори нямат специфична форма. Но означава ли това, че те изобщо нямат скелет?

Някога Жан Батист Ламарк 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 червеите, медузите и някои мекотели той е хидростатичен.

При редица мекотели има формата на черупка. При различните видове структурата му е различна. По правило той включва три слоя, състоящи се от протеина конхиолин и калциев карбонат. Черупките са двучерупчести (миди, стриди) и спирални с извивки, а понякога и карбонатни игли и шипове.

членестоноги

Типът членестоноги също принадлежи към безгръбначните. Това е най-многобройният, който съчетава ракообразни, паякообразни, насекоми, стоножки. Тялото им е симетрично, има чифтни крайници и е разделено на сегменти.

По структура скелетът на животните е външен. Покрива цялото тяло под формата на кутикула, съдържаща хитин. Кутикулата е твърда черупка, която предпазва всеки сегмент от животното. Плътните му области са склеритни, свързани помежду си с по-подвижни и гъвкави мембрани.

При насекомите кутикулата е здрава и дебела, състояща се от три слоя. На повърхността образува власинки (хети), шипове, четинки и различни израстъци. При паякообразните кутикулата е сравнително тънка и съдържа дермален слой и базални мембрани отдолу. В допълнение към защитата, предпазва животните от загуба на влага.

Сухоземните раци и въшките нямат плътен външен слой, който задържа влагата в тялото. Само начинът на живот ги спасява от изсъхване - животните постоянно се стремят към места с висока влажност.

Скелет на хордови

Хорда - вътрешна аксиална скелетна формация, надлъжна нишка на костната рамка на тялото. Присъства при хордовите, от които има повече от 40 000 вида. Те включват безгръбначни, при които нотохордата присъства за определен период от време в един от етапите на развитие.

При по-ниските представители на групата (ланцетници, кръглостоми и някои видове риби) нотохордата се запазва през целия живот. При ланцетниците се намира между червата и невралната тръба. Състои се от напречни мускулни плочи, които са заобиколени от черупка и са свързани помежду си с израстъци. Свивайки се и отпускайки се, той работи като хидростатичен скелет.

При круглостомите нотохордата е по-твърда и има зачатъци на прешлени. Те нямат сдвоени крайници, челюсти. Скелетът е изграден само от съединителна и хрущялна тъкан. От тях се образуват черепът, лъчите на перките и ажурната решетка на хрилете на животното. Езикът на круглостомите също има скелет; в горната част на органа има зъб, с който животното провира плячката си.

Гръбначни

При висшите представители на хордатите аксиалната връв се превръща в гръбнак - поддържащият елемент на вътрешния скелет. Това е гъвкава колона, състояща се от кости (прешлени), които са свързани с дискове и хрущяли. По правило тя е разделена на отдели.

Структурата на скелета 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 осигуряваше по-добра защита на гръбначния мозък и нервите.

Сдвоени и несдвоени крайници се отклоняват от гръбначния стълб. Нечифтни са опашките и перките, чифтните са разделени на пояси (горни и долни) и скелета на свободните крайници (перки или петпръсти крайници).

Риба

При тези гръбначни животни скелетът се състои от две части: багажника и опашката. Акулите, скатите и химерите нямат костна тъкан. Скелетът им е изграден от гъвкав хрущял, който с времето натрупва варовик и става по-твърд.

Останалите риби имат костен скелет. Между прешлените са разположени хрущялни слоеве. В предната част от тях се простират странични процеси, преминаващи в ребрата. Черепът на рибата, за разлика от сухоземните животни, има повече от четиридесет подвижни елемента.

Гълтачът е заобиколен от полукръг от 3 до 7, между които има хрилни цепки. Отвън образуват хриле. Всички риби ги имат, само при някои са образувани от хрущялна тъкан, а при други – от кост.

Радиалните кости на перките, свързани с мембрана, се отклоняват от гръбначния стълб. Чифтни перки - гръдни и коремни, нечифтни - анален, гръбен, опашен. Техният брой и вид варират.

Земноводни и влечуги

При земноводните се появяват цервикалната и сакралната област, които варират от 7 до 200 прешлена. Някои земноводни имат опашка, някои нямат опашка, но има сдвоени крайници. Те се движат чрез скачане, така че задните крайници са удължени.

Видовете без опашка 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, пубисната и седалищната кост. А задните крайници имат подбедрица, бедро, стъпало.

Скелетът на влечугите също има тези части, като се усложнява с петия отдел на гръбначния стълб - лумбалния. Те имат от 50 до 435 прешлена. Черепът е по-окостен. Опашната част задължително присъства, нейните прешлени 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 подвижно свързани, 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 цервикалната област са подвижно свързани, в други области прешлените често са слети.

Костите им са леки и някои са частично пълни с въздух. Вратът на птиците е удължен (10-15 прешлена). Черепът им е цял, без шевове, отпред има клюн. Формата и дължината на клюна са много различни и са свързани с начина на хранене на животните.

Основната адаптация за полет 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. Няма го в щраусите, папагала бухал.

Предните крайници на птиците са крила. Те се състоят от дебела и здрава раменна кост, извита лакътна кост и тънък радиус. Някои от костите на ръката са слети заедно. При всички, с изключение на щраусите, тазовите срамни кости не се сливат заедно. Така че птиците могат да снасят големи яйца.

бозайници

Сега има около 5500 вида бозайници, включително хора. При всички представители на класа вътрешният скелет е разделен на пет дяла и включва черепа, гръбначния стълб, гърдите, 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 тъпанчева кост, която не присъства при други животни. Горният пояс включва главно лопатките, ключиците, рамото, предмишницата и ръката (от китката, метакарпуса, пръстите с фаланги). Долният пояс се състои от бедро, подбедрица, стъпало с тарзус, метатарзус и пръсти. Най-големите различия в класа се забелязват именно в поясите 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 приличат на плавници. Прилепите летят като птици. Пръстите им (с изключение на един) са силно удължени и свързани с мембрана от кожа, образувайки крило.

Как човек е различен?

Човешкият скелет има същите части като другите бозайници. По структура той е най-подобен на шимпанзето. Но за разлика от тях, човешките крака са много по-дълги от ръцете. Цялото тяло е ориентирано вертикално, главата не е издадена 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. Човек има брадичка, черепът е заоблен, няма непрекъснати суперцилиарни арки.

Ние нямаме опашка. Недоразвитият му вариант е представен от опашна кост от 4-5 прешлена. За разлика от бозайниците, гърдите не са сплеснати от двете страни, а са разширени. Палецът е противоположен на останалата част, ръката е подвижно свързана с китката.