Kostry rôznych zvierat sa od seba líšia. Ich štruktúra do značnej miery závisí od biotopu a životného štýlu konkrétneho organizmu. Čo majú kostry zvierat spoločné? Aké rozdiely existujú? Ako sa ľudská kostra líši od kostry iných cicavcov?
Kostra je oporou tela
Tvrdá a elastická štruktúra kostí, chrupaviek a väzov v ľudskom a zvieracom tele sa nazýva kostra. Spolu so svalmi a šľachami tvorí pohybový aparát, vďaka ktorému sa môžu živé bytosti pohybovať v priestore.
Zahŕňa najmä kosti a chrupavky. V najpohyblivejšej časti sú spojené kĺbmi a šľachami, tvoriacimi jeden celok. Pevná "kostra" tela nie vždy pozostáva z kostného a chrupavkového tkaniva, niekedy ju tvorí chitín, keratín alebo dokonca vápenec.
Úžasnou časťou tela sú kosti. Sú veľmi pevné a tuhé, schopné vydržať obrovské zaťaženie, no zároveň zostávajú ľahké. V mladom tele sú kosti elastické a časom sa stávajú krehkejšími a krehkejšími.
Kostra zvierat je akousi „špajzou“minerálov. Aktelu chýbajú, vtedy sa rovnováha potrebných prvkov dopĺňa z kostí. Kosti pozostávajú z vody, tuku, organických látok (polysacharidy, kolagén), ako aj solí vápnika, sodíka, fosforu, horčíka. Presné chemické zloženie závisí od výživy konkrétneho organizmu.
Význam kostry
Telo ľudí a zvierat je schránka, v ktorej sú vnútorné orgány. Táto škrupina je tvarovaná kostrou. Svaly a šľachy sú pripevnené priamo k nemu, sťahujú sa, ohýbajú kĺby a robia pohyb. Takže môžeme zdvihnúť nohu, otočiť hlavu, sadnúť si alebo niečo držať rukou.
Kostra zvierat a ľudí navyše slúži ako ochrana mäkkých tkanív a orgánov. Napríklad rebrá skrývajú pod sebou pľúca a srdce a kryjú ich pred údermi (samozrejme, ak údery nie sú príliš silné). Lebka zabraňuje poškodeniu dosť krehkého mozgu.
Niektoré kosti obsahujú jeden z najdôležitejších orgánov – kostnú dreň. U ľudí sa podieľa na procesoch hematopoézy, pri tvorbe červených krviniek. Tvorí tiež leukocyty, biele krvinky, ktoré sú zodpovedné za imunitu tela.
Ako a kedy vznikla kostra?
Kostra zvierat a celý pohybový aparát vznikli vďaka evolúcii. Podľa všeobecne akceptovanej verzie prvé organizmy, ktoré sa objavili na Zemi, nemali také zložité úpravy. Na našej planéte dlho existovali amébové tvory s mäkkým telom.
Potom v atmosfére a hydrosfére planéty bolo desaťkrát menej kyslíka. V určitom okamihu sa stal podiel plynuzvýšiť, čím sa začne, ako vedci naznačujú, reťazová reakcia zmien. V minerálnom zložení oceánu sa tak zvýšilo množstvo kalcitov a aragonitov. Tie sa zase hromadili v živých organizmoch a vytvárali pevné alebo elastické štruktúry.
Najstaršie organizmy, ktoré mali kostru, boli nájdené vo vápencových vrstvách v Namíbii, na Sibíri, v Španielsku a ďalších regiónoch. Obývali svetové oceány asi pred 560 miliónmi rokov. Organizmy svojou štruktúrou pripomínali huby s valcovitým telom. Radiálne z nich vychádzali dlhé lúče (až 40 cm) uhličitanu vápenatého, ktorý plnil úlohu kostry.
Varieties of Skeletons
Vo svete zvierat existujú tri typy kostry: vonkajšia, vnútorná a tekutá. Vonkajší alebo exoskeleton nie je skrytý pod krytom kože alebo iných tkanív, ale úplne alebo čiastočne pokrýva telo zvieraťa zvonka. Ktoré zvieratá majú vonkajšiu kostru? Majú ho pavúkovce, hmyz, kôrovce a niektoré stavovce.
Rovnako ako pancier plní najmä ochrannú funkciu a niekedy môže slúžiť aj ako úkryt pre živý organizmus (korytnačku alebo slimačiu ulitu). Takáto kostra má významnú nevýhodu. Nerastie s majiteľom, a preto je zviera nútené ho pravidelne zhadzovať a pestovať si nový kryt. Na určitú dobu telo stratí svoju obvyklú ochranu a stane sa zraniteľným.
Endoskelet je vnútorná kostra zvierat. Je pokrytá mäsom a kožou. Má zložitejší dizajn, plní veľa funkcií a rastiesúčasne s celým organizmom. Endoskelet je rozdelený na axiálnu časť (chrbtica, lebka, hrudník) a doplnkovú alebo periférnu časť (končatiny a kosti pásov).
Kvapalná alebo hydrostatická kostra je najmenej častá. Majú ho medúzy, červy, morské sasanky atď. Je to svalová stena naplnená tekutinou. Tlak tekutín udržuje tvar tela. Keď sa svaly stiahnu, tlak sa zmení, čo dá telo do pohybu.
Ktoré zvieratá nemajú kostru?
V bežnom zmysle je kostra presne vnútorným rámom tela, súborom kostí a chrupaviek, ktoré tvoria lebku, končatiny a chrbticu. Existuje však množstvo organizmov, ktoré tieto časti nemajú, niektoré z nich dokonca nemajú ani špecifický tvar. Znamená to však, že vôbec nemajú kostru?
Jean Baptiste Lamarck ich kedysi spojil do veľkej skupiny bezstavovcov, no okrem absencie chrbtovej kosti tieto zvieratá nespája nič iné. Dnes je známe, že aj jednobunkové organizmy majú kostru.
Napríklad u rádiolariov pozostáva z chitínu, kremíka alebo síranu strontnatého a nachádza sa vo vnútri bunky. Koraly môžu mať hydrostatickú kostru, vnútornú bielkovinu alebo vonkajšiu vápenatú kostru. U červov, medúz a niektorých mäkkýšov je hydrostatický.
U mnohých mäkkýšov je kostra vonkajšia a má tvar ulity. U rôznych druhov je jeho štruktúra odlišná. Spravidla obsahuje tri vrstvy pozostávajúce z proteínového konchiolínu a uhličitanu vápenatého. Mušle sú lastúrniky (slávky, ustrice) a špirálovités kučeravými a niekedy uhličitanovými ihličkami a hrotmi.
Článkonožce
Typ článkonožcov patrí tiež medzi bezstavovce. Ide o najpočetnejšiu skupinu zvierat, ktorá zahŕňa kôrovce, pavúkovce, hmyz, stonožky. Ich telo je symetrické, má párové končatiny a je rozdelené na segmenty.
Kostra zvierat je svojou štruktúrou vonkajšia. Pokrýva celé telo vo forme kutikuly obsahujúcej chitín. Kutikula je tvrdá škrupina, ktorá chráni každý segment zvieraťa. Jeho husté oblasti sú sklerity, prepojené mobilnejšími a flexibilnejšími membránami.
U hmyzu je kutikula silná a hrubá, pozostáva z troch vrstiev. Na povrchu vytvára chĺpky (chaetae), klasy, štetiny a rôzne výrastky. U pavúkovcov je kutikula relatívne tenká a obsahuje dermálnu vrstvu a pod ňou bazálne membrány. Okrem ochrany bráni zvieratám strácať vlhkosť.
Pozemné kraby a drevené vši nemajú hustú vonkajšiu vrstvu, ktorá zadržiava vlhkosť v tele. Pred vysychaním ich zachraňuje iba spôsob života - zvieratá sa neustále usilujú o miesta s vysokou vlhkosťou.
Kostra strunatcov
Tetiva je vnútorná axiálna kostrová formácia, pozdĺžne vlákno kostry tela. Je prítomný v strunatcoch, ktorých je viac ako 40 000 druhov. Patria sem bezstavovce, u ktorých je notochord prítomný počas určitého obdobia v jednom z vývojových štádií.
U nižších predstaviteľov skupiny (lancelety, cyklostómya niektoré druhy rýb) notochord pretrváva počas celého života. V lanceletách sa nachádza medzi črevami a nervovou trubicou. Skladá sa z priečnych svalových platničiek, ktoré sú obklopené škrupinou a sú vzájomne prepojené výrastkami. Sťahuje sa a uvoľňuje, funguje ako hydrostatický skelet.
V cyklostómoch je notochord pevnejší a má základy stavcov. Nemajú spárované končatiny, čeľuste. Kostra je tvorená len spojivovým a chrupavkovým tkanivom. Z nich sa tvorí lebka, lúče plutiev a prelamovaná mriežka žiabier zvieraťa. Jazyk cyklostómov má tiež kostru, v hornej časti orgánu je zub, ktorým zviera vŕta korisť.
stavovce
U vyšších predstaviteľov strunatcov sa axiálna šnúra mení na chrbticu - nosný prvok vnútornej kostry. Ide o flexibilný stĺpik pozostávajúci z kostí (stavcov), ktoré sú spojené platničkami a chrupavkou. Spravidla sa delí na oddelenia.
Štruktúra kostry stavovcov je oveľa komplikovanejšia ako u iných strunatcov a navyše u bezstavovcov. Všetci predstavitelia skupiny sa vyznačujú prítomnosťou vnútorného rámu. S vývojom nervového systému a mozgu vytvorili kostnú lebku. A vzhľad chrbtice poskytoval lepšiu ochranu pre miechu a nervy.
Párové a nepárové končatiny sa odchyľujú od chrbtice. Nepárové sú chvosty a plutvy, párové sú rozdelené na pásy (horný a dolný) a kostru voľných končatín (plutvy alebo päťprsté končatiny).
Ryby
TietoU stavovcov sa kostra skladá z dvoch častí: trupu a chvosta. Žraloky, raje a chiméry nemajú kostné tkanivo. Ich kostru tvorí pružná chrupavka, ktorá hromadí vápno a časom stvrdne.
Ostatné ryby majú kostenú kostru. Medzi stavcami sa nachádzajú chrupavkové vrstvy. V prednej časti sa od nich rozprestierajú laterálne procesy, ktoré prechádzajú do rebier. Lebka rýb má na rozdiel od suchozemských zvierat viac ako štyridsať pohyblivých častí.
Hltan je obklopený polkruhom s 3 až 7 žiabrovými oblúkmi, medzi ktorými sú umiestnené žiabrové štrbiny. Na vonkajšej strane tvoria žiabre. Všetky ryby ich majú, len v niektorých sú tvorené chrupavkovým tkanivom, zatiaľ čo v iných - kosťou.
Polomerové kosti plutiev, spojené membránou, sa odchyľujú od chrbtice. Párové plutvy - prsné a ventrálne, nepárové - análne, chrbtové, chvostové. Ich počet a typ sa líšia.
Obojživelníky a plazy
Obojživelníky majú krčné a sakrálne úseky, ktoré sa pohybujú od 7 do 200 stavcov. Niektoré obojživelníky majú chvostovú časť, niektoré nemajú chvost, ale existujú párové končatiny. Pohybujú sa skokom, takže zadné končatiny sú predĺžené.
Druhy bez chvosta nemajú rebrá. Pohyblivosť hlavy zabezpečuje krčný stavec, ktorý je pripevnený k zadnej časti hlavy. V hrudnej oblasti sa objavujú ramená, predlaktia a ruky. Panva obsahuje iliakálnu, lonovú a sedaciu kosť. A zadné končatiny majú dolnú časť nohy, stehno, chodidlo.
Kostra plazov tiežmá tieto časti, stáva sa komplikovanejším s piatou časťou chrbtice - bedrovou. Majú 50 až 435 stavcov. Lebka je viac skostnatená. Chvostová časť je vždy prítomná, jej stavce ku koncu klesajú.
Korytnačky majú exoskelet vo forme silného keratínového panciera a vnútornú vrstvu kosti. Čeľuste korytnačiek sú bez zubov. Hady nemajú hrudnú kosť, ramenný a panvový pás a rebrá sú pripevnené po celej dĺžke chrbtice, s výnimkou chvostovej časti. Ich čeľuste sú veľmi flexibilné, aby prehltli veľkú korisť.
Vtáky
Vlastnosti kostry vtákov do značnej miery súvisia s ich schopnosťou lietať, niektoré druhy sú prispôsobené na beh, potápanie, šplhanie po vetvách a vertikálnych povrchoch. Vtáky majú päť častí chrbtice. Časti krčnej oblasti sú pohyblivo spojené, v iných oblastiach sú stavce často zrastené.
Ich kosti sú ľahké a niektoré sú čiastočne naplnené vzduchom. Krk vtákov je predĺžený (10-15 stavcov). Ich lebka je úplná, bez švov, pred ňou má zobák. Tvar a dĺžka zobáka sú veľmi odlišné a súvisia so spôsobom, akým sa zvieratá kŕmia.
Hlavným zariadením letu je kýl. Ide o kostný výrastok v dolnej časti hrudnej kosti, ku ktorému sú pripevnené prsné svaly. Kýl je vyvinutý u lietajúcich vtákov a tučniakov. V štruktúre kostry stavovcov spojených s letom alebo hrabaním (krtky a netopiere) je tiež prítomný. Pštrosy to nemajú, papagáj sova.
Prednými končatinami vtákov sú krídla. Skladajú saz hrubého a silného humeru, zakrivenej lakťovej kosti a tenkého rádiusu. Niektoré kosti v ruke sú zrastené. U všetkých okrem pštrosov sa panvové lonové kosti nespájajú. Takto môžu vtáky znášať veľké vajcia.
Cicavce
V súčasnosti existuje asi 5 500 druhov cicavcov vrátane ľudí. U všetkých členov triedy je vnútorná kostra rozdelená na päť častí a zahŕňa lebku, chrbticu, hrudník, pásy horných a dolných končatín. Pásavce majú exoskelet vo forme škrupiny niekoľkých štítov.
Lebka cicavcov je väčšia, nachádza sa v nej jarmová kosť, sekundárne kostené podnebie a párová bubienková kosť, ktorá sa u iných zvierat nenachádza. Horný pás zahŕňa hlavne lopatky, kľúčne kosti, rameno, predlaktie a ruku (od zápästia, metakarpu, prstov s falangami). Spodný pás pozostáva zo stehna, predkolenia, chodidla s tarzom, metatarzom a prstami. Najväčšie rozdiely v rámci triedy sú práve v pásoch na končatinách.
Psom a koňovitým chýbajú lopatky a kľúčne kosti. U tuleňov sú rameno a stehenná kosť skryté vo vnútri tela a päťprsté končatiny sú spojené membránou a vyzerajú ako plutvy. Netopiere lietajú ako vtáky. Ich prsty (okrem jedného) sú veľmi pretiahnuté a spojené sieťou kože, čím vytvárajú krídlo.
V čom je človek iný?
Ľudská kostra má rovnaké časti ako ostatné cicavce. Štruktúrou sa najviac podobá šimpanzovi. Ale na rozdiel od nich sú ľudské nohy oveľa dlhšie ako ruky. Celé telo je orientovanévertikálne hlava nevyčnieva dopredu, ako u zvierat.
Podiel lebky v štruktúre je oveľa väčší ako u opíc. Čeľusťový aparát je naopak menší a kratší, tesáky sú redukované, zuby sú pokryté ochrannou sklovinou. Osoba má bradu, lebka je zaoblená, nemá súvislé ryhy na obočiach.
Nemáme chvost. Jeho nedostatočne vyvinutý variant predstavuje kostrč 4-5 stavcov. Na rozdiel od cicavcov nie je hrudník na oboch stranách sploštený, ale rozšírený. Palec je oproti zvyšku, ruka je pohyblivo spojená so zápästím.
