2.1. Originea și funcția scheletului animalelor.

Formațiile de susținere la nevertebrate, care reprezintă forma constantă a corpului, sunt foarte diverse. Acestea sunt de origine ecto-, ento- și mezodermică. La vertebrate, scheletul este în principal de origine mezodermică.

Scheletul din corpul unui animal îndeplinește diferite funcții:

Asigurarea unei forme constante a corpului;

Partea pasivă a aparatului locomotor;

Protecție împotriva influențelor mecanice și de altă natură;

Funcția hematopoietică.

2.2. Evoluția scheletului într-o serie de nevertebrate.

În bureți, formațiunile de susținere sunt reprezentate de ace cu o compoziție chimică diferită.

În celenterate apare o placă de bază densă (mezoglea) care are loc între ecto- și endoderm. Scheletul polipilor de corali se dezvoltă din ectoderm. La artropode, scheletul exterior este reprezentat de un capac chitinizat, care include funcțiile de protecție împotriva deteriorării mecanice și scheletul exterior, de care sunt atașați mușchii striați care au apărut pentru prima dată în artropode.

Bivalvele și gastropodele au cochilii formate din secrețiile mantalei. Cefalopodele au formațiuni complexe de cartilaj care protejează centrele nervoase și organele senzoriale.

2.3. Evoluția scheletului în acorduri.

La fel ca la nevertebrate, scheletul cordatelor acționează ca protecție a organelor și susține organele locomoției.

Schelet axial în procesul de evoluție a suferit mari schimbări.

În acordurile inferioare, scheletul axial este acordul, în timp ce în cele superioare este înlocuit treptat prin dezvoltarea vertebrelor. În vertebre, se disting un corp, arcurile superioare și inferioare.

Deci, în ciclostomi notocordul se păstrează pe tot parcursul vieții, dar apar marcajele vertebrelor, care sunt mici formațiuni cartilaginoase situate metameric deasupra notocordului. Acestea se numesc arcuri de sus.

La peștii primitivi, pe lângă arcurile superioare, apar arcurile inferioare, iar la peștii superiori și corpurile vertebrale. Corpurile vertebrale la majoritatea peștilor și animalelor superioare sunt formate din țesutul care înconjoară notocordul, precum și din bazele arcurilor. Arcurile superioare și inferioare cresc împreună cu corpurile vertebrale. Capetele arcurilor superioare cresc împreună pentru a forma un canal spinal. Procesele apar pe arcurile inferioare, de care sunt atașate coastele. Peștii au două secțiuni ale coloanei vertebrale - trunchi și caudal. Rămășițele notocordului la pești se păstrează între corpurile vertebrale.

La amfibieni, în stadiile incipiente ale dezvoltării, notocordul este înlocuit de coloana vertebrală. Există deja patru secțiuni în coloana vertebrală: cervicală, toracică, sacrală și caudală. Există o singură vertebră în coloana cervicală, vertebrele toracice sunt formate din cinci vertebre. Coastele mici sunt atașate de vertebrele toracice, terminându-se liber. Regiunea sacrală, ca și colul uterin, include o vertebră, care este un suport pentru oasele pelvisului și ale membrelor posterioare. La amfibienii fără coadă, secțiunea cozii crește împreună într-un singur os, în timp ce în caudat constă dintr-un număr mare de vertebre.

Reptilele au cinci secțiuni la nivelul coloanei vertebrale: cervicală, toracică, sacrală lombară și caudală. În regiunea cervicală, diferite specii de reptile au un număr diferit de vertebre, dar cea mai mare este de opt. Prima vertebră se numește atlas și are forma unui inel, iar a doua este un epistrofeu și are un proces odontoid pe care se rotește prima vertebră. În regiunea toracică, numărul de vertebre nu este constant; coastele sunt atașate la ele, dintre care cele mai multe sunt conectate la stern, formând pieptul pentru prima dată la animalele superioare. Există doar 22 de vertebre în regiunea toracolombară și două în regiunea sacrală. Coastele sunt, de asemenea, atașate la vertebrele regiunilor lombare și sacrale. În regiunea caudală, numărul de vertebre variază, uneori câteva zeci.

La păsări, coloana vertebrală este similară cu cea a reptilelor, dar are o anumită specializare în legătura caudală. iar coloana vertebrală - coastele trunchiului. este preluat din YVDr, înconjurând notocordul, precum și din baza arcurilor, cu un mod de viață. Coloana cervicală include până la 25 de vertebre, ceea ce asigură o mobilitate mai mare.

La mamifere, coloana vertebrală are cinci secțiuni: cervicală toracică, lombară, sacrală și caudală. În coloana cervicală există șapte vertebre, în coloana toracică există un număr variabil de vertebre (de la 9 la 24, dar mai des 12-13). Coastele sunt atașate la vertebrele toracice, dintre care un număr mare sunt conectate la stern. Regiunea lombară include trei până la nouă vertebre. Vertebrele sacrale s-au contopit pentru a forma sacrul, iar coloana vertebrală caudală include un număr diferit de vertebre la diferite specii de mamifere.

Scheletul capului. Scheletul capului este craniul. Acesta este situat la capătul anterior al scheletului și constă din două părți: craniul și scheletul visceral, care diferă atât în \u200b\u200borigine, cât și în funcție. Craniul servește drept receptacul pentru creier, iar scheletul visceral oferă suport pentru organele din partea anterioară a canalului digestiv.

Pe parcursul evoluției, cele mai mari schimbări apar în regiunea viscerală. La embrionii tuturor vertebratelor și la vertebratele inferioare de-a lungul vieții, scheletul visceral este format din arcuri care acoperă partea anterioară a tubului digestiv. La pești, acestea se diferențiază în arcul maxilarului (prinderea alimentelor), sublingualul (atașarea la craniu) și arcul branțial (atașamentele branhiale).

La animalele terestre, scheletul visceral este mult transformat și redus: partea superioară a arcului maxilarului fuzionează cu fundul craniului, iar oasele mici se formează din arcul hipoglossal, care face parte din urechea medie. A doua și a treia arcadă ramificată la mamifere formează cartilajul tiroidian, iar cartilajele rămase ale laringelui se formează din arcurile a patra și a cincea.

Scheletul membrelor. Există două tipuri de membre libere. Acestea sunt aripioarele peștilor și membrele cu cinci degete ale mamiferelor. Membrele cu cinci degete ale vertebratelor au o structură foarte diversă, care este asociată cu îndeplinirea diverselor funcții. De exemplu, îngroșarea membrelor unei alunițe, înotul - într-o focă, urcarea - în maimuțe etc. Cu toate acestea, în ciuda diferenței, membrele vertebratelor păstrează planul general de structură, ceea ce dovedește originea lor comună.

Pentru prima dată, membrele au apărut la pești și au fost reprezentate de aripioare. Acestea sunt aripioare pectorale și pelvine. La majoritatea peștilor, aripioarele sunt compuse din raze osoase subțiri radiale și funcționează pentru a schimba direcția de înot, mai degrabă decât pentru a sprijini corpul. La peștii cu aripioare încrucișate, mărirea razelor este conturată datorită acumulării și utilizării aripioarelor ca suport și mișcare de-a lungul bazei dure a rezervoarelor de uscare. Prin urmare, aripioarele vechilor pești cu aripioare încrucișate au stat la baza dezvoltării membrelor vertebratelor. O caracteristică importantă a transformării aripioarelor la membrele vertebratelor terestre a fost înlocuirea unei conexiuni puternice a elementelor scheletice cu o conexiune mobilă sub formă de articulații. Drept urmare, membrul s-a transformat într-un braț mobil complex, în care se disting trei oase: umărul, antebrațul și mâna. Există două centuri pentru membre - umăr și pelvian.

Mai mult, evoluția membrului anterior a urmat calea de alungire a umărului și antebrațului, scurtarea încheieturii mâinii, reducerea numărului de oase în regiunea carpiană (la amfibieni - 3 rânduri, la mamifere - 2 rânduri) și alungirea părților distale, adică falange ale degetelor.

Scheletul unei mâini umane este, de asemenea, caracterizat printr-un plan general de structură cu membrele frontale ale vertebratelor, dar împreună cu aceasta are și diferențe importante, deoarece mâinile umane nu sunt doar o armă a muncii, ci și rezultatul acesteia și este capabil să efectueze diverse acțiuni.

2.4. Anomalii și malformații ale scheletului la om.

1. Prezența coastelor la nivelul colului inferior cervical sau a primelor vertebre lombare... În conformitate cu evoluția vertebratelor la om în timpul dezvoltării embrionare, coastele sunt așezate în toate părțile coloanei vertebrale, dar ulterior sunt conservate numai în regiunea toracică, iar în alte părți ale coastelor sunt reduse. Dar uneori o persoană are atavisme similare.

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

3. Spina bifida - Aceasta este o anomalie comună care apare atunci când există o încălcare a fuziunii arcurilor vertebrale superioare. De multe ori se manifestă în regiunea lombosacrală a coloanei vertebrale și, în funcție de adâncimea și amploarea scindării, poate avea un grad diferit de severitate.

4. Prezența în cavitatea timpanică a unui singur osicul auditiv - coloana... Această încălcare, care corespunde structurii aparatului de transmitere a sunetului a amfibienilor și reptilelor, este rezultatul diferențierii necorespunzătoare a elementelor arcului branșal al maxilarului în osiculele auditive. Aceasta este recapitularea principalelor etape ale filogenezei craniului visceral în ontogenie.

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

6. Polidactilie - rezultatul dezvoltării unor anghele suplimentare ale degetelor caracteristice formelor ancestrale îndepărtate.

7. Picioarele plate, piciorul cu piciorul, pieptul îngust, fără coama bărbiei - anomalii scheletice atavice, care se găsesc adesea și sunt anobolii (extensii) care au apărut în timpul filogenezei primatelor.

Pe parcursul evoluției, animalele au stăpânit tot mai multe noi teritorii, tipuri de hrană și s-au adaptat condițiilor de viață schimbate. Evoluția a schimbat treptat aspectul animalelor. Pentru a supraviețui, era necesar să căutăm în mod activ hrană, să ne ascundem mai bine sau să ne apărăm împotriva dușmanilor și să ne mișcăm mai repede. Schimbându-se împreună cu corpul, sistemul musculo-scheletic a trebuit să furnizeze toate aceste schimbări evolutive. Cel mai primitiv protozoare nu au structuri de susținere, se mișcă încet, curgând cu ajutorul pseudopodelor și schimbând în mod constant forma.

Prima structură de susținere care apare este coajă celulară... Ea nu numai că a delimitat corpul de mediul extern, dar a făcut posibilă și creșterea vitezei de mișcare datorită flagelilor și ciliilor. Animalele multicelulare au o mare varietate de structuri de sprijin și dispozitive de mobilitate. Apariția schelet extern a crescut viteza de mișcare datorită dezvoltării grupelor musculare specializate. Scheletul intern crește odată cu animalul și îi permite să atingă viteze record. Toate acordurile au un schelet intern. În ciuda diferențelor semnificative în structura structurilor musculo-scheletice la diferite animale, scheletele lor îndeplinesc funcții similare: sprijin, protecție a organelor interne, mișcarea corpului în spațiu. Mișcările vertebratelor se efectuează datorită mușchilor membrelor, care efectuează astfel de tipuri de mișcare precum alergarea, săriturile, înotul, zborul, cățărarea etc.

Schelet și mușchi

Sistemul musculo-scheletic este reprezentat de oase, mușchi, tendoane, ligamente și alte elemente ale țesutului conjunctiv. Scheletul determină forma corpului și, împreună cu mușchii, protejează organele interne de tot felul de daune. Datorită articulațiilor, oasele se pot mișca unele față de altele. Mișcarea oaselor are loc ca urmare a contracției mușchilor care se atașează de ele. În acest caz, scheletul este o parte pasivă a aparatului motor care îndeplinește o funcție mecanică. Scheletul este compus din țesuturi dense și protejează organele interne și creierul, formând recipiente naturale pentru os.

Pe lângă funcțiile mecanice, sistemul osos îndeplinește o serie de funcții biologice. Oasele conțin principalul aport de minerale care sunt folosite de organism după cum este necesar. Oasele conțin măduvă osoasă roșie, care produce celule sanguine.

Scheletul uman include un total de 206 oase - 85 împerecheate și 36 nepereche.

Structura osoasa

Compoziția chimică a oaselor

Toate oasele sunt compuse din substanțe organice și anorganice (minerale) și apă, a cărei masă ajunge la 20% din masa oaselor. Materia organică osoasă - ossein - posedă proprietăți elastice și conferă elasticitate oaselor. Substanțele minerale - săruri de carbonat, fosfat de calciu - conferă oaselor duritate. Rezistența osoasă ridicată este asigurată de combinația dintre elasticitatea osseinei și duritatea minerală osoasă.

Structura osoasă macroscopică

Afară, toate oasele sunt acoperite cu un film subțire și dens de țesut conjunctiv - periost... Numai capetele oaselor lungi nu au periost, dar sunt acoperite cu cartilaj. Periostul conține numeroase vase de sânge și nervi. Oferă nutriție țesutului osos și participă la creșterea osului în grosime. Datorită periostului, oasele rupte cresc împreună.

Oase diferite au structuri diferite. Osul lung arată ca un tub, ale cărui pereți sunt compuși dintr-o substanță densă. Astfel de structura tubulară oasele lungi le conferă tărie și lejeritate. În cavitățile oaselor tubulare se află măduvă osoasă galbenă - țesut conjunctiv slăbit, bogat în grăsimi.

Capetele oaselor lungi conțin os spongios... De asemenea, este format din plăci osoase care formează multe septuri încrucișate. În locurile în care osul este expus la cea mai mare solicitare mecanică, numărul acestor septuri este cel mai mare. Substanța spongioasă conține măduvă osoasă roșie, ale cărei celule dau naștere la celule sanguine. Oasele scurte și plate au, de asemenea, o structură spongioasă, doar din exterior sunt acoperite cu un strat de material de baraj. Structura spongioasă conferă oaselor rezistență și ușurință.

Structura osoasă microscopică

Țesutul osos aparține țesutului conjunctiv și are multă substanță intercelulară, formată din osseină și săruri minerale.

Această substanță formează plăci osoase care sunt concentrice în jurul tuburilor microscopici care rulează de-a lungul osului și conțin vase de sânge și nervi. Celulele osoase și, prin urmare, osul, sunt țesuturi vii; primește nutrienți din sânge, metabolismul are loc în el și pot apărea modificări structurale.

Tipuri de os

Structura oaselor este determinată de procesul unei îndelungate dezvoltări istorice, în timpul căreia organismul strămoșilor noștri s-a schimbat sub influența mediului și s-a adaptat prin selecție naturală condițiilor de existență.

În funcție de formă, se disting oasele tubulare, spongioase, plate și mixte.

Oase tubulare sunt localizate în organe care fac mișcări rapide și extinse. Printre oasele tubulare se numără oasele lungi (humerus, femur) și cele scurte (falangele degetelor).

În oasele tubulare, se distinge o parte mijlocie - corpul și cele două capete - capul. În interiorul oaselor lungi există o cavitate umplută cu măduvă osoasă galbenă. Structura tubulară determină rezistența necesară oaselor pentru corp, cheltuind în același timp cea mai mică cantitate de material pe ele. În perioada de creștere osoasă, cartilajul este situat între corp și capul oaselor tubulare, datorită căruia osul crește în lungime.

Oase plate limitează cavitățile în interiorul cărora sunt plasate organele (oasele craniului) sau servesc ca suprafețe pentru atașarea musculară (omoplatul). Oasele plate, la fel ca oasele tubulare scurte, sunt predominant spongioase. Capetele oaselor tubulare lungi, precum și oasele scurte tubulare și plate nu au cavități.

Oase spongioase construit în principal dintr-o substanță spongioasă acoperită cu un strat subțire de compact. Dintre acestea, există oase lungi spongioase (stern, coaste) și scurte (vertebre, încheietura mâinii, tarsul).

LA oase mixte includ oasele, care sunt compuse din mai multe părți cu structură și funcție diferite (os temporal).

Proeminențele, crestele, rugozitatea pe os sunt locurile de atașare la oasele mușchiului. Cu cât sunt mai buni, cu atât sunt mai dezvoltați mușchii care se atașează de oase.

Scheletul uman.

Scheletul oamenilor și al majorității mamiferelor are același tip de structură, constă din aceleași secțiuni și oase. Dar omul se deosebește de toate animalele prin capacitatea sa de a lucra și de a raționa. Acest lucru a lăsat o amprentă semnificativă asupra structurii scheletului. În special, volumul cavității craniene la oameni este mult mai mare decât cel al oricărui animal care are un corp de aceeași dimensiune. Mărimea părții faciale a craniului uman este mai mică decât cea a creierului, în timp ce la animale, dimpotrivă, este mult mai mare. Acest lucru se datorează faptului că la animale maxilarele sunt organul de apărare și de producție a alimentelor și, prin urmare, sunt bine dezvoltate, iar volumul creierului este mai mic decât la om.

Îndoirile coloanei vertebrale asociate cu deplasarea centrului de greutate datorită poziției verticale a corpului ajută la menținerea echilibrului unei persoane și la calmarea tremururilor. Animalele nu au astfel de coturi.

Cușca toracică umană este comprimată din față în spate și aproape de coloana vertebrală. La animale, este comprimat din părți și întins până la fund.

Centura pelviană largă și masivă a unei persoane are forma unui bol, susține organele abdominale și transferă greutatea corpului la extremitățile inferioare. La animale, greutatea corporală este distribuită uniform între cele patru membre, iar centura pelviană este lungă și îngustă.

Oasele membrelor inferioare ale unei persoane sunt vizibil mai groase decât cele superioare. La animale, nu există nicio diferență semnificativă în structura oaselor membrelor anterioare și posterioare. Marea mobilitate a membrelor anterioare, în special a degetelor, permite unei persoane să efectueze diverse mișcări și tipuri de lucru cu mâinile sale.

Scheletul trunchiului schelet axial

Scheletul trunchiului include coloana vertebrală, formată din cinci secțiuni, și vertebrele toracice, coastele și forma sternului cufăr (Vezi tabelul).

Craniu

Secțiunile creierului și ale feței se disting în craniu. LA cerebral secțiunea craniului - craniul - conține creierul, protejează creierul de lovituri etc. Craniul este format din oase plate conectate fix: frontal, două parietale, două temporale, occipitale și principale. Osul occipital este conectat la prima vertebră a coloanei vertebrale printr-o articulație eliptică care înclină capul înainte și în lateral. Capul se rotește împreună cu prima vertebră cervicală datorită legăturii dintre prima și a doua vertebră cervicală. Osul occipital are o gaură prin care creierul se conectează la măduva spinării. Fundul craniului este format din osul principal cu numeroase deschideri pentru nervi și vase de sânge.

Facial secțiunea craniului formează șase oase pereche - maxilarul superior, zigomatic, nazal, palatin, concha nazală inferioară, precum și trei oase nepereche - maxilarul inferior, vomer și os hioid. Osul mandibular este singurul os al craniului care este conectat mobil la oasele temporale. Toate oasele craniului (cu excepția maxilarului inferior) sunt conectate nemișcate, ceea ce se datorează funcției de protecție.

Structura craniului facial la oameni este determinată de procesul de „umanizare” a maimuței, adică rolul principal al travaliului, transferul parțial al funcției de apucare de la fălci la mâini, care au devenit organe ale travaliului, dezvoltarea vorbirii articulate, utilizarea alimentelor preparate artificial care facilitează munca aparatului de mestecat. Craniul cerebral se dezvoltă în paralel cu dezvoltarea creierului și a organelor de simț. În legătură cu creșterea volumului creierului, volumul craniului a crescut: la om este de aproximativ 1500 cm2.

Scheletul trunchiului

Scheletul trunchiului este format din coloana vertebrală și cutia toracică. Coloana vertebrală - baza scheletului. Se compune din 33-34 de vertebre, între care există tampoane cartilaginoase - discuri, ceea ce conferă coloanei vertebrale flexibilitate.

Coloana vertebrală umană formează patru curbe. În coloana cervicală și lombară, acestea umflă înainte, în coloana toracică și sacrală - înapoi. În dezvoltarea individuală a unei persoane, îndoirile apar treptat, la un nou-născut, coloana vertebrală este aproape dreaptă. În primul rând, se formează o îndoială cervicală (când copilul începe să-și țină capul drept), apoi o îndoire a pieptului (când copilul începe să stea). Apariția curbelor lombare și sacrale este asociată cu menținerea echilibrului atunci când corpul este în poziție verticală (când copilul începe să stea și să meargă). Aceste coturi au o mare importanță fiziologică - cresc dimensiunea pieptului și a cavităților pelvine; face mai ușor pentru corp să mențină echilibrul; înmuiați tremurăturile când mergeți, săriți, alergați.

Cu ajutorul cartilajului și ligamentelor intervertebrale, coloana vertebrală formează o coloană flexibilă și elastică cu mobilitate. Nu este același lucru în diferite părți ale coloanei vertebrale. Coloana cervicală și lombară sunt mai mobile, coloana toracică este mai puțin mobilă, deoarece este conectată la coaste. Sacrul este complet nemișcat.

Coloana vertebrală este împărțită în cinci secțiuni (vezi diagrama „Secțiuni ale coloanei vertebrale”). Mărimile corpurilor vertebrale cresc de la colul uterin până la cel lombar datorită încărcării mai mari pe vertebrele subiacente. Fiecare dintre vertebre este formată dintr-un corp, un arc osos și mai multe procese de care sunt atașați mușchii. Există o gaură între corpul vertebral și arc. Deschiderile tuturor vertebrelor se formează canalul spinalîn care se află măduva spinării.

Cutia toracică format din stern, douăsprezece perechi de coaste și vertebre toracice. Acesta servește drept recipient pentru organele interne importante: inimă, plămâni, trahee, esofag, vase mari și nervi. Participă la mișcările respiratorii datorită ridicării și coborârii ritmice a coastelor.

La om, în legătură cu trecerea la postura verticală, mâna este eliberată de funcția de mișcare și devine un organ al travaliului, în urma căruia pieptul experimentează atracția mușchilor atașați ai extremităților superioare; interiorul apasă nu pe peretele frontal, ci pe cel inferior format din diafragmă. Acest lucru face ca cutia toracică să devină plată și largă.

Scheletul membrului superior

Scheletul membrului superior este format din brâul de umăr (scapula și clavicula) și membrul superior liber. Scapula este un os triunghiular plat adiacent suprafeței posterioare a pieptului. Clavicula are o formă curbată, care amintește de litera latină S. Înțelesul său în corpul uman este acela că pune articulația umărului la o anumită distanță de piept, oferind o mai mare libertate de mișcare a membrului.

Oasele membrului superior liber includ humerusul, oasele antebrațului (raza și ulna) și oasele mâinii (oasele încheieturii mâinii, oasele metacarpului și falangele degetelor).

Antebrațul este reprezentat de două oase - ulna și raza. Datorită acestui fapt, este capabil nu numai de flexie și extensie, ci și de pronație - viraje interioare și exterioare. Ulna din partea superioară a antebrațului are o crestătură care se conectează la blocul humerus. Raza este conectată la capul humerusului. În partea inferioară, raza are capătul cel mai masiv. Ea este cea care, cu ajutorul suprafeței articulare, împreună cu oasele încheieturii mâinii, participă la formarea articulației încheieturii mâinii. Dimpotrivă, capătul ulnei este subțire aici, are o suprafață articulară laterală, cu care se conectează la rază și se poate roti în jurul ei.

Mâna este partea distală a membrului superior, al cărui schelet este compus din oasele încheieturii mâinii, metacarpului și falangului. Încheietura este formată din opt oase scurte spongioase dispuse pe două rânduri, câte patru pe fiecare rând.

Scheletul mâinii

Braţ - membrele superioare sau anterioare ale oamenilor și maimuțelor, pentru care anterior a fost considerată o trăsătură caracteristică a capacității de a opune degetul mare tuturor celorlalți.

Structura anatomică a mâinii este destul de simplă. Brațul este atașat de trunchi prin oasele centurii umărului, articulațiilor și mușchilor. Se compune din 3 părți: umăr, antebraț și mână. Centura de umăr este cea mai puternică. Flexia brațelor la cot oferă brațelor mai multă flexibilitate, mărind amplitudinea și funcționalitatea acestora. Mâna este formată din mai multe articulații mobile, datorită lor, o persoană poate face clic pe tastatura unui computer sau a unui telefon mobil, poate arăta un deget în direcția corectă, poate purta o pungă, desena etc.

Umerii și mâinile sunt conectate prin intermediul humerusului, ulnei și razei. Toate cele trei oase sunt conectate între ele folosind articulații. În articulația cotului, brațul poate fi flexat și extins. Ambele oase ale antebrațului sunt conectate mobil, prin urmare, în timpul mișcării articulațiilor, raza se rotește în jurul ulnei. Peria poate fi rotită cu 180 de grade.

Scheletul membrului inferior

Scheletul membrului inferior constă dintr-o centură pelviană și un membru inferior liber. Centura pelviană include două oase pelvine articulate din spate cu sacrul. Osul pelvian este format prin fuziunea a trei oase: iliu, ischiu și pubian. Structura complexă a acestui os se datorează unui număr de funcții pe care le îndeplinește. Conectându-se cu coapsa și sacrul, transferând greutatea corpului la extremitățile inferioare, acesta îndeplinește funcția de mișcare și sprijin, precum și o funcție de protecție. Datorită poziției verticale a corpului uman, scheletul pelvisului este relativ mai larg și mai masiv decât cel al animalelor, deoarece susține organele aflate deasupra acestuia.

Oasele membrului inferior liber includ coapsa, piciorul inferior (tibia și peroneul) și piciorul.

Scheletul piciorului este format din oasele tarsului, metatarsului și falangelor degetelor. Piciorul uman diferă de cel al unui animal prin forma sa boltită. Arcul înmoaie tremurăturile primite de corp la mers. Degetele de la picioare sunt slab dezvoltate la nivelul piciorului, cu excepția celui mare, deoarece și-a pierdut funcția de apucare. Tarsul, dimpotrivă, este puternic dezvoltat, osul călcâiului este deosebit de mare în el. Toate aceste caracteristici ale piciorului sunt strâns legate de poziția verticală a corpului uman.

Erectitatea omului a dus la faptul că diferența în structura extremităților superioare și inferioare a devenit mult mai mare. Picioarele umane sunt mult mai lungi decât brațele, iar oasele lor sunt mai masive.

Articulațiile osoase

În scheletul uman, există trei tipuri de conexiuni osoase: fixe, semi-mobile și mobile. Fix un tip de articulație este o articulație datorată fuziunii osoase (oaselor pelvine) sau suturilor (oaselor craniului). Această fuziune este o adaptare pentru a suporta marea sarcină experimentată de sacrul uman datorită poziției verticale a trunchiului.

Semi-mobil conexiunea se realizează cu ajutorul cartilajului. Corpurile vertebrale sunt atât de interconectate, ceea ce contribuie la înclinarea coloanei vertebrale în direcții diferite; coaste cu piept, care permite mișcarea pieptului în timpul respirației.

Mobil conexiune sau comun, este cea mai comună și în același timp complexă formă de legătură osoasă. Capătul unuia dintre oasele care alcătuiesc articulația este convex (capul articulației), iar capătul celuilalt este concav (cavitatea glenoidă). Forma capului și a cavității este în concordanță una cu cealaltă și mișcările efectuate în articulație.

Suprafața articulară oasele articulate sunt acoperite cu cartilaj articular alb strălucitor. Suprafața netedă a cartilajului articular facilitează mișcarea, în timp ce elasticitatea acestuia înmoaie șocul și șocul articulației. De obicei, suprafața articulară a unui os care formează articulația este convexă și se numește cap, în timp ce celălalt este concav și se numește cavitate. Datorită acestui fapt, oasele de legătură se potrivesc strâns una cu cealaltă.

Geanta articulata întins între oasele articulate, formând o cavitate articulară închisă ermetic. Bursa este formată din două straturi. Stratul exterior trece în periost, stratul interior eliberează fluid în cavitatea articulației, care joacă rolul de lubrifiant, asigurând alunecarea liberă a suprafețelor articulare.

Caracteristici ale scheletului uman asociate cu munca și locomoția bipedă

Activitatea muncii

Corpul unei persoane moderne este bine adaptat la locul de muncă și la poziția verticală. Mersul în poziție verticală este o adaptare la cea mai importantă trăsătură a vieții umane - munca. El este cel care trasează o linie ascuțită între om și animalele superioare. Munca a avut un impact direct asupra structurii și funcției mâinii, care a început să influențeze restul corpului. Dezvoltarea inițială a locomoției bipede și apariția activității de muncă a dus la o schimbare suplimentară a întregului corp uman. Rolul principal al travaliului a fost facilitat de transferul parțial al funcției de apucare de la maxilare la mâini (devenind ulterior organe ale travaliului), dezvoltarea vorbirii umane, utilizarea alimentelor preparate artificial (facilitează munca aparatului de mestecat). Secțiunea cerebrală a craniului se dezvoltă în paralel cu dezvoltarea creierului și a organelor de simț. În acest sens, volumul craniului crește (la om - 1.500 cm 3, la maimuțe - 400-500 cm 3).

Mers vertical

O parte semnificativă a trăsăturilor inerente scheletului uman este asociată cu dezvoltarea unui mers biped:

• picior de sprijin cu un deget puternic puternic dezvoltat;
• o mână cu degetul mare foarte dezvoltat;
• forma coloanei vertebrale cu cele patru curbe ale sale.

Forma coloanei vertebrale a fost dezvoltată grație unui dispozitiv elastic pentru mersul pe două picioare, care asigură mișcări netede ale corpului, îl protejează de deteriorări în timpul mișcărilor bruște și a salturilor. Trunchiul din regiunea toracică este aplatizat, ceea ce duce la comprimarea pieptului din față în spate. Membrele inferioare au suferit, de asemenea, modificări în legătură cu postura verticală - articulațiile șoldului la distanță mare conferă stabilitate corpului. În cursul evoluției, a avut loc o redistribuire a gravitației corpului: centrul de greutate s-a deplasat în jos și a luat o poziție la nivelul a 2-3 vertebre sacre. O persoană are un bazin foarte larg, iar picioarele sunt bine separate, ceea ce face posibil ca corpul să fie stabil atunci când se mișcă și stă în picioare.

În plus față de coloana vertebrală cu o formă curbată, se pot remarca cinci vertebre în sacru, un piept comprimat, alungirea scapulei și un bazin mărit. Toate acestea au presupus:

• dezvoltarea puternică a pelvisului în lățime;
• fixarea bazinului de sacrum;
• dezvoltare puternică și o modalitate specială de a întări mușchii și ligamentele din regiunea șoldului.

Trecerea strămoșilor umani la o poziție verticală a dus la dezvoltarea proporțiilor corpului uman, distingându-l de maimuțe. Deci, pentru oameni, membrele superioare mai scurte sunt caracteristice.

Mers vertical și travaliu a dus la formarea unei asimetrii a corpului uman. Jumătățile dreapta și stânga ale corpului uman nu sunt simetrice ca formă și structură. Un prim exemplu în acest sens este mâna omului. Majoritatea oamenilor sunt dreptaci, iar aproximativ 2-5% sunt stângaci.

Dezvoltarea locomoției bipede, care însoțește tranziția strămoșilor noștri la locuirea în zone deschise, a dus la schimbări semnificative ale scheletului și ale întregului organism în ansamblu.

Intrebarea 1.
Schelet îndeplinește următoarele funcții:
1) suport - pentru toate celelalte sisteme și organe;
2) motor - asigură mișcarea corpului și a părților sale în spațiu;
3) protector - protejează organele pieptului și cavității abdominale, creierului, nervilor, vaselor de sânge de influențe externe.

Intrebarea 2.
Distinge două tipuri de schelet - extern și intern. Unele protozoare au un schelet extern, multe moluște, artropode - acestea sunt cochiliile melcilor, midiilor, stridiilor, cojilor dure de raci, crabi, acoperiri ușoare, dar puternice chitinoase de insecte. Invertebratele, radiolarii, cefalopodele și vertebratele au un schelet intern.

Întrebarea 3.
Corpul moluștelor este de obicei închis într-o cochilie. Coaja poate fi formată din două supape sau poate fi de altă formă sub formă de capac, buclă, spirală etc. Coaja este formată din două straturi - exterior, organic și interior - de carbonat de calciu. Stratul calcaros este împărțit în două straturi: în spatele stratului organic se află un strat asemănător porțelanului format din cristale prismatice de carbonat de calciu, iar sub acesta - un strat de perle, ale cărui cristale sunt sub formă de plăci subțiri pe care apare interferența luminoasă.
Coaja este un schelet solid extern.

Întrebarea 4.
Corpul și membrele insectelor au un capac chitinizat - cuticula, care este scheletul exterior. Cuticula multor insecte este echipată cu un număr mare de fire de păr care îndeplinesc funcția de atingere.

Întrebarea 5.
Protozoarele pot forma schelete externe sub formă de cochilii sau cochilii (foraminifere, radiolari, flagelați de carapace), precum și schelete interne de diferite forme. Funcția principală a scheletului protozoarelor este de protecție.

Întrebarea 6.
Prezența învelișurilor dure la artropode împiedică creșterea continuă a animalelor. Prin urmare, creșterea și dezvoltarea artropodelor este însoțită de multe periodice. Vechea cuticulă este vărsată și animalul crește până când cea nouă se întărește.

Întrebarea 7.
La vertebrate, scheletul intern, al cărui element axial principal este notocordul. La vertebrate, scheletul intern este format din trei secțiuni - scheletul capului, scheletul trunchiului și scheletul membrelor. Vertebratele (amfibieni, reptile, păsări, mamifere) au un schelet intern.

Întrebarea 8.
Plantele atunciau și structuri de susținere cu care duc frunzele la soare și le susțin într-o astfel de poziție încât lamele frunzelor să fie iluminate cât mai bine de lumina soarelui. La plantele lemnoase, țesutul mecanic servește drept suport principal. Există trei tipuri de țesături mecanice:
1) colenchimul se formează din celule vii de diferite forme. Se găsesc în tulpini și frunze de plante tinere;
2) fibrele sunt reprezentate de celule moarte alungite cu membrane uniform îngroșate. Fibrele fac parte din lemn și bast. Inul este un exemplu de fibre de bast ne-lignificate;
3) celulele pietroase au o formă neregulată și sunt membrane lignificate puternic îngroșate. Aceste celule formează cochilii de nuci, drupe etc. Celulele pietroase se găsesc în pulpa fructelor de pere și gutui.
În combinație cu alte țesuturi, țesutul mecanic formează un fel de „schelet” al plantei, dezvoltat în special în tulpină. Aici, adesea formează un fel de cilindru care trece în interiorul tijei sau este situat de-a lungul acestuia în fire separate, asigurând rezistența tijei pentru îndoire. În rădăcina opusă, țesutul mecanic este concentrat în centru, crescând rezistența rădăcinii la rupere. Lemnul joacă, de asemenea, un rol mecanic; chiar și după moarte, celulele din lemn continuă să îndeplinească o funcție de susținere.

Coloana vertebrală: structură, dezvoltare, caracteristici specifice

Conform dezvoltării sale, coloana vertebrală (columna vertebralis) se formează în jurul măduvei spinării, formând un recipient osos pentru aceasta. Pe lângă protejarea măduvei spinării, coloana vertebrală îndeplinește alte funcții importante în organism: susține organele și țesuturile trunchiului, susține capul și participă la formarea pereților pieptului, a cavităților abdominale și pelvine.

Coloană vertebrală (columna vertebralis) constă din elemente separate - vertebre (vertebre). Fiecare vertebră are: un corp (corp vertebre), un cap (vertebre caput), o fosă (vertebra fosă), o creastă ventrală (crista ventralis), un arc (arcus vertebre) și o deschidere vertebrală (foramen vertebre) se formează între arc și corp. Toate deschiderile vertebrale formează împreună canalis vertebralis pentru măduva spinării, iar crestăturile vertebrale caudale și craniene (incizii caudalis și cranialis) formează foramenul intervertebral pentru nervi și vase. La marginile arcadelor ies în afară procesele articulare craniene și caudale (processus articularis cranialis et caudalis), care servesc la articularea vertebrelor între ele. Procesul spinos (processus spinosus) iese - consolidarea mușchilor și ligamentelor.

Coloana vertebrală este împărțită în regiuni cervicale, toracice, lombare, sacrale și cozii... Procesele transversale (processus transversus) din regiunea toracică sunt necesare pentru articularea vertebrelor cu coastele, iar costul transvers, mastoid și spinos (proces costo-transversarium, mamillaris, spinosus) - pentru atașarea mușchilor.

Numărul de vertebre din fiecare secțiune este diferit și depinde de caracteristicile speciilor animalelor. Deci, în coloana cervicală, majoritatea mamiferelor (cu excepția lenei și lamantinului) au 7 vertebre. Acestea sunt împărțite în: 1 - Atlas, 2 - Epistrofie, 3, 4, 5 - tipic, 6, 7.

· Primul (atlas - atlas), este format din două arcade (arcus dorsalis et ventralis), pe ele, respectiv, tuberculi (tuberculum dorsale et ventrale). Procesele transversale formează aripile atlantului (ala atlantis). Sub aripă există o fosă atlas (fossa atlantis), pe aripi există două perechi de găuri pentru vase și nervi - aripa (foramen alare) și intervertebrală (foramen intervertebrale), există fosa articulară craniană și caudală (fovea articularis cranialis et caudalis). CARACTERISTICI: nu există găuri transversale pe atlasul taurului domestic.

· Al 2-lea (epistrofie axială - axă), caracterizată prin prezența unui dinte (den) în locul unui cap vertebral și a unei creste (crista dorsalis) în locul unui proces spinos, și a unui singur proces transversal (processus transversus).

· 3, 4, 5- tipic. - procesele lor transversale au crescut împreună cu cele costale, formându-se - costale transversale (processus costo-transversarium), iar procesele spinoase sunt înclinate spre cap.

· 6 și 7 vertebre - diferă de restul formei și sunt atipice. Al 6-lea - în loc de creasta ventrală, are o placă ventrală masivă (lamina ventralis). Al 7-lea - nu are foramen transvers, dar are fosa costală caudală (fovea costalis caudalis) pe corpul vertebral.

În regiunea toracică a vertebratelor la bovine și câini există 13 vertebre, la porci 14-17, la cai 18. Vertebrele toracice (vertebrele thoracicae) împreună cu coastele și sternul formează cutia toracică. Vertebrele acestei secțiuni au fosa costală caudală și craniană (fovea costalis caudalis et cranialis), fațete costale pe procesele transversale (fovea costalis processus transversalis). Procesul spinos (processus spinosus) este înclinat înapoi spre coadă. Procesele spinoase ale vertebrelor a 2-a până la a 9-a formează baza greabanului (regio interscapularis). Procesul spinos al celei de-a 13-a vertebre (a 12-a la un porc, a 16-a la un cal, a 11-a la un câine) vertebră este verticală - diafragmatică. Pe procesele transversale (processus transversus) există procese mastoide (processus mamillaris).

LA lombar coloana vertebrală la bovine și cai are 6 vertebre, la porci și câini 7 vertebre. Vertebrele lombare (vertebre lombale), caracterizate prin prezența unor procese transversale lungi, plate și a unor procese articulare bine dezvoltate. procese transversale cu muchii ascuțite, neuniforme și curbate înainte spre cap. Procesele spinoase sunt verticale. Procesele articulare craniene formează bucșe semi-cilindrice, iar cele caudale formează aceleași blocuri.

LA regiunea sacrală vertebrele (vertebrele sacrale) cresc împreună într-un singur os - sacrul (os sacrum), care constă din 5 vertebre la bovine și cai, 4 la porci și 3 la câini.

Procesele spinoase s-au contopit în creasta sacrală medială (crista sacralis mediana), nu există deschideri interstițiale. Crestăturile intervertebrale au format 4 perechi de foramina sacrală dorsală și ventrală (foramina sacralia dorsalia și ventralia). Procesele transversale s-au contopit - părțile laterale zimțate (partes lateralis). Primele două procese transversale au format aripile sacrumului (ala sacralis). Pe aripi, suprafața în formă de ureche (facies auricularis) este localizată dorsal, suprafața ventrală este pelviană (facies pelvina). Pe aerisire. Liniile transversale (lineare transversae) sunt vizibile, aici este canelura vasculară. Capul formează un promontorium ventral. Există, de asemenea, un canal sacral (canalis sacralis).

Coloana vertebrală caudală este cea mai variabilă în ceea ce privește numărul de vertebre, dintre care există 20-23 la câini, 20-25 la porci, 18-20 la bovine și 18-20 la cai. În structura vertebrelor caudale (vertebre caudale (coccygeae)), se observă o reducere treptată a arcului. Pe partea ventrală, de la 2 la 13, procesele hemale (processus hemalis) sunt bine dezvoltate.

Conceptul " filogeneză„(Din grecul phyle -„ clan, trib ”și geneză -„ naștere, origine ”) a fost introdus în 1866 de biologul german Ernst Haeckel pentru a desemna dezvoltarea istorică a organismelor în procesul de evoluție.

Luați în considerare modul în care coloana vertebrală s-a dezvoltat și s-a îmbunătățit de la cele mai simple organisme la oameni. Ar trebui făcută o distincție între scheletul extern și cel intern.

Scheletul exterior îndeplinește o funcție de protecție. Este inerent vertebratelor inferioare și este situat pe corp sub formă de solzi sau cochilii (broască țestoasă, armadillo). La vertebratele superioare, scheletul extern dispare, dar unele dintre elementele sale rămân, schimbându-și scopul și locația, devenind oasele tegumentare ale craniului. Situate deja sub piele, acestea sunt asociate cu scheletul intern.

Scheletul intern îndeplinește în principal o funcție de susținere. În cursul dezvoltării sub influența sarcinii biomecanice, aceasta se schimbă constant. La nevertebrate, arată ca niște partiții de care sunt atașați mușchii.

În acordurile primitive (lancelet), împreună cu partițiile, apare o axă - un acord (cordon celular), îmbrăcat cu membrane de țesut conjunctiv. La pești, coloana vertebrală este relativ simplă și constă din două secțiuni (trunchi și caudal). Coloana lor moale cartilaginoasă este mai funcțională decât cea a cordatelor; măduva spinării este situată în canalul vertebrelor. Scheletul de pește este mai perfect, permițând mișcări mai rapide și mai precise cu o masă mai mică.

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

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

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

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

Coloana vertebrală a mamiferelor este formată din regiunile cervicale, toracale, lombare, sacre și caudale. Trăsătura sa caracteristică este forma platicelială (având suprafețe plane) a vertebrelor, între care există discuri intervertebrale cartilaginoase. Arcurile superioare sunt bine definite.

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

Coaste care formează cutia toracică sunt atașate la vertebrele regiunii toracice. Sternul care îl închide este plat și numai la lilieci și la reprezentanții speciilor de vizuini cu membrele anterioare puternice (de exemplu, alunițe) are o creastă mică (chila) de care sunt atașați mușchii pectorali. În regiunea toracică există 9-24 (de obicei 12-15) vertebre, ultimele 2-5 au coaste false care nu ajung la stern.

În regiunea lombară există 2 până la 9 vertebre; coastele rudimentare se îmbină cu procesele lor transversale mari. Regiunea sacrală este formată din 4-10 vertebre contopite, dintre care doar primele două sunt cu adevărat sacrale, iar restul sunt caudale. Numărul vertebrelor cozii libere variază de la 3 (în gibon) la 49 (în șopârla cu coadă lungă).

Mobilitatea vertebrelor individuale depinde de stilul de viață. Deci, la animalele mici care aleargă și se cațără, este ridicat pe toată lungimea coloanei vertebrale, astfel încât corpul lor se poate îndoi în direcții diferite și chiar să se îndoaie într-o minge. Vertebrele regiunilor toracice și lombare sunt mai puțin mobile la animalele mari, cu mișcare rapidă. La mamiferele care se mișcă pe picioarele din spate (canguri, jerboas, jumperi), cele mai mari vertebre sunt situate la baza cozii și a sacrului, iar apoi dimensiunea lor scade treptat. Dimpotrivă, la ungulate, vertebrele și mai ales procesele lor spinoase sunt mai mari în partea anterioară a regiunii toracice, unde mușchii puternici ai gâtului și parțial membrele anterioare sunt atașați de acestea.

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