A különböző állatok csontvázai különböznek egymástól. Felépítésük nagymértékben függ egy adott szervezet élőhelyétől és életmódjától. Mi a közös az állati csontvázakban? Milyen különbségek vannak? Miben különbözik az emberi csontváz a többi emlős csontvázától?
A csontváz a test támasza
Az emberi és állati testben található csontok, porcok és szalagok kemény és rugalmas szerkezetét csontváznak nevezik. Az izmokkal és inakkal együtt alkotja a mozgásszervi rendszert, melynek köszönhetően az élőlények mozoghatnak a térben.
Főleg a csontokat és a porcokat tartalmazza. A leginkább mozgékony részen ízületek és inak kötik össze őket, egyetlen egészet alkotva. A test szilárd "csontváza" nem mindig áll csont- és porcszövetből, néha kitinből, keratinból vagy akár mészkőből áll.
A test csodálatos része a csontok. Nagyon erősek és merevek, képesek ellenállni a hatalmas terheléseknek, ugyanakkor könnyűek maradnak. Fiatal testben a csontok rugalmasak, és idővel törékennyé és törékennyé válnak.
Az állatok csontváza az ásványok egyfajta „kamrája”. Ha egyezek hiányoznak a szervezetből, akkor a szükséges elemek egyensúlya a csontokból pótolódik. A csontok vízből, zsírból, szerves anyagokból (poliszacharidok, kollagén), valamint kalcium-, nátrium-, foszfor-, magnézium-sókból állnak. A pontos kémiai összetétel az adott szervezet táplálkozásától függ.
A csontváz jelentése
Az emberek és állatok teste egy héj, amelyben belső szervek találhatók. Ezt a héjat a csontváz formálja. Az izmok és inak közvetlenül rátapadnak, összehúzódnak, meghajlítják az ízületeket, mozgást hozva létre. Tehát felemelhetjük a lábunkat, elfordíthatjuk a fejünket, leülhetünk vagy megfoghatunk valamit a kezünkkel.
Ezenkívül az állatok és az emberek csontváza a lágy szövetek és szervek védelmét szolgálja. Például a bordák elrejtik alattuk a tüdőt és a szívet, eltakarva őket az ütésektől (persze, ha az ütések nem túl erősek). A koponya megakadályozza a meglehetősen törékeny agy károsodását.
Néhány csont tartalmazza az egyik legfontosabb szervet – a csontvelőt. Emberben részt vesz a hematopoiesis folyamataiban, vörösvértesteket képezve. Leukocitákat, fehérvérsejteket is képez, amelyek felelősek a szervezet immunitásáért.
Hogyan és mikor keletkezett a csontváz?
Az állatok csontváza és a teljes mozgásszervi rendszer az evolúciónak köszönhetően keletkezett. Az általánosan elfogadott változat szerint a Földön megjelent első organizmusok nem rendelkeztek ilyen bonyolult alkalmazkodással. Hosszú ideig puha testű amőb lények léteztek bolygónkon.
Akkor a bolygó légkörében és hidroszférájában tízszer kevesebb oxigén volt. Valamikor a gáz részaránya lettnövekedését, elindítva, ahogy a tudósok javasolják, a változások láncreakcióját. Így az óceán ásványi összetételében megnövekedett a kalcitok és aragonitok mennyisége. Ezek viszont felhalmozódnak az élő szervezetekben, szilárd vagy rugalmas szerkezeteket alkotva.
A legkorábbi csontvázzal rendelkező organizmusokat mészkőrétegekben találták Namíbiában, Szibériában, Spanyolországban és más régiókban. Körülbelül 560 millió évvel ezelőtt lakták a világ óceánját. Szerkezetükben az élőlények hengeres testű szivacsokhoz hasonlítottak. Hosszú (legfeljebb 40 cm-es) kalcium-karbonát sugarak távoztak belőlük sugárirányban, ami a csontváz szerepét töltötte be.
Csontvázak változatai
Az állatvilágban háromféle csontváz létezik: külső, belső és folyékony. A külső vagy exoskeleton nem rejtőzik a bőr vagy más szövetek takarása alatt, hanem kívülről teljesen vagy részben lefedi az állat testét. Milyen állatoknak van külső csontváza? Megszállják a pókfélék, rovarok, rákfélék és néhány gerinces.
A páncélhoz hasonlóan elsősorban védő funkciót lát el, és néha élő szervezet (teknősbéka vagy csigaház) számára is szolgálhat menedékként. Egy ilyen csontváznak jelentős hátránya van. Nem növekszik a tulajdonossal, ezért az állat kénytelen időnként levetkőzni és új takarót növeszteni. Egy ideig a test elveszíti szokásos védelmét és sebezhetővé válik.
Az endoskeleton az állatok belső váza. Hús és bőr borítja. Bonyolultabb kialakítású, számos funkciót lát el és nőegyidejűleg az egész szervezettel. Az endoskeleton egy axiális részre (gerinc, koponya, mellkas) és egy további vagy perifériás részre (a végtagok és az övek csontjai) oszlik.
A folyékony vagy hidrosztatikus váz a legkevésbé gyakori. Megszállják medúzák, férgek, tengeri kökörcsin stb. Ez egy folyadékkal teli, izmos fal. A folyadéknyomás fenntartja a test alakját. Amikor az izmok összehúzódnak, a nyomás megváltozik, ami mozgásba hozza a testet.
Mely állatoknak nincs csontvázuk?
A szokásos értelemben a csontváz pontosan a test belső váza, csontok és porcok halmaza, amelyek a koponyát, a végtagokat és a gerincet alkotják. Vannak azonban olyan organizmusok, amelyek nem rendelkeznek ezekkel a részekkel, amelyek közül néhánynak nincs is meghatározott alakja. De ez azt jelenti, hogy egyáltalán nincs csontvázuk?
Jean Baptiste Lamarck egykor gerinctelen állatok nagy csoportjává egyesítette őket, de a gerinc hiányán kívül semmi más nem köti össze ezeket az állatokat. Ma már ismert, hogy még az egysejtű szervezeteknek is van csontváza.
Például a radioláriumokban kitinből, szilíciumból vagy stroncium-szulfátból áll, és a sejt belsejében található. A koralloknak lehet hidrosztatikus váza, belső fehérje vagy külső meszes vázuk. A férgekben, a medúzában és néhány puhatestűben hidrosztatikus.
Számos puhatestűnél a csontváz külső, és héj alakú. Különböző fajoknál eltérő a szerkezete. Általában három rétegből áll, amelyek konchiolin fehérjéből és kalcium-karbonátból állnak. A kagylók kéthéjúak (kagyló, osztriga) és spirálisakfürtökkel, néha karbonátos tűkkel és tüskékkel.
Íeltlábúak
Az ízeltlábúak típusa is a gerinctelenekhez tartozik. Ez a legnagyobb számú állatcsoport, amelybe rákfélék, pókfélék, rovarok, százlábúak tartoznak. Testük szimmetrikus, páros végtagjai vannak, és szegmensekre oszlik.
Szerkezetét tekintve az állatok csontváza külső. Kitint tartalmazó kutikula formájában befedi az egész testet. A kutikula egy kemény héj, amely megvédi az állat minden szegmensét. Sűrű területei szkleritek, amelyeket mozgékonyabb és rugalmasabb membránok kötnek össze.
Rovaroknál a kutikula erős és vastag, három rétegből áll. A felszínen szőrszálakat (chaetae), tüskéket, sörtéket és különféle kinövéseket képez. A pókféléknél a kutikula viszonylag vékony, és alatta bőrréteget és alaphártyát tartalmaz. A védelem mellett megakadályozza, hogy az állatok elveszítsék a nedvességet.
A szárazföldi rákoknak és az erdei tetveknek nincs sűrű külső rétege, amely megtartja a nedvességet a testben. Csak az életmód menti meg őket a kiszáradástól – az állatok folyamatosan magas páratartalmú helyekre törekednek.
Akordok csontváza
A akkord egy belső axiális vázképződmény, a test csontvázának hosszanti szála. Hordátumokban van jelen, amelyekből több mint 40 000 faja van. Ide tartoznak a gerinctelenek, amelyekben a notochord egy bizonyos ideig jelen van a fejlődés egyik szakaszában.
A csoport alsóbb képviselőiben (lándzsa, ciklostomaés bizonyos halfajok) a notochord egész életen át fennmarad. A lándzsákban a belek és az idegcső között helyezkedik el. Keresztirányú izomlemezekből áll, amelyeket héj vesz körül, és kinövések kötik össze őket. Összehúzó és pihentető, úgy működik, mint egy hidrosztatikus csontváz.
A ciklostomákban a notochord szilárdabb, és csigolyái is vannak. Nincsenek páros végtagjaik, állkapcsaik. A csontvázat csak kötő- és porcos szövet alkotja. Ezekből alakul ki az állat koponyája, az uszony sugarai és a kopoltyúk áttört rácsa. A cyclostoma nyelvén is van egy csontváz, a szerv tetején egy fog található, amellyel az állat hordja a zsákmányát.
gerincesek
A húrok magasabb képviselőinél az axiális zsinór gerincvé alakul - a belső csontváz tartóelemévé. Ez egy rugalmas oszlop, amely csontokból (csigolyákból) áll, amelyeket porckorongok és porcok kötnek össze. Általában osztályokra van osztva.
A gerincesek csontvázának felépítése sokkal bonyolultabb, mint más húrok és ráadásul a gerinctelenek csontvázaié. A csoport minden képviselőjét belső keret jelenléte jellemzi. Az idegrendszer és az agy fejlődésével csontkoponyát alkottak. A gerinc megjelenése pedig jobb védelmet nyújtott a gerincvelőnek és az idegeknek.
A páros és nem párosított végtagok a gerincből indulnak el. A páratlanok a farok és az uszonyok, a párosak övekre (felső és alsó) és szabad végtagokból álló vázra (uszonyok vagy ötujjas végtagok) oszlanak.
Halak
EzekGerinceseknél a csontváz két részből áll: a törzsből és a farokból. A cápák, ráják és kimérák nem rendelkeznek csontszövettel. Csontvázuk rugalmas porcokból áll, amelyek felhalmozzák a meszet, és idővel megkeményedik.
A többi halnak csontváza van. A porcos rétegek a csigolyák között helyezkednek el. Az elülső részben oldalirányú folyamatok nyúlnak ki belőlük, átmennek a bordákba. A halak koponyájának a szárazföldi állatokkal ellentétben több mint negyven mozgó része van.
A garatot 3-7 kopoltyúívből álló félkör veszi körül, amelyek között kopoltyúrések találhatók. Kívülről kopoltyúkat alkotnak. Minden hal rendelkezik velük, csak néhányban porcos szövet, míg másokban csontok alkotják.
Az uszonyok sugárcsontjai, amelyeket egy membrán köt össze, eltávolodnak a gerinctől. Páros uszonyok - melli és hasi, páratlan - anális, háti, faroki. Számuk és típusuk változó.
Kétéltűek és hüllők
A kétéltűeknek nyaki és keresztcsonti szakaszaik vannak, amelyek 7 és 200 csigolya között mozognak. Néhány kétéltűnek van farokrésze, van akinek nincs farka, de vannak páros végtagok. Ugrálva mozognak, így a hátsó végtagok megnyúltak.
A farkatlan fajoknak nincs bordája. A fej mozgékonyságát a nyakcsigolya biztosítja, amely a fej hátsó részéhez kapcsolódik. A vállak, alkarok és kezek a mellkasi régióban jelennek meg. A medence a csípőcsontokat, a szeméremcsontokat és az ülőcsontokat tartalmazza. És a hátsó végtagoknak van alsó lábszára, combja, lábfeje.
Hüllő csontváza isvannak ezek a részek, bonyolultabbá válik a gerinc ötödik szakaszával - az ágyékkal. 50-435 csigolyájuk van. A koponya jobban elcsontosodott. A farokrész mindig jelen van, csigolyái a vége felé csökkennek.
A teknősök külső csontváza erős keratinhéj és egy belső csontréteg formájában van. A teknősök állkapcsa nem tartalmaz fogakat. A kígyóknak nincs szegycsontja, váll- és medenceöve, a bordák pedig a gerinc teljes hosszában rögzítve vannak, kivéve a farokszakaszt. Az állkapcsa nagyon rugalmas ahhoz, hogy lenyelje a nagy zsákmányt.
Madarak
A madarak csontvázának jellemzői nagymértékben összefüggenek repülési képességükkel, egyes fajok alkalmazkodnak a futáshoz, búvárkodáshoz, ágak és függőleges felületek megmászásához. A madarak gerincének öt szakasza van. A nyaki régió egyes részei mozgathatóan kapcsolódnak egymáshoz, más régiókban a csigolyák gyakran összenőttek.
Csontjaik könnyűek, és némelyik részben levegővel van feltöltve. A madarak nyaka megnyúlt (10-15 csigolya). Koponyájuk teljes, varratok nélküli, előtte csőr. A csőr alakja és hossza nagyon eltérő, és összefügg az állatok táplálkozási módjával.
A repülés fő eszköze a gerinc. Ez egy csontos kinövés a szegycsont alsó részén, amelyhez a mellizmok kapcsolódnak. A gerincet repülő madarakban és pingvinekben fejlesztették ki. A repüléshez vagy ásáshoz kapcsolódó gerincesek (vakondok és denevérek) csontvázának szerkezetében szintén jelen van. A struccoknak nincs meg, a bagolypapagáj.
A madarak mellső végtagjai szárnyak. Ezek állnakvastag és erős felkarcsontból, ívelt singcsontból és vékony sugarúból. A kéz csontjainak egy része összeforrt. A struccokon kívül a medence szeméremcsontok nem olvadnak össze egymással. A madarak így tudnak nagy tojásokat tojni.
Emlősök
Ma körülbelül 5500 emlősfaj létezik, beleértve az embert is. Az osztály minden tagjában a belső csontváz öt részre oszlik, és magában foglalja a koponyát, a gerincoszlopot, a mellkast, a felső és alsó végtagok öveit. A tatuknak van egy külső váza, amely több pajzsból álló héj formájában van.
Az emlősök koponyája nagyobb, van egy járomcsont, egy másodlagos csontos szájpadlás és egy páros dobüreg, ami más állatoknál nem található. A felső öv főleg a lapockákból, a kulcscsontokból, a vállat, az alkarból és a kézből áll (csuklótól, kézközépcsonttól, ujjak falángokkal). Az alsó öv a combból, az alsó lábszárból, a lábfejből, a lábközépcsontból és az ujjakból áll. Az osztályon belüli legnagyobb különbségek pontosan a végtagöveknél tapasztalhatók.
A kutyáknak és lóféléknek nincsenek lapockák és kulcscsontok. A fókáknál a váll és a combcsont a test belsejében rejtőzik, az ötujjas végtagokat membrán köti össze, és úgy néznek ki, mint egy uszony. A denevérek úgy repülnek, mint a madarak. Ujjaik (egy kivételével) nagyon megnyúltak, és bőrszövet köti össze, és szárnyat alkotnak.
Miben más egy ember?
Az emberi csontváznak ugyanazok a szakaszai vannak, mint a többi emlősnek. Felépítésében leginkább egy csimpánzhoz hasonlít. De velük ellentétben az emberi lábak sokkal hosszabbak, mint a karok. Az egész test orientáltfüggőlegesen a fej nem nyúlik ki előre, mint az állatoknál.
A koponya részaránya a szerkezetben sokkal nagyobb, mint a majmoké. Az állkapocs-készülék éppen ellenkezőleg, kisebb és rövidebb, az agyarak csökkennek, a fogakat védőzománc borítja. A személynek álla van, koponyája lekerekített, nincs összefüggő homlokránc.
Nincs farkunk. Fejletlen változatát 4-5 csigolyából álló farkcsont képviseli. Az emlősökkel ellentétben a mellkas nem lapított mindkét oldalon, hanem kitágult. A hüvelykujj a többivel szemben van, a kéz mozgathatóan kapcsolódik a csuklóhoz.
