HIDROSKELETON: JELLEMZŐK ÉS PÉLDÁK - BIOLÓGIA - 2026

A vázszerkezet vagy hidrosztatikus váz egy folyadékkal töltött üregből áll, amely körülveszi az izomszerkezeteket és támogatja az állatok testét. A hidrosztatikus csontváz részt vesz a mozgásban, széles mozgásteret biztosítva az állatnak.

Általános a gerincteleneknél, ahol nincs merev szerkezet, amely lehetővé teszi a test támasztását, például a földigiliszták, néhány polip, anemone, tengeri csillag és más tüskésbőrűek. A helyükön hidrosztatikus csontvázak vannak.

Forrás: Rob Hille, a Wikimedia Commons-tól. Az állatok bizonyos sajátos szerkezetei működnek ezen mechanizmus révén, például emlősök és teknősök pénisze és pókok lábai.

Ezzel szemben vannak olyan struktúrák, amelyek a hidrosztatikus vázszerkezetet használják, de hiányzik a folyadékkal töltött üreg, például a lábasfejű lábak végtagjai, az emlősök nyelve és az elefántok törzse.

A hidrosztatikus csontváz legkiemelkedőbb funkciói között szerepel a támasz és a mozgás, mivel izom antagonista, és elősegíti az izmok összehúzódásában fellépő erő fokozását.

A hidrosztatikus csontváz működése függ az állandó térfogat fenntartásától és az általa generált nyomástól - azaz az üreget kitöltő folyadék összenyomhatatlan.

jellemzők

Az állatok támogatásához és mozgásához speciális struktúrákra van szükség. Ehhez számos olyan csontváz található, amelyek antagonistát jelentenek az izmok számára és továbbítják az összehúzódási erőt.

A "csontváz" kifejezés azonban túllép a gerincesek vagy az ízeltlábúak külső csontvázának tipikus csontszerkezetein.

Egy folyékony anyag belső nyomás felhasználásával is képes megfelelni a támasztási követelményeknek, kialakítva a gerinctelen vonalban széles körben elterjedt hydroskeletont.

A hydroskeleton egy olyan üregből vagy zárt üregekből áll, amelyek hidraulikus mechanizmust használnak, folyadékokkal töltve, ahol az izom összehúzódása a folyadék egyik régióból a másikba történő mozgására utal, és az impulzus - izom antagonista átviteli mechanizmusán dolgozik.

A hidroskeletonok alapvető biomechanikai tulajdonsága az általuk kialakított térfogat állandósága. Ennek fiziológiai nyomás alkalmazásakor a kompressziós képességgel kell rendelkeznie. Ez az elv a rendszer működésének alapja.

A hidrosztatikus csontváz mechanizmusa

A tartórendszer térbeli elrendezése a következő: az izom egy központi folyadékkal töltött üreget vesz körül.

Ez háromdimenziós módon is elrendezhető olyan izomrostok sorozatával, amelyek szilárd izomtömeget képeznek, vagy olyan izomhálózatban, amely áthalad a folyadékkal és a kötőszövettel megtöltött terekben.

Ezen elrendezések közötti határokat azonban nem határozták meg pontosan, és hidrosztatikus vázokat találunk, amelyek köztes jellemzőket mutatnak. Noha a gerinctelenek hidroskeletonjai nagyon változatosak, mindegyik ugyanazon fizikai alapelvek szerint működik.

Izomzat

Az izmok három általános elrendezése: kör alakú, keresztirányú vagy radiális. A kör alakú izom egy folyamatos réteg, amely a test vagy a kérdéses szerv kerülete körül van elrendezve.

A keresztirányú izmok olyan szálakat foglalnak magukban, amelyek merőlegesek a struktúrák leghosszabb tengelyére, és vízszintesen vagy függőlegesen is orientálhatók - rögzített tájolású testekben a vertikális szálak általában a dorsoventral és a vízszintes rostok a keresztirányúak.

A radiális izmok viszont olyan szálakat foglalnak magukban, amelyek merőlegesek a leghosszabb tengelyre, a központi tengelytől a szerkezet kerülete felé.

A hidrosztatikus csontvázban az izomrostok többsége ferdén húzódik, és képesek "szuperhosszabbításra".

Megengedett mozgások

A hidrosztatikus csontvázak négyféle mozgást támogatnak: nyúlás, rövidítés, hajlítás és elfordulás. Ha az izom összehúzódása csökken, akkor a térfogatállandó területe meghosszabbodik.

Meghosszabbítás akkor jelentkezik, ha az izmok bármelyike, függőleges vagy vízszintesen, összehúzódik, és csak a hangot tartja a tájolás felé. Valójában a rendszer teljes működése a belső folyadék nyomásától függ.

Képzeljen el egy állandó térfogatú hengert kezdeti hosszúságú. Ha a kör-, keresztirányú vagy radiális izmok összehúzódásával csökkentjük az átmérőt, akkor a henger oldalra van húzva, a szerkezetben bekövetkező nyomásnövekedés miatt.

Ezzel szemben, ha növeljük az átmérőt, a szerkezet lerövidül. A rövidítés az izmok hosszanti irányú összehúzódásával függ össze. Ez a mechanizmus nélkülözhetetlen a hidrosztatikus szerveknél, mint például a legtöbb gerinces nyelv.

Például egy lábasfejű (amely bizonyos típusú hidrosztatikus csontváz) csápjai esetében csak 25% -kal kell csökkennie az átmérőt, hogy meghosszabbítsa a 80% -ot.

Példák hidrosztatikus csontokra

A hidrosztatikus csontvázak széles körben elterjedtek az állatvilágban. Bár a gerinctelen szervezetekben gyakoriak, néhány gerinces szerv ugyanazon az elven működik. Valójában a hidrosztatikus csontvázak nem korlátozódnak az állatokra, egyes lágyszárú rendszerek ezt a mechanizmust használják.

A példák a tengeri lövedékekre, cephalochordokra, lárvákra és felnőtt halakra jellemző notokkordtól a rovarok és rákfélék lárváig terjednek. A következőkben ismertetjük a két legismertebb példát: a polipok és a férgek

A polipok

A kökörcsin a hidrosztatikus csontvázú állatok klasszikus példája. Ennek az állatnak a testét egy üreges oszlop alkotja, amely az alapnál van bezárva, és a száj nyílását körülvevő felső részén orális korong van. Az izomzat alapvetően megegyezik az előző szakaszban leírtakkal.

A víz a száj üregén keresztül jut be, és amikor az állat bezárja, a belső térfogata állandó marad. Így az összehúzódás, amely csökkenti a test átmérőjét, növeli a kökörcsin magasságát. Ugyanígy, amikor az anemone meghosszabbítja a kör alakú izmokat, kiszélesedik és magassága csökken.

Féreg alakú állatok

Ugyanez a rendszer vonatkozik a földigilisztákra. Ez a perisztaltikus mozgás (hosszabbító és rövidítő események) lehetővé teszi az állat mozgását.

Ezeket az annelideket az jellemzi, hogy a coelom szakaszokra oszlik, hogy megakadályozzák az egyik szegmensből a folyadék bejutását a másikba, és mindegyik egymástól függetlenül működik.

Irodalom

1. Barnes, RD (1983). Gerinctelen állattan. Közi.
2. Brusca, RC és Brusca, GJ (2005). Gerinctelen szervezetekre. McGraw-Hill.
3. French, K., Randall, D. és Burggren, W. (1998). Eckert. Állatok élettana: Mechanizmusok és alkalmazkodás. McGraw-Hill.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, és Garrison, C. (2001). Az állattan integrált alapelvei (15. kötet). McGraw-Hill.
5. Irwin, MD, Stoner, JB, és Cobaugh, AM (szerk.). (2013). Állatkert-gondozás: bevezetés a tudományba és a technológiába. University of Chicago Press.
6. Kier, WM (2012). A hidrosztatikus csontvázak sokfélesége. Journal of Experimental Biology, 215 (8), 1247-1257.
7. Marshall, AJ és Williams, WD (1985). Állattan. Gerinctelenek (1. kötet). Megfordítottam.
8. Rosslenbroich, B. (2014). Az autonómia eredete: új betekintés az evolúció főbb átmenetébe (5. kötet). Springer Tudományos és Üzleti Média.
9. Starr, C., Taggart, R., és Evers, C. (2012). 5. kötet - állati felépítés és funkció. Cengage tanulás.