Fișe de anatomie animală - coloana vertebrală. Sistemul musculo-scheletic al animalelor

La vertebrate, se obișnuiește să se distingă scheletul axial (craniul, notocorda, coloana vertebrală,
coaste) și scheletul membrelor, inclusiv brâurile acestora (umăr și pelvin) și
departamente libere. Lanceletele au o notocordă, dar fără vertebre sau
fără membre. Șerpilor, șopârlelor fără picioare, le lipsește scheletul membrelor, deși
unele specii din primele două grupe își păstrează rudimentele. În acnee
au dispărut aripioarele pelvine corespunzătoare membrelor posterioare. La balene şi
fara sirene semne externe picioarele din spate dispăruseră și ele.

Într-o coloană vertebrală tipică există 5 secțiuni: cervicală, toracică (corespunzătoare piept), lombare, sacrale și caudale.

Numărul de vertebre cervicale variază foarte mult în funcție de grupul de animale. Amfibienii moderni au o singură astfel de vertebră. Păsările mici pot avea până la 5 vertebre, în timp ce lebedele pot avea până la 25. Pleziozaurul reptila marine din Mezozoic avea 72 de vertebre cervicale. La mamifere sunt aproape întotdeauna 7 dintre ele; excepția sunt leneșii (de la 6 la 9). La cetacee și lamantini, vertebrele cervicale sunt parțial fuzionate și scurtate în funcție de scurtarea gâtului (conform unor experți, lamantinii au doar 6 dintre ele). Prima vertebră cervicală se numește atlas. La mamifere și amfibieni are două suprafețe articulare, care includ condilii occipitali. La mamifere, a doua vertebră cervicală (epistropheus) formează axa pe care se rotesc atlasul și craniul.

Coastele sunt de obicei atașate de vertebrele toracice. Păsările au vreo cinci, mamiferele au 12 sau 13; șerpii au multe. Corpurile acestor vertebre sunt de obicei mici, iar procesele spinoase ale arcadelor lor superioare sunt lungi și înclinate înapoi. Există de obicei de la 5 până la 8 vertebre lombare; la majoritatea reptilelor și la toate păsările și mamiferele nu poartă coaste. Procesele spinoase și transversale ale vertebrelor lombare sunt foarte puternice și, de regulă, îndreptate înainte. La șerpi și mulți pești, coastele sunt atașate la toate vertebrele trunchiului și este dificil să se traseze granița dintre regiunile toracice și lombare. La păsări, vertebrele lombare sunt fuzionate cu vertebrele sacrale, formând un sacru complex, care le face spatele mai rigid decât cel al altor vertebrate, cu excepția țestoaselor, în care regiunile toracice, lombare și sacrale sunt legate de coajă. .

Numărul de vertebre sacrale variază de la una la amfibieni la 13 la păsări.

Structura regiunii caudale este, de asemenea, foarte diversă; la broaște, păsări, maimuțe și oameni conține doar câteva vertebre topite parțial sau complet, iar la unii rechini conține până la două sute. Spre capătul cozii, vertebrele își pierd arcurile și sunt reprezentate doar de corpuri.

Membrele tetrapodelor s-au dezvoltat din aripioarele pereche ale peștilor cu aripioare lobice, al căror schelet conținea elemente omoloage oaselor umărului și ale centurii pelvine, precum și picioarele din față și din spate.

Schelet(din grecescul „schelet” - uscat) sunt structuri de diferite structuri și origini care asigură păstrarea formei corpului animalului, precum și sprijinul și protecția pentru organele interne. În plus, ele sunt atașate la componentele individuale ale scheletului. muşchii, asigurând mișcarea animalului – deci scheletul este o subdiviziune funcțională importantă a sistemului musculo-scheletic. Vertebratele, spre deosebire de majoritatea nevertebratelor, au endoschelet- adica structurile lor de susținere sunt situate nu la suprafață, ci în părțile adânci ale corpului.

Prototipul scheletului de vertebrate - și, de asemenea, singura structură scheletică din cordatele inferioare - este coardă, un cordon dens de celule de origine mezodermică, care se întinde de-a lungul părții dorsale (dorsale) prin întregul corp, de la cap până la coadă. În acorduri mai înalte - vertebratelor- notocorda se pastreaza doar in stadiul embrionar de dezvoltare, fiind inlocuita la varsta adulta de tesuturi cartilaginoase si osoase formate in ontogeneza din mezenchim, adică ţesutul conjunctiv embrionar este predominant de origine mezodermică. Inițial, elementele scheletice sunt formate din cartilaj; cu toate acestea, acum un schelet cartilaginos este observat doar la grupurile inferioare de vertebrate ( lamprede, peștele migurină, pește cartilaginosși alții). La vertebratele superioare, structurile cartilaginoase sunt observate în principal în stadiul embrionar de dezvoltare și în copilărie; la vârsta adultă, scheletul lor este construit în mare parte din oase.

Din punct de vedere anatomic, scheletul vertebratelor este format din multe elemente care au structuri, forme, origini și locații diferite în corpul animalului. Aceste elemente scheletice (cartilaj sau oase) sunt conectate între ele sau imobile ( sinartroza) sau mobil ( articulațiilor) articulații; cea din urmă opțiune asigură mișcarea părților corpului unele față de altele și a întregului corp al animalului în spațiul înconjurător. În ciuda diversității, elementele scheletice ale diferitelor grupuri de vertebrate pot fi combinate în mai multe secțiuni.

Scheletul tegumentar

Scheletul tegumentar este o colecție de elemente osoase situate în pielea animalului; aceste elemente se formează inițial din țesut osos și nu au un stadiu cartilaginos de dezvoltare. Pielea vertebratelor moderne nu conține, de obicei, niciun element osos, dar în multe forme dispărute corpul a fost parțial sau complet închis într-o cochilie osoasă; în plus, unele oase sunt de origine tegumentară craniiŞi curele pentru membre.

Modern lampredeŞi mikisny nu au cochilie osoasa, ci multe vertebrate acvatice antice (de exemplu, pește blindat) erau complet îmbrăcați într-o armură puternică; Majoritatea covârșitoare a peștilor moderni au, de asemenea, un strat protector deasupra pielii, format din solzi osoși de diferite forme și structuri, oasele de acoperire includ și elemente ale operculului.

Vertebratele terestre cu patru picioare aveau inițial și o acoperire osoasă completă de plăci și solzi, ulterior, unele dintre componentele sale au devenit parte din craniu, fălci și brâuri ale membrelor, în timp ce altele s-au pierdut. Pielea acestor vertebrate și-a păstrat însă capacitatea de a forma os, astfel încât unii dintre reprezentanții lor au dobândit secundar solzi sau plăci de protecție - de exemplu, coaste abdominale. crocodili, coajă țestoaseŞi armadillos.

Scheletul intern

Schelet de pasăre

Citiți mai multe despre scheletul de pasăre

Scheletul de mamifer

Mai multe detalii o Scheletul de mamifer

Scheletul uman

Mai multe detalii o Scheletul uman

Spre deosebire de scheletul tegumentar, elementele interne se formează în părțile profunde ale corpului și sunt formate inițial din cartilaj; după cum sa menționat deja, la reprezentanții inferiori păstrează parțial sau complet compoziția cartilaginoasă, în timp ce la reprezentanții superiori, în procesul de ontogeneză, cartilajul este înlocuit treptat cu os.

Coloana vertebrală

Coloana vertebrală, format din multi vertebrelor, este cel mai important element al așa-numitului scheletul axial, format istoric în jurul notocordului, deși notocorda în sine este redusă la vârsta adultă, rămânând doar în peşte, primitiv amfibieniŞi reptile, fiind puternic comprimat în interiorul vertebrelor și extinzându-se între ele; la majoritatea vertebratelor terestre, resturile notocordului sunt doar formațiuni gelatinoase în discurile intervertebrale. Vertebrele individuale au grupuri diferite vertebratele au structuri diferite; în plus, în cadrul aceluiași organism, vertebrele sunt și ele eterogene, ceea ce face posibilă distingerea mai multor secțiuni ale coloanei vertebrale. Coloana vertebrală a peștilor este cel mai simplu structurată - doar trunchiul și secțiunile caudale se disting clar; în cursul evoluției ulterioare, regiunile toracică, cervicală, lombară și sacră s-au separat; Fiecare grup de vertebrate are propriul său set special de secțiuni ale coloanei vertebrale.

Scheletul axial include coaste, aparând mai întâi la peștii cartilaginoși și reprezentând formațiuni cartilaginoase sau osoase alungite care servesc în principal pentru atașarea mușchilor; Diferite grupuri de vertebrate au coaste de diferite forme, dimensiuni și origini, legate de vertebrele uneia sau mai multor părți ale coloanei vertebrale. Pe partea ventrală (ventrală), coastele se pot uni sternul, formându-se astfel piept.

Scull

Scheletul capului - scull- este o formatiune foarte complexa, formata din multe elemente cartilaginoase sau osoase cu structuri si origini diferite: aici exista o combinatie atat de oase interne cat si tegumentare fuzionate cu acestea. ÎN schiță generală Craniul de vertebrat este format din patru componente:

• cutie pentru creier- de fapt, este o continuare a scheletului axial, format de-a lungul spatelui, părților inferioare și laterale ale creierului din oasele interne și parțial tegumentare. Regiunea occipitală mai conține foramen magnum, prin care trece măduva spinării și, de asemenea condilii pentru a se conecta la prima vertebră.
• acoperișul craniului- elemente osoase care acoperă creierul de sus, din față și din lateral, precum și care formează structurile nasului, orbitelor, regiunea temporală, maxilarul superior și formate exclusiv din oasele tegumentare.
• complex palatin- elemente care formează palatul primar și secundar și sunt formate din oasele interne și tegumentare.
• schelet visceral- elemente cartilaginoase sau osoase care se formeaza initial in jurul cavitatii bucale si faringelui, si provin din mezenchimul de origine endodermica. Acordurile inferioare prezente arcade branhiale, ale căror față sunt transformate în fălci; la cele superioare sunt completate de oasele tegumentare ale maxilarului inferior și ale regiunii hioide, resturile fostelor arcade branhiale sunt transformate în oasele urechii medii sau în cartilaj care nu au legătură cu scheletul în sine. laringe.

Scheletul centurii membrelor

Centuri pentru membre- acestea sunt formațiuni cartilaginoase sau osoase concepute pentru a conecta membrele înseși de corp. În conformitate cu membrele, ele se disting brâul de umăr, sau centura membrelor anterioare și centura pelviană, sau centura membrelor posterioare. Compoziția și structura centurii membrelor variază între diferitele grupuri de vertebrate, dar se observă unele modele generale.

• brâul de umăr este format din două părți - origine tegumentară și internă. Cele tegumentare includ claviculăși alte câteva oase care asigură legătura între membrul anterior și coloana vertebrală, iar la pești, de asemenea, cu craniul. Oasele interne ale centurii scapulare sunt reprezentate la vertebratele superioare spatula- un os legat direct de membrul anterior și folosit pentru atașarea mușchilor.
• centura pelviană- o formațiune pur endoscheletică care servește la atașarea mușchilor membrului posterior. La pești, centura pelviană este un element simplu care nu este în niciun fel legat de scheletul axial; la vertebratele terestre, dimpotrivă, este atașat de coloana vertebrală și este format din trei perechi de oase clar distinse.

Scheletul membrelor

Membre libere vertebratele care servesc ca mijloc de transport au unele variații între diferitele grupuri. Aşa, pește cu aripioare raze au aripioare pereche(toracică și abdominală), construită după principiul pliului; aceste membre practic nu au schelet intern, fiind susținute de raze de origine tegumentară. Aripioarele anticilor pește cu aripioare lobe, dimpotrivă, demonstrează o structură tipică trisegmentată, în care segmentul cel mai apropiat de corp este format dintr-un singur element, segmentul mijlociu din două elemente, iar segmentul distal din multe oase mici dispuse sub formă de lamă. . Vertebratele terestre moștenesc un model similar, iar în al treilea segment (distal), în general, rămân doar cinci raze - așa se formează un membru tipic cu cinci degete, constând din umăr, antebrațeŞi perii(pentru fata) sau din solduri, tibieŞi picioarele(pentru spate).

Conceptul " filogeneza„(din grecescul phyle - „clan, trib” și geneză - „naștere, origine”) a fost introdus în 1866 de către biologul german Ernst Haeckel pentru a desemna dezvoltare istorică organisme aflate în proces de evoluție.

Să luăm în considerare modul în care coloana vertebrală s-a dezvoltat și s-a îmbunătățit de la cele mai simple organisme la oameni. Este necesar să se facă distincția între scheletul extern și cel intern.

Exoscheletîndeplinește o funcție de protecție. Este inerentă vertebratelor inferioare și este situată pe corp sub formă de solzi sau scoici (broască țestoasă, armadillo). La vertebratele superioare, scheletul extern dispare, dar elementele sale individuale rămân, schimbându-și scopul și locația, devenind oasele tegumentare ale craniului. Situate deja sub piele, sunt conectate la scheletul intern.

Scheletul internîndeplinește în principal o funcție de susținere. În timpul dezvoltării, sub influența sarcinii biomecanice, se modifică constant. La animalele nevertebrate arată ca niște despărțitori de care sunt atașați mușchii.

În cordatele primitive (lancelete), alături de septuri, apare o axă - notocordul (cordul celular), acoperit cu membrane de țesut conjunctiv. La pești, coloana vertebrală este relativ simplă și este formată din două secțiuni (trunchi și caudal). Coloana lor moale, cartilaginoasă este mai funcțională decât cea a cordatelor; Măduva spinării este situată în canalul vertebral. Scheletul peștelui este mai perfect, permițând mișcări mai rapide și mai precise cu greutate mai mică.

Odată cu trecerea la un stil de viață terestru, se formează o nouă parte a scheletului - scheletul membrelor. Și dacă la amfibieni scheletul este format din țesut osos fibros grosier, atunci la animalele terestre mai bine organizate este deja construit din țesut osos lamelar, constând din plăci osoase care conțin fibre de colagen ordonate.

Scheletul intern al vertebratelor trece prin trei etape de dezvoltare în filogeneză: țesut conjunctiv (membranos), cartilaginos și osos.

Scheletul unui mamifer (stânga) și al unui pește (dreapta)

Decodificarea genomului lanceletei, finalizată în 2008, a confirmat apropierea lanceletelor de strămoșul comun al vertebratelor. Conform celor mai recente date științifice, lanceletele sunt rude ale vertebratelor, deși cele mai îndepărtate.

Coloana vertebrală a mamiferelor este formată din secțiunile cervicale, toracice, lombare, sacrale și caudale. Trăsătura sa caracteristică este forma platicelială (care are suprafețe plane) a vertebrelor, între care se află discurile intervertebrale cartilaginoase. Arcurile superioare sunt bine definite.

În regiunea cervicală, toate mamiferele au 7 vertebre, a căror lungime determină lungimea gâtului. Singurele excepții sunt două animale: lamantinul are 6 dintre aceste vertebre și diferite tipuri leneși - de la 8 la 10. La o girafă vertebrele cervicale sunt foarte lungi, în timp ce la cetaceele care nu au interceptare cervicală, dimpotrivă, sunt extrem de scurte.

Coastele sunt atașate de vertebrele toracice pentru a forma cutia toracică. Sternul care îl închide este plat și numai lilieci iar la reprezentanții speciilor vizuitoare (de exemplu, alunițe) cu membrele anterioare puternice, are o creastă mică (chilă) de care sunt atașați mușchii pectorali. Regiunea toracică conține 9-24 (de obicei 12-15) vertebre, ultimele 2-5 purtând coaste false care nu ajung la stern.

Există de la 2 până la 9 vertebre în regiunea lombară; Coastele rudimentare se contopesc cu procesele lor transversale mari. Secțiunea sacră este formată din 4-10 vertebre topite, dintre care doar primele două sunt cu adevărat sacrale, iar restul sunt caudale. Numărul de vertebre caudale libere variază de la 3 (la gibon) la 49 (la șopârla cu coadă lungă).

Mobilitatea vertebrelor individuale depinde de stilul de viață. Astfel, la animalele mici care alergă și cățără, acesta este înalt pe toată lungimea coloanei vertebrale, astfel încât corpul lor se poate îndoi în direcții diferite și chiar se poate încolăci într-o minge. Vertebrele regiunilor toracice și lombare sunt mai puțin mobile la animalele mari, care se mișcă rapid. La mamiferele care se mișcă pe picioarele posterioare (canguri, jerboi, săritori), cele mai mari vertebre sunt situate la baza cozii și sacrului, iar apoi dimensiunea lor scade succesiv. La ungulate, dimpotrivă, vertebrele și în special procesele spinoase ale acestora sunt mai mari în partea anterioară a regiunii toracice, unde mușchii puternici ai gâtului și parțial membrele anterioare sunt atașați de ele.

La păsări, membrele anterioare (aripile) sunt adaptate pentru zbor, iar membrele posterioare sunt adaptate pentru deplasarea pe sol. O caracteristică particulară a scheletului este pneumaticitatea oaselor: sunt mai ușoare deoarece conțin aer. Oasele de păsări sunt, de asemenea, destul de fragile, deoarece sunt bogate în săruri de var și, prin urmare, rezistența scheletului este obținută în mare parte prin fuziunea multor oase.

2.1. Originea și funcțiile scheletului animal.

Structurile de susținere la animalele nevertebrate care le oferă o formă permanentă a corpului sunt foarte diverse. Sunt de origine ecto-, ento- și mezodermică. La vertebrate, scheletul este în principal de origine mezodermică.

Scheletul din corpul animalului îndeplinește diferite funcții:

Asigurarea unei forme constante a corpului;

Parte pasivă a sistemului musculo-scheletic;

Protecție împotriva influențelor mecanice și de altă natură;

Funcția hematopoietică.

2.2. Evoluția scheletului în rândul animalelor nevertebrate.

La bureți, structurile de susținere sunt reprezentate de ace având compoziții chimice diferite.

La celenterate apare o placă densă de susținere (mezoglea), care ocupă spațiul dintre ecto- și endoderm. Scheletul polipilor de corali se dezvoltă din ectoderm. La artropode, exoscheletul este reprezentat de un înveliș chitinizat, care cuprinde funcțiile de protecție împotriva deteriorării mecanice și exoscheletul, de care sunt atașați mușchii striați care au apărut pentru prima dată la artropode.

Bivalvele și gasteropodele au cochilii formate din secreții ale mantalei. Cefalopodele au formațiuni cartilaginoase complexe care protejează centrii nervoși și organele senzoriale.

2.3. Evoluția scheletului în cordate.

Ca și la nevertebrate, scheletul cordatelor servește ca protecție pentru organe și servește ca suport pentru organele de locomoție.

Scheletul axial a suferit mari schimbări în procesul de evoluţie.

La cordatele inferioare, scheletul axial este notocordul, iar la cordatele superioare este înlocuit treptat de vertebre în curs de dezvoltare. Vertebrele sunt împărțite într-un corp, arcurile superioare și inferioare.

Astfel, în ciclostomi, notocordul se păstrează de-a lungul vieții, dar apar angajamente vertebrale, care sunt mici formațiuni cartilaginoase situate metameric deasupra notocordului. Ele sunt numite arcurile superioare.

La peștii primitivi, pe lângă arcadele superioare, apar arcade inferioare, iar la peștii superiori apar corpuri vertebrale. Corpurile vertebrale la majoritatea peștilor și animalelor superioare sunt formate din țesutul care înconjoară notocorda, precum și din bazele arcadelor. Arcurile superioare și inferioare sunt fuzionate cu corpurile vertebrale. Capetele arcadelor superioare cresc împreună, formând canalul spinal. Pe arcurile inferioare apar procese de care sunt atașate coastele. Peștii au două secțiuni ale coloanei vertebrale - trunchiul și caudal. Resturile notocordului la pești se păstrează între corpurile vertebrale.

La amfibieni stadii incipiente dezvoltare, notocorda este înlocuită de coloana vertebrală. Coloana vertebrală are deja patru secțiuni: cervical, toracic, sacral și caudal. Regiunea cervicală are o singură vertebră, regiunea toracică este formată din cinci vertebre. Coastele mici care se termină liber sunt atașate de vertebrele toracice. Regiunea sacră, ca și regiunea cervicală, include o vertebră, care este un suport pentru oasele pelvisului și ale membrelor posterioare. Regiunea caudală la amfibienii fără coadă fuzionează într-un singur os, iar la amfibienii cu coadă este formată din număr mare vertebrelor

Reptilele au cinci secțiuni la nivelul coloanei vertebrale: cervical, toracic, lombar, sacral și caudal. În regiunea cervicală diverse tipuri reptilele au un număr diferit de vertebre, dar cea mai mare este de opt. Prima vertebra se numeste atlas si are forma unui inel, iar a doua se numeste epistropheus si are un proces odontoid pe care se roteste prima vertebra. În regiunea toracică, numărul de vertebre nu este constant, de ele sunt atașate coaste, dintre care majoritatea sunt conectate la stern, formând pentru prima dată cutia toracică la animalele superioare. Există doar 22 de vertebre în regiunea toraco-lombară și două în regiunea sacră. Coastele sunt, de asemenea, atașate de vertebrele lombare și sacrale. În regiunea caudală numărul vertebrelor variază, uneori sunt câteva zeci.

La pasari, coloana vertebrala este asemanatoare cu cea a reptilelor, dar are o anumita specializare in legatura caudala. iar coloana vertebrală – coastele trunchiului. Se găsește din IVDr-ul care înconjoară notocordul, precum și de la baza formării arcului, cu modul de viață. Regiunea cervicală include până la 25 de vertebre, ceea ce asigură o mobilitate mai mare.

La mamifere, coloana vertebrală are cinci secțiuni: cervical toracic, lombar, sacral și caudal. Există șapte vertebre în regiunea cervicală și un număr variabil de vertebre în regiunea toracică (de la 9 la 24, dar mai des 12-13). Coastele sunt atașate de vertebrele toracice, cantitati mari din care se leagă de stern. Regiunea lombară include de la trei până la nouă vertebre. Vertebrele sacrale sunt fuzionate pentru a forma sacrul, iar coloana vertebrală caudală include cantități diferite vertebre la diferite specii de mamifere.

Scheletul capului. Scheletul capului este craniul. Este situat la capătul anterior al scheletului și este format din două părți: craniul și scheletul visceral, care diferă unul de celălalt atât ca origine, cât și ca funcție. Craniul servește drept recipient pentru creier, iar scheletul visceral oferă suport pentru organele părții anterioare a canalului digestiv.

În timpul procesului de evoluție, cele mai mari modificări au loc în regiunea viscerală. La embrionii tuturor vertebratelor și la vertebratele inferioare de-a lungul vieții, scheletul visceral este format din arcuri care acoperă partea anterioară a tubului digestiv. La pești, aceștia se diferențiază în arcul maxilarului (capturarea hranei), arcul hioid (atașamentul de craniu) și arcul branhial (atașamentul branhiilor).

La animalele terestre, scheletul visceral este mult transformat și redus: partea superioară Arcul maxilarului fuzionează cu partea inferioară a craniului oasele mici sunt formate din arcul hioid, care fac parte din urechea medie. Al doilea și al treilea arcade branchial la mamifere formează cartilajul tiroidian, iar al patrulea și al cincilea arc formează cartilajele rămase ale laringelui.

Scheletul membrelor. Există două tipuri de membre libere. Acestea sunt aripioarele peștilor și membrele cu cinci degete ale mamiferelor. Membrele cu cinci degete ale vertebratelor au o structură foarte diversă, care este asociată cu îndeplinirea diferitelor funcții. De exemplu, membrele îngropate ale unei cârtițe, membrele care înoată ale unei foci, membrele cățărătoare ale maimuțelor etc. Dar, cu toate acestea, în ciuda diferențelor, membrele vertebratelor păstrează un plan structural general, ceea ce dovedește originea lor comună.

Pentru prima dată, membrele au apărut la pești și au fost reprezentate de aripioare. Acestea sunt înotătoare pectorale și ventrale pereche. La majoritatea peștilor, aripioarele constau din raze osoase subțiri radiale și au funcția de a schimba direcția înotului, mai degrabă decât de a susține corpul. La peștii cu aripioare lobice, se așteaptă ca razele să se mărească datorită fuziunii și utilizării aripioarelor ca suport și mișcare de-a lungul bazei solide a rezervoarelor de uscare. Prin urmare, aripioarele vechilor pești cu aripioare lobice au stat la baza dezvoltării membrelor vertebratelor. O caracteristică importantă a transformării aripioarelor în membre ale vertebratelor terestre a fost înlocuirea conexiunii puternice a elementelor scheletice cu o legătură mobilă sub formă de articulații. Drept urmare, membrul s-a transformat într-o pârghie mobilă complexă, în care se disting trei oase: umărul, antebrațul și mâna. Există două centuri ale membrelor - umăr și pelvin.

În continuare, evoluția membrului anterior a urmat calea lungirii umărului și antebrațului, scurtarea încheieturii mâinii, reducerea numărului de oase din regiunea carpiană (la amfibieni - 3 rânduri, la mamifere - 2 rânduri) și alungirea secțiunilor distale, adică falangele degetelor.

Scheletul mâinii umane se caracterizează și printr-un plan structural general cu membrele anterioare ale vertebratelor, dar alături de acesta are și diferențe importante, deoarece mâinile umane nu sunt doar o armă a muncii, ci și rezultatul acesteia și sunt capabile să efectueze o varietate de acțiuni.

2.4. Anomalii și malformații ale scheletului uman.

1. Prezența coastelor la nivelul primelor vertebre lombare sau cervicale inferioare. În conformitate cu evoluția vertebratelor la om, în timpul dezvoltării embrionare, coastele se formează în toate părțile coloanei vertebrale, dar ulterior se păstrează doar în regiunea toracică, iar în alte părți coastele sunt reduse. Dar uneori o persoană se confruntă cu atavisme similare.

2. Prezența vertebrelor caudale. În timpul embriogenezei la om, ca și vertebratele, se formează 8-11 vertebre caudale, apoi se reduc și rămân 4-5 vertebre subdezvoltate, formând coccisul. Uneori apar semne atavice sub forma prezenței coloanei vertebrale caudale.

3. Spina bifida- Aceasta este o anomalie comună care apare atunci când fuziunea arcadelor vertebrale superioare este întreruptă. Cel mai adesea se manifestă în regiunea lombosacrală a coloanei vertebrale și, în funcție de adâncimea și întinderea despicăturii, poate avea diferite grade de severitate.

4. Prezența în cavitatea timpanică a unui singur osicul auditiv - coloana. Această tulburare, corespunzătoare structurii aparatului de transmitere a sunetului la amfibieni și reptile, este rezultatul diferențierii incorecte a elementelor arcului branhial maxilar în osiculele auditive. Aceasta este o recapitulare a principalelor etape de filogenie a craniului visceral în ontogeneză.

5. Heterotopia centurii membrelor superioare. Aceasta este o mișcare a centurii membrelor superioare din regiunea cervicală la nivelul a 1-2 vertebre toracice. Această anomalie se numește boala Sprengel sau scapula înaltă congenitală. Se exprimă prin faptul că centura de umăr pe una sau ambele părți este cu câțiva centimetri mai mare decât poziția normală. Mecanismul unei astfel de tulburări este asociat atât cu o încălcare a mișcării organelor, cât și cu o încălcare a corelațiilor morfogenetice.

6. Polidactilie- rezultatul dezvoltării anlagelor degetelor suplimentare, caracteristice formelor ancestrale îndepărtate.

7. Picioare plate, picioare stange, piept îngust, lipsa protuberanței bărbiei– anomalii atavice ale scheletului, care se întâlnesc adesea și sunt anobolii (supertensiuni) apărute în timpul filogenezei primatelor.

Sistemul musculo-scheletic asigură mișcarea și păstrarea poziției corpului animalului în spațiu, formează forma exterioară a corpului și participă la procesele metabolice. Reprezintă aproximativ 60% din greutatea corporală a unui animal adult.

În mod convențional, sistemul musculo-scheletic este împărțit în părți pasive și active. LA parte pasivă includ oasele și conexiunile lor, de care depinde natura mobilității pârghiilor osoase și a legăturilor corpului animalului (15%). Parte activă este format din mușchii scheletici și atașamentele lor auxiliare, datorită contracțiilor cărora oasele scheletului sunt puse în mișcare (45%). Atât părțile active cât și cele pasive au origine comună(mezoderm) și sunt strâns legate între ele.

Funcțiile aparatului de mișcare:

1) Activitatea motrică este o manifestare a activității vitale a organismului; este cea care deosebește organismele animale de organismele vegetale și determină apariția unei mari varietăți de moduri de mișcare (mers, alergare, cățărare, înot, zbor).

2) Sistemul musculo-scheletic formează forma corpului - exterior animal, deoarece formarea sa s-a produs sub influența câmpului gravitațional al Pământului, dimensiunea și forma sa la animalele vertebrate se disting printr-o diversitate semnificativă, care se explică prin diferite condiții de viață (terestre, terestre-lemnos, aerisite, acvatice).

3) În plus, aparatul de mișcare asigură o serie de funcții vitale ale organismului: căutarea și captarea alimentelor; atac și apărare activă; îndeplinește funcția respiratorie a plămânilor (respirator abilități motorii); Ajută inima să miște sângele și limfa prin vase („inima periferică”).

4) La animalele cu sânge cald (păsări și mamifere), aparatul de mișcare asigură menținerea unei temperaturi constante a corpului;

Funcțiile aparatului de mișcare sunt asigurate de sistemul nervos și cardiovascular, organe respiratorii, digestive și urinare, piele, glande endocrine. Deoarece dezvoltarea aparatului de mișcare este indisolubil legată de dezvoltarea sistemului nervos, atunci când aceste conexiuni sunt întrerupte, mai întâi pareză, și apoi paralizie aparat de mișcare (animalul nu se poate mișca). Odată cu scăderea activității fizice, procesele metabolice sunt perturbate și se atrofiază țesutul muscular și osos.

Organele aparatului locomotor au proprietăți deformatii elastice, atunci când se mișcă, energia mecanică apare în ele sub formă de deformații elastice, fără de care circulația normală a sângelui și impulsurile creierului și măduvei spinării nu pot apărea. Energia deformărilor elastice din oase este transformată în energie piezoelectrică, iar în mușchi în energie termică. Energia eliberată în timpul mișcării deplasează sângele din vase și provoacă iritația aparatului receptor, din care impulsurile nervoase pătrund în sistemul nervos central. Astfel, activitatea aparatului de mișcare este strâns legată și nu poate fi efectuată fără sistemul nervos, iar sistemul vascular, la rândul său, nu poate funcționa normal fără aparatul de mișcare.

Baza părții pasive a aparatului de mișcare este scheletul. Scheletul (greacă sceletos - uscat, uscat; lat. Scheletul) sunt oase legate într-o anumită ordine care formează un cadru solid (schelet) al corpului animalului. Deoarece cuvântul grecesc pentru os este „os”, se numește știința scheletului osteologie.

Scheletul include aproximativ 200-300 de oase (cal, r.s. -207-214; porc, câine, pisică -271-288), care sunt legate între ele prin țesut conjunctiv, cartilaginos sau osos. Masa scheletică a unui animal adult variază de la 6% (porc) la 15% (cal, vite).

Toate funcțiile scheletice pot fi împărțite în două mari grupe: mecanice și biologice. LA functii mecanice includ: de protecție, de sprijin, locomotorie, arc, anti-gravitație și biologic - metabolismul și hematopoieza (hemocitopoieza).

1) Funcția de protecție este aceea că scheletul formează pereții cavităților corpului în care se află organele vitale. De exemplu, cavitatea craniană conține creierul, pieptul conține inima și plămânii, iar cavitatea pelviană conține organele genito-urinale.

2) Funcția de susținere este aceea că scheletul este un suport pentru mușchii și organele interne, care, fiind atașate de oase, sunt ținute în poziția lor.

3) Funcția locomotorie a scheletului se manifestă prin faptul că oasele sunt pârghii care sunt antrenate de mușchi și asigură mișcarea animalului.

4) Funcția de resort se datorează prezenței în schelet a unor formațiuni care atenuează șocurile și șocurile (tampoane cartilaginoase etc.).

5) Funcția antigravitațională se manifestă prin faptul că scheletul creează suport pentru stabilitatea corpului care se ridică deasupra solului.

6) Participarea la metabolism, în special la metabolismul mineral, deoarece oasele sunt un depozit de săruri minerale de fosfor, calciu, magneziu, sodiu, bariu, fier, cupru și alte elemente.

7) Funcția tampon. Scheletul acționează ca un tampon care stabilizează și menține o compoziție ionică constantă a mediului intern al organismului (homeostazia).

8) Participarea la hemocitopoieză. Situată în cavitățile măduvei osoase, măduva osoasă roșie produce celule sanguine. Masa măduvei osoase în raport cu masa oaselor la animalele adulte este de aproximativ 40-45%.

DIVIZIUNEA SCHELETICĂ

Scheletul este cadrul corpului unui animal. Este de obicei împărțit în principal și periferic.

La scheletul axial includ scheletul capului (craniul-craniu), scheletul gâtului, trunchiului și cozii. Craniul are cea mai complexă structură, deoarece conține creierul, organele de vedere, mirosul, echilibrul și auzul, cavitățile bucale și nazale. Partea principală a scheletului gâtului, corpului și cozii este coloana vertebrală (columna vertebralis).

Coloana vertebrală este împărțită în 5 secțiuni: cervical, toracic, lombar, sacral și caudal. Regiunea cervicală este formată din vertebrele cervicale (v.cervicalis); regiunea toracică - de la vertebrele toracice (v.thoracica), coaste (costa) și stern (stern); lombar - de la vertebrele lombare (v.lumbalis); sacrum - din osul sacrum (os sacrum); caudal - de la vertebrele caudale (v.caudalis). Cea mai completă structură are secțiunea toracală a corpului, unde există vertebre toracice, coaste și sân, care formează împreună pieptul (toracele), în care se află inima, plămânii și organele mediastinale. Regiunea cozii este cea mai puțin dezvoltată la animalele terestre, care este asociată cu pierderea funcției locomotorii a cozii în timpul tranziției animalelor la un stil de viață terestru.

Scheletul axial este supus următoarelor legi ale structurii corpului, care asigură mobilitatea animalului. Acestea includ :

1) Bipolaritatea (uniaxialitatea) se exprimă prin faptul că toate părțile scheletului axial sunt situate pe aceeași axă a corpului, cu craniul pe polul cranian și coada pe polul opus. Semnul uniaxialității ne permite să stabilim două direcții în corpul animalului: cranian - spre cap și caudal - spre coadă.

2) Bilateralitatea (simetria bilaterală) se caracterizează prin faptul că scheletul, ca și trunchiul, poate fi împărțit de planul sagital, medial, în două jumătăți simetrice (dreapta și stânga), conform acesteia, vertebrele vor fi împărțite în două jumătăți simetrice. Bilateralitatea (antimerismul) face posibilă distingerea direcțiilor laterale (laterale, externe) și mediale (interne) pe corpul animalului.

3) Segmentarea (metamerismul) constă în faptul că corpul poate fi împărțit pe planuri segmentare într-un anumit număr de metameri - segmente relativ identici. Metamerele urmează o axă din față în spate. Pe schelet, astfel de metamere sunt vertebre cu coaste.

4) Tetrapodiumul este prezența a 4 membre (2 toracice și 2 pelvine)

5) Iar ultima regularitate este, datorita fortei gravitatiei, localizarea in canalul rahidian al tubului neural, iar sub acesta tubul intestinal cu toate derivatele sale. În acest sens, direcția dorsală este marcată pe corp - spre spate și direcția ventrală - spre abdomen.

Scheletul periferic reprezentată de două perechi de membre: toracic şi pelvin. În scheletul membrelor există un singur model - bilateralitatea (antimerism). Membrele sunt pereche, există membre stângi și drepte. Elementele rămase sunt asimetrice. Pe membre există brâuri (toracice și pelvine) și un schelet de membre libere.

Folosind o centură, membrul liber este atașat de coloana vertebrală. Inițial, brâurile membrelor aveau trei perechi de oase: o omoplată, o claviculă și un os coracoid (toate conservate la păsări, a rămas doar o omoplată, doar un proces pe tuberculul omoplatului); partea medială a fost păstrată; rudimentele claviculei sunt prezente la prădători (câini) și pisică). În centura pelviană, toate cele trei oase (iliac, pubian și ischiatic) sunt bine dezvoltate, care cresc împreună.

Scheletul membrelor libere are trei verigi. Prima verigă (stilopodium) are o rază (greacă stilos - coloană, podos - picior): pe membrul toracic este humerusul, pe membrul pelvin este femurul. Cele doua verigi (zeugopodium) sunt reprezentate de două raze (zeugos - pereche): pe membrul toracic sunt oasele radiusului și ulnei (oasele antebrațului), pe membrul pelvin sunt oasele tibiei și fibulei (oasele tibiei) . Cele trei verigi (autipodium) formează: pe membrul toracic - mână, pe membrul pelvin - picior. Ei disting între basipodia (secțiunea superioară - oasele încheieturii mâinii și, în consecință, tars), metapodium (mijloc - oasele metacarpului și metatarsului) și acropodium (secțiunea cea mai exterioară - falangele degetelor).

FILGENEZA SCHELETICĂ

În filogeneza vertebratelor, scheletul se dezvoltă în două direcții: extern și intern.

Exoscheletul îndeplinește o funcție de protecție, este caracteristic vertebratelor inferioare și este situat pe corp sub formă de solzi sau coajă (broască țestoasă, armadillo). La vertebratele superioare, scheletul extern dispare, dar elementele sale individuale rămân, schimbându-și scopul și locația, devenind oasele tegumentare ale craniului și, situate sub piele, conectate cu scheletul intern. În filo-ontogeneză, astfel de oase trec doar prin două etape de dezvoltare (țesut conjunctiv și os) și sunt numite primare. Nu sunt capabili să se regenereze dacă oasele craniului sunt rănite, sunt forțate să fie înlocuite cu plăci artificiale.

Scheletul intern îndeplinește în principal o funcție de susținere. În timpul dezvoltării, sub influența sarcinii biomecanice, se modifică constant. Dacă luăm în considerare animalele nevertebrate, atunci scheletul lor intern are forma unor pereți despărțitori de care sunt atașați mușchii.

În primitiv acorduri animale (lanceta ), Alături de sept apare o axă - notocordul (cordul celular), acoperit cu membrane de țesut conjunctiv.

U pește cartilaginos(rechini, raze) se formează segmentar arcurile cartilaginoase în jurul notocordului, care ulterior formează vertebre. Vertebrele cartilaginoase, care se conectează între ele, formează coloana vertebrală, iar coastele sunt atașate de ea ventral. Astfel, notocorda rămâne sub formă de nuclei pulpos între corpii vertebrali. Craniul se formează la capătul cranian al corpului și, împreună cu coloana vertebrală, participă la formarea scheletului axial. Ulterior, scheletul cartilaginos este înlocuit cu unul osos, mai puțin flexibil, dar mai durabil.

U pește osos scheletul axial este construit din țesut osos mai puternic, grosier fibros, care se caracterizează prin prezența sărurilor minerale și o aranjare aleatorie a fibrelor de colagen (oseină) în componenta amorfă.

Odată cu trecerea animalelor la un stil de viață terestru, amfibieni se formează o nouă parte a scheletului - scheletul membrelor. Ca urmare a acestui fapt, la animalele terestre, pe lângă scheletul axial, se formează și un schelet periferic (scheletul membrelor). La amfibieni, precum și la peștii osoși, scheletul este construit din țesut osos fibros grosier, dar la animalele terestre mai bine organizate. (reptile, păsări și mamifere) scheletul este deja construit din țesut osos lamelar, format din plăci osoase care conțin fibre de colagen (oseină) dispuse ordonat.

Astfel, scheletul intern al vertebratelor trece prin trei etape de dezvoltare în filogeneză: țesut conjunctiv (membranos), cartilaginos și osos. Oasele scheletului intern care trec prin toate aceste trei etape sunt numite secundare (primordiale).

ONTOGENEZA SCHELETULUI

În conformitate cu legea biogenetică de bază a lui Baer și E. Haeckel, în ontogeneză scheletul trece și prin trei stadii de dezvoltare: membranos (țesut conjunctiv), cartilaginos și osos.

În stadiul cel mai timpuriu al dezvoltării embrionare, partea de susținere a corpului său este țesutul conjunctiv dens, care formează scheletul membranos. Apoi apare o notocordă în embrion, iar în jurul lui, mai întâi o coloană cartilaginoasă, iar mai târziu o coloană vertebrală osoasă și un craniu, iar apoi încep să se formeze membre.

În perioada prefetală, întregul schelet, cu excepția oaselor tegumentare primare ale craniului, este cartilaginos și reprezintă aproximativ 50% din greutatea corpului. Fiecare cartilaj are forma unui viitor os și este acoperit cu pericondriu (o membrană densă de țesut conjunctiv). În această perioadă începe osificarea scheletului, adică. formarea țesutului osos în locul cartilajului.

Osificarea sau osificarea (latină os - os, facio - eu) are loc atât de la suprafața exterioară (osificarea pericondală), cât și din interior (osificarea encondrală). În locul cartilajului, se formează țesut osos fibros grosier. Drept urmare, în fructe, scheletul este construit din țesut osos fibros grosier.