الجهاز العضلي الهيكلي. الهيكل العظمي: تعريفه ووظائفه وتطوره
المفهوم " النشوء والتطور"(من اللغة اليونانية - "العشيرة، القبيلة" والتكوين - "الولادة، الأصل") تم تقديمها في عام 1866 من قبل عالم الأحياء الألماني إرنست هيجل لتعيين التطور التاريخي للكائنات الحية في عملية التطور.
دعونا نفكر في كيفية تطور العمود الفقري وتحسينه من أبسط الكائنات الحية إلى البشر. من الضروري التمييز بين الهيكل العظمي الخارجي والداخلي.
الهيكل الخارجيينفذ وظيفة وقائية. إنه متأصل في الفقاريات السفلية ويقع على الجسم على شكل حراشف أو قوقعة (سلحفاة، أرماديلو). في الفقاريات العليا، يختفي الهيكل العظمي الخارجي، ولكن تبقى عناصره الفردية، وتغير غرضها وموقعها، وتصبح العظام التكاملية للجمجمة. تقع بالفعل تحت الجلد، وهي متصلة بالهيكل العظمي الداخلي.
الهيكل العظمي الداخلييؤدي بشكل رئيسي وظيفة داعمة. أثناء التطوير، تحت تأثير الحمل الميكانيكي الحيوي، فإنه يتغير باستمرار. في الحيوانات اللافقارية تبدو وكأنها أقسام ترتبط بها العضلات.
في الحبال البدائية (Lancelets)، جنبا إلى جنب مع الحاجز، يظهر المحور - الحبل الظهري (الحبل الخلوي)، مغطى بأغشية النسيج الضام. في الأسماك، يكون العمود الفقري بسيطًا نسبيًا ويتكون من قسمين (الجذع والذيلية). لهم لينة العمود الفقري الغضروفيأكثر وظيفية من الحبليات. يقع الحبل الشوكي في القناة الفقرية. الهيكل العظمي للأسماك أكثر كمالا، مما يسمح بحركات أسرع وأكثر دقة مع وزن أقل.
مع الانتقال إلى نمط الحياة الأرضية، يتم تشكيل جزء جديد من الهيكل العظمي - الهيكل العظمي للأطراف. وإذا كان الهيكل العظمي في البرمائيات مصنوعًا من أنسجة عظمية ليفية خشنة، ففي الحيوانات الأرضية الأكثر تنظيمًا، يكون الهيكل العظمي مبنيًا بالفعل من أنسجة عظمية صفائحية، تتكون من صفائح عظمية تحتوي على ألياف كولاجين مرتبة.
يمر الهيكل العظمي الداخلي للفقاريات بثلاث مراحل من التطور في التطور الوراثي: النسيج الضام (الغشائي)، والغضروفي، والعظم.
هيكل عظمي لحيوان ثديي (يسار) وسمكة (يمين)
أكد فك تشفير الجينوم، الذي اكتمل في عام 2008، قرب اللانسيتات من السلف المشترك للفقاريات. وفقا لأحدث البيانات العلمية، فإن Lancelets هي أقارب الفقاريات، على الرغم من أنها أبعد.
يتكون العمود الفقري للثدييات من الأقسام العنقية والصدرية والقطنية والعجزية والذيلية. له ميزة مميزة- شكل الفقرات (ذات الأسطح المسطحة) التي توجد بينها الأقراص الغضروفية بين الفقرات. الأقواس العلوية محددة جيدًا.
في منطقة عنق الرحم، لدى جميع الثدييات 7 فقرات، طولها يحدد طول الرقبة. الاستثناء الوحيد هو حيوانان: خروف البحر لديه 6 من هذه الفقرات، و أنواع مختلفةالكسلان - من 8 إلى 10. الزرافة الفقرات العنقيةطويلة جدًا، وفي الحيتانيات التي لا يوجد بها اعتراض عنق الرحم، على العكس من ذلك، فهي قصيرة للغاية.
ترتبط الأضلاع بالفقرات الصدرية وتتشكل صدر. القص الذي يغلقه يكون مسطحًا وفقط في الخفافيش وفي ممثلي الأنواع المختبئة ذات الأطراف الأمامية القوية (على سبيل المثال، الشامات) لها سلسلة من التلال الصغيرة (العارضة) التي يمكن للقص أن يغلقها. عضلات الصدر. تحتوي المنطقة الصدرية على 9-24 (عادة 12-15) فقرة، آخر 2-5 منها تحمل أضلاعًا كاذبة لا تصل إلى عظم القص.
في المنطقة القطنيةمن 2 إلى 9 فقرات. تندمج الأضلاع البدائية مع عملياتها العرضية الكبيرة. يتكون القسم العجزي من 4-10 فقرات مندمجة، منها أول فقرتين فقط عجزيتين حقًا، والباقي ذيلية. يتراوح عدد الفقرات الذيلية الحرة من 3 (في الجيبون) إلى 49 (في السحلية طويلة الذيل).
تعتمد حركة الفقرات الفردية على نمط الحياة. وهكذا، في الحيوانات الصغيرة الجارية والمتسلقة، يكون مرتفعا على طول العمود الفقري بأكمله، لذلك يمكن لجسمهم أن ينحني في اتجاهات مختلفة وحتى يتجعد في الكرة. تكون فقرات المنطقتين الصدرية والقطنية أقل قدرة على الحركة في الحيوانات الكبيرة سريعة الحركة. في الثدييات التي تتحرك رجليه الخلفيتين(الكنغر، الجربوع، لاعبا)، وتقع أكبر الفقرات في قاعدة الذيل والعجز، ثم يتناقص حجمها على التوالي. على العكس من ذلك، في ذوات الحوافر، تكون الفقرات وخاصة عملياتها الشائكة أكبر في الجزء الأمامي من المنطقة الصدرية، حيث ترتبط بها عضلات الرقبة القوية والأطراف الأمامية جزئيًا.
في الطيور، يتم تكييف الأطراف الأمامية (الأجنحة) للطيران، والأطراف الخلفية مهيأة للتحرك على الأرض. من السمات المميزة للهيكل العظمي هو هوائية العظام: فهي أخف وزناً لأنها تحتوي على الهواء. كما أن عظام الطيور هشة للغاية، فهي غنية بأملاح الجير، وبالتالي فإن قوة الهيكل العظمي تتحقق إلى حد كبير من خلال اندماج العديد من العظام.
هيكل عظمي(من "الهيكل العظمي" اليوناني - المجفف) هي هياكل ذات هياكل وأصول مختلفة تضمن الحفاظ على شكل جسم الحيوان، فضلاً عن دعم وحماية اعضاء داخلية. وبالإضافة إلى ذلك، فهي مرتبطة بالمكونات الفردية للهيكل العظمي. العضلات، مما يضمن حركة الحيوان - وبالتالي فإن الهيكل العظمي هو قسم وظيفي مهم في الجهاز العضلي الهيكلي. الفقاريات، على عكس معظم اللافقاريات، لديها الهيكل الداخلي- أي. لا توجد الهياكل الداعمة لها على السطح، ولكن في الأجزاء العميقة من الجسم.
النموذج الأولي للهيكل العظمي للفقاريات - وهو أيضًا الهيكل العظمي الوحيد في الحبليات السفلية - هو وتر، سلك كثيف من الخلايا من أصل متوسطي، يمتد على طول الجانب الظهري (الظهري) عبر الجسم بأكمله، من الرأس إلى الذيل. في الحبال العليا - الفقاريات- يتم الحفاظ على الحبل الظهري فقط في المرحلة الجنينية من التطور، ويتم استبداله في مرحلة البلوغ بأنسجة غضروفية وعظام تتشكل أثناء تكوين الجنين من اللحمة المتوسطة، أي. النسيج الضام الجنيني هو في الغالب من أصل الأديم المتوسط. في البداية، يتم تشكيل العناصر الهيكلية من غضروف; ومع ذلك، الآن يتم ملاحظة الهيكل العظمي الغضروفي فقط في المجموعات السفلية من الفقاريات ( جلكيات, سمك الجريث, الأسماك الغضروفيةوبعض الآخرين). في الفقاريات العليا، يتم ملاحظة الهياكل الغضروفية بشكل رئيسي في المرحلة الجنينية من التطور وفي طفولة; في مرحلة البلوغ، يتم بناء هيكلهم العظمي في الغالب من العظام.
من الناحية التشريحية، يتكون الهيكل العظمي للفقاريات من العديد من العناصر التي لها هياكل وأشكال وأصول ومواقع مختلفة في جسم الحيوان. هذه العناصر الهيكلية (الغضاريف أو العظام) متصلة ببعضها البعض أو غير قابلة للحركة ( التصاق المفصل) أو منقولة ( المفاصل) المفاصل. يضمن الخيار الأخير حركة أجزاء الجسم بالنسبة لبعضها البعض وجسم الحيوان بأكمله في الفضاء المحيط. وعلى الرغم من كل التنوع، فإن العناصر الهيكلية لمجموعات مختلفة من الفقاريات يمكن دمجها في عدة أقسام.
الهيكل العظمي التكاملي
الهيكل العظمي التكاملي عبارة عن مجموعة من العناصر العظمية الموجودة في جلد الحيوان. تتشكل هذه العناصر في البداية من الأنسجة العظمية وليس لها مرحلة غضروفية من التطور. لا يحتوي جلد الفقاريات الحديثة عادة على أي عناصر عظمية، ولكن في العديد من الأشكال المنقرضة كان الجسم محاطًا جزئيًا أو كليًا بقشرة عظمية؛ بالإضافة إلى ذلك، بعض العظام من أصل غلافي الجماجمو أحزمة الأطراف.
حديث جلكياتو com.mikisnyلا تحتوي على أي قوقعة عظمية، ولكن العديد من الفقاريات المائية القديمة (على سبيل المثال، الأسماك المدرعة) كانوا يرتدون دروعًا قوية بالكامل؛ تمتلك الغالبية العظمى من الأسماك الحديثة أيضًا طبقة واقية فوق الجلد مصنوعة من قشور عظمية ذات أشكال وهياكل مختلفة، كما تتضمن عظام التغطية أيضًا عناصر من الغطاء الخيشومي.
كان لدى الفقاريات الأرضية ذات الأرجل الأربعة في البداية أيضًا غطاء عظمي كامل من الصفائح والقشور؛ وبعد ذلك، أصبحت بعض مكوناته جزءًا من الجمجمة والفكين وأحزمة الأطراف، بينما فُقدت أجزاء أخرى. ومع ذلك، احتفظ جلد هذه الفقاريات بالقدرة على تكوين العظام، بحيث اكتسب بعض ممثليها بشكل ثانوي قشورًا أو صفائح واقية - على سبيل المثال، أضلاع البطن التماسيح، صدَفَة السلاحفو المدرع.
الهيكل العظمي الداخلي
هيكل عظمي للطيور
اقرأ المزيد عن هيكل عظمي للطيور
الهيكل العظمي للثدييات
المزيد من التفاصيل o الهيكل العظمي للثدييات
هيكل عظمي بشري
المزيد من التفاصيل o الهيكل العظمي البشري
وعلى عكس الهيكل العظمي التكاملي، فإن العناصر الداخلية تتشكل في الأجزاء العميقة من الجسم وتتكون في البداية عن طريق الغضاريف؛ كما لوحظ بالفعل، في الممثلين الأدنى، فإنه يحتفظ جزئيا أو كليا بالتركيب الغضروفي، بينما في الممثلين الأعلى، في عملية التولد، يتم استبدال الغضروف تدريجيا بالعظم.
العمود الفقري
العمود الفقري، التي شكلها الكثيرون فقرات, - عنصر رئيسي مهمما يسمى الهيكل العظمي المحوري ، تم تشكيلها تاريخيًا حول الحبل الظهري، على الرغم من أن الحبل الظهري نفسه يتقلص في مرحلة البلوغ، ويبقى فقط في سمكةبدائية البرمائياتو الزواحف، كونها مضغوطة بقوة داخل الفقرات وتتوسع بينها؛ في معظم الفقاريات الأرضية، تكون بقايا الحبل الظهري عبارة عن تكوينات هلامية فقط الأقراص الفقرية . تمتلك الفقرات الفردية هياكل مختلفة في مجموعات مختلفة من الفقاريات؛ بالإضافة إلى ذلك، داخل نفس الكائن الحي، تكون الفقرات أيضًا غير متجانسة، مما يجعل من الممكن التمييز بين عدة أقسام من العمود الفقري. يتم تنظيم العمود الفقري للأسماك ببساطة - يتم تمييز أقسام الجذع والذيلية بوضوح فقط؛ في سياق مزيد من التطور، تم فصل المناطق الصدرية وعنق الرحم والقطني والعجزي؛ كل مجموعة من الفقاريات لديها مجموعة خاصة بها من أقسام العمود الفقري.
يشمل الهيكل العظمي المحوري ضلوع، ظهر لأول مرة في الأسماك الغضروفية ويمثل غضروفيًا ممدودًا أو تكوينات العظام، يخدم بشكل رئيسي لربط العضلات. تحتوي المجموعات المختلفة من الفقاريات على أضلاع ذات أشكال وأحجام وأصول مختلفة، متصلة بفقرات جزء أو أكثر من أجزاء العمود الفقري. على الجانب البطني (البطني)، يمكن أن تنضم الأضلاع عظم القفص الصدري، وبالتالي تشكيل صدر.
سكل
الهيكل العظمي للرأس - سكل- هو تكوين معقد للغاية، يتكون من العديد من العناصر الغضروفية أو العظمية ذات الهياكل والأصول المختلفة: يوجد هنا مزيج من العظام الداخلية والعظام التكاملية المندمجة معها. في المخطط العامتتكون جمجمة الفقاريات من أربعة مكونات:
- صندوق الدماغ- في الواقع، هو استمرار للهيكل العظمي المحوري، الذي يتكون على طول الظهر والجوانب السفلية والجانبية للدماغ من العظام الداخلية والغطاءية جزئيًا. وتحتوي المنطقة القذالية أيضًا على الثقبة العظمى، والتي يمر من خلالها الحبل الشوكي، وأيضا اللقماتللاتصال بالفقرة الأولى.
- سقف الجمجمة- العناصر العظمية التي تغطي الدماغ من الأعلى والأمام ومن الجوانب، كما تشكل هياكل الأنف ومحجر العين والمنطقة الصدغية والفك العلوي، وتتشكل حصراً من العظام التكاملية.
- مجمع حنكي- العناصر التي تشكل الحنك الأولي والثانوي وتتكون من العظام الداخلية والغشائية.
- الهيكل العظمي الحشوي- العناصر الغضروفية أو العظمية التي تتشكل حولها في البداية تجويف الفموالبلعوم، ولكن ينشأ من اللحمة المتوسطة من أصل الأديم الباطن. الحبال السفلية موجودة أقواس الخياشيمالتي تتحول الجزء الأمامي منها إلى فكين. في الأعلى يتم استكمالها بالعظام التكاملية للفك السفلي و منطقة تحت اللسانوتتحول بقايا الأقواس الخيشومية السابقة إلى عظام الأذن الوسطى أو إلى غضاريف لا علاقة لها بالهيكل العظمي نفسه الحنجرة.
هيكل عظمي لأحزمة الأطراف
أحزمة الأطراف- هذه تكوينات غضروفية أو عظمية مصممة لربط الأطراف نفسها بالجسم. وفقا للأطراف، فإنها تتميز حزام الكتفأو حزام الأطراف الأمامية و الحزام الحوضيأو حزام الأطراف الخلفية. يختلف تكوين وبنية أحزمة الأطراف بين مجموعات مختلفة من الفقاريات، ولكن يتم ملاحظة بعض الأنماط العامة.
- حزام الكتفيتكون من جزأين - الأصل التكاملي والداخلي. وتشمل تلك غلافي الترقوةوبعض العظام الأخرى التي توفر الاتصال بين الطرف الأمامي والعمود الفقري، وفي الأسماك أيضًا مع الجمجمة. العظام الداخلية حزام الكتفموجودة في الفقاريات العليا الملعقة المسطحة- عظم متصل مباشرة بالطرف الأمامي ويعمل على ربط العضلات.
- الحزام الحوضي- تكوين هيكلي داخلي بحت يعمل على ربط عضلات الطرف الخلفي. في الأسماك، يوجد حزام الحوض عنصر بسيط، غير متصل بأي شكل من الأشكال بالهيكل العظمي المحوري؛ أما في الفقاريات الأرضية، على العكس من ذلك، فهي متصلة بالعمود الفقري وتتكون من ثلاثة أزواج من العظام يمكن تمييزها بوضوح.
هيكل عظمي للأطراف
أطراف حرةالفقاريات التي تعمل كوسيلة للنقل لديها بعض الاختلافات بين المجموعات المختلفة. لذا، الأسماك ذات الزعانف الشعاعيةيملك زعانف مقترنة(الصدرية والبطنية)، مبنية على مبدأ الطية؛ لا تحتوي هذه الأطراف عمليا على هيكل عظمي داخلي، فهي مدعومة بأشعة من أصل غلافي. زعانف القدماء الأسماك ذات الزعانف الفصيةعلى العكس من ذلك، تظهر بنية نموذجية ثلاثية الأجزاء، حيث يتكون الجزء الأقرب من الجسم من عنصر واحد، والجزء الأوسط يتكون من عنصرين، والجزء البعيد يتكون من العديد من العظام الصغيرة مرتبة على شكل نصل . ترث الفقاريات الأرضية نمطًا مشابهًا، مع بقاء الجزء الثالث (البعيد). الحالة العامةخمسة أشعة فقط - هكذا يتم تشكيل الطرف النموذجي ذو الأصابع الخمسة والذي يتكون من كتف, الساعدينو فرش(للجبهة) أو من خَواصِر, السيقانو قدم(للظهر).
ما هي الوظائف الجهاز العضلي الهيكلي?
يؤدي الجهاز العضلي الهيكلي وظائف الدعم والحفاظ على شكل معين وحماية الأعضاء من التلف والحركة.
لماذا يحتاج الجسم إلى الجهاز العضلي الهيكلي؟
الجهاز العضلي الهيكلي ضروري للجسم للحفاظ على الوظائف الحيوية. وهي مسؤولة عن الحفاظ على الشكل وحماية الجسم. الدور الأكثر أهمية للجهاز العضلي الهيكلي هو الحركة. تساعد الحركة الجسم في اختيار الموائل والبحث عن الطعام والمأوى. جميع وظائف هذا النظام حيوية للكائنات الحية.
أسئلة
1. ما الذي يكمن وراء التغيرات التطورية في الجهاز العضلي الهيكلي؟
كان من المفترض أن تضمن التغييرات في الجهاز العضلي الهيكلي جميع التغييرات التطورية في الجسم بشكل كامل. لقد غيّر التطور مظهر الحيوانات. من أجل البقاء، كان من الضروري البحث عن الطعام بشكل أكثر نشاطًا، والاختباء أو الدفاع بشكل أفضل من الأعداء، والتحرك بشكل أسرع.
2. ما هي الحيوانات التي لديها هيكل خارجي؟
الهيكل الخارجي هو سمة من سمات المفصليات.
3. ما هي الفقاريات التي ليس لها هيكل عظمي؟
لا تحتوي Lancelets والأسماك الغضروفية على هيكل عظمي.
4. إلى ماذا يشير التركيب المتشابه للهياكل العظمية للفقاريات المختلفة؟
يشير التركيب المماثل للهياكل العظمية للفقاريات المختلفة إلى وحدة أصل الكائنات الحية ويؤكد نظرية التطور.
5. ما هو الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه بعد التعرف على الوظائف العامة للجهاز العضلي الهيكلي في جميع الكائنات الحيوانية؟
يؤدي الجهاز العضلي الهيكلي في جميع الكائنات الحيوانية ثلاث وظائف رئيسية - الدعم والحماية والحركية.
6. ما هي التغييرات في بنية الأوليات التي أدت إلى زيادة سرعة حركتها؟
أول هيكل داعم للحيوانات - غشاء الخلية - سمح للجسم بزيادة سرعة الحركة بسبب السوط والأهداب (نواتج على الغشاء)
مهام
أثبت أن تعقيد الهيكل العظمي البرمائي يرتبط بالتغيرات في الموائل.
يتكون الهيكل العظمي للبرمائيات، كغيره من الفقاريات، من الأقسام التالية: الهيكل العظمي للرأس، والجذع، وأحزمة الأطراف، والهيكل العظمي. أطراف حرة. تحتوي البرمائيات على عظام أقل بكثير من الأسماك: حيث يتم دمج العديد من العظام، وفي بعض الأماكن يتم الحفاظ على الغضاريف. الهيكل العظمي أخف من هيكل الأسماك، وهو أمر مهم للوجود على الأرض. جمجمة مسطحة واسعة و الفكين العلويينتمثل كيانا واحدا. متنقل جدا الفك الأسفل. يتمفصل الجمجمة بشكل متحرك مع العمود الفقري، والذي يلعب دورًا مهمًا في إنتاج الغذاء الأرضي. يحتوي العمود الفقري للبرمائيات على أقسام أكثر من تلك الموجودة في الأسماك. وهو يتألف من عنق الرحم (فقرة واحدة)، والجذع (سبع فقرات)، والعجزي (فقرة واحدة)، والأقسام الذيلية. تتكون منطقة الذيل في الضفدع من عظمة ذيل واحدة، بينما في البرمائيات الذيلية تتكون من فقرات منفصلة. الهيكل العظمي للأطراف الحرة للبرمائيات، على عكس الأسماك، معقد. يتكون الهيكل العظمي للطرف الأمامي من الكتف والساعد والمعصم والمشط وكتائب الأصابع. الطرف الخلفي - الفخذ، الساق، الطرسوس، مشط القدم والكتائب. يسمح الهيكل المعقد للأطراف للبرمائيات بالتحرك في البيئات المائية والبرية.
العمود الفقري: الهيكل والتطور والميزات المحددة
وفقا لتطورها العمود الفقري(العمود الفقري) يتشكل حوله الحبل الشوكي، وتشكل وعاءً عظمياً لها. بالإضافة إلى حماية الحبل الشوكي، يؤدي العمود الفقري أيضًا وظائف أخرى في الجسم. وظائف مهمة: هو داعم لأعضاء وأنسجة الجسم، ويدعم الرأس، ويشارك في تكوين جدران الصدر، وتجويف البطن، والحوض.
العمود الفقري(العمود الفقري) يتكون من عناصر فردية - فقرات (فقرات). تحتوي كل فقرة على: جسم (جسم فقري)، رأس (فقرات الرأس)، حفرة (حفرة فقرات)، قمة بطنية (كريستا بطنياليس)، قوس (فقرات قوسية)، وبين القوس والجسم ثقبة فقرية تتشكل (الثقبة الفقرية). تشكل جميع الثقب الفقري معًا القناة الشوكية (القناة الفقرية) للحبل الشوكي، وتشكل الشقوق الفقرية الذيلية والقحفية (incisures caudalis et cranialis) الثقبة بين الفقرات (الثقبة بين الفقرات) للأعصاب والأوعية الدموية. على طول حواف الأقواس تبرز العمليات المفصلية القحفية والذيلية (العملية المفصلية القحفية والذيلية)، والتي تعمل على توضيح الفقرات مع بعضها البعض. تبرز العملية الشائكة (العملية الشوكية) - التي تثبت العضلات والأربطة.
وينقسم العمود الفقري إلى مناطق عنق الرحم والصدر والقطني والعجزي والذيلية. هناك حاجة إلى العمليات المستعرضة (العملية المستعرضة) في المنطقة الصدرية للتعبير عن الفقرات مع الأضلاع، والعمليات الساحلية المستعرضة والخشاء والشائك (العملية الضلعية المستعرضة، الحلمية، الشائكة) - لربط العضلات.
يختلف عدد الفقرات في كل قسم ويعتمد على خصائص نوع الحيوان. وهكذا، في منطقة عنق الرحم لدى معظم الثدييات (باستثناء الكسلان وخروف البحر) هناك 7 فقرات. وهي مقسمة إلى: الأول - الأطلس، الثاني - النص، الثالث، الرابع، الخامس - النموذجي، السادس، السابع.
· الأول(أطلس - أطلس) ، يتكون من قوسين (arcus dorsalis et ventralis) ، عليهما على التوالي درنات (tuberculum dorsalet et ventrale). تشكل العمليات العرضية أجنحة الأطلس (علاء أتلانتس). يوجد تحت الجناح حفرة أطلس (الحفرة أتلانتس)، على الأجنحة يوجد زوجان من الفتحات للأوعية الدموية والأعصاب - الجناحي (الثقبة الفوقية) وبين الفقرات (الثقبة بين الفقرات)، وهناك الحفر المفصلية القحفية والذيلية (النقرة المفصلية) القحفية والذيلية). المميزات: لا توجد ثقوب عرضية في أطلس الثور المحلي.
· الثاني(الناتئ المحوري - المحور)، يتميز بوجود سن (أوكار) بدلاً من الرأس الفقري وحافة (crista dorsalis) بدلاً من الناتئ الشائك، وأيضاً ناتئ عرضي واحد (الناتئ المستعرض).
· الثالث والرابع والخامس- عادي. – تندمج النواتئ المستعرضة مع النواتئ الساحلية لتشكل النواتئ الساحلية المستعرضة (العملية الضلعية المستعرضة)، وتميل النواتئ الشائكة نحو الرأس.
· السادس والسابعالفقرات - تختلف عن الباقي في الشكل وهي غير نمطية. 6- بدلاً من الحافة البطنية، تحتوي على صفيحة بطنية ضخمة (الصفيحة البطنية). السابع - ليس لديه ثقبة مستعرضة، ولكن لديه الحفرة الضلعية الذيلية (النقرة الساحلية الذيلية) على الجسم الفقري.
في المنطقة الصدرية للفقاريات، تحتوي الماشية والكلاب على 13 فقرة، والخنازير لديها 14-17، والخيول لديها 18. الفقرات الصدرية (الفقرات الصدرية) مع الأضلاع والقص تشكل الصدر. تحتوي فقرات هذا القسم على حفريات ضلعية ذيلية وقحفية (النقرة الساحلية الذيلية والقحفية)، وجوانب ساحلية على النواتئ المستعرضة (النقرة الساحلية العملية المستعرضة). تميل العملية الشائكة (العملية الشوكية) إلى الخلف نحو الذيل. العمليات الشائكةتشكل الفقرات من الثانية إلى التاسعة قاعدة الكاهل (regio interscapularis). تقف العملية الشائكة للفقرة الثالثة عشر (الثانية عشرة في الخنزير، والسادسة عشرة في الحصان، والحادية عشرة في الكلب) عموديًا - الحجاب الحاجز. توجد العمليات المستعرضة (العملية المستعرضة). عمليات الخشاء(العملية الحلمية).
في المنطقة القطنيةيحتوي العمود الفقري في الماشية والخيول على 6 فقرات، وفي الخنازير والكلاب 7 فقرات. الفقرات القطنية(الفقرات القطنية)، وتتميز بوجود عمليات عرضية طويلة ومسطحة وعمليات مفصلية متطورة. (في الثور المنزلي:) أجسام فقرية ذات اعتراض على شكل الخصر، وعمليات عرضية حادة حواف خشنةومنحني للأمام نحو الرأس. العمليات الشائكة تقف عموديا. تشكل العمليات المفصلية القحفية البطانات شبه الأسطوانية، وتشكل الذيلية نفس الكتل.
في المنطقة المقدسةتندمج فقرات العمود الفقري (الفقرات المقدسة) في عظم واحد - العجز (os sacrum)، الذي يتكون من 5 فقرات في الماشية والخيول، و4 في الخنازير، و3 في الكلاب.
لقد اندمجت النواتئ الشائكة في القمة العجزية الإنسية (crista sacralis mediana)، ولا توجد ثقبة بين المفصلية. شكلت الشقوق بين الفقرات 4 أزواج من الثقب العجزي الظهري والبطني (الثقب العجزي الظهري والبطني). تم دمج العمليات المستعرضة - الأجزاء الجانبية المتعرجة (الأجزاء الجانبية). شكلت أول عمليتين عرضيتين أجنحة العجز (علاء العجز). على الأجنحة، يقع الجزء الأذني (الوجوه الأذنية) ظهريًا، والجزء البطني هو الجزء الحوضي (الوجوه الحوضية). على تنفيس. الخطوط المستعرضة (الخطوط المستعرضة) مرئية، ويمتد هنا الأخدود الوعائي. يشكل الرأس بطنيًا نتوء العجز (برومونتوريوم). هناك أيضًا قناة عجزية (canalis sacralis).
العمود الفقري الذيلي هو الأكثر تغيرًا في عدد الفقرات، حيث يوجد منها 20-23 في الكلاب، و20-25 في الخنازير، و18-20 في الماشية، و18-20 في الخيول. في بنية الفقرات الذيلية (الفقرات الذيلية (العصعص)) لوحظ انخفاض تدريجي في القوس. على الجانب البطني من 2 إلى 13، تم تطوير عمليات الهيمال (عملية الهيماليس) بشكل جيد.
الجهاز العضلي الهيكلييضمن الحركة والحفاظ على وضعية جسم الحيوان في الفضاء والأشكال شكل خارجيالجسم ويشارك في عمليات التمثيل الغذائي. ويمثل حوالي 60٪ من وزن جسم الحيوان البالغ.
تقليديا، ينقسم الجهاز العضلي الهيكلي إلى أجزاء سلبية ونشطة. أما الجزء السلبي فيشمل العظام ووصلاتها والتي تعتمد عليها طبيعة حركة الروافع العظمية ووصلات جسم الحيوان (15%). الجزء النشط هو العضلات الهيكليةوأجهزتها المساعدة التي بفضل انقباضاتها تتحرك عظام الهيكل العظمي (45٪). كل من الأجزاء النشطة والسلبية لها الأصل المشترك(الأديم المتوسط) ومترابطة بشكل وثيق.
وظائف الجهاز الحركي:
1) النشاط البدنيهو مظهر من مظاهر النشاط الحيوي للكائن الحي، فهو ما يميز الكائنات الحيوانية عن الكائنات النباتية ويحدد ظهور مجموعة واسعة من أساليب الحركة (المشي، الجري، التسلق، السباحة، الطيران).
2) يشكل الجهاز العضلي الهيكلي شكل الجسم - المظهر الخارجي للحيوان، حيث أن تكوينه حدث تحت تأثير مجال الجاذبية الأرضية، فإن حجمه وشكله في الفقاريات يختلف بتنوع كبير، وهو ما يفسر ظروف مختلفةموائلها (البرية، الأرضية الخشبية، متجددة الهواء، المائية).
3) بالإضافة إلى ذلك، يقوم جهاز الحركة بعدد من الوظائف الحيوية للجسم: البحث عن الطعام والتقاطه؛ الهجوم و الحماية النشطة; يقوم بتفيذ وظيفة الجهاز التنفسيالرئتين (الحركة التنفسية) ؛ يساعد القلب في تحريك الدم والليمفاوية عبر الأوعية ("القلب المحيطي").
4) في الحيوانات ذوات الدم الحار (الطيور والثدييات) يضمن جهاز الحركة الحفاظ عليها درجة حرارة ثابتةجثث؛
يتم توفير وظائف الجهاز الحركي عن طريق الجهاز العصبي و أنظمة القلب والأوعية الدموية، أعضاء الجهاز التنفسي والهضمي والبولي، جلدالغدد إفراز داخلي. بما أن تطور جهاز الحركة يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالتطور الجهاز العصبي، ثم عندما تنقطع هذه الروابط يحدث الشلل الجزئي أولاً، ومن ثم شلل جهاز الحركة (لا يستطيع الحيوان التحرك). عند التناقص النشاط البدنيحدوث انتهاك العمليات الأيضيةوضمور الأنسجة العضلية والعظام.
تتمتع أجهزة الجهاز العضلي الهيكلي بخصائص التشوهات المرنة؛ عند الحركة، تنشأ الطاقة الميكانيكية فيها في شكل تشوهات مرنة، والتي بدونها لا يمكن أن تحدث الدورة الدموية الطبيعية ونبضات الدماغ والحبل الشوكي. يتم تحويل طاقة التشوهات المرنة في العظام إلى طاقة كهرضغطية، وفي العضلات إلى طاقة حرارية. تعمل الطاقة المنبعثة أثناء الحركة على إزاحة الدم من الأوعية وتسبب تهيج جهاز الاستقبال الذي يخرج منه نبضات عصبيةدخول الجهاز العصبي المركزي. وبالتالي فإن عمل جهاز الحركة مرتبط ارتباطاً وثيقاً ولا يمكن تنفيذه بدون الجهاز العصبي، كما أن الجهاز الوعائي بدوره لا يمكن أن يعمل بشكل طبيعي بدون جهاز الحركة.
هيكل عظمي
أساس الجزء السلبي من جهاز الحركة هو الهيكل العظمي. الهيكل العظمي (الهيكل العظمي اليوناني - المجفف والمجفف ؛ اللاتيني. الهيكل العظمي) هي عظام متصلة بترتيب معين تشكل إطارًا صلبًا (هيكل عظمي) لجسم الحيوان. وبما أن الكلمة اليونانية التي تعني عظم هي "os"، فإن علم الهيكل العظمي يسمى علم العظام.
يشتمل الهيكل العظمي على حوالي 200-300 عظمة (الحصان -207)، ترتبط ببعضها البعض باستخدام الأنسجة الضامة أو الغضروفية أو العظمية. تبلغ كتلة الهيكل العظمي للحيوان البالغ 15٪.
يمكن تقسيم جميع وظائف الهيكل العظمي إلى قسمين مجموعات كبيرة: الميكانيكية والبيولوجية. وتشمل الوظائف الميكانيكية: الحماية، والدعم، والحركية، والربيع، ومكافحة الجاذبية، والوظائف البيولوجية تشمل التمثيل الغذائي وتكون الدم (تكون الدم).
1) الوظيفة الوقائية هي أن الهيكل العظمي يشكل جدران تجاويف الجسم الحيوية فيها أجهزة مهمة. على سبيل المثال، يحتوي تجويف الجمجمة على الدماغ، ويحتوي الصدر على القلب والرئتين، ويحتوي تجويف الحوض على الأعضاء البولية التناسلية.
2) الوظيفة الداعمة هي أن الهيكل العظمي يوفر الدعم للعضلات والأعضاء الداخلية، والتي، عند ربطها بالعظام، تظل في مكانها.
3) تتجلى الوظيفة الحركية للهيكل العظمي في أن العظام عبارة عن روافع تحركها العضلات وتضمن حركة الحيوان.
4) ترجع وظيفة الزنبرك إلى وجود تكوينات في الهيكل العظمي تعمل على تخفيف الصدمات والصدمات (الوسادات الغضروفية وغيرها).
5) تتجلى وظيفة مقاومة الجاذبية في حقيقة أن الهيكل العظمي يخلق الدعم لاستقرار الجسم أثناء ارتفاعه عن الأرض.
6) المشاركة في عملية التمثيل الغذائي، وخاصة التمثيل الغذائي المعدني، حيث تعتبر العظام مخزناً للأملاح المعدنية من الفوسفور والكالسيوم والمغنيسيوم والصوديوم والباريوم والحديد والنحاس وغيرها من العناصر.
7) وظيفة المخزن المؤقت. يعمل الهيكل العظمي كمنطقة عازلة تعمل على استقرار التركيبة الأيونية الثابتة والحفاظ عليها البيئة الداخليةالجسم (التوازن).
8) المشاركة في تكون الدم. يقع نخاع العظم الأحمر في تجاويف نخاع العظم، وينتج خلايا الدم. وزن نخاع العظمفيما يتعلق بكتلة العظام في الحيوانات البالغة حوالي 40-45٪.
ينقسم العمود الفقري إلى 5 أقسام: العنقية، الصدرية، القطنية، العجزية والذيلية. منطقة عنق الرحميتكون من فقرات عنق الرحم (v.cervicalis)؛ المنطقة الصدرية - من الفقرات الصدرية (v.thoracica)، والأضلاع (كوستا) والقص (القص)؛ قطني - من الفقرات القطنية (v.lumbalis)؛ العجز - من عظم العجز (نظام التشغيل العجز) ؛ الذيلية - من الفقرات الذيلية (v.caudalis). الهيكل الأكثر اكتمالا هو المنطقة الصدرية من الجسم، حيث يوجد الفقرات الصدرية، ضلوع، عظم القفص الصدري، والتي تشكل معًا الصدر (الصدر)، حيث يوجد القلب والرئتين والأعضاء المنصفية. منطقة الذيل هي الأقل تطورًا في الحيوانات البرية، والتي ترتبط بفقد الوظيفة الحركية للذيل أثناء انتقال الحيوانات إلى نمط الحياة الأرضية.
يخضع الهيكل العظمي المحوري للقوانين التالية الخاصة ببنية الجسم، والتي تضمن حركة الحيوان. وتشمل هذه:
1) يتم التعبير عن القطبية الثنائية (أحادية المحور) في حقيقة أن جميع أجزاء الهيكل العظمي المحوري تقع على نفس محور الجسم، حيث تكون الجمجمة على عمود الجمجمة والذيل على القطب المقابل. تتيح لنا علامة أحادي المحور تحديد اتجاهين في جسم الحيوان: الجمجمة - نحو الرأس والذيلية - نحو الذيل.
2) تتميز الثنائية (التماثل الثنائي) بحقيقة أن الهيكل العظمي، مثل الجذع، يمكن تقسيمه بواسطة المستوى السهمي الوسطي إلى نصفين متماثلين (يمين ويسار)، ووفقًا لهذا سيتم تقسيم الفقرات إلى قسمين نصفين متماثلين. تتيح الثنائية (معاداة النزعة) التمييز بين الاتجاهات الجانبية (الجانبية والخارجية) والوسطى (الداخلية) على جسم الحيوان.
3) التقسيم (metamerism) هو أنه يمكن تقسيم الجسم بواسطة طائرات مقطعية إلى عدد معين من القطع المتطابقة نسبيًا - الأجزاء. تتبع Metameres محورًا من الأمام إلى الخلف. على الهيكل العظمي، تكون هذه الميتامات عبارة عن فقرات ذات أضلاع.
4) رباعي الأرجل هو وجود 4 أطراف (2 صدرية و 2 حوضية)
5) والانتظام الأخير هو، بسبب قوة الجاذبية، الموقع في القناة الشوكية للأنبوب العصبي، ومن أسفله الأنبوب المعوي بجميع مشتقاته. وفي هذا الصدد يتم تحديد الاتجاه الظهري على الجسم - نحو الظهر والاتجاه البطني - نحو البطن.
يتم تمثيل الهيكل العظمي المحيطي بزوجين من الأطراف: الصدرية والحوضية. يوجد في الهيكل العظمي للأطراف نمط واحد فقط - الثنائية (معاداة النزعة). يتم إقران الأطراف، وهناك أطراف أيمن وأطراف يسرى. العناصر المتبقية غير متماثلة. يوجد على الأطراف أحزمة (صدرية وحوضية) وهيكل عظمي للأطراف الحرة.
نسالة الهيكل العظمي
في تطور السلالات الفقارية، يتطور الهيكل العظمي في اتجاهين: خارجي وداخلي.
يؤدي الهيكل الخارجي وظيفة وقائية، وهو سمة من سمات الفقاريات السفلية ويقع على الجسم في شكل موازين أو قذيفة (سلحفاة، أرماديلو). في الفقاريات العليا، يختفي الهيكل العظمي الخارجي، ولكن تبقى عناصره الفردية، وتغير غرضها وموقعها، وتصبح العظام التكاملية للجمجمة، وتقع تحت الجلد، وتتصل بالهيكل العظمي الداخلي. في عملية تكوين السلالات، تمر هذه العظام بمرحلتين فقط من التطور (النسيج الضام والعظام) وتسمى العظام الأولية. إنهم غير قادرين على التجدد؛ إذا أصيبت عظام الجمجمة، فإنها تضطر إلى استبدالها بألواح اصطناعية.
يؤدي الهيكل العظمي الداخلي بشكل أساسي وظيفة داعمة. أثناء التطوير، تحت تأثير الحمل الميكانيكي الحيوي، فإنه يتغير باستمرار. إذا نظرنا إلى الحيوانات اللافقارية، فإن هيكلها العظمي الداخلي له شكل أقسام ترتبط بها العضلات.
في الحبال البدائية (Lancelet)، جنبا إلى جنب مع الحاجز، يظهر المحور - الحبل الظهري (الحبل الخلوي)، مغطى بأغشية النسيج الضام.
في الأسماك الغضروفية (أسماك القرش والأشعة) تتشكل الأقواس الغضروفية بشكل قطاعي حول الحبل الظهري، والذي يشكل الفقرات فيما بعد. تشكل الفقرات الغضروفية، المتصلة ببعضها البعض، العمود الفقري، وترتبط به الأضلاع بطنيًا. وهكذا يبقى الوتر على شكل نوى لبية بين الأجسام الفقرية. تتشكل الجمجمة في نهاية الجمجمة من الجسم وتشارك مع العمود الفقري في تكوين الهيكل العظمي المحوري. بعد ذلك، يتم استبدال الهيكل العظمي الغضروفي بهيكل عظمي، أقل مرونة، ولكنه أكثر متانة.
في الأسماك العظمية، يتم بناء الهيكل العظمي المحوري من أنسجة عظمية ليفية أقوى وأكثر خشونة، والتي تتميز بوجود الأملاح المعدنية وترتيب عشوائي من ألياف الكولاجين (أوسين) في المكون غير المتبلور.
مع انتقال الحيوانات إلى نمط الحياة الأرضية، تشكل البرمائيات جزءا جديدا من الهيكل العظمي - الهيكل العظمي للأطراف. ونتيجة لذلك، في الحيوانات الأرضية، بالإضافة إلى الهيكل العظمي المحوري، يتم تشكيل هيكل عظمي محيطي (الهيكل العظمي للأطراف). في البرمائيات، وكذلك في الأسماك العظمية، يتكون الهيكل العظمي من أنسجة عظمية ليفية خشنة، ولكن في الحيوانات الأرضية الأكثر تنظيمًا (الزواحف والطيور والثدييات)، يتكون الهيكل العظمي بالفعل من أنسجة عظمية صفائحية، تتكون من صفائح عظمية تحتوي على ترتيب ألياف الكولاجين (الأوسين) بطريقة منظمة.
وهكذا، فإن الهيكل العظمي الداخلي للفقاريات يمر عبر ثلاث مراحل من التطور في التطور الوراثي: النسيج الضام (الغشائي)، والغضروفي، والعظم. تسمى عظام الهيكل العظمي الداخلي التي تمر بهذه المراحل الثلاث بالثانوية (البدائية).
تطور الهيكل العظمي
وفقًا لقانون الوراثة الحيوية الأساسي لباير وإي هيجل، يمر الهيكل العظمي أيضًا خلال عملية تكوين الجنين بثلاث مراحل من التطور: الغشائي (النسيج الضام)، والغضروفي، والعظمي.
في المرحلة الأولى من تطور الجنين، يكون الجزء الداعم من جسمه كثيفًا النسيج الضام، والتي تشكل الهيكل العظمي الغشائي. ثم يظهر في الجنين حبل ظهري، ومن حوله يبدأ أولاً عمود غضروفي، ثم العمود الفقري العظمي والجمجمة، ثم تبدأ الأطراف بالتشكل.
في فترة ما قبل الجنين، يكون الهيكل العظمي بأكمله، باستثناء العظام التكاملية الأولية للجمجمة، غضروفيًا ويشكل حوالي 50٪ من وزن الجسم. كل غضروف له شكل عظم مستقبلي ومغطى بسمحاق الغضروف (غشاء نسيج ضام كثيف). خلال هذه الفترة، يبدأ تعظم الهيكل العظمي، أي. تكوين أنسجة العظام بدلا من الغضاريف. يحدث التعظم أو التعظم (باللاتينية os-bone، facio-do) من السطح الخارجي (التعظم المحيط بالغضروف) ومن الداخل (التعظم الغضروفي). وبدلاً من الغضروف، يتكون نسيج عظمي ليفي خشن. ونتيجة لذلك، يتكون الهيكل العظمي في الفاكهة من أنسجة عظمية ليفية خشنة.
فقط في فترة حديثي الولادة يتم استبدال الأنسجة العظمية الليفية الخشنة بأنسجة عظمية صفائحية أكثر تقدمًا. خلال هذه الفترة، يلزم إيلاء اهتمام خاص لحديثي الولادة، لأن هيكلهم العظمي ليس قويا بعد. أما الوتر فبقاياه تقع في الوسط الأقراص الفقريةعلى شكل النواة اللبية. انتباه خاصخلال هذه الفترة، من الضروري الانتباه إلى العظام التكاملية للجمجمة (القذالي، الجداري والزماني)، لأنها تتجاوز المرحلة الغضروفية. بينهما، في عملية تكوين الجنين، يتم تشكيل مساحات كبيرة من الأنسجة الضامة تسمى اليافوخ (fonticulus)؛ فقط في سن الشيخوخة تخضع للتعظم الكامل (التعظم الداخلي).
تحميل...
