Какви са структурните характеристики на скелета на гръбначно животно? Характеристики на структурата на прешлените и гърдите при домашни животни. Как човек е различен?

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

Традиционно опорно-двигателният апарат е разделен на пасивни и активни части. ДА СЕ пасивна частвключват кости и техните връзки, от които зависи естеството на подвижността на костните лостове и връзки на тялото на животното (15%). Активна частсе състои от скелетни мускули и техните спомагателни приспособления, благодарение на контракциите на които се привеждат в движение костите на скелета (45%). Активните и пасивните части имат общ произход (мезодерма) и са тясно свързани помежду си.

Функции на апарата за движение:

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

2) Мускулно-скелетната система формира формата на тялото - екстериорживотно, тъй като неговото формиране е настъпило под въздействието на гравитационното поле на Земята, размерът и формата му при гръбначните животни се отличават със значително разнообразие, което се обяснява с различни условия на живот (наземни, сухоземно-дървесни, въздушни, водни).

3) В допълнение, апаратът за движение осигурява редица жизненоважни функции на тялото: търсене и улавяне на храна; атака и активна защита; изпълнява дихателната функция на белите дробове (респираторенмоторни умения); Помага на сърцето да движи кръвта и лимфата през съдовете ("периферно сърце").

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

Функциите на двигателния апарат се осигуряват от нервната и сърдечно-съдови системи , дихателни, храносмилателни и пикочни органи, кожа, жлези с вътрешна секреция. Тъй като развитието на двигателния апарат е неразривно свързано с развитието на нервната система, когато тези връзки са нарушени, първо пареза, и тогава парализаапарат за движение (животното не може да се движи). При намаляване физическа дейностИма нарушение на метаболитните процеси и атрофия на мускулната и костната тъкан.

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

Основата на пасивната част на двигателния апарат е скелетът. Скелет (гръцки sceletos - изсушен, изсушен; лат. Skeleton) са кости, свързани в определен ред, които образуват солидна рамка (скелет) на тялото на животното. Тъй като гръцката дума за кост е "os", науката за скелета се нарича остеология.

Скелетът включва около 200-300 кости (кон, r.s. -207-214; прасе, куче, котка -271-288), които са свързани помежду си с помощта на съединителна, хрущялна или костна тъкан. Масата на скелета на възрастно животно варира от 6% (прасе) до 15% (кон, говеда).

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

1) Защитната функция е, че скелетът образува стените на телесните кухини, в които са разположени жизненоважни органи. Например черепната кухина съдържа мозъка, гърдите съдържат сърцето и белите дробове, а тазовата кухина съдържа пикочно-половите органи.

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

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

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

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

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

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

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

СКЕЛЕТЕН ДЕЛ

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

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

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

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

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

2) Двустранната (двустранна симетрия) се характеризира с факта, че скелетът, подобно на торса, може да бъде разделен от сагиталната, средна равнина на две симетрични половини (дясна и лява), в съответствие с това прешлените ще бъдат разделени на две симетрични половини. Двустранността (антимеризъм) позволява да се разграничат странични (странични, външни) и медиални (вътрешни) посоки на тялото на животното.

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

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

5) И последната закономерност е, поради силата на гравитацията, разположението в гръбначния канал на невралната тръба, а под нея чревната тръба с всички нейни производни. В тази връзка на тялото е отбелязана дорзалната посока - към гърба и вентралната посока - към корема.

Периферен скелетпредставена от две двойки крайници: гръдни и тазови. В скелета на крайниците има само един модел - двустранност (антимеризъм). Крайниците са сдвоени, има леви и десни крайници. Останалите елементи са асиметрични. На крайниците има пояси (гръден и тазов) и скелет от свободни крайници.

С помощта на колан свободният крайник се прикрепя към гръбначния стълб. Първоначално поясите на крайниците са имали три чифта кости: лопатка, ключица и коракоидна кост (всички запазени при птиците); при животните е останала само една лопатка; от коракоидната кост само процес на туберкула на лопатката на медиалната страна е запазена; рудименти на ключицата присъстват при хищници (кучета) и котки). В тазовия пояс и трите кости (илиачна, срамна и седалищна) са добре развити, които растат заедно.

Скелетът на свободните крайници има три връзки. Първата връзка (стилоподий) има един лъч (гръцки stilos - колона, podos - крак): на гръдния крайник това е раменната кост, на тазовия крайник е бедрената кост. Вторите връзки (zeugopodium) са представени от два лъча (zeugos - чифт): на гръдния крайник има лъчева и лакътна кост (кости на предмишницата), на тазовия крайник има кости на пищяла и фибула (кости на пищяла) . Третите връзки (аутиподиум) се образуват: на гръдния крайник - ръката, на тазовия крайник - стъпалото. Те разграничават базиподия (горната част - костите на китката и съответно тарзуса), метаподия (средната част - костите на метакарпуса и метатарзуса) и акроподия (най-външната част - фалангите на пръстите).

ФИЛОГЕНЕЗА НА СКЕЛЕТА

Във филогенезата на гръбначните скелетът се развива в две посоки: външна и вътрешна.

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

Вътрешният скелет изпълнява главно поддържаща функция. По време на развитието, под въздействието на биомеханично натоварване, той постоянно се променя. Ако разгледаме безгръбначните животни, тогава техният вътрешен скелет има формата на прегради, към които са прикрепени мускули.

В примитивен хордовиживотни (ланцетник ), Заедно със септите се появява ос - нотохорда (клетъчна връв), покрита със съединителнотъканни мембрани.

U хрущялни риби(акули, скатове) сегментно около нотохордата се образуват хрущялни дъги, които впоследствие образуват прешлени. Хрущялните прешлени, свързвайки се един с друг, образуват гръбначния стълб, а ребрата са прикрепени към него вентрално. Така хордата остава под формата на nuclei pulposus между телата на прешлените. Черепът се образува в черепния край на тялото и заедно с гръбначния стълб участва в образуването на аксиалния скелет. Впоследствие хрущялният скелет се заменя с костен, по-малко гъвкав, но по-издръжлив.

U костни рибиаксиалният скелет е изграден от по-здрава, грубовлакнеста костна тъкан, която се характеризира с наличието на минерални соли и произволно подреждане на колагенови (осеинови) влакна в аморфния компонент.

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

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

ОНТОГЕНЕЗИС НА СКЕЛЕТА

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

В най-ранния стадий на ембрионалното развитие опорната част на тялото му е плътна съединителна тъкан, която образува ципестия скелет. След това в ембриона се появява хорда, а около нея започват да се формират първо хрущялен, а по-късно костен гръбначен стълб и череп, а след това крайници.

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

Едва в неонаталния период грубата фиброзна костна тъкан се заменя с по-развита ламеларна костна тъкан. През този период е необходимо специално внимание на новородените, тъй като техният скелет все още не е силен. Що се отнася до акорда, неговите останки са разположени в центъра междупрешленни дисковепод формата на пулпозно ядро. През този период трябва да се обърне специално внимание на покривните кости на черепа (тилна, париетална и темпорална), тъй като те заобикалят хрущялния етап. Между тях в онтогенезата се образуват значителни пространства на съединителната тъкан, наречени фонтанели (fonticulus), само в напреднала възраст те напълно се подлагат на осификация (ендесмална осификация).

Тема 1. Разнообразие на животните

Практическа работа № 5. Сравнение на структурата на скелета на гръбначните животни

Мишена: изследвайте скелетите на гръбначни животни, намерете прилики и разлики.

Напредък.

заключения. 1. Всички гръбначни животни имат вътрешен скелет, който има общ планструктури - скелет на главата (череп), скелет на торса (гръбначен стълб), скелет на крайниците, скелет на поясите на крайниците. 2. Скелетът изпълнява защитна функция и служи като точка на закрепване на мускулите, които осигуряват движението на животните. 3. Структурните особености на скелета на гръбначните животни осигуряват определени начини за придвижване на тези животни в пространството.

Мускулно-скелетната система осигурява движението и запазването на позицията на тялото на животното в пространството, формира външната форма на тялото и участва в метаболитните процеси. Той представлява около 60% от телесното тегло на възрастно животно.
Традиционно опорно-двигателният апарат е разделен на пасивни и активни части. Пасивната част включва костите и техните връзки, от които зависи естеството на подвижността на костните лостове и връзките на тялото на животното (15%). Активната част се състои от скелетни мускули и техните спомагателни устройства, благодарение на съкращенията на които се привеждат в движение костите на скелета (45%). Активните и пасивните части имат общ произход (мезодерма) и са тясно свързани помежду си.

Функции на апарата за движение:

1) Двигателната активност е проява на жизнената активност на организма; тя отличава животинските организми от растителните и определя появата на голямо разнообразие от начини на движение (ходене, бягане, катерене, плуване, летене).
2) Мускулно-скелетната система формира формата на тялото - екстериора на животното, тъй като нейното формиране е настъпило под влияние гравитационно полеЗемята, а след това нейният размер и форма сред гръбначните се характеризират със значително разнообразие, което се обяснява с различните условия на тяхното местообитание (сухоземни, сухоземно-дървесни, въздушни, водни).
3) В допълнение, апаратът за движение осигурява редица жизненоважни функции на тялото: търсене и улавяне на храна; атака и активна защита; осъществява дихателната функция на белите дробове (респираторна подвижност); Помага на сърцето да движи кръвта и лимфата през съдовете („периферно сърце“).
4) При топлокръвните животни (птици и бозайници) апаратът за движение осигурява поддържането на постоянна телесна температура;
Функциите на двигателния апарат се осигуряват от нервната и сърдечно-съдовата система, дихателните, храносмилателните и пикочните органи, кожата и жлезите с вътрешна секреция. Тъй като развитието на двигателния апарат е неразривно свързано с развитието на нервната система, когато тези връзки са нарушени, първо възниква пареза, а след това парализа на двигателния апарат (животното не може да се движи). С намаляване на физическата активност метаболитните процеси се нарушават и мускулната и костната тъкан атрофират.
Органите на опорно-двигателния апарат имат свойствата на еластични деформации; при движение в тях възниква механична енергия под формата на еластични деформации, без които не може да възникне нормално кръвообращение и импулси на главния и гръбначния мозък. Енергията на еластичните деформации в костите се преобразува в пиезоелектрическа енергия, а в мускулите в топлинна енергия. Енергията, освободена по време на движение, измества кръвта от съдовете и предизвиква дразнене на рецепторния апарат, от който нервните импулси навлизат в централната нервна система. По този начин работата на двигателния апарат е тясно свързана и не може да се извърши без нервната система, а съдовата система от своя страна не може да функционира нормално без двигателния апарат.

Скелет

Основата на пасивната част на двигателния апарат е скелетът. Скелет (гръцки sceletos - изсушен, изсушен; лат. Skeleton) са кости, свързани в определен ред, които образуват солидна рамка (скелет) на тялото на животното. Тъй като гръцката дума за кост е "ос", науката за скелета се нарича остеология.
Скелетът включва около 200-300 кости (Horse -207), които са свързани помежду си с помощта на съединителна, хрущялна или костна тъкан. Масата на скелета на възрастно животно е 15%.
Всички функции на скелета могат да бъдат разделени на две големи групи: механични и биологични. Механичните функции включват: защитна, опорна, двигателна, пружинна, антигравитационна, а биологичните включват метаболизъм и кръвообразуване (хемоцитопоеза).
1) Защитната функция е, че скелетът образува стените на телесните кухини, в които са разположени жизненоважни органи. Например черепната кухина съдържа мозъка, гърдите съдържат сърцето и белите дробове, а тазовата кухина съдържа пикочно-половите органи.
2) Поддържащата функция е, че скелетът осигурява опора за мускулите и вътрешните органи, които, когато са прикрепени към костите, се задържат в своето положение.
3) Двигателната функция на скелета се проявява в това, че костите са лостове, които се задвижват от мускулите и осигуряват движението на животното.
4) Пружинната функция се дължи на наличието в скелета на образувания, които омекотяват удари и удари (хрущялни подложки и др.).
5) Антигравитационната функция се проявява във факта, че скелетът създава опора за стабилността на тялото, издигащо се над земята.
6) Участие в метаболизма, особено минералния метаболизъм, тъй като костите са депо на минерални соли на фосфор, калций, магнезий, натрий, барий, желязо, мед и други елементи.
7) Буферна функция. Скелетът действа като буфер, който стабилизира и поддържа постоянен йонен състав на вътрешната среда на тялото (хомеостаза).
8) Участие в хемоцитопоезата. Разположен в кухините на костния мозък, червеният костен мозък произвежда кръвни клетки. Масата на костния мозък по отношение на масата на костите при възрастни животни е приблизително 40-45%.

Гръбначният стълб е разделен на 5 отдела: шиен, гръден, поясен, сакрален и опашен. Шийната област се състои от шийните прешлени (v.cervicalis); гръдна област - от гръдните прешлени (v.thoracica), ребрата (costa) и гръдната кост (sternum); лумбален - от лумбалните прешлени (v.lumbalis); сакрум – от сакрумната кост (os sacrum); каудален - от опашните прешлени (v.caudalis). Най-пълна структура има гръдната част на тялото, където има гръдни прешлени, ребра и гръдна кост, които заедно образуват гръдния кош (гръден кош), в който са разположени сърцето, белите дробове и медиастиналните органи. Областта на опашката е най-слабо развита при сухоземните животни, което се свързва със загубата на локомоторната функция на опашката по време на прехода на животните към сухоземен начин на живот.
Аксиалният скелет е подчинен на следните закони на структурата на тялото, които осигуряват подвижността на животното. Те включват:
1) Биполярността (едноосността) се изразява в това, че всички части на аксиалния скелет са разположени на една и съща ос на тялото, като черепът е на черепния полюс, а опашката е на противоположния полюс. Знакът за едноосност ни позволява да установим две посоки в тялото на животното: черепно - към главата и каудално - към опашката.
2) Двустранната (двустранна симетрия) се характеризира с факта, че скелетът, подобно на торса, може да бъде разделен от сагиталната, средна равнина на две симетрични половини (дясна и лява), в съответствие с това прешлените ще бъдат разделени на две симетрични половини. Двустранността (антимеризъм) позволява да се разграничат странични (странични, външни) и медиални (вътрешни) посоки на тялото на животното.
3) Сегментацията (метамеризъм) се състои в това, че тялото може да бъде разделено от сегментни равнини на определен брой относително идентични метамери - сегменти. Метамерите следват ос отпред назад. На скелета такива метамери са прешлени с ребра.
4) Тетраподиумът е наличието на 4 крайника (2 гръдни и 2 тазови)
5) И последната закономерност е, поради силата на гравитацията, разположението в гръбначния канал на невралната тръба, а под нея чревната тръба с всички нейни производни. В тази връзка на тялото е отбелязана дорзалната посока - към гърба и вентралната посока - към корема.

Периферният скелет е представен от два чифта крайници: гръдни и тазови. В скелета на крайниците има само един модел - двустранност (антимеризъм). Крайниците са сдвоени, има леви и десни крайници. Останалите елементи са асиметрични. На крайниците има пояси (гръден и тазов) и скелет от свободни крайници.

Скелетна филогенеза

Във филогенезата на гръбначните скелетът се развива в две посоки: външна и вътрешна.
Екзоскелетът изпълнява защитна функция, характерен е за долните гръбначни и е разположен върху тялото под формата на люспи или черупка (костенурка, броненосец). При висшите гръбначни външният скелет изчезва, но отделните му елементи остават, променяйки предназначението и местоположението си, превръщайки се в покриващи кости на черепа и, разположени под кожата, свързани с вътрешния скелет. Във филоонтогенезата такива кости преминават само през два етапа на развитие (съединителна тъкан и кост) и се наричат ​​първични. Те не могат да се регенерират, ако костите на черепа са наранени, те са принудени да бъдат заменени с изкуствени пластини.
Вътрешният скелет изпълнява главно поддържаща функция. По време на развитието, под въздействието на биомеханично натоварване, той постоянно се променя. Ако разгледаме безгръбначните животни, тогава техният вътрешен скелет има формата на прегради, към които са прикрепени мускули.
При примитивните хордови (ланцет), заедно със септите, се появява ос - нотохорд (клетъчна връв), покрита с мембрани от съединителна тъкан.
При хрущялните риби (акули, скатове) около хордата сегментно се формират хрущялни дъги, които по-късно образуват прешлени. Хрущялните прешлени, свързвайки се един с друг, образуват гръбначния стълб, а ребрата са прикрепени към него вентрално. Така хордата остава под формата на nuclei pulposus между телата на прешлените. Черепът се образува в черепния край на тялото и заедно с гръбначния стълб участва в образуването на аксиалния скелет. Впоследствие хрущялният скелет се заменя с костен, по-малко гъвкав, но по-издръжлив.
При костните риби аксиалният скелет е изграден от по-здрава, грубовлакнеста костна тъкан, която се характеризира с наличието на минерални соли и произволно подреждане на колагенови (осеинови) влакна в аморфния компонент.
С прехода на животните към сухоземен начин на живот земноводните образуват нова част от скелета - скелета на крайниците. В резултат на това при сухоземните животни освен аксиалния скелет се образува и периферен скелет (скелетът на крайниците). При земноводните, както и при костните риби, скелетът е изграден от груба влакнеста костна тъкан, но при по-високо организираните сухоземни животни (влечуги, птици и бозайници) скелетът вече е изграден от ламелна костна тъкан, състояща се от костни пластини, съдържащи колагенови (осеинови) влакна, подредени по подреден начин.
По този начин вътрешният скелет на гръбначните животни преминава през три етапа на развитие във филогенезата: съединителна тъкан (мембранен), хрущялен и костен. Костите на вътрешния скелет, които преминават през всички тези три етапа, се наричат ​​вторични (първоначални).

Онтогенеза на скелета

В съответствие с основния биогенетичен закон на Баер и Е. Хекел, в онтогенезата скелетът също преминава през три етапа на развитие: мембранен (съединителна тъкан), хрущялен и костен.
В най-ранния стадий на ембрионалното развитие опорната част на тялото му е плътна съединителна тъкан, която образува ципестия скелет. След това в ембриона се появява хорда, а около нея започват да се формират първо хрущялен, а по-късно костен гръбначен стълб и череп, а след това крайници.
В префеталния период целият скелет, с изключение на първичните покривни кости на черепа, е хрущялен и съставлява около 50% от телесното тегло. Всеки хрущял има формата на бъдеща кост и е покрит с перихондриум (плътна съединителнотъканна мембрана). През този период започва осификация на скелета, т.е. образуване на костна тъкан на мястото на хрущял. Осификацията или осификацията (лат. os-кост, facio-do) се извършва както от външната повърхност (перихондрална осификация), така и от вътрешната (enchondral осификация). На мястото на хрущяла се образува груба фиброзна костна тъкан. В резултат на това при плодовете скелетът е изграден от грубовлакнеста костна тъкан.
Едва в неонаталния период грубата фиброзна костна тъкан се заменя с по-развита ламеларна костна тъкан. През този период е необходимо специално внимание на новородените, тъй като техният скелет все още не е силен. Що се отнася до хордата, нейните останки са разположени в центъра на междупрешленните дискове под формата на nuclei pulposus. През този период трябва да се обърне специално внимание на покривните кости на черепа (тилна, париетална и темпорална), тъй като те заобикалят хрущялния етап. Между тях в онтогенезата се образуват значителни пространства на съединителната тъкан, наречени фонтанели (fonticulus), само в напреднала възраст те напълно се подлагат на осификация (ендесмална осификация).

Концепцията " филогенеза"(от гръцки phyle - "клан, племе" и genesis - "раждане, произход") е въведен през 1866 г. от немския биолог Ернст Хекел, за да обозначи историческо развитиеорганизми в процеса на еволюция.

Нека разгледаме как гръбначният стълб се развива и подобрява от най-простите организми до хората. Необходимо е да се прави разлика между външния и вътрешния скелет.

Екзоскелетизпълнява защитна функция. Той е присъщ на нисшите гръбначни и се намира по тялото под формата на люспи или черупка (костенурка, броненосец). При висшите гръбначни външният скелет изчезва, но отделните му елементи остават, променяйки предназначението и местоположението си, превръщайки се в покривните кости на черепа. Разположени вече под кожата, те са свързани с вътрешния скелет.

Вътрешен скелетизпълнява главно поддържаща функция. По време на развитието, под въздействието на биомеханично натоварване, той постоянно се променя. При безгръбначните животни изглежда като прегради, към които са прикрепени мускули.

При примитивните хордови (ланцети), заедно със септите, се появява ос - нотохорд (клетъчна връв), покрита с мембрани от съединителна тъкан. При рибите гръбначният стълб е сравнително прост и се състои от две части (хобот и опашка). Техният мек, хрущялен гръбнак е по-функционален от този на хордовите; Гръбначният мозък се намира в гръбначния канал. Скелетът на рибата е по-съвършен, позволявайки по-бързи и прецизни движения с по-малко тегло.

С преминаването към сухоземен начин на живот се образува нова част от скелета - скелетът на крайниците. И ако при земноводните скелетът е изграден от груба влакнеста костна тъкан, то при по-високо организираните сухоземни животни той вече е изграден от ламеларна костна тъкан, състояща се от костни пластини, съдържащи подредени колагенови влакна.

Вътрешният скелет на гръбначните животни преминава през три етапа на развитие във филогенезата: съединителнотъканен (мембранен), хрущялен и костен.

Скелет на бозайник (вляво) и риба (вдясно)

Декодирането на генома на ланцетниците, завършено през 2008 г., потвърди близостта на ланцетниците с общия прародител на гръбначните животни. Според най-новите научни данни ланцетниците са роднини на гръбначните животни, макар и най-далечни.

Гръбначният стълб на бозайниците се състои от цервикален, гръден, лумбален, сакрален и каудален отдели. Неговата характерна особеност е платицилиалната (с плоски повърхности) форма на прешлените, между които са разположени хрущялни междупрешленни дискове. Горните арки са добре изразени.

IN шийни прешлениВсички бозайници имат 7 прешлена, чиято дължина определя дължината на шията. Единствените изключения са две животни: морската крава има 6 от тези прешлени и различни видовеленивци - от 8 до 10. При жирафа шийните прешлени са много дълги, докато при китоподобните, които нямат цервикален прехват, напротив, те са изключително къси.

Ребрата са прикрепени към гръдните прешлени, за да образуват гръдния кош. Гръдната кост, която го затваря, е плоска и само при прилепите и при представителите на ровещи видове с мощни предни крайници (например бенки) има малък ръб (кил), към който са прикрепени гръдните мускули. Гръдната област съдържа 9-24 (обикновено 12-15) прешлена, като последните 2-5 носят фалшиви ребра, които не достигат до гръдната кост.

В лумбалната област има от 2 до 9 прешлена; Рудиментарните ребра се сливат с големите си напречни процеси. Сакралният отдел се образува от 4-10 слети прешлена, от които само първите два са истински сакрални, а останалите са каудални. Броят на свободните опашни прешлени варира от 3 (при гибона) до 49 (при дългоопашатия гущер).

Подвижността на отделните прешлени зависи от начина на живот. Така при малките тичащи и катерещи се животни тя е висока по цялата дължина на гръбнака, така че тялото им може да се огъва в различни посоки и дори да се свива на топка. Прешлените на гръдната и лумбалната област са по-малко подвижни при големи, бързо движещи се животни. При бозайниците, които се движат задни крака(кенгура, джербои, джъмпери), най-големите прешлени са разположени в основата на опашката и сакрума, след което размерът им последователно намалява. При копитните животни, напротив, прешлените и особено техните спинозни процеси са по-големи в предната част на гръдния кош, където към тях са прикрепени мощните мускули на шията и отчасти на предните крайници.

При птиците предните крайници (крилата) са пригодени за летене, а задните са приспособени за движение по земята. Особеност на скелета е пневматичността на костите: те са по-леки, защото съдържат въздух. Костите на птиците също са доста крехки, тъй като са богати на варовикови соли и следователно здравината на скелета до голяма степен се постига чрез сливане на много кости.

Скелет(от гръцки „скелет“ - изсушен) са структури с различна структура и произход, които осигуряват запазването на формата на тялото на животното, както и опора и защита на вътрешните органи. Освен това те са прикрепени към отделни компоненти на скелета. мускули, осигуряващи движението на животното - така че скелетът е важно функционално подразделение на опорно-двигателния апарат. Гръбначните, за разлика от повечето безгръбначни, имат ендоскелет- т.е. опорните им структури са разположени не на повърхността, а в дълбоките части на тялото.

Прототипът на скелета на гръбначните животни - а също и единствената скелетна структура при нисшите хордови - е акорд, плътна връв от клетки от мезодермален произход, простираща се по дорзалната (дорзалната) страна през цялото тяло, от главата до опашката. При по-високи хордови - гръбначни животни- нотохордата се запазва само в ембрионалния стадий на развитие, като в зряла възраст се заменя с хрущялни и костни тъкани, образувани в онтогенезата от мезенхим, т.е. ембрионалната съединителна тъкан е предимно от мезодермален произход. Първоначално се образуват скелетни елементи от хрущял; сега обаче хрущялен скелет се наблюдава само при по-ниски групи гръбначни животни ( миноги, миксина, хрущялни рибии някои други). При висшите гръбначни хрущялни структури се наблюдават главно в ембрионалния стадий на развитие и в детството; в зряла възраст скелетът им е изграден предимно от кости.

Анатомично скелетът на гръбначните се формира от много елементи, които имат различни структури, форми, произход и местоположение в тялото на животното. Тези скелетни елементи (хрущял или кости) са свързани един с друг или неподвижни ( синартроза) или подвижни ( ставите) стави; последният вариант осигурява движението на частите на тялото една спрямо друга и цялото тяло на животното в околното пространство. Въпреки цялото разнообразие, елементите на скелета на различни групи гръбначни животни могат да бъдат комбинирани в няколко секции.

Покривен скелет

Покривният скелет е колекция от костни елементи, разположени в кожата на животното; тези елементи първоначално се образуват от костна тъкан и нямат хрущялен стадий на развитие. Кожата на съвременните гръбначни обикновено не съдържа никакви костни елементи, но в много изчезнали форми тялото е било частично или напълно затворено в костна черупка; в допълнение, някои кости са с покривен произход черепиИ колани за крайници.

Модерен миногиИ микисеннямат костна черупка, но много древни водни гръбначни (напр. бронирани риби) бяха изцяло облечени в мощна броня; Преобладаващото мнозинство от съвременните риби също имат защитен слой върху кожата от костни люспи с различна форма и структура; покриващите кости също включват елементи на оперкулума.

Сухоземните четириноги гръбначни първоначално също са имали цялостно костно покритие от пластини и люспи; впоследствие някои от неговите компоненти са станали част от черепа, челюстите и поясите на крайниците, докато други са били изгубени. Кожата на тези гръбначни животни обаче е запазила способността си да образува кости, така че някои от техните представители вторично са придобили защитни люспи или пластини - например коремни ребра крокодили, черупка костенуркиИ броненосци.

Вътрешен скелет

Птичи скелет

Прочетете повече за Bird Skeleton

Скелет на бозайник

Повече информация o Скелет на бозайник

Човешки скелет

Повече информация o Човешки скелет

За разлика от покривния скелет, вътрешните елементи се образуват в дълбоките части на тялото и първоначално се образуват от хрущял; както вече беше отбелязано, при по-ниските представители той частично или напълно запазва хрущялния състав, докато при по-високите представители в процеса на онтогенезата хрущялът постепенно се заменя с кост.

гръбначен стълб

Гръбначен стълб, образувана от мн прешлени, е най-важният елемент от т.нар аксиален скелет, исторически формирана около нотохордата, въпреки че самата нотохорда се редуцира в зряла възраст, оставайки само в риба, примитивен земноводниИ влечуги, силно компресиран в прешлените и разширяващ се между тях; при повечето сухоземни гръбначни останките от нотохордата са само желатинови образувания в междупрешленни дискове. Отделните прешлени имат различна структура в различните групи гръбначни животни; освен това в рамките на един организъм прешлените също са разнородни, което прави възможно разграничаването на няколко отдела на гръбначния стълб. Гръбнакът на рибата е най-просто устроен - ясно се разграничават само тялото и опашната част; в хода на по-нататъшната еволюция гръдната, цервикалната, лумбалната и сакралната области се отделят; Всяка група гръбначни животни има свой собствен специален набор от гръбначни отдели.

Аксиалният скелет включва ребра, появяващи се за първи път при хрущялни риби и представляващи удължени хрущялни или костни образувания, които служат главно за прикрепване на мускулите; имат различни групи гръбначни животни различни форми, размер и произход на ребрата, свързани с прешлените на една или повече части на гръбначния стълб. От вентралната (вентралната) страна ребрата могат да се съединят гръдна кост, като по този начин се образува гръден кош.

Череп

Скелет на главата - череп- е много сложно образувание, състоящо се от множество хрущялни или костни елементи с различна структура и произход: тук има комбинация от вътрешни и обвивни кости, слети с тях. Най-общо съставът на черепа на гръбначните животни може да бъде разделен на четири компонента:

• мозъчна кутия- всъщност това е продължение на аксиалния скелет, образуван по задната, долната и страничната страна на мозъка от вътрешните и частично покривните кости. Тилната област също съдържа форамен магнум, през които минава гръбначният мозък, а също кондилиза свързване с първия прешлен.
• покрив на черепа- костни елементи, покриващи мозъка отгоре, отпред и отстрани, както и образуващи структурите на носа, очните кухини, темпоралната област, горната челюст и се образуват изключително от покривните кости.
• палатален комплекс- елементи, които образуват първичното и вторичното небце и се образуват от вътрешните и покривните кости.
• висцерален скелет- хрущялни или костни елементи, първоначално образувани около устната кухина и фаринкса и произхождащи от мезенхим с ендодермален произход. Присъстват долните хордови хрилни дъги, чиято предна част са трансформирани в челюсти; в по-високите те се допълват от покривните кости на долната челюст и хиоидната област, останките от бившите хрилни дъги се трансформират в костите на средното ухо или в хрущял, който не е свързан със самия скелет ларинкса.

Скелет на колани за крайници

Колани за крайници- това са хрущялни или костни образувания, предназначени да свързват самите крайници с тялото. Съответно с крайниците, те разграничават раменния пояс, или колана на предните крайници, и тазовия пояс, или колана на задните крайници. Съставът и структурата на поясите на крайниците варират при различните групи гръбначни животни, но се наблюдават някои общи модели.

• раменния пояссе състои от две части - покривен и вътрешен произход. Към покривните спадат ключицаи някои други кости, които осигуряват връзка между предния крайник и гръбначния стълб, а при рибите също и с черепа. Вътрешните кости на раменния пояс са представени при висшите гръбначни животни шпатула- кост, пряко свързана с предния крайник и служеща за прикрепване на мускулите.
• тазовия пояс- чисто ендоскелетно образувание, което служи за закрепване на мускулите на задния крайник. При рибите тазовият пояс е прост елемент, който по никакъв начин не е свързан с аксиалния скелет; при сухоземните гръбначни, напротив, той е прикрепен към гръбначния стълб и се състои от ясно различими три чифта кости.

Скелет на крайниците

Свободни крайницигръбначните животни, които служат като транспортно средство, имат някои вариации сред различните групи. Така, лъчеперка рибаимат сдвоени перки(гръдни и коремни), изградени на принципа на гънката; тези крайници практически нямат вътрешен скелет, като се поддържат от лъчи от покривен произход. Перките на древните лобопери риби, напротив, демонстрират типична трисегментирана структура, при която най-близкият до тялото сегмент е оформен от един елемент, средният сегмент от два елемента, а дисталният сегмент от множество малки кости, подредени под формата на острие . Сухоземните гръбначни животни наследяват подобен модел, а в третия (дистален) сегмент като цяло остават само пет лъча - така се формира типичен крайник с пет пръста, състоящ се от рамо, предмишнициИ четки(за предната) или от бедрата, пищялиИ крака(за гърба).