Muskuloskeletálny systém zabezpečuje pohyb a udržiavanie polohy tela zvieraťa v priestore, formách vonkajšia forma organizmu a podieľa sa na metabolických procesoch. Tvorí asi 60 % telesnej hmotnosti dospelého zvieraťa.
Bežne sa pohybový aparát delí na pasívnu a aktívnu časť. Pasívna časť zahŕňa kosti a ich spojenia, od ktorých závisí povaha pohyblivosti kostných pák a článkov tela zvieraťa (15%). Aktívnu časť tvoria kostrové svaly a ich pomocné zariadenia, vďaka sťahom ktorých sa kosti kostry dávajú do pohybu (45 %). Aktívna aj pasívna časť majú spoločný pôvod(mezoderm) a sú navzájom úzko prepojené.
Funkcie pohybového aparátu:
1) Motorická aktivita je prejavom vitálnej aktivity organizmu, je to to, čo odlišuje živočíšne organizmy od rastlinných organizmov a určuje vznik širokej škály spôsobov pohybu (chôdza, beh, lezenie, plávanie, lietanie).
2) Muskuloskeletálny systém tvorí tvar tela - exteriér zvieraťa, pretože k jeho vzniku došlo pod vplyvom gravitačného poľa Zeme, jeho veľkosť a tvar u stavovcov sa líšia vo výraznej rozmanitosti, čo je vysvetlené rozdielne podmienky ich biotopy (suchozemské, suchozemsko-drevnaté, vzdušné, vodné).
3) Okrem toho pohybový aparát zabezpečuje množstvo životne dôležitých funkcií tela: vyhľadávanie a zachytávanie potravy; útok a aktívna obrana; vykonáva dýchacie funkcie pľúca (motilita dýchania); pomáha srdcu pri pohybe krvi a lymfy cez cievy („periférne srdce“).
4) U teplokrvných živočíchov (vtáky a cicavce) zabezpečuje pohybový aparát udržiavanie stálej telesnej teploty;
Funkcie pohybového aparátu zabezpečujú nervový a kardiovaskulárny systém, dýchacie, tráviace a močové orgány, koža, žľazy vnútorná sekrécia. Keďže vývoj pohybového aparátu je neoddeliteľne spojený s vývojom nervový systém, potom pri narušení týchto spojení nastáva najskôr paréza a potom paralýza pohybového aparátu (zviera sa nemôže hýbať). S poklesom fyzickej aktivity dochádza k porušeniu metabolické procesy a atrofia svalového a kostného tkaniva.
Orgány pohybového aparátu majú pri pohybe vlastnosti elastických deformácií, vzniká v nich mechanická energia vo forme elastických deformácií, bez ktorých je normálny krvný obeh a impulzy mozgu a. miecha. Energia elastických deformácií v kostiach sa premieňa na piezoelektrickú energiu a vo svaloch na tepelnú energiu. Energia uvoľnená pri pohybe vytláča krv z ciev a spôsobuje podráždenie receptorového aparátu, z ktorého nervové impulzy vstúpiť do centrálneho nervového systému. Práca pohybového aparátu je teda úzko prepojená a nedá sa vykonávať bez nervového systému a cievny systém zase nemôže normálne fungovať bez pohybového aparátu.
Kostra
Základom pasívnej časti pohybového aparátu je kostra. Kostra (grécky sceletos - sušený, sušený; lat. Skeleton) sú kosti spojené v určitom poradí, ktoré tvoria pevný rám (kostru) tela zvieraťa. Keďže grécke slovo pre kosť je „os“, veda o kostre sa nazýva osteológia.
Kostra obsahuje asi 200-300 kostí (Kôň -207), ktoré sú navzájom spojené spojivovým, chrupkovým resp. kostného tkaniva. Hmotnosť kostry dospelého zvieraťa je 15%.
Všetky funkcie kostry možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín: mechanické a biologické. Medzi mechanické funkcie patrí: ochranná, podporná, pohybová, pružinová, antigravitačná a medzi biologické funkcie patrí metabolizmus a krvotvorba (hemocytopoéza).
1) Ochranná funkcia spočíva v tom, že kostra tvorí steny telesných dutín, v ktorých sa nachádzajú životne dôležité orgány. Napríklad lebečná dutina obsahuje mozog, hrudník obsahuje srdce a pľúca a panvová dutina obsahuje urogenitálne orgány.
2) Nosná funkcia spočíva v tom, že kostra poskytuje oporu svalom a vnútorným orgánom, ktoré po priložení ku kostiam držia vo svojej polohe.
3) Pohybová funkcia kostry sa prejavuje v tom, že kosti sú páky, ktoré sú poháňané svalmi a zabezpečujú pohyb zvieraťa.
4) Pružinová funkcia je spôsobená prítomnosťou formácií v kostre, ktoré zmierňujú nárazy a otrasy (chrupavkové podložky atď.).
5) Antigravitačná funkcia sa prejavuje v tom, že kostra vytvára oporu pre stabilitu tela stúpajúceho nad zemou.
6) Účasť na metabolizme, najmä na metabolizme minerálov, pretože kosti sú zásobárňou minerálnych solí fosforu, vápnika, horčíka, sodíka, bária, železa, medi a ďalších prvkov.
7) Funkcia vyrovnávacej pamäte. Kostra funguje ako nárazník, ktorý stabilizuje a udržiava konštantné iónové zloženie vnútorného prostredia tela (homeostáza).
8) Účasť na hemocytopoéze. Červená umiestnená v dutinách kostnej drene Kostná dreň produkuje krvinky. Hmotnosť kostnej drene vo vzťahu k hmotnosti kostí u dospelých zvierat je približne 40-45%.
Chrbtica je rozdelená na 5 častí: krčná, hrudná, drieková, krížová a chvostová. Krčná oblasť pozostáva z krčných stavcov (v.cervicalis); hrudná oblasť - z hrudných stavcov (v.thoracica), rebier (costa) a hrudnej kosti (sternum); bedrový - z bedrových stavcov (v.lumbalis); sacrum - z krížovej kosti (os sacrum); kaudálny - z chvostových stavcov (v.caudalis). Väčšina kompletnú štruktúru má hrudný úsek tela, kde sú hrudné stavce, rebrá a prsná kosť, ktoré spolu tvoria hrudník (hrudník), v ktorom sa nachádza srdce, pľúca a mediastinálne orgány. U suchozemských zvierat je chvost najmenej vyvinutý, čo súvisí so stratou pohybovej funkcie chvosta pri prechode zvierat na suchozemský spôsob života.
Osová kostra podlieha nasledujúcim zákonom stavby tela, ktoré zabezpečujú pohyblivosť zvieraťa. Tie obsahujú:
1) Bipolarita (jednoosová) je vyjadrená tým, že všetky časti axiálneho skeletu sú umiestnené na rovnakej osi tela, pričom lebka je na lebečnom póle a chvost na opačnom póle. Znak jednoososti nám umožňuje určiť dva smery v tele zvieraťa: kraniálny - smerom k hlave a chvostový - smerom k chvostu.
2) Obojstrannosť (bilaterálna symetria) sa vyznačuje tým, že kostru, podobne ako trup, je možné rozdeliť sagitálnou, mediálnou rovinou na dve symetrické polovice (pravú a ľavú), v súlade s tým sa rozdelia stavce na dve časti. symetrické polovice. Bilateralita (antimerizmus) umožňuje rozlíšiť bočné (laterálne, vonkajšie) a mediálne (vnútorné) smery na tele zvieraťa.
3) Segmentácia (metamerizmus) spočíva v tom, že teleso je možné segmentovými rovinami rozdeliť na určitý počet relatívne rovnakých metamérov – segmentov. Metaméry sledujú os spredu dozadu. Na kostre sú takéto metaméry stavce s rebrami.
4) Tetrapodium je prítomnosť 4 končatín (2 hrudných a 2 panvových)
5) A poslednou pravidelnosťou je, vplyvom gravitačnej sily, umiestnenie v miechovom kanáli nervovej trubice a pod ňou črevná trubica so všetkými jej derivátmi. V tomto ohľade je na tele vyznačený dorzálny smer - smerom k chrbtu a ventrálny smer - k bruchu.
Periférnu kostru predstavujú dva páry končatín: prsné a panvové. V kostre končatín je len jeden vzor - bilateralita (antimerizmus). Končatiny sú párové, existujú ľavé a pravé končatiny. Zvyšné prvky sú asymetrické. Na končatinách sú pletence (hrudné a panvové) a kostra voľné končatiny.
Fylogenéza kostry
Pri fylogenéze stavovcov sa kostra vyvíja dvoma smermi: vonkajším a vnútorným.
Exoskeleton funguje ochranná funkcia, je charakteristický pre nižšie stavovce a nachádza sa na tele vo forme šupín alebo panciera (korytnačka, pásavec). U vyšších stavovcov vonkajšia kostra zmizne, ale jej jednotlivé prvky zostávajú, menia svoj účel a umiestnenie, stávajú sa kožnými kosťami lebky a sú umiestnené pod kožou a sú spojené s vnútornou kostrou. Vo fylo-ontogenéze takéto kosti prechádzajú iba dvoma štádiami vývoja (spojivové tkanivo a kosť) a nazývajú sa primárne. Nie sú schopné regenerácie, ak sú kosti lebky zranené, sú nútené nahradiť ich umelými platňami.
Vnútorná kostra plní hlavne nosnú funkciu. Počas vývoja sa pod vplyvom biomechanického zaťaženia neustále mení. Ak vezmeme do úvahy bezstavovce, potom ich vnútorná kostra má formu priečok, ku ktorým sú pripojené svaly.
V primitívnych strunatcoch (lancelet) sa spolu so septami objavuje os - notochord (bunková šnúra), pokrytá membránami spojivového tkaniva.
U chrupavčitých rýb (žraloky, raje) sa segmentovo okolo notochordu vytvárajú chrupavé oblúky, ktoré neskôr vytvárajú stavce. Chrupavkové stavce, ktoré sa navzájom spájajú, tvoria chrbticu a rebrá sú k nej pripevnené ventrálne. Chorda teda zostáva vo forme nuclei pulposus medzi telami stavcov. Lebka sa tvorí na lebečnom konci tela a spolu s chrbticou sa podieľa na tvorbe osového skeletu. Následne je chrupavková kostra nahradená kostenou, menej pružnou, ale odolnejšou.
U kostnatých rýb je axiálna kostra postavená zo silnejšieho, hrubovláknitého kostného tkaniva, ktoré sa vyznačuje prítomnosťou minerálnych solí a náhodným usporiadaním kolagénových (oseínových) vlákien v amorfnej zložke.
S prechodom zvierat na suchozemský životný štýl tvoria obojživelníky novú časť kostry – kostru končatín. V dôsledku toho sa u suchozemských živočíchov vytvára okrem osovej kostry aj periférna kostra (kostra končatín). U obojživelníkov, ako aj u kostnatých rýb je kostra postavená z hrubého vláknitého kostného tkaniva, ale u viac organizovaných suchozemských zvierat (plazy, vtáky a cicavce) je kostra už postavená z lamelárneho kostného tkaniva, pozostávajúceho z kostných plátov obsahujúcich kolagénové (oseínové) vlákna usporiadané usporiadaným spôsobom.
Vnútorná kostra stavovcov teda vo fylogenéze prechádza tromi štádiami vývoja: spojivové tkanivo (membranózne), chrupavkové a kostné. Kosti vnútornej kostry, ktoré prechádzajú všetkými týmito tromi štádiami, sa nazývajú sekundárne (primordiálne).
Kostrová ontogenéza
V súlade so základným biogenetickým zákonom Baera a E. Haeckela prechádza v ontogenéze aj kostra tromi vývojovými štádiami: membránová (spojivové tkanivo), chrupavková a kostná.
V najskoršom štádiu embryonálneho vývoja je nosnou časťou jeho tela husté spojivové tkanivo, ktoré tvorí membránovú kostru. Potom sa v embryu objaví notochord a okolo neho sa začne formovať najskôr chrupavková, neskôr kostná chrbtica a lebka a potom končatiny.
V prefetálnom období je celá kostra, s výnimkou primárnych krycích kostí lebky, chrupavkovitá a tvorí asi 50 % telesnej hmotnosti. Každá chrupavka má tvar budúcej kosti a je pokrytá perichondriom (hustá membrána spojivového tkaniva). V tomto období začína osifikácia kostry, t.j. tvorba kostného tkaniva namiesto chrupavky. Osifikácia alebo osifikácia (lat. os-bone, facio-do) prebieha tak z vonkajšieho povrchu (perichondrálna osifikácia), ako aj zvnútra (enchondrálna osifikácia). Na mieste chrupavky sa tvorí hrubé vláknité kostné tkanivo. V dôsledku toho je kostra ovocia tvorená hrubým vláknitým kostným tkanivom.
Až v novorodeneckom období je hrubé vláknité kostné tkanivo nahradené pokročilejším lamelárnym kostným tkanivom. Počas tohto obdobia je potrebné venovať osobitnú pozornosť novorodencom, pretože ich kostra ešte nie je silná. Pokiaľ ide o akord, jeho zvyšky sa nachádzajú v strede medzistavcové platničky vo forme nucleus pulposus. Osobitná pozornosť Počas tohto obdobia je potrebné dávať pozor na krycie kosti lebky (okcipitálne, parietálne a temporálne), pretože obchádzajú chrupavkové štádium. Medzi nimi v ontogenéze vznikajú výrazné väzivové priestory nazývané fontanely (fonticulus) až v starobe úplne prechádzajú osifikáciou (endesmálna osifikácia).
Chrbtica: štruktúra, vývoj, špecifiká
Podľa svojho vývoja sa okolo miechy vytvára chrbtica (columna vertebralis), ktorá pre ňu tvorí kostnú schránku. Okrem ochrany miechy plní chrbtica v tele aj iné funkcie. dôležité funkcie: je oporou pre orgány a tkanivá tela, podopiera hlavu, podieľa sa na tvorbe stien hrudníka, brušných dutín a panvy.
Chrbtica(columna vertebralis) pozostáva z jednotlivých prvkov - stavcov (stavec). Každý stavec má: telo (corpus vertebrae), hlavu (caput vertebrae), jamku (fossa vertebrae), ventrálny hrebeň (crista ventralis), oblúk (arcus vertebrae) a medzi oblúkom a telom vertebrálny otvor. (foramen vertebrae) vzniká. Všetky vertebrálne otvory spolu tvoria miechový kanál (canalis vertebralis) pre miechu a kaudálne a kraniálne vertebrálne zárezy (incisures caudalis et cranialis) tvoria medzistavcové otvory (foramen intervertebrale) pre nervy a krvné cievy. Po okrajoch oblúkov vyčnievajú kraniálne a chvostové kĺbové výbežky (processus articularis cranialis et caudalis), ktoré slúžia na vzájomné skĺbenie stavcov. Tŕňový výbežok (processus spinosus) vystupuje – kotviace svaly a väzy.
Chrbtica je rozdelená na krčnej, hrudnej, driekovej, sakrálnej a kaudálnej oblasti. Priečne procesy (processus transversus) v hrudnej oblasti sú potrebné na skĺbenie stavcov s rebrami a priečne rebrové, mastoidné a tŕňové (processus costotransversarium, mamillaris, spinosus) - na pripojenie svalov.
Počet stavcov v každej sekcii je iný a závisí od druhové vlastnosti zvierat. V krčnej oblasti väčšiny cicavcov (okrem leňochodov a lamantínov) je teda 7 stavcov. Delia sa na: 1. - atlas, 2. - epistrof, 3., 4., 5. - typický, 6., 7..
· 1(atlas - atlas), pozostáva z dvoch oblúkov (arcus dorsalis et ventralis), na ktorých sú tuberkulózy (tuberculum dorsale et ventrale). Priečne výbežky tvoria krídla atlasu (ala atlantis). Pod krídlom je fossa atlas (fossa atlantis), na krídlach dva páry otvorov pre cievy a nervy - alar (foramen alare) a intervertebrálny (foramen intervertebrale), sú tam kraniálne a chvostové kĺbové jamky (fovea articularis cranialis et caudalis). VLASTNOSTI: na atlase domáceho býka nie sú žiadne priečne otvory.
· 2(axiálna epistrofia - os), charakterizovaná prítomnosťou zuba (dens) namiesto hlavice stavca a hrebeňa (crista dorsalis) namiesto tŕňového výbežku, tiež jediný priečny výbežok (processus transversus).
· 3., 4., 5- typický. – ich priečne výbežky sa zlúčili s pobrežnými, čím sa vytvorili priečne pobrežné výbežky (processus costo-transversarium) a tŕňové výbežky sú naklonené k hlave.
· 6. a 7 stavce - líšia sa od ostatných tvarom a sú atypické. 6. – namiesto ventrálneho hrebeňa má mohutnú ventrálnu platničku (lamina ventralis). 7. - nemá priečny foramen, ale na tele stavca má kaudálne rebrové jamky (fovea costalis caudalis).
V hrudnej oblasti stavovcov má hovädzí dobytok a psy 13 stavcov, ošípané 14-17 a kone 18. Hrudné stavce (vertebrae thoracicae) tvoria spolu s rebrami a hrudnou kosťou hrudník. Stavce tohto úseku majú kaudálne a kraniálne rebrové jamky (fovea costalis caudalis et cranialis), rebrové fazety na priečnych výbežkoch (fovea costalis processus transversalis). Tŕňový výbežok (processus spinosus) je naklonený dozadu k chvostu. Tŕňové výbežky stavcov od 2. do 9. tvoria základ kohútika (regio interscapularis). Tŕňový výbežok 13. (12. u ošípanej, 16. u koňa, 11. u psa) stavca stojí vertikálne - bránicový. Na priečnych výbežkoch (processus transversus) sa nachádzajú mastoidné procesy(processus mamillaris).
IN driekovej oblasti Chrbtica u hovädzieho dobytka a koní má 6 stavcov, u ošípaných a psov je ich 7. Bedrové stavce (vertebrae lumbales), charakterizované prítomnosťou dlhých, plochých priečnych výbežkov a dobre vyvinutých kĺbových výbežkov (u domáceho býka:) stavcov telá s pasovým záberom, priečne výbežky s ostrými, nerovnými hranami a zakrivené dopredu smerom k hlave. Tŕňové výbežky stoja vertikálne. Kraniálne kĺbové výbežky tvoria semicylindrické puzdrá a kaudálne výbežky tvoria rovnaké bloky.
IN sakrálnej oblasti Stavce chrbtice (vertebrae sacrales) sa spájajú do jednej kosti - krížovej kosti (os sacrum), ktorá sa skladá z 5 stavcov u hovädzieho dobytka a koní, 4 u ošípaných a 3 u psov.
Tŕňové výbežky sa zlúčili do stredného sakrálneho hrebeňa (crista sacralis mediana) a neexistujú žiadne interarikulárne otvory. Medzistavcové zárezy tvorili 4 páry dorzálnych a ventrálnych sakrálnych otvorov (foramina sacralia dorsalia et ventralia). Priečne výbežky sa spojili – zubaté bočné časti (partes lateralis). Prvé dva priečne výbežky tvorili krídla krížovej kosti (ala sacralis). Na krídlach je ušná časť (facies auricularis) umiestnená dorzálne a ventrálna časť je panvová časť (facies pelvina). Na prieduchu. Viditeľné sú priečne línie (lineae transversae) a prebieha tu cievna ryha. Hlava ventrálne tvorí výbežok krížovej kosti (promontorium). Nachádza sa tu aj sakrálny kanál (canalis sacralis).
Kaudálna chrbtica je najvariabilnejšia v počte stavcov, ktorých je u psov 20-23, u ošípaných 20-25, u hovädzieho dobytka 18-20, u koní 18-20. V štruktúre kaudálnych stavcov (vertebrae caudales (coccygeae)) sa pozoruje postupné znižovanie oblúka. Na ventrálnej strane od 2 do 13 sú dobre vyvinuté hemálne procesy (processus hemalis).
Otázka 1.
Kostra vykonáva nasledujúce funkcie:
1) podporné - pre všetky ostatné systémy a orgány;
2) motor - zabezpečuje pohyb tela a jeho častí v priestore;
3) ochranný – chráni pred vonkajšie vplyvy hrudných orgánov a brušná dutina, mozog, nervy, cievy.
Otázka 2.
Rozlišovať dva typy kostry– vonkajšie a vnútorné. Niektoré prvoky, mnohé mäkkýše, článkonožce majú exoskelet - sú to ulity slimákov, lastúrnikov, ustríc, tvrdé ulity rakov, krabov a ľahké, ale odolné chitínové obaly hmyzu. Bezstavovcové rádiolariá, hlavonožce a stavovce majú vnútornú kostru.
Otázka 3.
Telo mäkkýšov je zvyčajne uzavreté v škrupine. Umývadlo môže pozostávať z dvoch dverí alebo môže mať iný tvar vo forme uzáveru, kučery, špirály atď. Škrupinu tvoria dve vrstvy – vonkajšia, organická a vnútorná, vyrobená z uhličitanu vápenatého. Vápnitá vrstva je rozdelená na dve vrstvy: za organickou vrstvou leží porcelánovitá vrstva tvorená prizmatickými kryštálmi uhličitanu vápenatého a pod ňou je vrstva perlete, ktorej kryštály majú tvar tenkých platní. pri ktorom dochádza k interferencii svetla.
Škrupina je vonkajšia tvrdá kostra.
Otázka 4.
Telo a končatiny hmyzu majú chitinizovaný obal - kutikulu, čo je exoskelet. Kutikula mnohých hmyzu je vybavená veľkým množstvom chĺpkov, ktoré plnia funkciu dotyku.
Otázka 5.
Prvoky môžu tvoriť vonkajšie kostry vo forme schránok alebo schránok (foraminifera, rádiolárie, pancierové bičíkovce), ako aj vnútorné kostry rôznych tvarov. Hlavnou funkciou kostry prvoka je ochranná.
Otázka 6.
Prítomnosť tvrdých krytov u článkonožcov bráni nepretržitému rastu zvierat. Preto je rast a vývoj článkonožcov sprevádzaný periodickým prelínaním. Stará kutikula sa zhodí a kým nová stvrdne, zviera rastie.
Otázka 7.
Stavovce majú vnútornú kostru, ktorej hlavným osovým prvkom je notochorda. U stavovcov sa vnútorná kostra skladá z troch častí - kostra hlavy, kostra trupu a kostra končatín. Stavovce (obojživelníky, plazy, vtáky, cicavce) majú vnútornú kostru.
Otázka 8.
Potom rastliny Majú aj nosné konštrukcie, pomocou ktorých nosia listy smerom k slnku a udržiavajú ich v takej polohe, aby čepele listov čo najlepšie osvetľovalo slnečné svetlo. U drevín je hlavnou oporou mechanické pletivo. Existujú tri typy mechanických tkanín:
1) kollenchým sa tvorí zo živých buniek rôznych tvarov. Nachádzajú sa v stonkách a listoch mladých rastlín;
2) vlákna sú reprezentované mŕtvymi predĺženými bunkami s rovnomerne zhrubnutými membránami. Vlákna sú súčasťou dreva a lyka. Príkladom nelignifikovaných lykových vlákien je ľan;
3) kamenné bunky majú nepravidelný tvar a vysoko zhrubnuté lignifikované škrupiny. Tieto bunky tvoria škrupiny orechov, kôstky kôstkovín atď. Kamenisté bunky sa nachádzajú v dužine plodov hrušiek a dule.
V kombinácii s inými tkanivami tvorí mechanické tkanivo akúsi „kostru“ rastliny, vyvinutú najmä v stonke. Tu často tvorí akýsi valec prebiehajúci vo vnútri stonky alebo je umiestnený pozdĺž nej v samostatných prameňoch, čo poskytuje stonke pevnosť v ohybe. V koreni je naopak mechanické tkanivo sústredené v strede, čím sa zvyšuje pevnosť koreňa v ťahu. Drevo hrá aj mechanickú úlohu aj po odumretí, bunky dreva naďalej plnia podpornú funkciu.
V procese evolúcie zvieratá ovládali stále viac nových území, druhov potravy a prispôsobovali sa meniacim sa životným podmienkam. Evolúcia postupne menila vzhľad zvierat. Na prežitie bolo potrebné aktívnejšie hľadať potravu, lepšie sa skrývať či brániť pred nepriateľmi a rýchlejšie sa pohybovať. Všetky tieto evolučné zmeny musel zabezpečiť pohybový aparát, ktorý sa menil spolu s telom. Najprimitívnejšie prvoky nemajú žiadne nosné konštrukcie, pohybujú sa pomaly, tečú pomocou pseudopodov a neustále menia tvar.
Ako prvá sa objaví nosná štruktúra bunková membrána. Oddelila nielen telo od vonkajšie prostredie, ale tiež umožnil zvýšiť rýchlosť pohybu vďaka bičíkom a riasinkám. Mnohobunkové zvieratá majú širokú škálu podporných štruktúr a zariadení na pohyb. Vzhľad exoskeleton zvýšil rýchlosť pohybu v dôsledku rozvoja špecializovaných svalových skupín. Vnútorná kostra rastie so zvieraťom a umožňuje mu dosiahnuť rekordnú rýchlosť. Všetky strunatce majú vnútornú kostru. Napriek výrazným rozdielom v štruktúre muskuloskeletálnych štruktúr u rôznych zvierat vykonávajú ich kostry podobné funkcie: podpora, ochrana vnútorných orgánov, pohyb tela v priestore. Pohyby stavovcov sa vykonávajú vďaka svalom končatín, ktoré vykonávajú také druhy pohybu, ako je beh, skákanie, plávanie, lietanie, lezenie atď.
Kostra a svaly
Muskuloskeletálny systém predstavujú kosti, svaly, šľachy, väzy a iné prvky spojivového tkaniva. Kostra určuje tvar tela a spolu so svalmi chráni vnútorné orgány pred všetkými druhmi poškodení. Kĺby umožňujú, aby sa kosti navzájom pohybovali. K pohybu kostí dochádza v dôsledku kontrakcie svalov, ktoré sú k nim pripojené. V tomto prípade je kostra pasívnou súčasťou motorického aparátu, ktorý plní mechanickú funkciu. Kostra pozostáva z hustých tkanív a chráni vnútorné orgány a mozog, čím pre ne tvorí prirodzené kostné nádoby.
Okrem mechanických funkcií plní kostrový systém množstvo biologických funkcií. Kosti obsahujú hlavnú zásobu minerálov, ktoré telo využíva podľa potreby. Kosti obsahujú červenú kostnú dreň, ktorá produkuje tvarované prvky krvi.
Ľudská kostra obsahuje celkovo 206 kostí – 85 párových a 36 nepárových.
Štruktúra kostí
Chemické zloženie kostí
Všetky kosti pozostávajú z organických a anorganických (minerálnych) látok a vody, ktorých hmotnosť dosahuje 20% hmotnosti kostí. Organická hmota kostí - osseín- má elastické vlastnosti a dodáva pružnosť kostiam. Minerály – soli oxidu uhličitého a fosforečnan vápenatý – dodávajú kostiam tvrdosť. Vysoká pevnosť kostí je zabezpečená kombináciou elasticity oseínu a tvrdosti minerálnej látky kostného tkaniva.
Makroskopická štruktúra kostí
Na vonkajšej strane sú všetky kosti pokryté tenkým a hustým filmom spojivového tkaniva - periosteum. Iba hlavy dlhých kostí nemajú okostice, ale sú pokryté chrupavkou. Periosteum obsahuje veľa krvných ciev a nervov. Poskytuje výživu kostnému tkanivu a podieľa sa na raste hrúbky kostí. Vďaka periostu sa hoja zlomené kosti.
Rôzne kosti majú rôzne štruktúry. Dlhá kosť vyzerá ako trubica, ktorej steny pozostávajú z hustej látky. Toto rúrková štruktúra dlhé kosti im dodávajú silu a ľahkosť. V dutinách tubulárne kosti Nachádza žltá kostná dreň- uvoľnené spojivové tkanivo bohaté na tuk.
Konce dlhých kostí obsahujú hubovitá kostná látka. Skladá sa tiež z kostných platničiek, ktoré tvoria mnoho pretínajúcich sa prepážok. V miestach, kde je kosť najviac mechanicky zaťažená, je počet týchto priečok najvyšší. Hubovitá hmota obsahuje červená kostná dreň, z buniek ktorých vznikajú krvinky. Krátke a ploché kosti majú tiež hubovitú štruktúru, iba na vonkajšej strane sú pokryté vrstvou hrádze. Hubovitá štruktúra dodáva kostiam pevnosť a ľahkosť.
Mikroskopická štruktúra kosti
Kostné tkanivo patrí do spojivového tkaniva a má veľa medzibunkových látok, ktoré pozostávajú z osseínu a minerálnych solí.
Táto látka tvorí kostné platničky usporiadané sústredne okolo mikroskopických tubulov, ktoré prebiehajú pozdĺž kosti a obsahujú krvné cievy a nervy. Kostné bunky, a teda kosť je živé tkanivo; Ona dostane živiny s krvou v nej prebieha metabolizmus a môžu nastať štrukturálne zmeny.
Typy kostí
Štruktúra kostí je určená dlhým procesom historický vývoj, počas ktorej sa telo našich predkov menilo pod vplyvom životné prostredie a prispôsobené prírodným výberom podmienkam existencie.
V závislosti od tvaru sú tubulárne, hubovité, ploché a zmiešané kosti.
Rúrkové kosti sa nachádzajú v orgánoch, ktoré vykonávajú rýchle a rozsiahle pohyby. Medzi tubulárnymi kosťami sú dlhé kosti(humerálna, femorálna) a krátka (falangy prstov).
Rúrkové kosti majú strednú časť - telo a dva konce - hlavy. Vo vnútri dlhých tubulárnych kostí je dutina vyplnená žltou kostnou dreňou. Rúrková štruktúra určuje silu kosti požadovanú telom, pričom vyžaduje najmenšie množstvo materiálu. V období rastu kostí sa medzi telom a hlavou tubulárnych kostí nachádza chrupavka, vďaka ktorej kosť rastie do dĺžky.
Ploché kosti Obmedzujú dutiny, v ktorých sú umiestnené orgány (kosti lebky) alebo slúžia ako povrchy na pripevnenie svalov (lopatka). Ploché kosti, podobne ako krátke tubulárne kosti, pozostávajú prevažne z hubovitej hmoty. Konce dlhých tubulárnych kostí, rovnako ako krátke tubulárne a ploché kosti, nemajú dutiny.
Špongiovité kosti tvorené predovšetkým hubovitou hmotou pokrytou tenkou vrstvou výlisku. Medzi nimi sú dlhé hubovité kosti (hrudná kosť, rebrá) a krátke (stavce, karpus, tarsus).
TO zmiešané kosti zahŕňajú kosti zložené z niekoľkých častí, ktoré majú odlišná štruktúra a funkcie (spánková kosť).
Výčnelky, vyvýšeniny a drsnosť na kosti sú miesta, kde sú svaly pripevnené ku kostiam. Čím lepšie sú vyjadrené, tým rozvinutejšie sú svaly pripevnené ku kostiam.
Ľudská kostra.
Kostra človeka a väčšiny cicavcov má rovnaký typštruktúra, pozostáva z rovnakých častí a kostí. Ale človek sa líši od všetkých zvierat svojou schopnosťou pracovať a inteligenciou. To zanechalo výrazný odtlačok na štruktúre kostry. Najmä objem ľudskej lebečnej dutiny je oveľa väčší ako u akéhokoľvek zvieraťa, ktoré má telo rovnakej veľkosti. Veľkosť tvárovej časti ľudskej lebky je menšia ako mozog, no u zvierat je naopak oveľa väčšia. Je to spôsobené tým, že u zvierat sú čeľuste orgánom obrany a získavania potravy, a preto sú dobre vyvinuté, a objem mozgu je menší ako u ľudí.
Krivky chrbtice, spojené s pohybom ťažiska vďaka vertikálnej polohe tela, pomáhajú človeku udržiavať rovnováhu a zjemňujú otrasy. Zvieratá takéto ohyby nemajú.
Ľudský hrudník je stlačený spredu dozadu a blízko chrbtice. U zvierat je stlačený zo strán a predĺžený smerom ku dnu.
Široký a mohutný ľudský panvový pás má tvar misky, podopiera brušné orgány a prenáša váhu tela na dolné končatiny. U zvierat je telesná hmotnosť rovnomerne rozložená medzi štyri končatiny a panvový pás je dlhý a úzky.
Kosti dolných končatín človeka sú výrazne hrubšie ako horné. U zvierat nie je významný rozdiel v štruktúre kostí predných a zadných končatín. Väčšia pohyblivosť predných končatín, najmä prstov, umožňuje človeku vykonávať rôzne pohyby a druhy práce rukami.
Kostra trupu axiálna kostra
Kostra trupu zahŕňa chrbticu pozostávajúcu z piatich častí a tvoria hrudné stavce, rebrá a hrudná kosť hrudník(pozri tabuľku).
Lebka
Lebka je rozdelená na mozgovú a tvárovú časť. IN mozguÚsek lebky - lebka - obsahuje mozog, chráni mozog pred údermi atď. Lebka pozostáva z pevne spojených plochých kostí: čelnej, dvoch temenných, dvoch temporálnych, okcipitálnych a sfénoidných. Okcipitálna kosť je spojená s prvým stavcom chrbtice pomocou elipsoidného kĺbu, ktorý umožňuje naklonenie hlavy dopredu a do strany. Hlava sa otáča spolu s prvým krčným stavcom v dôsledku spojenia medzi prvým a druhým krčným stavcom. V tylovej kosti je otvor, cez ktorý sa mozog spája s miechou. Dno lebky tvorí hlavná kosť s početnými otvormi pre nervy a cievy.
Tvárovýčasť lebky tvorí šesť párových kostí - horná čeľusť, jarmová, nosová, palatinová, dolná turbína, ako aj tri nepárové kosti - dolná čeľusť, vomer a jazylka. Mandibulárna kosť je jedinou kosťou lebky, ktorá je pohyblivo spojená so spánkovými kosťami. Všetky kosti lebky (s výnimkou dolnej čeľuste) sú spojené nehybne, čo je spôsobené ich ochrannou funkciou.
Štruktúra tvárová lebka u ľudí je determinovaná procesom „humanizácie“ opice, t.j. vedúca úloha práce, čiastočný prenos úchopovej funkcie z čeľustí na ruky, ktoré sa stali orgánmi práce, rozvoj artikulovanej reči, konzumácia umelo pripravovanej stravy, ktorá uľahčuje prácu žuvacieho aparátu. Lebka sa vyvíja súbežne s vývojom mozgu a zmyslových orgánov. V dôsledku zvýšenia objemu mozgu sa objem lebky zväčšil: u ľudí je to asi 1500 cm2.
Kostra trupu
Kostra tela pozostáva z chrbtice a hrudného koša. Chrbtica- základ kostry. Skladá sa z 33–34 stavcov, medzi ktorými sú chrupavkové podložky - platničky, čo dáva chrbtici pružnosť.
Ľudská chrbtica tvorí štyri krivky. V krčnej a bedrovej chrbtici sú konvexne smerované dopredu, v hrudnej a sakrálnej chrbtici - dozadu. V individuálnom vývoji človeka sa ohyby objavujú postupne u novorodenca, chrbtica je takmer rovná. Najprv sa vytvorí krčná krivka (keď dieťa začne držať hlavu rovno), potom hrudná krivka (keď dieťa začne sedieť). Vzhľad bedrových a sakrálnych kriviek je spojený s udržiavaním rovnováhy vo vzpriamenej polohe tela (keď dieťa začína stáť a chodiť). Tieto ohyby majú dôležité fyziologický význam- zväčšiť veľkosť hrudnej a panvovej dutiny; uľahčiť telu udržiavať rovnováhu; zmierniť otrasy pri chôdzi, skákaní, behu.
Pomocou medzistavcových chrupaviek a väzov tvorí chrbtica pružný a elastický stĺpik s pohyblivosťou. Nie je rovnaká rôzne oddelenia chrbtice. Krčná a drieková chrbtica majú väčšiu pohyblivosť, hrudná chrbtica je menej pohyblivá, keďže je spojená s rebrami. Krížová kosť je úplne nehybná.
Chrbtica má päť sekcií (pozri obrázok „Rozdelenie chrbtice“). Veľkosť tiel stavcov sa zväčšuje od krčnej k bedrovej v dôsledku väčšieho zaťaženia podkladových stavcov. Každý stavec pozostáva z tela, kostného oblúka a niekoľkých procesov, ku ktorým sú pripojené svaly. Medzi telom stavca a oblúkom je otvor. Formujú sa otvory všetkých stavcov miechový kanál, v ktorej sa nachádza miecha.
Hrudný kôš tvorené hrudnou kosťou, dvanástimi pármi rebier a hrudnými stavcami. Slúži ako nádoba pre dôležité vnútorné orgány: srdce, pľúca, priedušnicu, pažerák, veľké cievy a nervy. Zúčastňuje sa dýchacie pohyby v dôsledku rytmického stúpania a klesania rebier.
U ľudí sa v súvislosti s prechodom do vzpriameného držania tela ruka oslobodzuje od funkcie pohybu a stáva sa orgánom práce, v dôsledku čoho hrudný kôš zažíva ťah na upevňovacie svaly horných končatín; vnútornosti netlačia na prednú stenu, ale na spodnú, tvorenú bránicou. To spôsobí, že hrudník bude plochý a široký.
Kostra hornej končatiny
Kostra horných končatín pozostáva z ramenného pletenca (lopatky a kľúčnej kosti) a voľného Horná končatina. Lopatka je plochá, trojuholníková kosť priliehajúca k zadnej časti hrudného koša. Kľúčna kosť má zakrivený tvar, pripomínajúci latinské písmeno S. Jeho význam v ľudskom tele spočíva v tom, že nastavuje ramenný kĺb do určitej vzdialenosti od hrudníka, čím poskytuje väčšiu voľnosť pohybu končatiny.
Medzi kosti voľnej hornej končatiny patrí ramenná kosť, kosti predlaktia (radius a lakťová kosť) a kosti ruky (kosti zápästia, kosti metakarpu a falangy prstov).
Predlaktie je reprezentované dvoma kosťami - ulna a rádius. Vďaka tomu je schopný nielen flexie a extenzie, ale aj pronácie - otáčania dovnútra a von. Ulna v hornej časti predlaktia má zárez, ktorý sa spája s trochleou humeru. Radiusová kosť sa pripája k hlave ramennej kosti. V spodnej časti má rádius najmasívnejší koniec. Je to ona, ktorá sa pomocou kĺbového povrchu spolu s kosťami zápästia podieľa na tvorbe zápästný kĺb. Naopak, koniec lakťovej kosti je tu tenký, má laterálnu kĺbovú plochu, pomocou ktorej sa napojí na rádius a môže sa okolo neho otáčať.
Ruka je distálna časť hornej končatiny, ktorej kostra je tvorená kosťami zápästia, metakarpu a falangy. Karpus sa skladá z ôsmich krátkych hubovitých kostí usporiadaných v dvoch radoch, štyri v každom rade.
Kostra ruky
Ruka- horná alebo predná končatina ľudí a opíc, pre ktorú sa predtým verilo charakteristický znak schopnosť postaviť palec proti všetkým ostatným.
Anatomická štruktúra ruky je pomerne jednoduchá. Rameno je pripevnené k telu cez kosti ramenného pletenca, kĺbov a svalov. Skladá sa z 3 častí: rameno, predlaktie a ruka. Ramenný opasok je najmocnejší. Ohýbanie rúk v lakťoch dáva vašim pažiam väčšiu pohyblivosť, zvyšuje ich amplitúdu a funkčnosť. Ruka sa skladá z mnohých pohyblivých kĺbov, práve vďaka nim môže človek klikať na klávesnici počítača resp mobilný telefón, ukážte prstom na správnym smerom, nosiť tašku, kresliť atď.
Ramená a ruky sú spojené cez humerus, ulnu a rádius. Všetky tri kosti sú navzájom spojené pomocou kĺbov. IN lakťový kĺb rameno môže byť ohnuté a uvoľnené. Obe kosti predlaktia sú spojené pohyblivo, takže pri pohybe v kĺboch sa polomer otáča okolo lakťovej kosti. Kefu je možné otáčať o 180 stupňov.
Kostra dolných končatín
Kostra dolnej končatiny pozostáva z panvového pletenca a voľnej dolnej končatiny. Panvový pás pozostáva z dvoch panvových kostí, kĺbovo zozadu s krížovou kosťou. Panvová kosť vzniká splynutím troch kostí: ilium, ischium a pubis. Zložitá štruktúra tejto kosti je spôsobená množstvom funkcií, ktoré vykonáva. Spája sa so stehnom a krížovou kosťou, prenáša váhu tela na dolné končatiny, plní funkciu pohybu a podpory, ako aj funkciu ochrannú. V dôsledku vertikálnej polohy ľudského tela je kostra panvy relatívne širšia a masívnejšia ako kostra zvierat, pretože podopiera orgány ležiace nad ňou.
Kosti voľnej dolnej končatiny zahŕňajú stehennú kosť, holennú kosť (hlavnú a malú holennej kosti) a chodidlo.
Kostru chodidla tvoria kosti tarzu, metatarzu a falangy prstov. Ľudské chodidlo sa od zvieracieho líši svojim klenutým tvarom. Klenba zmierňuje otrasy, ktoré telo dostáva pri chôdzi. Prsty na chodidle sú slabo vyvinuté, s výnimkou veľkého, ktorý stratil svoju úchopovú funkciu. Tarsus je naopak vysoko vyvinutý, kalkaneus je v ňom obzvlášť veľký. Všetky tieto vlastnosti chodidla úzko súvisia s vertikálnou polohou Ľudské telo.
Vzpriamená chôdza človeka viedla k tomu, že rozdiel v stavbe horných a dolných končatín sa výrazne zväčšil. Ľudské nohy sú oveľa dlhšie ako ruky a ich kosti sú masívnejšie.
Kostné spojenia
V ľudskej kostre existujú tri typy kostných spojení: pevné, polopohyblivé a mobilné. Opravené typ spojenia je spojenie spôsobené fúziou kostí (panvové kosti) alebo tvorbou stehov (kosti lebky). Táto fúzia je prispôsobením ložisku ťažký náklad prežívané ľudskou krížovou kosťou v dôsledku vertikálnej polohy trupu.
Polopohyblivý spojenie sa uskutočňuje pomocou chrupavky. Telá stavcov sú navzájom spojené týmto spôsobom, čo prispieva k nakloneniu chrbtice v rôznych smeroch; rebrá s hrudnou kosťou, čo umožňuje pohyb hrudníka pri dýchaní.
Pohyblivý spojenie, príp kĺb, je najčastejšou a zároveň komplexnou formou spojenia kostí. Koniec jednej z kostí, ktorá tvorí kĺb, je konvexný (hlava kĺbu) a koniec druhej je konkávny (dutina glenoidu). Tvar hlavice a jamky korešpondujú navzájom a pohybmi vykonávanými v kĺbe.
Kĺbový povrch Kĺbové kosti sú pokryté bielou lesklou kĺbovou chrupavkou. Hladký povrch kĺbovej chrupavky uľahčuje pohyb a jej elasticita zmierňuje otrasy a otrasy, ktoré kĺb zažíva. Kĺbový povrch jednej kosti tvoriacej kĺb je zvyčajne konvexný a nazýva sa hlavička, zatiaľ čo druhý je konkávny a nazýva sa jamka. Vďaka tomu spojovacie kosti k sebe tesne priliehajú.
Bursa natiahnuté medzi kĺbovými kosťami a vytvárajú hermeticky uzavretú kĺbovú dutinu. Kĺbové puzdro pozostáva z dvoch vrstiev. Vonkajšia vrstva prechádza do periostu, vnútorná vrstva uvoľňuje do kĺbovej dutiny tekutinu, ktorá pôsobí ako lubrikant, zabezpečujúci voľné kĺzanie kĺbových plôch.
Vlastnosti ľudskej kostry spojené s prácou a vzpriameným držaním tela
Pracovná činnosť
Telo moderný človek dobre prispôsobené pracovná činnosť a vzpriamenú chôdzu. Vzpriamená chôdza je prispôsobenie sa najdôležitejšej vlastnosti ľudského života – práci. Je to on, kto robí ostrú hranicu medzi človekom a vyššími zvieratami. Pôrod mal priamy vplyv na štruktúru a funkciu ruky, ktorá začala ovplyvňovať zvyšok tela. Počiatočný rozvoj vzpriamenej chôdze a vznik pracovnej aktivity znamenal ďalšie zmeny vo všetkom Ľudské telo. Vedúcu úlohu pôrodu uľahčilo čiastočné prenesenie úchopovej funkcie z čeľustí do rúk (ktoré sa neskôr stali pracovnými orgánmi), rozvoj ľudskej reči a konzumácia umelo pripraveného jedla (uľahčuje prácu žuvačky). prístroj). Oddelenie mozgu Lebka sa vyvíja súbežne s vývojom mozgu a zmyslových orgánov. V tomto ohľade sa objem lebky zvyšuje (u ľudí - 1 500 cm3, u opíc - 400 - 500 cm3).
Vzpriamená chôdza
Významná časť charakteristík, ktoré sú súčasťou ľudskej kostry, je spojená s vývojom bipedálnej chôdze:
- podpora chodidla s vysoko vyvinutým, silným palcom;
- ruka s veľmi vyvinutým palcom;
- tvar chrbtice s jej štyrmi krivkami.
Tvar chrbtice bol vyvinutý vďaka pružnému prispôsobeniu na chôdzu na dvoch nohách, čo zaisťuje plynulé pohyby trupu a chráni ho pred poškodením pri náhlych pohyboch a skokoch. Telo v hrudnej oblasti je sploštené, čo vedie k stláčaniu hrudníka spredu dozadu. Dolné končatiny tiež prešli zmenami v súvislosti so vzpriamenou chôdzou – široko rozmiestnené bedrových kĺbov dať telu stabilitu. Počas evolúcie došlo k prerozdeleniu telesnej gravitácie: ťažisko sa posunulo nadol a zaujalo polohu na úrovni 2–3 krížových stavcov. Človek má veľmi širokú panvu a jeho nohy sú široko rozmiestnené, čo umožňuje, aby telo bolo stabilné pri pohybe a státí.
Okrem zakrivenej chrbtice, piatich stavcov krížovej kosti a stlačeného hrudníka je možné zaznamenať predĺženie lopatky a rozšírenej panvy. To všetko obnášalo:
- silný rozvoj panvy na šírku;
- upevnenie panvy na krížovú kosť;
- silný rozvoj a špeciálny spôsob posilnenia svalov a väzov v oblasti bedier.
Prechod ľudských predkov na vzpriamenú chôdzu znamenal vývoj proporcií ľudského tela, čím sa odlišoval od opíc. Pre človeka sú teda charakteristické kratšie horné končatiny.
Vzpriamená chôdza a práca viedla k vzniku asymetrie v ľudskom tele. Pravá a ľavá polovica ľudského tela nie sú tvarovo a štruktúrne symetrické. Pozoruhodný príklad toto je ruka človeka. Väčšina ľudí je pravákov a asi 2–5 % sú ľaváci.
Rozvoj vzpriamenej chôdze, ktorý sprevádzal prechod našich predkov k životu na otvorených priestranstvách, viedol k výrazným zmenám kostry a celého tela ako celku.
Kostry rôznych zvierat sa navzájom líšia. Ich štruktúra do značnej miery závisí od biotopu a životného štýlu konkrétneho organizmu. Čo majú kostry zvierat spoločné? Aké sú tam rozdiely? Ako sa ľudská kostra líši od štruktúry iných cicavcov?
Kostra je oporou tela
Tvrdá a elastická štruktúra kostí, chrupaviek a väziva v tele ľudí a zvierat sa nazýva kostra. Spolu so svalmi a šľachami sa tvorí pohybového aparátu, vďaka ktorému sa môžu živé bytosti pohybovať v priestore.
Zahŕňa najmä kosti a chrupavky. V najpohyblivejšej časti sú spojené kĺbmi a šľachami, tvoriacimi jeden celok. Pevná „kostra“ tela nie vždy pozostáva z kostného a chrupavkového tkaniva, niekedy je tvorená chitínom, keratínom alebo dokonca vápencom.
Kosti sú úžasnou súčasťou tela. Sú veľmi pevné a tuhé, schopné vydržať obrovské zaťaženie, no zároveň zostávajú ľahké. V mladom tele sú kosti elastické a časom sa stávajú krehkejšími a krehkejšími.
Kostra zvieraťa je akýmsi „skladom“ minerálov. Ak ich telu chýbajú, potom sa rovnováha potrebných prvkov dopĺňa z kostí. Kosti pozostávajú z vody, tuku, organických látok (polysacharidy, kolagén), ako aj solí vápnika, sodíka, fosforu a horčíka. Presné chemické zloženie závisí od výživy konkrétneho organizmu.
Význam kostry
Telo ľudí a zvierat je škrupina obsahujúca vnútorné orgány. Tvar tejto škrupiny je daný kostrou. Svaly a šľachy sú pripevnené priamo k nemu, sťahujú sa, ohýbajú kĺby a vykonávajú pohyb. Môžeme teda zdvihnúť nohu, otočiť hlavu, sadnúť si alebo niečo držať rukou.
Okrem toho kostra zvierat a ľudí slúži ako ochrana mäkkých tkanív a orgánov. Napríklad rebrá skrývajú pod sebou pľúca a srdce, čím ich chránia pred údermi (samozrejme, ak údery nie sú príliš silné). Lebka chráni dosť krehký mozog pred poškodením.
Niektoré kosti obsahujú jeden z najdôležitejších orgánov – kostnú dreň. U ľudí sa podieľa na procesoch hematopoézy, pri tvorbe červených krviniek. Tvorí aj biele krvinky – biele krvné bunky ktoré sú zodpovedné za imunitu organizmu.
Ako a kedy sa objavila kostra?
Kostra zvieraťa a celý pohybový aparát vznikli v dôsledku evolúcie. Podľa všeobecne akceptovanej verzie prvé organizmy, ktoré sa objavili na Zemi, nemali také zložité úpravy. Na dlhú dobu Na našej planéte boli amébové stvorenia s mäkkým telom.
V tom čase bolo v atmosfére a hydrosfére planéty desaťkrát menej kyslíka. V určitom okamihu sa podiel plynu začal zvyšovať, čo spôsobilo, ako vedci naznačujú, reťazová reakcia zmeny. Zvýšilo sa tak množstvo kalcitu a aragonitu v minerálnom zložení oceánu. Tie sa zase hromadili v živých organizmoch a vytvárali pevné alebo elastické štruktúry.
Najstaršie organizmy, ktoré mali kostru, boli nájdené vo vápencových vrstvách v Namíbii, na Sibíri, v Španielsku a ďalších regiónoch. Obývali svetové oceány približne pred 560 miliónmi rokov. Organizmy svojou štruktúrou pripomínali huby s valcovitým telom. Radiálne sa z nich tiahli dlhé lúče (až 40 cm) uhličitanu vápenatého, ktorý plnil úlohu kostry.
Odrody kostier
Existujú tri typy kostry: vonkajšia, vnútorná a tekutá. Vonkajší alebo exoskeleton nie je skrytý pod kožou alebo inými tkanivami, ale úplne alebo čiastočne pokrýva telo zvieraťa zvonka. Ktoré zvieratá majú exoskelet? Majú ho pavúkovce, hmyz, kôrovce, ako aj niektoré stavovce.
Rovnako ako pancier plní hlavne ochrannú funkciu a niekedy môže slúžiť ako úkryt pre živý organizmus (ulita korytnačiek alebo slimákov). Táto kostra má značnú nevýhodu. Nerastie s majiteľom, a preto je zviera nútené ho pravidelne zhadzovať a pestovať si nový kryt. Na určitú dobu telo stráca svoju obvyklú obranyschopnosť a stáva sa zraniteľným.
Endoskelet je vnútorná kostra zvierat. Je pokrytá mäsom a kožou. Má zložitejšiu štruktúru, plní mnoho funkcií a rastie súčasne s celým telom. Endoskelet sa delí na axiálnu časť (chrbtica, lebka, hrudník) a pomocnú alebo periférnu časť (končatiny a kosti pletenca).
Tekutý alebo hydrostatický skelet je najmenej bežný. Majú ho medúzy, červy, morské sasanky atď. Pozostáva zo svalových stien naplnených tekutinou. Tlak tekutín udržuje tvar tela. Keď sa svaly stiahnu, tlak sa zmení, čo spôsobí pohyb tela.
Ktoré zvieratá nemajú kostru?
V bežnom zmysle je kostra presne vnútorným rámom tela, súborom kostí a chrupaviek, ktoré tvoria lebku, končatiny a chrbticu. Existuje však množstvo organizmov, ktoré tieto časti nemajú, niektoré z nich dokonca nemajú ani špecifický tvar. Znamená to však, že nemajú vôbec žiadnu kostru?
Jean Baptiste Lamarck ich raz spojil do veľká skupina bezstavovcov, no okrem absencie chrbtovej kosti tieto živočíchy nemajú nič iné spoločné. Dnes je známe, že aj jednobunkové organizmy majú kostru.
Napríklad v rádiolárii pozostáva z chitínu, kremíka alebo síranu strontnatého a nachádza sa vo vnútri bunky. Koraly majú hydrostatickú kostru, vnútornú bielkovinovú alebo vonkajšiu vápencovú kostru. U červov, medúz a niektorých mäkkýšov je hydrostatický.
U mnohých mäkkýšov má tvar škrupiny. Jeho štruktúra sa u rôznych druhov líši. Typicky obsahuje tri vrstvy pozostávajúce z proteínového konchiolínu a uhličitanu vápenatého. Ulity sú lastúrniky (slávky, ustrice) a špirálovité s kučeravými a niekedy uhličitanovými ihličkami a tŕňmi.
Článkonožce
Kmeň článkonožcov patrí tiež medzi bezstavovce. Toto je najpočetnejšie a zahŕňa kôrovce, pavúkovce, hmyz a stonožky. Ich telo je symetrické, má párové končatiny a je rozdelené na segmenty.
Štruktúra zvieracej kostry je vonkajšia. Pokrýva celé telo vo forme kutikuly obsahujúcej chitín. Kutikula je tvrdá škrupina, ktorá chráni každý segment zvieraťa. Jeho husté oblasti sú sklerity, ktoré sú navzájom spojené pohyblivejšími a flexibilnejšími membránami.
U hmyzu je kutikula silná a hrubá, pozostáva z troch vrstiev. Na povrchu vytvára chĺpky (chaetes), tŕne, štetiny a rôzne výrastky. U pavúkovcov je kutikula relatívne tenká a obsahuje dermálnu vrstvu a pod ňou bazálne membrány. Okrem ochrany chráni zvieratá pred stratou vlhkosti.
Suchozemské kraby a vši nemajú hustú vonkajšiu vrstvu, ktorá zadržiava vlhkosť v tele. Pred vysychaním ich zachraňuje iba životný štýl - zvieratá sa neustále usilujú o miesta s vysokou vlhkosťou.
Kostra strunatcov
Notochord je vnútorný axiálny kostrový útvar, pozdĺžna šnúra kostného rámu tela. Vyskytuje sa v strunatcoch, ktorých je viac ako 40 000 druhov. Patria sem aj bezstavovce, u ktorých je notochord prítomný počas určitého obdobia v niektorom z vývojových štádií.
U nižších predstaviteľov skupiny (lancelety, cyklostómy a jednotlivé druhy ryba) notochord zostáva po celý život. V lanceletách sa nachádza medzi črevom a nervovou trubicou. Skladá sa z priečnych svalových platničiek, ktoré sú obklopené membránou a vzájomne prepojené výrastkami. Sťahuje sa a uvoľňuje, funguje ako hydrostatický skelet.
V cyklostómoch je notochord pevnejší a má vertebrálne rudimenty. Nemajú spárované končatiny ani čeľuste. Kostra je tvorená len spojivovým a chrupavkovým tkanivom. Z nich sa tvorí lebka, lúče plutiev a prelamovaná mriežka žiabrov zvieraťa. Jazyk cyklostómov má tiež kostru v hornej časti orgánu je zub, ktorým sa zviera vŕta do koristi.
Stavovce
U vyšších predstaviteľov strunatcov sa axiálna šnúra mení na chrbticu - nosný prvok vnútornej kostry. Je to flexibilný stĺpik pozostávajúci z kostí (stavcov), ktoré sú spojené platničkami a chrupavkou. Spravidla sa delí na oddelenia.
Stavba kostry stavovcov je podstatne komplikovanejšia v porovnaní s inými strunatcami a ešte viac s bezstavovcami. Všetci predstavitelia skupiny sa vyznačujú prítomnosťou vnútorného rámu. S vývojom nervového systému a mozgu sa vytvorila kostná lebka. A vzhľad chrbtice poskytoval lepšiu ochranu miechy a nervov.
Párové a nepárové končatiny sa rozprestierajú od chrbtice. Nepárové predstavujú chvosty a plutvy, párové sa delia na pásy (horné a dolné) a kostru voľných končatín (plutvy alebo päťprsté končatiny).
Ryby
U týchto stavovcov sa kostra skladá z dvoch častí: kmeňa a chvosta. Žraloky, raje a chiméry nemajú kostné tkanivo. Ich kostru tvorí pružná chrupavka, v ktorej sa časom hromadí vápno a stáva sa tvrdšou.
Ostatné ryby majú kostnatú kostru. Chrupavkové vrstvy sa nachádzajú medzi stavcami. V prednej časti sa od nich rozprestierajú bočné procesy, ktoré sa menia na rebrá. Lebka rýb má na rozdiel od suchozemských zvierat viac ako štyridsať pohyblivých prvkov.
Hltan je v polkruhu obklopený 3 až 7 žiabrovými štrbinami medzi nimi. S vonku tvoria žiabre. Všetky ryby ich majú, len u niektorých sú tvorené chrupavkovým tkanivom, u iných kostným tkanivom.
Rozširujú sa od chrbtice polomer plutvy spojené membránou. Párové plutvy - prsné a ventrálne, nepárové - análne, chrbtové, chvostové. Ich počet a typ sa líšia.
Obojživelníky a plazy
U obojživelníkov cervikálny a sakrálne úseky, ktoré sa pohybujú od 7 do 200 stavcov. Niektoré obojživelníky majú chvost, niektoré nemajú chvost, ale majú párové končatiny. Pohybujú sa skokom, takže ich zadné končatiny sú predĺžené.
Bezchvostým druhom chýbajú rebrá. Pohyblivosť hlavy zabezpečuje krčný stavec, ktorý je pripevnený k zadnej časti hlavy. V hrudnej oblasti sa objavujú lopatky, kľúčna kosť, ramená, predlaktia a ruky. Panvová oblasť obsahuje ilium, pubis a ischium. A zadné končatiny majú dolnú časť nohy, stehno a chodidlo.
Tieto časti má aj kostra plazov, ktorá sa komplikuje piatym úsekom chrbtice – driekovou chrbticou. Majú od 50 do 435 stavcov. Lebka je viac skostnatená. Kaudálna oblasť je nevyhnutne prítomná, jej stavce sa ku koncu zmenšujú.
Korytnačky majú exoskelet vo forme odolného panciera vyrobeného z keratínu a vnútornej vrstvy kosti. Čeľuste korytnačiek sú bez zubov. Hady nemajú hrudnú kosť, ramenný alebo panvový pás a rebrá sú pripevnené po celej dĺžke chrbtice, s výnimkou kaudálnej oblasti. Ich čeľuste sú spojené veľmi pohyblivo, aby prehltli veľkú korisť.
Vtáky
Kostrové črty vtákov do značnej miery súvisia s ich schopnosťou lietať, niektoré druhy sú prispôsobené na beh, potápanie a šplhanie po konároch a zvislých plochách. Vtáky majú päť častí chrbtice. Časti krčnej oblasti spojené pohyblivo, v iných častiach sú stavce často zrastené.
Ich kosti sú ľahké a niektoré sú čiastočne naplnené vzduchom. Krk vtákov je predĺžený (10-15 stavcov). Ich lebka je úplná, bez švov a v prednej časti má zobák. Tvar a dĺžka zobáka sa značne líšia a súvisia so spôsobom kŕmenia zvierat.
Hlavným zariadením na let je kostný výrastok v dolnej časti hrudnej kosti, na ktorý sa upínajú prsné svaly. Kýl je vyvinutý u lietajúcich vtákov a tučniakov. Je prítomný aj v kostrovej štruktúre stavovcov spojených s letom alebo kopaním (krtkovia a netopiere). Pštrosy a sovy papagáje ho nemajú.
Predné končatiny vtákov sú krídla. Pozostávajú z hrubého a silného humeru, zakrivenej lakťovej kosti a tenkého polomeru. V ruke sú niektoré kosti zrastené. U všetkých okrem pštrosov sa panvové lonové kosti navzájom nespájajú. To umožňuje vtákom znášať veľké vajcia.
Cicavce
V súčasnosti existuje asi 5 500 druhov cicavcov vrátane ľudí. U všetkých predstaviteľov triedy je vnútorná kostra rozdelená na päť častí a zahŕňa lebku, chrbticu, hrudník, pletence horných a dolných končatín. Pásavce majú exoskelet vo forme škrupiny pozostávajúcej z niekoľkých štítov.
Lebka cicavcov je väčšia, nachádza sa tu jarmová kosť, sekundárne kostené podnebie a parná miestnosť. tympanická kosť, ktoré iné zvieratá nemajú. Do horného pletenca patria hlavne lopatky, kľúčne kosti, rameno, predlaktie a ruka (zápästie, metakarpus, prsty a články prstov). Spodný pás pozostáva zo stehna, predkolenia, chodidla s tarsom, metatarsom a prstami. Najväčšie rozdiely v rámci triedy sú viditeľné práve v pásoch končatín.
Psy a koňovité nemajú lopatky ani kľúčne kosti. U tuleňov sú ramenné a stehenné časti skryté vo vnútri tela a päťprsté končatiny sú spojené membránou a vyzerajú ako plutvy. Chiropterans lietajú ako vtáky. Ich prsty (okrem jedného) sú značne pretiahnuté a spojené kožnou membránou, čím vytvárajú krídlo.
V čom je človek iný?
Ľudská kostra má rovnaké časti ako ostatné cicavce. Štruktúrou je najviac podobný šimpanzovi. Ale na rozdiel od nich sú ľudské nohy oveľa dlhšie ako ruky. Celé telo je orientované vertikálne, hlava nevyčnieva dopredu, ako u zvierat.
Podiel lebky v štruktúre je oveľa väčší ako u opíc. Čeľusťový aparát je naopak menší a kratší, tesáky sú zmenšené a zuby sú pokryté ochrannou sklovinou. Človek má bradu, zaoblenú lebku a nemá súvislé ryhy obočia.
Nemáme chvost. Jeho nedostatočne vyvinutá verzia je reprezentovaná kostrčou 4-5 stavcov. Na rozdiel od cicavcov nie je hrudník na oboch stranách sploštený, ale rozšírený. Palec na rozdiel od zvyšku je ruka pohyblivo spojená so zápästím.
