HIDRO SKELETAS: CHARAKTERISTIKOS IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Hydroskeleton arba hidrostatinis skeletas susideda iš skysčio užpildytame ertmę, kuri supa raumenų struktūras ir teikia pagalbą asmenims gyvūnų kūno. Hidrostatinis skeletas dalyvauja judėjime, suteikdamas gyvūnui platų judesių diapazoną.

Tai būdinga bestuburiams, kuriems trūksta standžių struktūrų, leidžiančių palaikyti kūną, pavyzdžiui, sliekams, kai kuriems polipams, anemonams, jūriniams jūriniams ir kitiems dygiaodžiams. Jų vietoje yra hidrostatiniai griaučiai.

Šaltinis: Rob Hille, iš „Wikimedia Commons“. Kai kurios specifinės gyvūnų struktūros veikia pagal šį mechanizmą, pavyzdžiui, žinduolių ir vėžlių varpos bei vorų kojos.

Priešingai, yra struktūrų, kuriose naudojamas hidrostatinis skeleto mechanizmas, tačiau trūksta skysčių užpildytos ertmės, pavyzdžiui, galvakojų galūnių, žinduolių liežuvio ir dramblių kamieno.

Tarp svarbiausių hidrostatinių skeletų funkcijų yra atrama ir judėjimas, nes jis yra raumenų antagonistas ir padeda sustiprinti jėgą raumenims susitraukiant.

Hidrostatinio skeleto funkcionalumas priklauso nuo pastovaus tūrio palaikymo ir jo sukuriamo slėgio - tai yra skysčio, kuris užpildo ertmę, yra nesuspaudžiamas.

charakteristikos

Gyvūnams reikalingos specialios struktūros palaikymui ir judėjimui. Tam yra daugybė skeletų, kurie suteikia antagonistą raumenims, perduodant susitraukimo jėgą.

Tačiau terminas „skeletas“ peržengia tipiškas stuburinių gyvūnų kaulų struktūras ar nariuotakojų išorinius griaučius.

Skysta medžiaga taip pat gali atitikti atramos reikalavimus naudodama vidinį slėgį, sudarydama hidroskeletą, plačiai paplitusį bestuburių giminėje.

Hidroskeletą sudaro ertmė arba uždaros ertmės, užpildytos skysčiais, naudojančiais hidraulinį mechanizmą, kai raumenų susitraukimas reiškia skysčio judėjimą iš vieno regiono į kitą, veikiant impulso - raumenų antagonisto - perdavimo mechanizmui.

Pagrindinė hidroskeletų biomechaninė savybė yra jų suformuoto tūrio pastovumas. Taikant fiziologinį slėgį, jis turi būti suspaustas. Šis principas yra sistemos funkcijos pagrindas.

Hidrostatinių skeletų mechanizmas

Atraminė sistema erdvine tvarka išdėstyta taip: raumenys supa centrinę skysčių užpildytą ertmę.

Jis taip pat gali būti išdėstytas trimatėje dimensijoje su daugybe raumenų skaidulų, sudarančių vientisą raumenų masę, arba raumenų tinkle, kuris praeina per erdves, užpildytas skysčiu ir jungiamuoju audiniu.

Tačiau ribos tarp šių susitarimų nėra tiksliai apibrėžtos ir mes randame hidrostatinius griaučius, kurie pasižymi tarpinėmis charakteristikomis. Nors bestuburių hidroskeletas labai skiriasi, visi jie veikia pagal tuos pačius fizinius principus.

Raumenys

Trys pagrindiniai raumenų išdėstymai: apskritas, skersinis arba radialinis. Apskritasis raumenys yra ištisinis sluoksnis, išdėstytas aplink atitinkamo kūno ar organo perimetrą.

Skersiniai raumenys apima pluoštus, esančius statmenai ilgiausiai konstrukcijų ašiai ir kurie gali būti orientuoti horizontaliai arba vertikaliai - fiksuotos orientacijos kūnuose paprastai vertikalios skaidulos yra dorsoventralinės, o horizontalios skaidulos - skersinės.

Radialinius raumenis, kita vertus, sudaro pluoštai, esantys statmenai ilgiausiai ašiai nuo centrinės ašies link konstrukcijos periferijos.

Didžioji dalis raumenų skaidulų, esančių hidrostatiniuose skeletuose, yra įstrižos ir turi „super ištempimo“ ypatybes.

Leidžiami judesių tipai

Hidrostatiniai griaučiai palaiko keturis judesių tipus: pailgėjimą, sutrumpėjimą, lenkimą ir sukimąsi. Sumažėjus raumenų susitraukimui, vyksta tūrio konstantos plotas, pailgėja struktūra.

Pailgėjimas įvyksta, kai bet kuris raumenys, vertikalus ar horizontalus, susitraukia tik išlaikydamas tonusą orientacijos atžvilgiu. Tiesą sakant, visas sistemos veikimas priklauso nuo vidinio skysčio slėgio.

Įsivaizduokite pastovaus tūrio cilindrą, kurio pradinis ilgis. Jei sumažinsime skersmenį susitraukdami apskritus, skersinius ar radialinius raumenis, cilindras ištemptas į šonus dėl padidėjusio slėgio, kuris vyksta konstrukcijos viduje.

Jei padidintume skersmenį, struktūra sutrumpėtų. Sutrumpinimas yra susijęs su raumenų susitraukimu išilginiu būdu. Šis mechanizmas yra būtinas hidrostatiniams organams, tokiems kaip daugelio stuburinių liežuvis.

Pvz., Galvakojų čiuptuvuose (kuriuose naudojamas hidrostatinio skeleto tipas) reikia tik 25% sumažinti skersmenį, kad jo ilgis padidėtų 80%.

Hidrostatinių skeletų pavyzdžiai

Hidrostatiniai skeletai yra plačiai paplitę gyvūnų karalystėje. Nors kai kurie stuburinių organų organai dažni bestuburiams, jie veikia tuo pačiu principu. Tiesą sakant, hidrostatiniai skeletai nėra vien gyvūnai, tam tikras žolinių augalų sistemas naudoja šis mechanizmas.

Pavyzdžių yra nuo notochord, būdingo jūržuvėms, galvakojams, lervoms ir suaugusioms žuvims, iki vabzdžių ir vėžiagyvių lervų. Toliau aprašysime du geriausiai žinomus pavyzdžius: polipus ir kirminus

Polipai

Anemonai yra klasikinis gyvūnų, turinčių hidrostatinį skeletą, pavyzdys. Šio gyvūno kūną sudaro tuščiaviduris stulpelis, uždarytas prie pagrindo, o burnos diskas viršutinėje dalyje, supantis burnos angą. Iš esmės raumenys yra aprašyti ankstesniame skyriuje.

Vanduo patenka per burnos ertmę, o gyvūnui uždarius jį vidinis tūris išlieka pastovus. Taigi susitraukimas, mažinantis kūno skersmenį, padidina anemono aukštį. Tuo pačiu būdu, kai anemonas pratęsia apskrito raumenis, jis plečiasi ir mažėja.

Kirmėlės formos gyvūnai (vermiformos)

Ta pati sistema taikoma sliekams. Ši peristaltinių judesių (prailginimo ir sutrumpėjimo) serija leidžia gyvūnui judėti.

Šios anelidės pasižymi tuo, kad kolonas yra padalintas į segmentus, kad vienas segmentas netektų skysčio į kitą, o kiekvienas veikia atskirai.

Nuorodos

1. Barnes, RD (1983). Bestuburių zoologija. „Interamerican“.
2. Brusca, RC ir Brusca, GJ (2005). Bestuburiai. McGraw-Hill.
3. Pranc., K., Randall, D., ir Burggren, W. (1998). Eckertas. Gyvūnų fiziologija: mechanizmai ir adaptacijos. McGraw-Hill.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integruoti zoologijos principai (15 tomas). McGraw-Hill.
5. Irwinas, MD, Stoner, JB, ir Cobaugh, AM (Red.). (2013). Gyvulininkystė: įvadas į mokslą ir technologijas. University of Chicago Press.
6. Kieras, WM (2012). Hidrostatinių skeletų įvairovė. „Journal of Experimental Biology“, 215 (8), 1247–1227.
7. Marshall, AJ, ir Williams, WD (1985). Zoologija. Bestuburiai (1 tomas). Aš atbuline eiga.
8. Rosslenbroich, B. (2014). Dėl autonomijos ištakų: naujas žvilgsnis į svarbiausius evoliucijos pokyčius (5 tomas). „Springer“ mokslo ir verslo žiniasklaida.
9. Starr, C., Taggart, R., ir Evers, C. (2012). 5 tomas. Gyvūnų struktūra ir funkcijos. „Cengage“ mokymasis.