Kakšne so značilnosti strukture okostja vretenčarjev. Značilnosti strukture vretenc in prsnega koša pri domačih živalih. Kako je človek drugačen

Mišično-skeletni sistem zagotavlja gibanje in ohranjanje položaja živalskega telesa v prostoru, oblikuje zunanjo obliko telesa in sodeluje v presnovnih procesih. Predstavlja približno 60% telesne teže odrasle živali.

Pogojno mišično-skeletni sistem delimo na pasivni in aktivni del. TO pasivni del vključujejo kosti in njihove sklepe, od katerih je odvisna narava gibljivosti kostnih vzvodov in povezav živalskega telesa (15%). aktivni del sestavljajo skeletne mišice in njihove pomožne pritrditve, zaradi kontrakcij katerih se premikajo kosti okostja (45%). Tako aktivni kot pasivni del imata skupen izvor (mezoderm) in sta tesno povezana.

Funkcije gibalnega aparata:

1) Motorna aktivnost je manifestacija vitalne aktivnosti organizma, je tisto, kar razlikuje živalske organizme od rastlinskih organizmov in povzroča nastanek najrazličnejših načinov gibanja (hoja, tek, plezanje, plavanje, letenje).

2) Mišično-skeletni sistem oblikuje obliko telesa - zunanjostžival, ker je njeno oblikovanje potekalo pod vplivom gravitacijskega polja Zemlje, se njena velikost in oblika pri vretenčarjih razlikujeta v veliki raznolikosti, kar je razloženo z različnimi pogoji njihovega habitata (zemeljski, kopenski, drevesni, zrak, voda) .

3) Poleg tega gibalni aparat zagotavlja številne vitalne funkcije telesa: iskanje in zajemanje hrane; napad in aktivna obramba; izvaja dihalno funkcijo pljuč (dihalni gibljivost); pomaga srcu pri pospeševanju krvi in ​​limfe v žilah ("periferno srce").

4) Pri toplokrvnih živalih (pticah in sesalcih) gibalni aparat zagotavlja ohranjanje stalne telesne temperature;

Funkcije gibalnega aparata zagotavljajo živčni in srčno-žilni sistemi , dihala, prebava in uriniranje, koža, endokrine žleze. Ker je razvoj gibalnega aparata neločljivo povezan z razvojem živčnega sistema, ko so te povezave najprej kršene, pareza in potem paraliza gibalni aparat (žival se ne more premikati). Z zmanjšanjem telesna aktivnost pride do kršitve presnovnih procesov in atrofije mišičnih in kostnih tkiv.

Organi mišično-skeletnega sistema imajo lastnosti elastičnih deformacij, pri gibanju se v njih pojavi mehanska energija v obliki elastičnih deformacij, brez katerih ni mogoče izvajati normalnega krvnega obtoka in impulzov možganov in hrbtenjače. Energija elastičnih deformacij v kosteh se pretvori v piezoelektrično, v mišicah pa v toploto. Energija, ki se sprosti med gibanjem, izpodriva kri iz žil in povzroča draženje receptorskega aparata, iz katerega živčni impulzi vstopajo v centralni živčni sistem. Tako je delo gibalnega aparata tesno povezano in ga ni mogoče izvajati brez živčnega sistema, žilni sistem pa brez gibalnega aparata ne more normalno delovati.

Osnova pasivnega dela gibalnega aparata je okostje. Okostje (grško sceletos - posušen, posušen; lat. Skeleton) so v določenem vrstnem redu povezane kosti, ki tvorijo trden okvir (skelet) živalskega telesa. Ker je v grščini kost "os", se imenuje veda o okostju osteologija.

Okostje sestavlja približno 200-300 kosti (konja, k.s. -207-214; prašiča, psa, mačke -271-288), ki so med seboj povezane z vezivnim, hrustančnim ali kostnim tkivom. Masa okostja pri odrasli živali je od 6% (prašič) do 15% (konj, k.r.s.).

Vse skeletne funkcije lahko razdelimo v dve veliki skupini: mehanske in biološke. TO mehanske funkcije vključujejo: zaščitno, podporno, lokomotorno, vzmetno, antigravitacijsko in biološki - metabolizem in hematopoezo (hemocitopoeza).

1) Zaščitna funkcija je, da okostje tvori stene telesnih votlin, v katerih se nahajajo vitalni organi. Tako so na primer v lobanjski votlini možgani, v prsih - srce in pljuča, v medenični votlini - genitourinarni organi.

2) Podporna funkcija je v tem, da je okostje opora za mišice in notranje organe, ki se, ko so pritrjeni na kosti, držijo v svojem položaju.

3) Gibalna funkcija okostja se kaže v tem, da so kosti vzvodi, ki jih poganjajo mišice in zagotavljajo gibanje živali.

4) Vzmetna funkcija je posledica prisotnosti v okostju tvorb, ki mehčajo udarce in tresenje (hrustančne blazinice itd.).

5) Antigravitacijska funkcija se kaže v tem, da okostje ustvarja oporo za stabilnost telesa, ki se dviga nad tlemi.

6) Sodelovanje pri presnovi, zlasti pri presnovi mineralov, saj so kosti skladišče mineralnih soli fosforja, kalcija, magnezija, natrija, barija, železa, bakra in drugih elementov.

7) Funkcija medpomnilnika. Skelet deluje kot blažilnik, ki stabilizira in vzdržuje stalno ionsko sestavo notranjega okolja telesa (homeostazo).

8) Sodelovanje pri hemocitopoezi. Rdeči kostni mozeg, ki se nahaja v votlinah kostnega mozga, proizvaja krvne celice. Masa kostnega mozga glede na maso kosti pri odraslih živalih je približno 40-45%.

DELITEV SKELETA

Okostje je ogrodje živalskega telesa. Običajno je razdeljen na glavno in obrobno.

na aksialni skelet vključujejo okostje glave (kranialna lobanja), okostje vratu, trupa in repa. Lobanja ima najbolj zapleteno strukturo, saj vsebuje možgane, organe vida, vonja, ravnotežja in sluha, ustne in nosne votline. Glavni del skeleta vratu, trupa in repa je hrbtenica (columna vertebralis).

Hrbtenica je razdeljena na 5 oddelkov: vratni, prsni, ledveni, sakralni in kavdalni. Cervikalni predel sestavljajo vratna vretenca (v.cervicalis); prsni del - od prsnih vretenc (v.thoracica), reber (costa) in prsnice (sternum); ledveno - iz ledvenih vretenc (v.lumbalis); sakralni - iz križnice (os sacrum); rep - iz repnih vretenc (v.caudalis). Najbolj popolno zgradbo ima torakalni del telesa, kjer so prsna vretenca, rebra, prsna kost, ki skupaj tvorijo prsni koš (toraks), v katerem se nahajajo srce, pljuča in mediastinalni organi. Najmanjši razvoj pri kopenskih živalih je repni del, ki je povezan z izgubo gibalne funkcije repa med prehodom živali na kopenski način življenja.

Aksialni skelet je podvržen naslednjim vzorcem strukture telesa, ki zagotavljajo mobilnost živali. Vključujejo :

1) Bipolarnost (enoosna) se izraža v dejstvu, da se vsi deli aksialnega okostja nahajajo na isti osi telesa, poleg tega je lobanja na lobanjskem polu, rep pa na nasprotni strani. Znak enoosnosti omogoča določitev dveh smeri v telesu živali: kranialno - proti glavi in ​​kavdalno - proti repu.

2) Bilateralnost (dvostranska simetrija) je značilna po tem, da lahko okostje, pa tudi trup, razdelimo s sagitalno, medialno ravnino na dve simetrični polovici (desno in levo), v skladu s tem bodo vretenca razdeljen na dve simetrični polovici. Dvostranskost (antimerija) omogoča razlikovanje lateralne (bočne, zunanje) in medialne (notranje) smeri na telesu živali.

3) Segmentacija (metamerizem) je, da lahko telo razdelimo s segmentnimi ravninami na določeno število relativno enakih metamerov - segmentov. Metameri sledijo osi od spredaj nazaj. Na skeletu so takšne metamere vretenca z rebri.

4) Tetrapodia je prisotnost 4 okončin (2 torakalnih in 2 medeničnih)

5) In zadnji vzorec je zaradi gravitacije lokacija v hrbteničnem kanalu nevralne cevi in ​​pod njo črevesna cev z vsemi njenimi derivati. V zvezi s tem je na telesu predvidena dorzalna smer - proti hrbtu in ventralna smer - proti trebuhu.

perifernega skeleta ki ga predstavljata dva para okončin: torakalni in medenični. V skeletu okončin je samo ena pravilnost - dvostranskost (antimerizem). Udi so parni, obstajajo levi in ​​desni udi. Ostali elementi so asimetrični. Na okončinah se razlikujejo pasovi (prsni in medenični) ter skelet prostih okončin.

S pomočjo pasu je prosti ud pritrjen na hrbtenico. Sprva je pas okončin imel tri pare kosti: lopatico, ključnico in korakoidno kost (vse je bilo ohranjeno pri pticah), pri živalih je ostala le ena lopatica, ohranjen je bil samo proces na tuberkulu lopatice z medialne strani. iz korakoidne kosti so pri plenilcih (pes in mačka) prisotni rudimenti klavikule. V medeničnem obroču so dobro razvite vse tri kosti (iliakalna, sramna in ishialna), ki se zraščajo.

Okostje prostih udov ima tri člene. Prva povezava (stilopodium) ima en žarek (grško stilos - steber, podos - noga): na prsni strani - to je nadlahtnica, na medenici - stegnenica. Drugi členi (zeugopodium) so predstavljeni z dvema žarkoma (zeugos - par): na torakalni okončini - to sta radius in ulna (kosti podlakti), na medenici - tibia in fibula (kosti spodnjega dela noge). ). Tretji členi (avtipodij) se oblikujejo: na torakalnem udu - roka, na medeničnem - stopalo. Razlikujejo med bazipodijem (zgornji del so kosti zapestja in s tem tarzus), metapodijem (srednji del so kosti metakarpusa in metatarzusa) in akropodijem (najbolj skrajni del so falange prsti).

FILOGENEZA OKOSTJA

V filogeniji vretenčarjev se skelet razvija v dveh smereh: zunanji in notranji.

Zunanji skelet opravlja zaščitno funkcijo, je značilen za nižje vretenčarje in se nahaja na telesu v obliki lusk ali lupin (želva, armadilo). Pri višjih vretenčarjih zunanji skelet izgine, nekateri njegovi elementi pa ostanejo, spremenijo svoj namen in lokacijo, postanejo prekrivne kosti lobanje in so že pod kožo povezani z notranjim okostjem. V filoontogenezi gredo takšne kosti le skozi dve stopnji razvoja (vezivno tkivo in kost) in se imenujejo primarne. Ne morejo se regenerirati - če so kosti lobanje poškodovane, jih je treba nadomestiti z umetnimi ploščicami.

Notranji skelet opravlja predvsem podporno funkcijo. V procesu razvoja pod vplivom biomehanske obremenitve se nenehno spreminja. Če upoštevamo nevretenčarje, potem je njihov notranji skelet videti kot predelne stene, na katere so pritrjene mišice.

Primitivec strunarjiživali (lancelet ), skupaj s predelnimi stenami se pojavi os - akord (celični pramen), oblečen v membrane vezivnega tkiva.

pri hrustančne ribe(morski psi, raže) so okrog notohorde segmentno oblikovani hrustančni loki, ki kasneje tvorijo vretenca. Hrustančna vretenca, ki se povezujejo med seboj, tvorijo hrbtenico, ventralno se ji pridružijo rebra. Tako ostane notohorda v obliki nucleus pulposus med telesi vretenc. Na lobanjskem koncu telesa se oblikuje lobanja in skupaj s hrbtenico sodeluje pri tvorbi aksialnega skeleta. V prihodnosti se hrustančni skelet nadomesti s kostjo, manj prožno, a bolj trpežno.

pri kostne ribe aksialni skelet je zgrajen iz trpežnejšega - grobega fibroznega kostnega tkiva, za katerega je značilna prisotnost mineralnih soli in neurejena razporeditev kolagenskih (oseinskih) vlaken v amorfni komponenti.

S prehodom živali na kopenski način življenja, dvoživka nastane nov del skeleta – okostje udov. Zaradi tega se pri kopenskih živalih poleg aksialnega okostja oblikuje tudi periferno okostje (okostje okončin). Pri dvoživkah, tako kot pri koščenih ribah, je okostje zgrajeno iz grobega vlaknastega kostnega tkiva, pri bolj organiziranih kopenskih živalih pa (plazilci, ptice in sesalci) okostje je že zgrajeno iz lamelarnega kostnega tkiva, sestavljenega iz kostnih ploščic, ki vsebujejo urejeno razporejena kolagenska (oseinska) vlakna.

Tako notranje okostje vretenčarjev v filogenezi prehaja skozi tri stopnje razvoja: vezivno tkivo (membransko), hrustančno in kostno. Kosti notranjega skeleta, ki gredo skozi vse te tri stopnje, imenujemo sekundarne (primordialne).

ONTOGENEZA OKOSTJA

V skladu z osnovnim biogenetskim zakonom Baera in E. Haeckela gre tudi okostje v ontogenezi skozi tri razvojne stopnje: membransko (vezivno tkivo), hrustančno in kostno.

V najzgodnejši fazi razvoja zarodka je nosilni del njegovega telesa gosto vezivno tkivo, ki tvori membranski skelet. Nato se v zarodku pojavi struna, okoli nje pa hrustančni, kasneje kostni hrbteniški steber in lobanja, nato pa se začnejo oblikovati okončine.

V predfetalnem obdobju je celotno okostje, z izjemo primarnih pokrovnih kosti lobanje, hrustančno in predstavlja približno 50% telesne teže. Vsak hrustanec ima obliko bodoče kosti in je prekrit s perihondrijem (gosto vezivno tkivno ovojnico). V tem obdobju se začne okostenevanje skeleta, t.j. tvorba kostnega tkiva namesto hrustanca. Osifikacija ali osifikacija (latinsko os - kost, facio - delam) poteka tako z zunanje površine (perihondralna zakostenitev) kot z notranje strani (endohondralna zakostenitev). Namesto hrustanca se tvori grobo vlaknasto kostno tkivo. Zaradi tega je okostje ploda zgrajeno iz grobega fibroznega kostnega tkiva.

Šele v neonatalnem obdobju se grobo fibrozno kostno tkivo nadomesti z bolj popolnim lamelarnim kostnim tkivom. V tem obdobju je treba posebno pozornost posvetiti novorojenčkom, saj njihovo okostje še ni močno. Kar zadeva akord, se njegovi ostanki nahajajo v središču medvretenčne ploščice v obliki pulpoznih jeder. V tem obdobju je treba posebno pozornost nameniti pokrovnim kostem lobanje (okcipitalni, parietalni in temporalni), saj obidejo hrustančno fazo. Med njimi v ontogenezi nastanejo pomembni vezivnotkivni prostori, imenovani fontanele (fonticulus), šele v starosti popolnoma okostenijo (endezmalna osifikacija).

Tema 1. Raznolikost živali

Praktično delo št. 5. Primerjava zgradbe okostij vretenčarjev

Tarča: obravnavajte okostja vretenčarjev, poiščite podobnosti in razlike.

Napredek.

zaključki. 1. Vsi vretenčarji imajo notranje okostje, ki ima splošen strukturni načrt - okostje glave (lobanja), okostje telesa (hrbtenica), okostje okončin, okostje pasov okončin. 2. Okostje opravlja zaščitno funkcijo, služi kot pritrdilno mesto za mišice, ki zagotavljajo gibanje živali. 3. Značilnosti strukture okostja vretenčarjev zagotavljajo določene načine gibanja teh živali v prostoru.

Mišično-skeletni sistem zagotavlja gibanje in ohranjanje položaja živalskega telesa v prostoru, oblikuje zunanjo obliko telesa in sodeluje v presnovnih procesih. Predstavlja približno 60% telesne teže odrasle živali.
Pogojno mišično-skeletni sistem delimo na pasivni in aktivni del. Pasivni del vključuje kosti in njihove sklepe, od katerih je odvisna narava gibljivosti kostnih vzvodov in povezav živalskega telesa (15%). Aktivni del sestavljajo skeletne mišice in njihovi pripomočki, zaradi kontrakcij katerih se poganjajo kosti skeleta (45%). Tako aktivni kot pasivni del imata skupen izvor (mezoderm) in sta tesno povezana.

Funkcije gibalnega aparata:

1) Motorna aktivnost je manifestacija vitalne aktivnosti organizma, je tisto, kar razlikuje živalske organizme od rastlinskih organizmov in povzroča nastanek najrazličnejših načinov gibanja (hoja, tek, plezanje, plavanje, letenje).
2) Mišično-skeletni sistem oblikuje obliko telesa - zunanjost živali, saj je njegov nastanek potekal pod vplivom gravitacijsko polje Zemlja, njena velikost in oblika pri vretenčarjih se razlikujejo po veliki raznolikosti, kar je razloženo z različnimi pogoji njihovega habitata (zemeljski, kopenski, drevesni, zračni, vodni).
3) Poleg tega gibalni aparat zagotavlja številne vitalne funkcije telesa: iskanje in zajemanje hrane; napad in aktivna obramba; izvaja dihalno funkcijo pljuč (dihalna gibljivost); pomaga srcu pri pospeševanju krvi in ​​limfe v žilah ("periferno srce").
4) Pri toplokrvnih živalih (pticah in sesalcih) gibalni aparat zagotavlja ohranjanje stalne telesne temperature;
Funkcije gibalnega aparata zagotavljajo živčni in kardiovaskularni sistem, dihalni, prebavni in urinarni organi, koža, endokrine žleze. Ker je razvoj gibalnega aparata neločljivo povezan z razvojem živčnega sistema, če so te povezave kršene, se najprej pojavi pareza, nato pa paraliza gibalnega aparata (žival se ne more premakniti). Z zmanjšanjem telesne aktivnosti pride do motenj presnovnih procesov in atrofije mišičnih in kostnih tkiv.
Organi mišično-skeletnega sistema imajo lastnosti elastičnih deformacij, pri gibanju se v njih pojavi mehanska energija v obliki elastičnih deformacij, brez katerih ni mogoče izvajati normalnega krvnega obtoka in impulzov možganov in hrbtenjače. Energija elastičnih deformacij v kosteh se pretvori v piezoelektrično, v mišicah pa v toploto. Energija, ki se sprosti med gibanjem, izpodriva kri iz žil in povzroča draženje receptorskega aparata, iz katerega živčni impulzi vstopajo v centralni živčni sistem. Tako je delo gibalnega aparata tesno povezano in ga ni mogoče izvajati brez živčnega sistema, žilni sistem pa brez gibalnega aparata ne more normalno delovati.

Okostje

Osnova pasivnega dela gibalnega aparata je okostje. Okostje (grško sceletos - posušen, posušen; lat. Skeleton) so v določenem vrstnem redu povezane kosti, ki tvorijo trden okvir (skelet) živalskega telesa. Ker je grška beseda za kost os, se znanost o okostju imenuje osteologija.
Okostje je sestavljeno iz približno 200-300 kosti (konj -207), ki so med seboj povezane z vezivnim, hrustančnim ali kostnim tkivom. Masa okostja odrasle živali je 15%.
Vse funkcije okostja lahko razdelimo v dve veliki skupini: mehanske in biološke. Mehanske funkcije so: zaščitna, podporna, gibalna, vzmetna, protigravitacijska, biološke pa presnova in hematopoeza (hemocitopoeza).
1) Zaščitna funkcija je, da okostje tvori stene telesnih votlin, v katerih se nahajajo vitalni organi. Tako so na primer v lobanjski votlini možgani, v prsih - srce in pljuča, v medenični votlini - genitourinarni organi.
2) Podporna funkcija je v tem, da je okostje opora za mišice in notranje organe, ki se, ko so pritrjeni na kosti, držijo v svojem položaju.
3) Gibalna funkcija okostja se kaže v tem, da so kosti vzvodi, ki jih poganjajo mišice in zagotavljajo gibanje živali.
4) Vzmetna funkcija je posledica prisotnosti v okostju tvorb, ki mehčajo udarce in tresenje (hrustančne blazinice itd.).
5) Antigravitacijska funkcija se kaže v tem, da okostje ustvarja oporo za stabilnost telesa, ki se dviga nad tlemi.
6) Sodelovanje pri presnovi, zlasti pri presnovi mineralov, saj so kosti skladišče mineralnih soli fosforja, kalcija, magnezija, natrija, barija, železa, bakra in drugih elementov.
7) Funkcija medpomnilnika. Skelet deluje kot blažilnik, ki stabilizira in vzdržuje stalno ionsko sestavo notranjega okolja telesa (homeostazo).
8) Sodelovanje pri hemocitopoezi. Rdeči kostni mozeg, ki se nahaja v votlinah kostnega mozga, proizvaja krvne celice. Masa kostnega mozga glede na maso kosti pri odraslih živalih je približno 40-45%.

Hrbtenica je razdeljena na 5 oddelkov: vratni, prsni, ledveni, sakralni in kavdalni. Cervikalni predel sestavljajo vratna vretenca (v.cervicalis); prsni del - od prsnih vretenc (v.thoracica), reber (costa) in prsnice (sternum); ledveno - iz ledvenih vretenc (v.lumbalis); sakralni - iz križnice (os sacrum); rep - iz repnih vretenc (v.caudalis). Najbolj popolno zgradbo ima torakalni del telesa, kjer so prsna vretenca, rebra, prsna kost, ki skupaj tvorijo prsni koš (toraks), v katerem se nahajajo srce, pljuča in mediastinalni organi. Najmanjši razvoj pri kopenskih živalih je repni del, ki je povezan z izgubo gibalne funkcije repa med prehodom živali na kopenski način življenja.
Aksialni skelet je podvržen naslednjim vzorcem strukture telesa, ki zagotavljajo mobilnost živali. Tej vključujejo:
1) Bipolarnost (enoosna) se izraža v dejstvu, da se vsi deli aksialnega okostja nahajajo na isti osi telesa, poleg tega je lobanja na lobanjskem polu, rep pa na nasprotni strani. Znak enoosnosti omogoča določitev dveh smeri v telesu živali: kranialno - proti glavi in ​​kavdalno - proti repu.
2) Bilateralnost (dvostranska simetrija) je značilna po tem, da lahko okostje, pa tudi trup, razdelimo s sagitalno, medialno ravnino na dve simetrični polovici (desno in levo), v skladu s tem bodo vretenca razdeljen na dve simetrični polovici. Dvostranskost (antimerija) omogoča razlikovanje lateralne (bočne, zunanje) in medialne (notranje) smeri na telesu živali.
3) Segmentacija (metamerizem) je, da lahko telo razdelimo s segmentnimi ravninami na določeno število relativno enakih metamerov - segmentov. Metameri sledijo osi od spredaj nazaj. Na skeletu so takšne metamere vretenca z rebri.
4) Tetrapodia je prisotnost 4 okončin (2 torakalnih in 2 medeničnih)
5) In zadnji vzorec je zaradi gravitacije lokacija v hrbteničnem kanalu nevralne cevi in ​​pod njo črevesna cev z vsemi njenimi derivati. V zvezi s tem je na telesu predvidena dorzalna smer - proti hrbtu in ventralna smer - proti trebuhu.

Periferni skelet predstavljata dva para okončin: torakalni in medenični. V skeletu okončin je samo ena pravilnost - dvostranskost (antimerizem). Udi so parni, obstajajo levi in ​​desni udi. Ostali elementi so asimetrični. Na okončinah se razlikujejo pasovi (prsni in medenični) ter skelet prostih okončin.

Filogenija skeleta

V filogeniji vretenčarjev se skelet razvija v dveh smereh: zunanji in notranji.
Zunanji skelet opravlja zaščitno funkcijo, je značilen za nižje vretenčarje in se nahaja na telesu v obliki lusk ali lupin (želva, armadilo). Pri višjih vretenčarjih zunanji skelet izgine, nekateri njegovi elementi pa ostanejo, spremenijo svoj namen in lokacijo, postanejo prekrivne kosti lobanje in so že pod kožo povezani z notranjim okostjem. V filoontogenezi gredo takšne kosti le skozi dve stopnji razvoja (vezivno tkivo in kost) in se imenujejo primarne. Ne morejo se regenerirati - če so kosti lobanje poškodovane, jih je treba nadomestiti z umetnimi ploščicami.
Notranji skelet opravlja predvsem podporno funkcijo. V procesu razvoja pod vplivom biomehanske obremenitve se nenehno spreminja. Če upoštevamo nevretenčarje, potem je njihov notranji skelet videti kot predelne stene, na katere so pritrjene mišice.
Pri primitivnih hordnih živalih (lancelet) se skupaj s predelnimi stenami pojavi os - akord (celični pramen), oblečen v membrane vezivnega tkiva.
Pri hrustančnih ribah (morski psi, raže) so okrog notohorde že segmentno oblikovani hrustančni loki, ki kasneje tvorijo vretenca. Hrustančna vretenca, ki se povezujejo med seboj, tvorijo hrbtenico, ventralno se ji pridružijo rebra. Tako ostane notohorda v obliki nucleus pulposus med telesi vretenc. Na lobanjskem koncu telesa se oblikuje lobanja in skupaj s hrbtenico sodeluje pri tvorbi aksialnega skeleta. V prihodnosti se hrustančni skelet nadomesti s kostjo, manj prožno, a bolj trpežno.
Pri koščenih ribah je aksialni skelet zgrajen iz močnejšega, grobovlaknastega kostnega tkiva, za katerega je značilna prisotnost mineralnih soli in neurejena razporeditev kolagenskih (oseinskih) vlaken v amorfni komponenti.
S prehodom živali na kopenski način življenja se pri dvoživkah oblikuje nov del okostja - okostje okončin. Zaradi tega se pri kopenskih živalih poleg aksialnega okostja oblikuje tudi periferno okostje (okostje okončin). Pri dvoživkah, pa tudi pri koščenih ribah, je okostje zgrajeno iz grobega vlaknastega kostnega tkiva, pri bolj organiziranih kopenskih živalih (plazilci, ptice in sesalci) pa je okostje že zgrajeno iz lamelarnega kostnega tkiva, sestavljenega iz kostnih ploščic, ki vsebujejo kolagen. (oseinska) vlakna, urejena.
Tako notranje okostje vretenčarjev v filogenezi prehaja skozi tri stopnje razvoja: vezivno tkivo (membransko), hrustančno in kostno. Kosti notranjega skeleta, ki gredo skozi vse te tri stopnje, imenujemo sekundarne (primordialne).

Ontogenija skeleta

V skladu z osnovnim biogenetskim zakonom Baera in E. Haeckela gre tudi okostje v ontogenezi skozi tri razvojne stopnje: membransko (vezivno tkivo), hrustančno in kostno.
V najzgodnejši fazi razvoja zarodka je nosilni del njegovega telesa gosto vezivno tkivo, ki tvori membranski skelet. Nato se v zarodku pojavi struna, okoli nje pa hrustančni, kasneje kostni hrbteniški steber in lobanja, nato pa se začnejo oblikovati okončine.
V predfetalnem obdobju je celotno okostje, z izjemo primarnih pokrovnih kosti lobanje, hrustančno in predstavlja približno 50% telesne teže. Vsak hrustanec ima obliko bodoče kosti in je prekrit s perihondrijem (gosto vezivno tkivno ovojnico). V tem obdobju se začne okostenevanje skeleta, t.j. tvorba kostnega tkiva namesto hrustanca. Osifikacija ali osifikacija (latinsko os-kost, facio-do) poteka tako z zunanje površine (perihondralna osifikacija) kot z notranje strani (endohondralna osifikacija). Namesto hrustanca se tvori grobo vlaknasto kostno tkivo. Zaradi tega je okostje ploda zgrajeno iz grobega fibroznega kostnega tkiva.
Šele v neonatalnem obdobju se grobo fibrozno kostno tkivo nadomesti z bolj popolnim lamelarnim kostnim tkivom. V tem obdobju je treba posebno pozornost posvetiti novorojenčkom, saj njihovo okostje še ni močno. Kar zadeva akord, se njegovi ostanki nahajajo v središču medvretenčnih ploščic v obliki pulpoznih jeder. V tem obdobju je treba posebno pozornost nameniti pokrovnim kostem lobanje (okcipitalni, parietalni in temporalni), saj obidejo hrustančno fazo. Med njimi v ontogenezi nastanejo pomembni vezivnotkivni prostori, imenovani fontanele (fonticulus), šele v starosti popolnoma okostenijo (endezmalna osifikacija).

Koncept " filogeneza”(iz grškega phyle - "rod, pleme" in genesis - "rojstvo, izvor") je leta 1866 uvedel nemški biolog Ernst Haeckel, da se nanaša na zgodovinski razvoj organizmov med evolucijo.

Razmislite, kako se je hrbtenica razvijala in izboljševala od najpreprostejših organizmov do človeka. Treba je razlikovati med zunanjim in notranjim skeletom.

Zunanji skelet opravlja zaščitno funkcijo. Prisoten je nižjim vretenčarjem in se nahaja na telesu v obliki lusk ali lusk (želva, armadilo). Pri višjih vretenčarjih zunanji skelet izgine, vendar njegovi posamezni elementi ostanejo, spremenijo svoj namen in lokacijo ter postanejo prekrivne kosti lobanje. Nahajajo se že pod kožo in so povezani z notranjim okostjem.

Notranji skelet opravlja predvsem podporno funkcijo. V procesu razvoja se pod vplivom biomehanske obremenitve nenehno spreminja. Pri nevretenčarjih je videti kot predelne stene, na katere so pritrjene mišice.

Pri primitivnih hordatih (lanceletih) se skupaj s predelnimi stenami pojavi os - akord (celična vrvica), oblečena v membrane vezivnega tkiva. Pri ribah je hrbtenica razmeroma enostavna in je sestavljena iz dveh delov (trupa in repa). Njihova mehka hrustančna hrbtenica je bolj funkcionalna kot pri strunastih; hrbtenjača se nahaja v vretenčnem kanalu. Okostje rib je popolnejše, omogoča hitrejše in natančnejše gibanje z manjšo maso.

S prehodom na kopenski način življenja se oblikuje nov del okostja – okostje okončin. In če je pri dvoživkah okostje sestavljeno iz grobega vlaknastega kostnega tkiva, potem je pri bolj organiziranih kopenskih živalih že zgrajeno iz lamelarnega kostnega tkiva, sestavljenega iz kostnih plošč, ki vsebujejo urejena kolagenska vlakna.

Notranji skelet vretenčarjev prehaja skozi tri stopnje razvoja v filogenezi: vezivno tkivo (membransko), hrustančno in kostno.

Okostje sesalca (levo) in ribe (desno)

Dešifriranje genoma suličnika, zaključeno leta 2008, je potrdilo bližino lancetnikov skupnemu predniku vretenčarjev. Po zadnjih znanstvenih podatkih so suličniki sorodniki vretenčarjev, čeprav najbolj oddaljeni.

Hrbtenica sesalcev je sestavljena iz vratnega, prsnega, ledvenega, sakralnega in repnega dela. Njegova značilnost je platicelialna (z ravnimi površinami) oblika vretenc, med katerimi se nahajajo hrustančne medvretenčne ploščice. Zgornji loki so dobro izraženi.

IN cervikalni predel vsi sesalci imajo 7 vretenc, katerih dolžina določa dolžino vratu. Edina izjema sta dve živali: morska krava ima 6 teh vretenc, v različnih vrstah lenivcev pa od 8 do 10. Žirafa ima zelo dolga vratna vretenca, medtem ko so kitovi, ki nimajo vratnega prestrezanja, nasprotno, izjemno kratek.

Rebra so pritrjena na vretenca torakalne regije in tvorijo prsni koš. Prsnica, ki jo zapira, je ravna in le pri netopirjih in pri predstavnikih rovnih vrst z močnimi prednjimi okončinami (na primer molovi) ima majhen greben (kobilica), na katerega so pritrjene prsne mišice. V prsnem delu je 9-24 (običajno 12-15) vretenc, zadnjih 2-5 nosi lažna rebra, ki ne dosežejo prsnice.

V ledvenem delu od 2 do 9 vretenc; rudimentarna rebra se združijo s svojimi velikimi prečnimi procesi. Sakralni predel tvori 4-10 zlitih vretenc, od katerih sta samo prva dva resnično sakralna, ostali pa so repni. Število prostih repnih vretenc se giblje od 3 (pri gibonu) do 49 (pri dolgorepem pangolinu).

Gibljivost posameznih vretenc je odvisna od načina življenja. Torej, pri majhnih tekaških in plezalnih živalih je visoka po celotni dolžini hrbtenice, zato se lahko njihovo telo upogne v različne smeri in se celo zvije v kroglo. Pri velikih, hitro premikajočih se živalih so torakalna in ledvena vretenca manj gibljiva. Pri sesalcih, ki se premikajo zadnje noge(kenguruji, jerboi, skakalci) se največja vretenca nahajajo na dnu repa in križnice, nato pa se njihova velikost stalno zmanjšuje. Nasprotno pa so pri kopitarjih vretenca in zlasti njihovi trnasti odrastki večji v sprednjem delu prsnega koša, kjer so nanje pritrjene močne mišice vratu in deloma prednjih okončin.

Pri pticah so sprednje okončine (krila) prilagojene za letenje, zadnje okončine pa za gibanje po tleh. Posebnost okostja je pnevmatičnost kosti: lažje so, ker vsebujejo zrak. Tudi kosti ptic so precej krhke, saj so bogate z apnenimi solmi, zato je trdnost okostja v veliki meri dosežena z zlitjem številnih kosti.

Okostje(iz grškega "skeleta" - posušen) se imenujejo strukture različne strukture in izvora, ki zagotavljajo ohranitev oblike živalskega telesa, pa tudi podporo in zaščito notranjih organov. Poleg tega so na posamezne komponente okostja pritrjene mišice, ki zagotavlja gibanje živali - zato je okostje pomembna funkcionalna enota mišično-skeletnega sistema. Vretenčarji imajo za razliko od večine nevretenčarjev endoskelet- tj. njihove podporne strukture se ne nahajajo na površini, ampak v globokih delih telesa.

Prototip okostja vretenčarjev - kot tudi edina skeletna struktura pri nižjih strunastih - je akord, gosta veriga celic mezodermalnega izvora, ki se razteza po dorzalni (hrbtni) strani skozi celotno telo, od glave do repa. V višjih akordih - vretenčarji- notohord se ohrani le v embrionalni fazi razvoja, v odrasli dobi pa ga nadomestijo hrustanec in kostna tkiva, ki nastanejo v ontogenezi iz mezenhim, tj. zarodno vezivno tkivo pretežno mezodermalnega izvora. Sprva nastanejo skeletni elementi hrustanec; vendar je dandanes hrustančni skelet opažen le pri nižjih skupinah vretenčarjev ( pinoge, mixins, hrustančne ribe in nekateri drugi). Pri višjih vretenčarjih opazimo hrustančne strukture predvsem v embrionalni fazi razvoja in v otroštvu; v odraslem stanju je njihovo okostje zgrajeno večinoma iz kosti.

Anatomsko je okostje vretenčarjev sestavljeno iz številnih elementov, ki imajo drugačno zgradbo, obliko, izvor in lokacijo v živalskem telesu. Med seboj so ti skeletni elementi (hrustanec ali kosti) povezani bodisi nepremično ( sinartrozo) ali mobilni ( sklepov) sklepi; zadnja možnost zagotavlja gibanje delov telesa relativno drug proti drugemu in celotno telo živali v okoliškem prostoru. Z vso raznolikostjo lahko skeletne elemente v različnih skupinah vretenčarjev združimo v več oddelkov.

Pokrivni skelet

Pokrivni skelet je zbirka kostnih elementov, ki se nahajajo v koži živali; ti elementi so sprva oblikovani iz kostnega tkiva in nimajo hrustančne stopnje razvoja. Koža sodobnih vretenčarjev običajno ne vsebuje nobenih kostnih elementov v svoji sestavi, vendar je bilo v mnogih izumrlih oblikah telo delno ali v celoti zaprto v kostni lupini; poleg tega imajo nekatere kosti pokrovni izvor lobanje in pasovi za okončine.

Moderno pinoge in mykishnas nimajo kostne lupine, vendar številni starodavni vodni vretenčarji (npr. oklepna riba) so bili popolnoma obdani z močnim oklepom; Velika večina sodobnih rib ima na koži tudi zaščitno plast iz kostnih lusk različnih oblik in zgradb, elemente škržnega pokrova pa imenujemo tudi pokrovne kosti.

Tudi kopenski štirinožni vretenčarji so imeli sprva popolno kostno prevleko iz plošč in lusk, kasneje so nekatere njene komponente postale del lobanje, čeljusti, okončin, druge pa so bile izgubljene. Koža teh vretenčarjev pa je ohranila sposobnost oblikovanja kosti, tako da so nekateri njihovi predstavniki spet pridobili zaščitne luske ali plošče - na primer trebušna rebra. krokodili, školjka želve in armadilosi.

Notranji skelet

ptičje okostje

Preberite več o ptičjem okostju

okostje sesalca

več o Okostje sesalca

Človeški skelet

več o človeškem okostju

Za razliko od pokrivnega okostja so elementi notranjega oblikovani v globokih delih telesa in so bili prvotno oblikovani iz hrustanca; kot že omenjeno, pri nižjih predstavnikih delno ali v celoti ohranja hrustančno sestavo, pri višjih predstavnikih pa se v procesu ontogeneze hrustanec postopoma nadomesti s kostjo.

Hrbtenica

hrbtenica, ki ga tvori množica vretenca, je najpomembnejši element t.i aksialni skelet, ki se je zgodovinsko oblikoval okoli notohorda, čeprav se sam notohord v odraslem stanju reducira in ostane samo v ribe, primitivno dvoživka in plazilci, ki je močno stisnjen znotraj vretenc in se širi med njimi; pri večini kopenskih vretenčarjev so ostanki notohorde le želatinaste tvorbe v medvretenčne ploščice. Posamezna vretenca imajo pri različnih skupinah vretenčarjev različno zgradbo; poleg tega so znotraj istega organizma vretenca tudi heterogena, kar omogoča razlikovanje več delov hrbtenice. Hrbtenica rib je najpreprosteje urejena - v njej sta jasno razločena le del trupa in repa; med nadaljnjim razvojem je prišlo do ločitve prsnega, vratnega, ledvenega in križnega predela; vsaka skupina vretenčarjev ima svoj poseben niz hrbteničnih delov.

Aksialni skelet vključuje rebra, ki se najprej pojavijo pri hrustančnici in so podolgovate hrustančne ali kostne tvorbe, ki služijo predvsem za pritrditev mišic; imajo različne skupine vretenčarjev različne oblike, velikost in izvor rebra, povezanega z vretenci enega ali več delov hrbtenice. Na ventralni (trebušni) strani se rebra lahko združijo prsnica, s čimer se tvori prsni koš.

Lobanja

okostje glave - lobanja- je zelo zapletena tvorba, sestavljena iz številnih hrustančnih ali kostnih elementov različne strukture in izvora: tukaj je kombinacija notranjih in prekrivnih kosti, ki so zraščene z njimi. Na splošno lahko v sestavi lobanje vretenčarjev ločimo štiri komponente:

• možganska škatla- pravzaprav je to nadaljevanje aksialnega okostja, ki se tvori vzdolž hrbtne, spodnje in stranske strani možganov iz notranjih in delno pokrovnih kosti. Okcipitalni predel v tem primeru vsebuje veliki foramen magnum skozi katerega poteka hrbtenjača in kondilov da se poveže s prvim vretencem.
• lobanjska streha- kostni elementi, ki pokrivajo možgane od zgoraj, spredaj in s strani, ter tvorijo strukture nosu, očesnih votlin, temporalne regije, zgornje čeljusti in jih tvorijo izključno prekrivne kosti.
• palatinski kompleks- elementi, ki tvorijo primarno in sekundarno nebo in jih tvorijo notranje in prekrivne kosti.
• visceralni skelet- hrustančni ali kostni elementi, sprva oblikovani okoli ustne votline in žrela in izvirajo iz mezenhima endodermalnega izvora. V spodnjih strunah, škržni loki, pri čemer so sprednji spremenjeni v čeljusti ; v višjih jih dopolnjujejo ovojne kosti spodnje čeljusti in podjezični predel, medtem ko se ostanki nekdanjih škržnih lokov spremenijo v kosti srednjega ušesa ali v hrustanec, ki ne pripada samemu okostju. grlo.

Okostje pasu udov

Pasovi za okončine- To so hrustančne ali kostne tvorbe, namenjene povezovanju dejanskih udov s telesom. Glede na okončine dodelite ramenski obroč, ali pas prednjih okončin, in medenični obroč ali pas za zadnje okončine. Sestava in zgradba pasu okončin se razlikujeta v različnih skupinah vretenčarjev, vendar je opaziti nekaj splošnih vzorcev.

• ramenski obroč je sestavljen iz dveh delov - integumentarnega in notranjega izvora. Prevleke za ovitke ključnico in nekatere druge kosti, ki zagotavljajo povezavo med prednjo okončino in hrbtenico, pri ribah pa tudi z lobanjo. Notranje kosti ramenskega obroča so prisotne pri višjih vretenčarjih. lopatico- kost, ki je neposredno povezana s prednjo okončino in služi za pritrditev mišic.
• medenični obroč- čisto endoskeletna tvorba, ki služi za pritrditev mišic zadnje okončine. Pri ribah je medenični pas preprost element, ki nima nobene zveze z aksialnim okostjem; pri kopenskih vretenčarjih je, nasprotno, pritrjen na hrbtenico in je sestavljen iz jasno ločenih treh parov kosti.

okostje okončin

Ohlapni udi vretenčarji, ki služijo kot prevozno sredstvo, imajo v različnih skupinah nekaj različic. Torej, žarkoplavuta riba posedovati parne plavuti(prsni in trebušni), zgrajen na principu gub; te okončine praktično nimajo notranjega okostja, ki ga podpirajo žarki ovojnega izvora. Plavuti starodavnih ribe z režnjami, nasprotno, kažejo tipično trisegmentno strukturo, v kateri je segment, ki je najbližji telesu, sestavljen iz enega samega elementa, srednji segment iz dveh elementov, distalni segment pa iz številnih majhnih kosti, razporejenih v obliki rezila. . Kopenski vretenčarji podedujejo podoben vzorec, v splošnem primeru ostane le pet žarkov v tretjem (distalnem) segmentu - tako nastane tipičen petprstni ud, sestavljen iz ramo, podlakti in ščetke(za spredaj) bodisi iz boki, golenice in noge(za hrbet).