§37. Skeleta-muskuļu sistēma

Mugurkaulnieki tiek uzskatīti par Chordata patversmes augstāko apakšgrupu. Kamēr tunikāti un tunikāti ir zemāki hordati. Ir vairāk nekā 40 tūkstoši mugurkaulnieku sugu. Tie ir dažādi pēc struktūras, lieluma, dzīves aktivitātes un biotopiem. Tajā pašā laikā viņiem ir numurs kopīgas iezīmes, īpaši embrionālās attīstības periodā, kas norāda uz to evolūcijas izcelsmes kopīgumu.

Gandrīz visiem mugurkaulniekiem ir augsti attīstīta nervu sistēma un tie vada aktīvu dzīvesveidu (meklē barību un partnerus reprodukcijai, bēg no briesmām).

Pirmās atklātās mugurkaulnieku atliekas datētas ar Silūru.

Pie mugurkaulniekiem pieder: ciklostomas, skrimšļainas un kaulainas zivis, abinieki, rāpuļi, putni un zīdītāji (dzīvnieki). Ciklostomas ir bez žokļa. Pārējās apakšgrupas klases pieder sadaļai Gastrostomas.

Mugurkaulnieku muskuļu un skeleta sistēma

Aromorfozes: veidošanās aksiālais skelets mugurkaula forma; galvaskausa izskatsPriekšsmadzeņu aizsardzība; žokļu attīstība laupījuma satveršanai un labāk organizētiem dzīvniekiem barības malšanai; sapārotu ekstremitāšu parādīšanās,ļaujotātri pārvietojasuzkāpkosmosā.

Mugurkaulnieku skelets ir skrimšļveida vai kauls (lielākajā daļā). Tās galvenās funkcijas ir nodrošināt dzīvnieka kustību un aizsargāt tā iekšējos orgānus. Turklāt skeleta kauli kalpo kā ķermeņa muskuļu piestiprināšanas vieta, atsevišķos kaulos notiek hematopoēze un tiek uzglabātas vairākas vielas.

Mugurkauls veidojas uz notohorda pamata. Vairākām mugurkaulnieku sugām (nēriem) notohords saglabājas pieaugušā vecumā, bet ap to veidojas skrimšļi, lai aizsargātu muguras smadzenes. Storiem ap notohordu veido augšējo un apakšējo skriemeļu arkas.

Lielākajai daļai mugurkaulnieku mugurkauls sastāv no atsevišķiem skriemeļiem, kas ir relatīvi kustīgi viens pret otru. Katram skriemelim ir ķermenis, augšējā un apakšējā arka. Muguras smadzenes iet caur augšējo arkas kanālu. Skriemeļu arkas kalpo kā muguras smadzeņu aizsardzība. Ribas ir piestiprinātas pie skriemeļiem, aizsargājot krūšu dobuma orgānus.

Mugurkaulnieku skelets ir sadalīts:

Aksiālais skelets- mugurkauls un galvaskauss.

Viscerālais skelets- žaunu arkas un kauli, kas iegūti no žaunu arkām (žokļi un daži citi).

Ekstremitāšu un to jostu skelets(izņemot nēģus un āķi).

Ekstremitātes ir divu veidu galvenajos veidos - spuras un piecu pirkstu ekstremitātes. Spurā ekstremitāšu skrimšļi vai kauli pārvietojas attiecībā pret tās jostu kā viena svira. Sauszemes dzīvnieku piecu pirkstu ekstremitāte ir virkne sviru, kas pārvietojas neatkarīgi viens pret otru un ekstremitāšu jostu.

Tiek veidoti ķermeņa muskuļi svītraini muskuļi. Augstākiem mugurkaulniekiem (rāpuļiem, putniem, zīdītājiem) muskuļi ir sadalīti atsevišķos saišķos. Zemākiem mugurkaulniekiem muskuļi ir segmentēti.

Ir iekšējo orgānu gludie muskuļi. To sauc par viscerālu.

Mugurkaulnieku nervu sistēma un maņu orgāni

Aromorfozes: smadzeņu veidošanās, sadalīšana piecās daļās,veic dažādas funkcijas (priekšējā, vidējā, vidējā, iegarenās smadzenes un smadzenītes).

Mugurkaulnieku nervu caurule diferencējas muguras smadzenēs un smadzenēs, kas kopā veido centrālo nervu sistēmu. Papildus tam tiek izdalīta perifērā, simpātiskā, parasimpātiskā un autonomā nervu sistēma.

Attīstītas smadzenes nodrošina sarežģītu uzvedību, tostarp kolektīvu uzvedību. Augstāks nervu darbība ir adaptīvās uzvedības pamats.

Neirocoelus (dobums nervu caurules iekšpusē) smadzenēs kļūst par smadzeņu kambariem. No smadzenēm atiet 10-12 nervu pāri (ožas, redzes, okulomotora, trochleāra, trīszaru, abducens, sejas, dzirdes, glossopharyngeal, klejotājnervu, aksesuāru, zemmēles). No muguras smadzenes nervi atkrīt pa pāriem.

Maņu orgāni nodrošina saziņu starp ķermeni un ārējo vidi. Mugurkaulniekiem tie ir daudzveidīgi un tiem ir sarežģīta struktūra. Acis ar lēcu, kuras forma sauszemes mugurkaulniekiem var atšķirties. Zivīm objektīvs var kustēties, lai panāktu attēla skaidrību.

Dzirdes orgāni ir saistīti ar līdzsvara orgāniem. U dažādas grupas mugurkaulniekiem ir dažādas struktūras. Ožas dobums atveras uz āru caur nāsīm. Ādai ir pieskāriena, temperatūras, spiediena utt. receptori.

Mugurkaulnieku asinsrites un sirds un asinsvadu sistēma

Aromorfozes: sirds izskats,nodrošinotātra asins plūsma;pilnīga arteriālās un venozās asins plūsmas atdalīšana putniem un zīdītājiem, kā rezultātā parādījās siltasinība, kas ļāva dzīvniekiem mazāk atkarīgi no nelabvēlīgi apstākļi abiotiskā vide.

Mugurkaulniekiem, tāpat kā visiem hordātiem, ir raksturīga slēgta asinsrites sistēma.

Sirds kambaru skaits (no 2 līdz 4) ir atkarīgs no klases organizācijas līmeņa. Zemākiem mugurkaulniekiem ir viena cirkulācija. Šajā gadījumā tas iet caur sirdi deoksigenētas asinis, kas pēc tam nonāk žaunās, kur tiek piesātināts ar skābekli, tad arteriālās asinis izplatās pa visu ķermeni. Plaušu (otrā) cirkulācija vispirms parādās abiniekiem (abiniekiem).

Mugurkaulnieku asinis sastāv no plazmas, kas satur sarkanās un baltās asins šūnas.

Mugurkaulnieku āda

Aromorfoze: izskats dvuhlayerAk!ādaUn.

Virspusējais ādas slānis - daudzslāņu epiderma. Tajā veidojas dažādi dziedzeri (sviedru, tauku, gļotādas u.c.) un vairāki cieti veidojumi (spīles, mati, spalvas, zvīņas). Iekšējais slānisāda - dermā, kas ir spēcīgi saistaudi. Te arī tādas cietie veidojumi piemēram, kaulu zvīņas, ādas (viltus) kauli.

Mugurkaulnieku gremošanas sistēma

Mugurkaulnieku gremošanas sistēma ir sadalīta piecās daļās: mutes dobumā, rīklē, barības vadā, kuņģī, tievā zarnā, resnajā zarnā. Evolūcijas procesā zarnas pakāpeniski pagarinājās.

Gremošanas dziedzeri: siekalu dziedzeri, aknas, aizkuņģa dziedzeris.

Mugurkaulnieku elpošanas sistēma

Žaunas ciklostomās, zivīs un abinieku kāpuros. Plaušas - visiem pārējiem mugurkaulniekiem. Zemākiem mugurkaulniekiem svarīga loma ir ādas elpošanai.

Žaunas ir plāksnēm līdzīgi žaunu spraugu sieniņu izaugumi. Šādas plāksnes satur mazu tīklu asinsvadi.

Embrionālās attīstības laikā plaušas veidojas kā rīkles izaugumu pāris. Abiniekiem un rāpuļiem ir maisiņiem līdzīgas plaušas. Putniem tiem ir poraina struktūra. Zīdītājiem bronhu zari beidzas ar alveolām (mazām pūslīšiem).

Mugurkaulnieku ekskrēcijas sistēma

Mugurkaulnieku ekskrēcijas orgāni ir nieru pāris. Dažādās mugurkaulnieku grupās nierēm ir atšķirīga struktūra. Ir galvas, stumbra un iegurņa nieres. Embrioģenēzes laikā notiek izmaiņas no galvas uz stumbru vai stumbra uz iegurni.

Mugurkaulnieku reproduktīvā sistēma un embrionālā attīstība

Gandrīz visas mugurkaulnieku sugas ir divmāju. Ir sapāroti dzimumdziedzeri (sēklinieki vai olnīcas). Pārējiem, izņemot ciklostomas, ir īpaši kanāli, kas izvada reproduktīvos produktus.

Gastrostomas ir sadalītas divās grupās: anamnēze Un amnijas. Anamnijas ietver zivis un abiniekus, jo to kāpuru stadija dzīvo ūdenī, un embrija attīstība notiek bez īpašu embriju membrānu veidošanās. Anamnijām ārējā apaugļošana parasti ir biežāka.

Amniotos ietilpst rāpuļi, putni un dzīvnieki. Viņu embrijam ir dīgļu membrānas (amnions un alantois). Raksturīga ir iekšējā apaugļošanās.

Dzīvnieki evolūcijas procesā apguva arvien jaunas teritorijas, barības veidus un pielāgojās mainīgajiem dzīves apstākļiem. Evolūcija pakāpeniski mainīja dzīvnieku izskatu. Lai izdzīvotu, bija aktīvāk jāmeklē barība, labāk jāslēpjas vai jāaizstāvas pret ienaidniekiem, jāpārvietojas ātrāk. Mainoties kopā ar ķermeni, muskuļu un skeleta sistēmai bija jānodrošina visas šīs evolūcijas izmaiņas. Primitīvākais vienšūņi nav nesošo konstrukciju, pārvietojas lēni, plūstot ar pseidopodu palīdzību un pastāvīgi mainot formu.

Pirmā atbalsta struktūra, kas parādās, ir šūnu membrānu. Viņa ne tikai atdalīja ķermeni no ārējā vide, bet arī ļāva palielināt kustības ātrumu flagellas un skropstu dēļ. Daudzšūnu dzīvniekiem ir ļoti dažādas atbalsta struktūras un pārvietošanās ierīces. Izskats eksoskelets palielināja kustību ātrumu specializētu muskuļu grupu attīstības dēļ. Iekšējais skelets aug kopā ar dzīvnieku un ļauj tam sasniegt rekordātrumu. Visiem hordātiem ir iekšējais skelets. Neskatoties uz ievērojamām atšķirībām dažādu dzīvnieku muskuļu un skeleta struktūru struktūrā, to skeleti veic līdzīgas funkcijas: balsta, iekšējo orgānu aizsardzību, ķermeņa kustību telpā. Mugurkaulnieku kustības tiek veiktas, pateicoties ekstremitāšu muskuļiem, kas veic tādus kustības veidus kā skriešana, lēkšana, peldēšana, lidošana, kāpšana utt.

Skelets un muskuļi

Skeleta-muskuļu sistēmu pārstāv kauli, muskuļi, cīpslas, saites un citi saistaudu elementi. Skelets nosaka ķermeņa formu un kopā ar muskuļiem aizsargā iekšējos orgānus no visa veida bojājumiem. Pateicoties locītavām, kauli var kustēties viens pret otru. Kaulu kustība notiek tiem piesaistīto muskuļu kontrakcijas rezultātā. Šajā gadījumā skelets ir pasīvā daļa muskuļu un skeleta sistēma, kas veic mehānisku funkciju. Skelets sastāv no blīviem audiem un aizsargā iekšējos orgānus un smadzenes, veidojot tiem dabiskus kaulu konteinerus.

Papildus mehāniskajām funkcijām skeleta sistēma veic vairākas bioloģiskas funkcijas. Kauli satur galveno minerālvielu krājumu, ko organisms izmanto pēc vajadzības. Kaulos ir sarkanās kaulu smadzenes, kas ražo asins šūnas.

Cilvēka skeletā kopumā ir 206 kauli - 85 pārī un 36 nepāra.

Kaulu struktūra

Kaulu ķīmiskais sastāvs

Visi kauli sastāv no organiskām un neorganiskām (minerālām) vielām un ūdens, kura masa sasniedz 20% no kaulu masas. organiskās vielas kauli - osseīns- piemīt elastīgas īpašības un piešķir elastību kauliem. Minerāli – oglekļa dioksīda un kalcija fosfāta sāļi – piešķir kauliem cietību. Lielu kaulu stiprumu nodrošina oseina elastības un cietības kombinācija minerālviela kaulu audi.

Makroskopiskā kaulu struktūra

No ārpuses visi kauli ir pārklāti ar plānu un blīvu saistaudu plēvi - periosts. Tikai garo kaulu galvām nav periosta, bet tās ir pārklātas ar skrimšļiem. Perioste satur daudz asinsvadu un nervu. Tas nodrošina kaulu audu uzturu un piedalās kaulu biezuma augšanā. Pateicoties periostam, lauztie kauli sadzīst.

Dažādiem kauliem ir atšķirīga struktūra. Garš kauls izskatās kā caurule, kuras sienas sastāv no blīvas vielas. Šis cauruļveida struktūra garie kauli dod tiem spēku un vieglumu. Cauruļveida kaulu dobumos ir dzeltenās kaulu smadzenes- irdeni saistaudi, kas bagāti ar taukiem.

Garo kaulu gali satur spožveida kaulu viela. Tas sastāv arī no kaulainām plāksnēm, kas veido daudzas krustojošas starpsienas. Vietās, kur kauls ir pakļauts vislielākajai mehāniskajai slodzei, šo starpsienu skaits ir vislielākais. Sūkļveida viela satur sarkanās kaulu smadzenes, kuras šūnas rada asins šūnas. Arī īsiem un plakaniem kauliem ir sūkļveida struktūra, tikai no ārpuses tie ir pārklāti ar aizsprostojumu līdzīgas vielas slāni. Sūkļainā struktūra piešķir kauliem spēku un vieglumu.

Kaulu mikroskopiskā struktūra

Kaulu audi pieder pie saistaudiem, un tajos ir daudz starpšūnu vielu, kas sastāv no oseina un minerālsāļiem.

Šī viela veido kaulu plāksnes, kas koncentriski izvietotas ap mikroskopiskām kanāliņām, kas iet gar kaulu un satur asinsvadus un nervus. Kaulu šūnas, un tāpēc kauls ir dzīvi audi; tas saņem barības vielas no asinīm, tajās notiek vielmaiņa, var rasties struktūras izmaiņas.

Kaulu veidi

Kaulu uzbūvi nosaka ilgstošas ​​vēsturiskas attīstības process, kura ietekmē mūsu senču ķermenis mainījās vide un dabiskās atlases ceļā pielāgota eksistences apstākļiem.

Atkarībā no formas ir cauruļveida, poraini, plakani un jaukti kauli.

Cauruļveida kauli atrodas orgānos, kas veic ātras un plašas kustības. Starp cauruļveida kauliem ir garie kauli (humerus, ciskas kauls) un īsie kauli (pirkstu falangas).

Cauruļveida kauliem ir vidusdaļa - ķermenis un divi gali - galvas. Garo cauruļveida kaulu iekšpusē ir dobums, kas piepildīts ar dzeltenām kaulu smadzenēm. Cauruļveida struktūra nosaka organismam nepieciešamo kaulu stiprumu, tiem tērējot mazākā summa materiāls. Kaulu augšanas periodā starp ķermeni un cauruļveida kaulu galvu atrodas skrimšļi, kuru dēļ kauls aug garumā.

Plakanie kauli Tie ierobežo dobumus, kuros atrodas orgāni (galvaskausa kauli) vai kalpo kā virsmas muskuļu piestiprināšanai (lāpstiņa). Plakanie kauli, tāpat kā īsie cauruļveida kauli, pārsvarā sastāv no porainas vielas. Garo cauruļveida kaulu galos, kā arī īsajos cauruļveida un plakanajos kaulos nav dobumu.

Sūkļaini kauli izgatavotas galvenokārt no porainas vielas, kas pārklātas plāns slānis kompakts. Starp tiem ir gari poraini kauli (krūšu kauls, ribas) un īsi (skriemeļi, plaukstas kauli, tarsus).

UZ jaukti kauli Tie ietver kaulus, kas sastāv no vairākām daļām, kurām ir atšķirīga struktūra un funkcijas (temporālais kauls).

Kaulu izvirzījumi, izciļņi un raupjums ir vietas, kur muskuļi ir piestiprināti pie kauliem. Jo labāk tie ir izteikti, jo attīstītāki ir kauliem piestiprinātie muskuļi.

Cilvēka skelets.

Cilvēka skeletam un lielākajai daļai zīdītāju ir tāda paša veida struktūra, kas sastāv no vienādām sekcijām un kauliem. Taču cilvēks no visiem dzīvniekiem atšķiras ar darba spējām un inteliģenci. Tas atstāja ievērojamu nospiedumu skeleta struktūrā. Jo īpaši cilvēka galvaskausa dobuma tilpums ir daudz lielāks nekā jebkuram dzīvniekam, kuram ir tāda paša izmēra ķermenis. Cilvēka galvaskausa sejas daļas izmērs ir mazāks par smadzenēm, bet dzīvniekiem, gluži pretēji, tas ir daudz lielāks. Tas ir saistīts ar faktu, ka dzīvniekiem žokļi ir aizsardzības un barības iegūšanas orgāns, tāpēc tie ir labi attīstīti, un smadzeņu tilpums ir mazāks nekā cilvēkiem.

Mugurkaula izliekumi, kas saistīti ar smaguma centra kustību ķermeņa vertikālā stāvokļa dēļ, palīdz cilvēkam saglabāt līdzsvaru un mīkstina triecienus. Dzīvniekiem šādu līkumu nav.

Cilvēka krūtis ir saspiests no priekšpuses uz aizmuguri un tuvu mugurkaulam. Dzīvniekiem tas ir saspiests no sāniem un izstiepts uz leju.

Plašai un masīvai cilvēka iegurņa jostai ir bļodas forma, tā atbalsta vēdera dobuma orgānus un pārnes ķermeņa svaru uz apakšējām ekstremitātēm. Dzīvniekiem ķermeņa svars ir vienmērīgi sadalīts starp četrām ekstremitātēm, un iegurņa josta ir gara un šaura.

Cilvēka apakšējo ekstremitāšu kauli ir ievērojami biezāki nekā augšējie. Dzīvniekiem nav būtiskas atšķirības priekšējo un pakaļējo ekstremitāšu kaulu struktūrā. Lielāka priekškāju, īpaši pirkstu, mobilitāte ļauj cilvēkam veikt dažādas kustības un darba veidus ar rokām.

Rumpja skelets aksiālais skelets

Rumpja skelets ietver mugurkaulu, kas sastāv no piecām sekcijām un krūšu skriemeļi, veidojas ribas un krūšu kauls krūtis (skatīt tabulu).

Galvaskauss

Galvaskauss ir sadalīts smadzeņu un sejas daļās. IN smadzenes Galvaskausa sekcija - galvaskauss - satur smadzenes, tas aizsargā smadzenes no sitieniem utt. Galvaskauss sastāv no nekustīgi savienotiem plakaniem kauliem: frontālajiem, diviem parietālajiem, diviem temporālajiem, pakauša un sphenoidālajiem kauliem. Pakauša kauls ir savienots ar mugurkaula pirmo skriemeļu, izmantojot elipsoidālu locītavu, kas ļauj galvai noliekties uz priekšu un uz sāniem. Galva griežas kopā ar pirmo kakla skriemeļu, pateicoties savienojumam starp pirmo un otro kakla skriemeļu. Pakauša kaulā ir caurums, caur kuru smadzenes savienojas ar muguras smadzenēm. Galvaskausa grīdu veido galvenais kauls ar daudzām atverēm nerviem un asinsvadiem.

Sejas galvaskausa sekcija veido sešus sapārotus kaulus - augšžokļa, zigomātisko, deguna, palatīna, apakšējo deguna gliemežnīcu, kā arī trīs nesapārotus kaulus - apakšžokli, vomēru un haidkaulu. Apakšžokļa kauls ir vienīgais galvaskausa kauls, kas ir kustīgi savienots ar temporālajiem kauliem. Visi galvaskausa kauli (izņemot apakšžoklis), ir savienoti nekustīgi, kas ir saistīts ar aizsargfunkciju.

Cilvēka sejas galvaskausa uzbūvi nosaka pērtiķa “humanizācijas” process, t.i. darba vadošā loma, daļēja satveršanas funkcijas pārnešana no žokļiem uz rokām, kas kļuvušas par dzemdību orgāniem, artikulētas runas attīstība, mākslīgi pagatavota ēdiena patēriņš, kas atvieglo košļājamā aparāta darbu. Smadzeņu galvaskauss attīstās paralēli smadzeņu un maņu orgānu attīstībai. Sakarā ar smadzeņu tilpuma palielināšanos galvaskausa tilpums ir palielinājies: cilvēkiem tas ir aptuveni 1500 cm 2.

Rumpja skelets

Ķermeņa skelets sastāv no mugurkaula un ribu būra. Mugurkauls- skeleta pamats. Tas sastāv no 33–34 skriemeļiem, starp kuriem atrodas skrimšļa spilventiņi - diski, kas piešķir mugurkaulam elastību.

Cilvēka mugurkauls veido četras līknes. Mugurkaula kakla un jostas daļā tie ir izliekti vērsti uz priekšu, krūšu un krustu mugurkaulā - atpakaļ. Cilvēka individuālajā attīstībā jaundzimušajam izliekumi parādās pakāpeniski, mugurkauls ir gandrīz taisns. Pirmkārt, veidojas dzemdes kakla izliekums (kad bērns sāk turēt galvu taisni), tad krūškurvja izliekums (kad bērns sāk sēdēt). Jostas un krustu izliekumu parādīšanās ir saistīta ar līdzsvara saglabāšanu vertikālā ķermeņa stāvoklī (kad bērns sāk stāvēt un staigāt). Šiem līkumiem ir svarīga fizioloģiska nozīme – tie palielina krūšu kurvja un iegurņa dobuma izmērus; atvieglo ķermeņa līdzsvaru; mīkstināt triecienus, ejot, lecot, skrienot.

Ar starpskriemeļu skrimšļa un saišu palīdzību mugurkauls veido elastīgu un elastīgu kolonnu ar kustīgumu. Viņa nav tāda pati dažādas nodaļas mugurkauls. Mugurkaula kakla un jostas daļas kustīgums ir mazāks, jo tas ir savienots ar ribām. Krustu kauls ir pilnīgi nekustīgs.

Mugurkaulā ir piecas sekcijas (skatiet diagrammu “Mugurkaula sadalījums”). Skriemeļu ķermeņu izmērs palielinās no dzemdes kakla līdz jostasvietai, jo ir lielāka slodze uz pamatā esošajiem skriemeļiem. Katrs skriemelis sastāv no ķermeņa, kaula loka un vairākiem procesiem, kuriem ir piestiprināti muskuļi. Starp mugurkaula ķermeni un arku ir atvere. Veidojas visu skriemeļu atveres mugurkaula kanāls kur atrodas muguras smadzenes.

Ribu būris ko veido krūšu kauls, divpadsmit ribu pāri un krūšu skriemeļi. Tas kalpo kā konteiners svarīgiem iekšējiem orgāniem: sirdij, plaušām, trahejai, barības vadam, lieliem asinsvadiem un nerviem. Piedalās elpošanas kustības ribu ritmiskā kāpuma un krituma dēļ.

Cilvēkiem, pārejot uz taisnu stāju, roka tiek atbrīvota no kustību funkcijas un kļūst par dzemdību orgānu, kā rezultātā krūtis pievelk pieķertos muskuļus. augšējās ekstremitātes; iekšpuses nespiežas uz priekšējo sienu, bet uz apakšējo, ko veido diafragma. Tā rezultātā krūtis kļūst plakana un plata.

Augšējās ekstremitātes skelets

Augšējo ekstremitāšu skelets sastāv no plecu jostas (lāpstiņas un atslēgas kaula) un brīvās augšējās ekstremitātes. Lāpstiņa ir plakans, trīsstūrveida kauls, kas atrodas blakus ribu loka aizmugurē. Atslēgas kaulam ir izliekta forma, kas atgādina latīņu burtu S. Tā nozīme cilvēka ķermenī ir tāda, ka tas novieto plecu locītavu zināmā attālumā no krūtīm, nodrošinot lielāku ekstremitāšu kustību brīvību.

Brīvās augšējās ekstremitātes kaulos ietilpst augšdelma kauls, apakšdelma kauli (rādiuss un elkoņa kauls) un plaukstas kauli (plaukstas kauli, metakarpa kauli un pirkstu falangas).

Apakšdelmu attēlo divi kauli - elkoņa kauls un rādiuss. Pateicoties tam, tas spēj ne tikai saliekt un pagarināt, bet arī pronāciju - pagriezties uz iekšu un uz āru. Elkoņa kaulā apakšdelma augšdaļā ir iegriezums, kas savienojas ar pleca kaula trohleju. Rādiusa kauls savienojas ar pleca kaula galvu. Apakšējā daļā rādiusam ir vismasīvākais gals. Tā ir viņa, kas ar locītavu virsmas palīdzību kopā ar plaukstas kauliem piedalās veidošanā plaukstas locītava. Gluži pretēji, elkoņa kaula gals šeit ir plāns, tam ir sānu locītavu virsma, ar kuras palīdzību tas savienojas ar rādiusu un var griezties ap to.

Roka ir augšējās ekstremitātes distālā daļa, kuras skeletu veido plaukstas, metakarpa un falangu kauli. Karpuss sastāv no astoņiem īsiem, porainiem kauliem, kas sakārtoti divās rindās, pa četriem katrā rindā.

Skeleta roka

Roka- cilvēku un pērtiķu augšējo vai priekšējo ekstremitāšu daļu, kurai iepriekš par raksturīgu pazīmi tika uzskatīta spēja pretstatīt īkšķi visiem pārējiem.

Rokas anatomiskā uzbūve ir pavisam vienkārša. Roka ir piestiprināta pie ķermeņa caur plecu jostas kauliem, locītavām un muskuļiem. Sastāv no 3 daļām: pleca, apakšdelma un plaukstas. Plecu josta ir visspēcīgākā. Roku saliekšana elkoņos sniedz jūsu rokām lielāku mobilitāti, palielinot to amplitūdu un funkcionalitāti. Roka sastāv no daudzām kustināmām locītavām, tieši pateicoties tām cilvēks var klikšķināt uz datora vai mobilā telefona tastatūras, rādīt ar pirkstu vēlamajā virzienā, nest somu, zīmēt utt.

Pleci un rokas ir savienotas cauri pleca kauls, elkoņa kaula un rādiusa kauli. Visi trīs kauli ir savienoti viens ar otru, izmantojot locītavas. IN elkoņa locītava roku var saliekt un atlocīt. Abi apakšdelma kauli ir savienoti kustīgi, tāpēc kustības laikā locītavās rādiuss griežas ap elkoņa kaulu. Birstīti var pagriezt par 180 grādiem.

Apakšējo ekstremitāšu skelets

Apakšējās ekstremitātes skelets sastāv no iegurņa jostas un brīvās apakšējās ekstremitātes. Iegurņa josta sastāv no diviem iegurņa kauliem, kas aizmugurē ir savienoti ar krustu. Iegurņa kauls veidojas, saplūstot trim kauliem: ilium, ischium un pubis. Šī kaula sarežģītā struktūra ir saistīta ar vairākām tā veiktajām funkcijām. Savienojoties ar augšstilbu un krustu, pārnesot ķermeņa svaru uz apakšējām ekstremitātēm, tas veic kustības un atbalsta funkciju, kā arī aizsardzības funkcija. Cilvēka ķermeņa vertikālā stāvokļa dēļ iegurņa skelets ir salīdzinoši platāks un masīvāks nekā dzīvniekiem, jo ​​tas atbalsta orgānus, kas atrodas virs tā.

Brīvās apakšējās ekstremitātes kaulos ietilpst augšstilba kauls, stilba kauls (stilba kauls un stilba kauls) un pēda.

Pēdas skeletu veido pirkstu kauliņi, pleznas kauli un falangas. Cilvēka pēda atšķiras no dzīvnieka pēdas ar izliektu formu. Arka mīkstina triecienus, ko ķermenis saņem ejot. Pēdas pirksti ir vāji attīstīti, izņemot lielo, jo tas ir zaudējis satveršanas funkciju. Tarsus, gluži pretēji, ir ļoti attīstīts, īpaši liels tajā calcaneus. Visas šīs pēdas īpašības ir cieši saistītas ar cilvēka ķermeņa vertikālo stāvokli.

Cilvēka staigāšana stāvus ir novedusi pie tā, ka atšķirība augšējo un apakšējo ekstremitāšu struktūrā ir kļuvusi ievērojami lielāka. Cilvēka kājas ir daudz garākas par rokām, un viņu kauli ir masīvāki.

Kaulu savienojumi

Cilvēka skeletā ir trīs veidu kaulu savienojumi: fiksēts, daļēji kustīgs un mobils. Fiksēts savienojuma veids ir savienojums, ko izraisa kaulu saplūšana (iegurņa kauli) vai šuvju veidošanās (galvaskausa kauli). Šī saplūšana ir adaptācija, lai izturētu smago slodzi, ko izjūt cilvēka krustu kauls rumpja vertikālā stāvokļa dēļ.

Daļēji kustīgs savienojums tiek veikts, izmantojot skrimšļus. Skriemeļu ķermeņi ir savienoti viens ar otru šādā veidā, kas veicina mugurkaula slīpumu dažādos virzienos; ribas ar krūšu kauli, kas ļauj krūtīm elpošanas laikā kustēties.

Pārvietojama savienojums, vai locītavu, ir visizplatītākais un tajā pašā laikā sarežģīta forma kaulu savienojumi. Viena kaula, kas veido locītavu, gals ir izliekts (locītavas galva), bet otra gals ir ieliekts (glenoidālais dobums). Galvas un ligzdas forma atbilst viena otrai un kustībām, kas tiek veiktas locītavā.

Locītavu virsma Locītavu kauli ir pārklāti ar baltiem spīdīgiem locītavu skrimšļiem. Locītavu skrimšļa gludā virsma atvieglo kustību, un tā elastība mīkstina locītavu piedzīvoto triecienu un triecienu. Parasti locītavu virsma viens kauls, kas veido locītavu, ir izliekts un tiek saukts par galvu, otrs ir ieliekts un tiek saukts par ligzdu. Pateicoties tam, savienojošie kauli cieši pieguļ viens otram.

Bursa izstiepts starp artikulējošajiem kauliem, veidojot hermētiski noslēgtu locītavas dobumu. Locītavas kapsula sastāv no diviem slāņiem. Ārējais slānis pāriet periostē, iekšējais slānis izdala šķidrumu locītavas dobumā, kas darbojas kā smērviela, nodrošinot locītavu virsmu brīvu slīdēšanu.

Cilvēka skeleta iezīmes, kas saistītas ar darbu un taisnu stāju

Darba aktivitāte

Mūsdienu cilvēka ķermenis ir labi pielāgots darbam un staigāšanai stāvus. Staigāšana stāvus ir pielāgošanās cilvēka dzīves svarīgākajai iezīmei – darbam. Tieši viņš novelk asu robežu starp cilvēku un augstākiem dzīvniekiem. Darbam bija tieša ietekme uz rokas struktūru un darbību, kas sāka ietekmēt pārējo ķermeni. Sākotnējā stāvus staigāšanas attīstība un darba aktivitātes rašanās izraisīja turpmākas izmaiņas visā cilvēka ķermenī. Dzemdību vadošo lomu veicināja daļēja satveršanas funkcijas pārnešana no žokļiem uz rokām (kas vēlāk kļuva par dzemdību orgāniem), cilvēka runas attīstība un mākslīgi pagatavotas pārtikas patēriņš (atvieglo košļājamo darbu). aparāts). Smadzeņu nodaļa Galvaskauss attīstās paralēli smadzeņu un maņu orgānu attīstībai. Šajā sakarā palielinās galvaskausa tilpums (cilvēkiem - 1500 cm 3, pērtiķiem - 400–500 cm 3).

Staigāšana stāvus

Ievērojama daļa cilvēka skeletam raksturīgo īpašību ir saistīta ar divkāju gaitas attīstību:

• balsta pēda ar augsti attīstītu, spēcīgu lielo pirkstu;
• roka ar ļoti attīstītu īkšķi;
• mugurkaula forma ar četriem izliekumiem.

Mugurkaula forma tika izstrādāta, pateicoties atsperīgai adaptācijai staigāšanai uz divām kājām, kas nodrošina vienmērīgas rumpja kustības un pasargā to no bojājumiem pēkšņu kustību un lēcienu laikā. Ķermenis krūšu rajonā ir saplacināts, kas noved pie krūškurvja saspiešanas no priekšpuses uz aizmuguri. Apakšējās ekstremitātes arī notikušas izmaiņas saistībā ar staigāšanu stāvus – plaši izvietotas gūžas locītavas piešķir ķermenim stabilitāti. Evolūcijas laikā notika ķermeņa gravitācijas pārdale: smaguma centrs pārvietojās uz leju un ieņēma pozīciju 2–3 sakrālo skriemeļu līmenī. Cilvēkam ir ļoti plats iegurnis, un viņa kājas ir plaši izvietotas, tas ļauj ķermenim būt stabilam gan kustoties, gan stāvot.

Papildus izliektajam mugurkaulam, pieciem krustu kaula skriemeļiem un saspiestajām krūtīm var atzīmēt lāpstiņas un paplašinātā iegurņa pagarinājumu. Tas viss nozīmēja:

• spēcīga iegurņa attīstība platumā;
• iegurņa nostiprināšana pie krustu kaula;
• spēcīga attīstība un īpašs veids muskuļu un saišu stiprināšana gūžas rajonā.

Cilvēka senču pāreja uz taisnu staigāšanu ietvēra cilvēka ķermeņa proporciju attīstību, atšķirot to no pērtiķiem. Tādējādi cilvēkiem ir raksturīgas īsākas augšējās ekstremitātes.

Staigāšana un darbs noveda pie asimetrijas veidošanās cilvēka ķermenī. Pareizi un kreisā puse Cilvēka ķermenis nav simetrisks pēc formas un struktūras. Spilgts piemērsšī ir cilvēka roka. Lielākā daļa cilvēku ir labroči, un aptuveni 2–5% ir kreiļi.

Stāvokļa attīstība, kas pavadīja mūsu senču pāreju uz dzīvi atklātās vietās, izraisīja būtiskas izmaiņas skeletā un visā ķermenī kopumā.

2.1. Dzīvnieka skeleta izcelsme un funkcijas.

Bezmugurkaulnieku atbalsta struktūras, kas nodrošina tiem pastāvīgu ķermeņa formu, ir ļoti dažādas. Tās ir ekto-, ento- un mezodermālas izcelsmes. Mugurkaulniekiem skelets galvenokārt ir mezodermālas izcelsmes.

Skelets dzīvnieka ķermenī veic dažādas funkcijas:

Drošība pastāvīga formaķermeņi;

Skeleta-muskuļu sistēmas pasīvā daļa;

Aizsardzība pret mehāniskām un citām ietekmēm;

Hematopoētiskā funkcija.

2.2. Skeleta evolūcija bezmugurkaulnieku sērijā.

Sūkļos atbalsta struktūras attēlo adatas ar dažādu ķīmisko sastāvu.

Koelenterātos parādās blīva atbalsta plāksne (mezogleja), kas aizņem telpu starp ekto- un endodermu. Koraļļu polipu skelets veidojas no ektodermas. Posmkājiem eksoskelets ir attēlots ar hitinizētu apvalku, kas ietver aizsardzības funkcijas pret mehāniskiem bojājumiem un eksoskeletu, kuram ir piestiprināti posmkājiem pirmo reizi parādījušies šķērssvītrotie muskuļi.

Divvāku gliemežiem un gliemežiem ir apvalki, ko veido mantijas izdalījumi. Galvkājiem ir sarežģīti skrimšļveida veidojumi, kas aizsargā nervu centrus un maņu orgānus.

2.3. Skeleta evolūcija hordātos.

Tāpat kā bezmugurkaulniekiem, hordātu skelets kalpo kā orgānu aizsardzība un kalpo kā atbalsts kustības orgāniem.

Aksiālais skelets ir piedzīvojis lielas izmaiņas evolūcijas procesā.

Apakšējos hordātos aksiālais skelets ir notohords, un augstākajos hordatos to pakāpeniski aizstāj ar attīstošiem skriemeļiem. Skriemeļi ir sadalīti ķermenī, augšējā un apakšējā arkā.

Tādējādi ciklostomās notohorda saglabājas visu mūžu, bet parādās skriemeļu anlages, kas ir nelieli skrimšļaini veidojumi, kas metamēriski atrodas virs notohorda. Tos sauc par augšējiem lokiem.

Primitīvās zivīs papildus augšējiem lokiem parādās apakšējie loki, bet augstākās zivīs - skriemeļu ķermeņi. Skriemeļu ķermeņi lielākajā daļā zivju un augstāko dzīvnieku veidojas no audiem, kas ieskauj notohordu, kā arī no velvju pamatnēm. Augšējā un apakšējā arka ir sapludināta ar mugurkaula ķermeņiem. Augšējo arku gali aug kopā, veidojot mugurkaula kanālu. Uz apakšējām arkām parādās procesi, kuriem ir piestiprinātas ribas. Zivīm ir divas mugurkaula daļas - stumbrs un astes. Notohorda paliekas zivīs ir saglabājušās starp mugurkaula ķermeņiem.

Abiniekiem agrīnās attīstības stadijās notohordu aizstāj ar mugurkaulu. Mugurkaulam jau ir četras daļas: dzemdes kakla, krūšu kurvja, krustu un astes. Dzemdes kakla rajonā ir tikai viens skriemelis, krūšu kurvja daļa sastāv no pieciem skriemeļiem. Mazas ribas, kas brīvi beidzas, ir piestiprinātas pie krūšu skriemeļiem. Sakrālajā reģionā, tāpat kā dzemdes kakla rajonā, ir viens skriemelis, kas ir iegurņa un pakaļējo ekstremitāšu kaulu atbalsts. Astes reģions bezastes abiniekiem ir sapludināts vienā kaulā, savukārt astes abiniekiem tas sastāv no liela skaita skriemeļu.

Rāpuļiem ir piecas mugurkaula daļas: dzemdes kakla, krūšu kurvja, jostas, krustu un astes. Dažādu rāpuļu sugu dzemdes kakla rajonā atšķirīgs numurs skriemeļi, bet ne vairāk kā astoņi. Pirmo skriemeli sauc par atlantu, un tam ir gredzena forma, bet otro sauc par epistrofeju, un tam ir odontoīds process, uz kura griežas pirmais skriemelis. Krūškurvja rajonā skriemeļu skaits nav nemainīgs, tiem ir piestiprinātas ribas, no kurām lielākā daļa ir savienotas ar krūšu kaulu, pirmo reizi veidojot ribu būru augstākiem dzīvniekiem. Krūškurvja rajonā ir tikai 22 skriemeļi, bet krustu rajonā - divi. Uz jostas skriemeļiem un sakrālie reģioni ir pievienotas arī ribas. Astes rajonā skriemeļu skaits ir atšķirīgs, dažreiz ir vairāki desmiti.

Putniem mugurkauls ir līdzīgs rāpuļu mugurkaulam, taču tam ir noteikta specializācija astes savienojumā. un mugurkauls - stumbra ribas. Tas atrodams no IVDr, kas ieskauj notohordu, kā arī no loka veidojuma pamatnes, ar dzīvesveidu. Dzemdes kakla reģions ietver līdz 25 skriemeļiem, kas nodrošina lielāku mobilitāti.

Zīdītājiem mugurkaulam ir piecas daļas: kakla krūšu kurvja, jostas, krustu un astes. Dzemdes kakla rajonā ir septiņi skriemeļi, bet krūšu rajonā – mainīgs skriemeļu skaits (no 9 līdz 24, bet biežāk 12-13). Ribas ir piestiprinātas pie krūšu skriemeļiem, lielos daudzumos no kuriem savienojas ar krūšu kauli. Jostas reģions ietver no trīs līdz deviņiem skriemeļiem. Sakrālie skriemeļi ir sapludināti, veidojot krustu, un astes mugurkauls satur atšķirīgu skaitu skriemeļu dažādām zīdītāju sugām.

Galvas skelets. Galvas skelets ir galvaskauss. Tas atrodas skeleta priekšējā galā un sastāv no divām daļām: galvaskausa un viscerālā skeleta, kas atšķiras viens no otra gan pēc izcelsmes, gan pēc funkcijas. Galvaskauss kalpo kā konteiners smadzenēm, un viscerālais skelets nodrošina atbalstu gremošanas kanāla priekšējās daļas orgāniem.

Evolūcijas procesā lielākās izmaiņas notiek viscerālajā reģionā. Visu mugurkaulnieku embrijos un zemāko mugurkaulnieku visu mūžu iekšējo orgānu skelets sastāv no lokiem, kas aptver gremošanas caurules priekšējo daļu. Zivīm tos iedala žokļa arkā (barības uztveršana), hioidlokā (piestiprināšana galvaskausam) un zaru arkā (žaunu piestiprināšana).

Sauszemes dzīvniekiem viscerālais skelets ir ievērojami pārveidots un samazināts: augšējā daļaŽokļa arka saplūst ar galvaskausa dibenu, veidojot mazus kaulus, kas ir daļa no vidusauss. Otrā un trešā zaru arka zīdītājiem veido vairogdziedzera skrimšļus, bet ceturtā un piektā arka veido atlikušos balsenes skrimšļus.

Ekstremitāšu skelets. Ir divi veidi brīvas ekstremitātes. Tās ir zivju spuras un zīdītāju piecu pirkstu ekstremitātes. Mugurkaulnieku piecu pirkstu ekstremitātēm ir ļoti daudzveidīga struktūra, kas saistīta ar dažādu funkciju veikšanu. Piemēram, kurmja urbjošās ekstremitātes, roņa peldošās ekstremitātes, pērtiķu kāpjošās ekstremitātes utt. Tomēr, neskatoties uz atšķirībām, mugurkaulnieku ekstremitātes saglabā vispārēju strukturālo plānu, kas pierāda to kopīgo izcelsmi.

Pirmo reizi zivīs parādījās ekstremitātes, un tās attēloja spuras. Tās ir pārī savienotas krūšu un vēdera spuras. Lielākajā daļā zivju spuras sastāv no radiāli plāniem kaulainiem stariem un pilda peldēšanas virziena maiņas funkciju, nevis atbalsta ķermeni. Paredzams, ka daivu zivīm stari palielināsies, pateicoties spuru saplūšanai un izmantošanai kā atbalstam un kustībai gar izžūstošu ūdenstilpju cieto pamatni. Tāpēc seno daivu zivju spuras veidoja pamatu mugurkaulnieku ekstremitāšu attīstībai. Svarīga iezīme spuru pārveidošanā par sauszemes mugurkaulnieku ekstremitātēm bija skeleta elementu stiprā savienojuma aizstāšana ar kustīgu savienojumu locītavu veidā. Tā rezultātā ekstremitāte ir pārvērtusies par sarežģītu kustīgu sviru, kurā izšķir trīs kaulus: plecu, apakšdelmu un roku. Ir divas ekstremitāšu jostas - plecu un iegurņa.

Tālāk priekškājas evolūcija sekoja plecu un apakšdelma pagarināšanas, plaukstas locītavas saīsināšanas, kaulu skaita samazināšanas plaukstas rajonā (abiniekiem - 3 rindas, zīdītājiem - 2 rindas) un pagarināšanas ceļam. distālās sekcijas, t.i. pirkstu falangas.

Cilvēka rokas skeletam ir raksturīgs arī vispārējs strukturālais plāns ar mugurkaulnieku priekškājām, taču līdz ar to tam ir arī būtiskas atšķirības, jo cilvēka rokas ir ne tikai darba ierocis, bet arī tā rezultāts un spējīgs. veikt dažādas darbības.

2.4. Cilvēka skeleta anomālijas un malformācijas.

1. Ribu klātbūtne apakšējā dzemdes kakla vai pirmajos jostas skriemeļos. Saskaņā ar mugurkaulnieku evolūciju cilvēkiem embrionālās attīstības laikā ribas veidojas visās mugurkaula daļās, bet pēc tam tās saglabājas tikai krūškurvja rajonā, bet citās daļās ribas tiek samazinātas. Bet dažreiz cilvēks piedzīvo līdzīgus atavismus.

2. Astes skriemeļu klātbūtne. Embrioģenēzes laikā cilvēkiem, tāpat kā mugurkaulniekiem, veidojas 8-11 astes skriemeļi, pēc tam tie tiek samazināti un paliek 4-5 mazattīstīti skriemeļi, veidojot astes kauli. Dažreiz atavistiskas pazīmes parādās kā mugurkaula astes klātbūtne.

3. Spina bifida- Tā ir izplatīta anomālija, kas rodas, ja tiek traucēta augšējo skriemeļu velvju saplūšana. Visbiežāk tas izpaužas mugurkaula jostas-krustu daļā un, atkarībā no šķeltnes dziļuma un apjoma, var būt dažāda smaguma pakāpe.

4. Pieejamība bungu dobums tikai viens dzirdes kauls - kolonna. Šis traucējums, kas atbilst abinieku un rāpuļu skaņas pārraides aparāta uzbūvei, ir nepareizas žokļa žaunu loka elementu diferenciācijas rezultāts. dzirdes kauliņi. Šis ir viscerālā galvaskausa filoģenēzes galveno posmu apkopojums ontoģenēzē.

5. Augšējo ekstremitāšu jostas heterotopija. Šī ir augšējo ekstremitāšu jostas kustība no dzemdes kakla reģiona līdz 1-2 krūšu skriemeļu līmenim. Šo anomāliju sauc par Sprengela slimību vai iedzimtu augsto lāpstiņu. Tas izpaužas faktā, ka plecu josta vienā vai abās pusēs ir vairākus centimetrus augstāka nekā parastajā stāvoklī. Šāda traucējuma mehānisms ir saistīts gan ar orgānu kustības, gan ar morfoģenētisko korelāciju pārkāpumu.

6. Polidaktilija- papildu pirkstu anlagu attīstības rezultāts, kas raksturīgs tālām senču formām.

7. Plakanās pēdas, nūjiņas, šauras krūtis, zoda izciļņa trūkums– atavistiskas skeleta anomālijas, kas bieži tiek konstatētas un ir anobolijas (supertensijas), kas radušās primātu filoģenēzes laikā.

104. Mugurkaulnieku skeleta salīdzinošs pārskats. Galvas skelets. Aksiālais skelets. Ekstremitāšu skelets. Galvenās progresīvās evolūcijas tendences. Iedzimtas cilvēka skeleta anomālijas.

Dzīvnieku progresīvās evolūcijas pamatā ir motorās funkcijas filoģenēze. Tāpēc viņu organizācijas līmenis galvenokārt ir atkarīgs no motoriskās aktivitātes rakstura, ko nosaka organizācijas īpašības muskuļu un skeleta sistēma, piedzīvoja lielas evolucionāras pārvērtības Chordata patversmē biotopu un pārvietošanās formu izmaiņu dēļ. Patiešām, ūdens vide dzīvniekiem, kuriem nav eksoskeleta, ietver monotonas kustības visa ķermeņa saliekšanas dēļ, savukārt dzīve uz sauszemes ir labvēlīgāka viņu kustībai ar ekstremitāšu palīdzību.

Apskatīsim atsevišķi skeleta un muskuļu sistēmas attīstību.

1. 14.2.1. Skelets

Akordos iekšējais skelets. Pēc struktūras un funkcijām tas ir sadalīts aksiālajā skeletā, ekstremitāšu un galvas skeletā.

1. 14.2.1.1. Aksiālais skelets

Apakštipā Bez galvaskausa ir tikai aksiālais skelets akorda formā. Tas ir veidots no ļoti vakuolētām šūnām, cieši blakus viena otrai un no ārpuses pārklātas ar kopīgām elastīgām un šķiedru membrānām. Horda elastību nosaka tās šūnu turgora spiediens un membrānu izturība. Notohords veidojas visu hordātu ontoģenēzē un augstāk organizētiem dzīvniekiem veic ne tik daudz atbalsta, bet gan morfoģenētisku funkciju, būdams orgāns, kas veic embrionālo indukciju.

Visā dzīves laikā mugurkaulniekiem notohords tiek saglabāts tikai ciklostomās un dažās zemākajās zivīs. Visiem pārējiem dzīvniekiem tas ir samazināts. Cilvēkiem pēcdzemdību periodā notohorda rudimenti tiek saglabāti starpskriemeļu disku formā starpskriemeļu disku formā. Pārmērīga notohorda materiāla daudzuma saglabāšana, ja tā samazināšanās ir traucēta, ir saistīta ar audzēju attīstības iespējamību cilvēkiem - akords, kas rodas uz tā pamata.

Visiem mugurkaulniekiem notohords tiek pakāpeniski aizstāts skriemeļi, attīstās no somītu sklerotomiem un tiek funkcionāli aizstāts mugurkauls.Šis ir viens no visizteiktākajiem orgānu homotopiskās aizstāšanas piemēriem (sk. § 13.4.) Skriemeļu veidošanās filoģenēzē sākas ar to loku attīstību, kas aptver nervu cauruli un kļūst par muskuļu piestiprināšanas vietām. Sākot ar skrimšļainām zivīm, tiek konstatēta notohorda apvalka skrimšļa veidošanās un mugurkaula velvju pamatu augšana, kā rezultātā veidojas mugurkaula ķermeņi. Augšējo mugurkaula velvju saplūšana virs nervu caurules veido spinous procesus un mugurkaula kanālu, kas aptver nervu caurulīti (14.6. att.).

Rīsi. 14.6. Skriemeļa attīstība. A-agrīna stadija;- B

1 nākamais posms: 2- - akords, 3- akordu apvalks, 4- augšējo un apakšējo skriemeļu arkas, 5- mugurkauls process, - osifikācijas zonas, 6-notohorda rudiments, 7

mugurkaula skrimšļains ķermenis

Notohorda aizstāšana ar mugurkaulu - jaudīgāku atbalsta orgānu ar segmentālu struktūru - ļauj palielināt ķermeņa kopējo izmēru un aktivizē motorisko funkciju. Turpmākas progresējošas izmaiņas mugurkaulā ir saistītas ar audu aizstāšanu - skrimšļa audu aizstāšanu ar kauliem, kas ir atrodami kaulainām zivīm, kā arī ar to diferenciāciju sekcijās. Zivīm ir tikai divas mugurkaula daļas: bagāžnieks Un aste.

Tas ir saistīts ar to kustību ūdenī ķermeņa saliekšanas dēļ. Abinieki arī iegūst bagāžnieks dzemdes kakla sakrāls

nodaļas, katru pārstāv viens skriemelis. Pirmais nodrošina lielāku galvas mobilitāti, bet otrais nodrošina atbalstu pakaļējām ekstremitātēm. Rāpuļiem pagarinās mugurkaula kakla daļa, kuras pirmie divi skriemeļi ir kustīgi savienoti ar galvaskausu un nodrošina lielāku galvas mobilitāti. Parādās jostas

posms, kas joprojām vāji norobežots no krūšu kaula, un krustu kauls jau sastāv no diviem skriemeļiem. Zīdītājiem raksturīgs stabils skriemeļu skaits dzemdes kakla rajonā, kas vienāds ar 7. Sakarā ar pakaļējo ekstremitāšu kustībā krustu veido 5-10 skriemeļi. Jostas un krūšu kurvja reģioni ir skaidri norobežoti viens no otra.

Zivīm visi stumbra skriemeļi nes ribas, kas nav sapludinātas savā starpā vai ar krūšu kauli. Tie piešķir ķermenim stabilu formu un nodrošina atbalstu muskuļiem, kas noliec ķermeni horizontālā plaknē. Šī ribu funkcija ir saglabāta visiem mugurkaulniekiem, kas veic serpentīna kustības - astes abiniekiem un rāpuļiem, tāpēc arī viņu ribas atrodas uz visiem skriemeļiem, izņemot astes.

Rāpuļiem daļa krūšu ribu saplūst ar krūšu kauli, veidojot krūškurvi, un zīdītājiem krūtīs ir 12–13 ribu pāri.

Rīsi. 14.7.Anomālijas aksiālā skeleta attīstībā. - A 14.6. Skriemeļa attīstība. A-agrīna stadija; - vestigiālās dzemdes kakla ribas (parādītas ar bultiņām); nesavienība mugurkaula procesi

skriemeļi krūšu kurvja un jostas daļā. Spina bifida Cilvēka aksiālā skeleta ontoģenēzē ir apkopoti galvenie tā veidošanās filoģenētiskie posmi: neirulācijas periodā veidojas notohorda, ko pēc tam aizstāj ar skrimšļainu un pēc tam kaulu mugurkaulu. Uz dzemdes kakla, krūtīm un jostas skriemeļi

veidojas ribu pāris, pēc tam tiek samazinātas dzemdes kakla un jostas daļas ribas, un krūšu ribas saplūst viena ar otru un ar krūšu kauli, veidojot krūtis. Aksiālā skeleta ontoģenēzes traucējumi cilvēkiem var izpausties tādos atavistiskos attīstības defektos kā skriemeļu mugurkaula procesu nesapludināšana, kā rezultātā veidojas spinabifida- mugurkaula kanāla defekts. Šajā gadījumā smadzeņu apvalks bieži izvirzās caur defektu un a spina bifida

(14.7. att.). 1,5-3 mēnešu vecumā. cilvēka embrijam ir aste mugurkauls , kas sastāv no 8-11 skriemeļiem. To samazināšanas pārkāpums vēlāk izskaidro tādas labi zināmas aksiālā skeleta anomālijas rašanās iespēju kā

astes noturība.

Dzemdes kakla un jostas ribu samazināšanās pārkāpums ir pamatā to saglabāšanai pēcdzemdību ontoģenēzē. Skeleta-muskuļu sistēma
nodrošina dzīvnieka pārvietošanos un ķermeņa stāvokļa saglabāšanu telpā, veido ķermeņa ārējo formu un piedalās vielmaiņas procesos. Tas veido apmēram 60% no pieauguša dzīvnieka ķermeņa svara. skeleta muskuļi un to palīgierīces, kuru kontrakciju dēļ tiek iekustināti skeleta kauli (45%). Ir gan aktīvajām, gan pasīvajām daļām kopīga izcelsme(mezoderma) un ir cieši savstarpēji saistīti.

Kustības aparāta funkcijas:

1) Motora aktivitāte ir organisma dzīvībai svarīgās aktivitātes izpausme, kas atšķir dzīvnieku organismus no augu organismiem un nosaka visdažādāko kustības veidu (iešana, skriešana, kāpšana, peldēšana, lidošana) rašanos.
2) Skeleta-muskuļu sistēma veido ķermeņa formu - dzīvnieka ārpusi, jo tā veidošanās notika Zemes gravitācijas lauka ietekmē, tās izmērs un forma mugurkaulniekiem atšķiras ar ievērojamu daudzveidību, kas tiek skaidrots dažādi apstākļi to biotopi (sauszemes, sauszemes-koksnes, gaisīgie, ūdens).
3) Turklāt kustību aparāts nodrošina vairākas organisma dzīvībai svarīgas funkcijas: pārtikas meklēšanu un tveršanu; uzbrukums un aktīva aizsardzība; veic elpošanas funkcija plaušas (elpošanas orgānu kustīgums); Palīdz sirdij pārvietot asinis un limfu caur asinsvadiem (“perifērā sirds”).
4) Siltasiņu dzīvniekiem (putniem un zīdītājiem) kustību aparāts nodrošina saglabāšanu nemainīga temperatūraķermeņi;
Kustību aparāta funkcijas nodrošina nervu un sirds un asinsvadu sistēmas, elpošanas, gremošanas un urīnceļu orgāni, āda un endokrīnie dziedzeri. Tā kā kustību aparāta attīstība ir nesaraujami saistīta ar attīstību nervu sistēma, tad, kad šie savienojumi tiek traucēti, vispirms rodas parēze un pēc tam kustību aparāta paralīze (dzīvnieks nevar kustēties). Kad samazinās fiziskā aktivitāte notiek pārkāpums vielmaiņas procesi un muskuļu un kaulu audu atrofija.
Skeleta-muskuļu sistēmas orgāniem kustoties piemīt elastīgu deformāciju īpašības, tajos rodas mehāniskā enerģija elastīgu deformāciju veidā, bez kuras nevar notikt normāla smadzeņu un muguras smadzeņu asinsrite un impulsi. Elastīgo deformāciju enerģija kaulos tiek pārvērsta pjezoelektriskajā enerģijā, bet muskuļos - siltumenerģijā. Kustības laikā atbrīvotā enerģija izspiež asinis no traukiem un izraisa receptoru aparāta kairinājumu, no kura nervu impulsi nonāk centrālajā nervu sistēmā. Tādējādi kustību aparāta darbs ir cieši saistīts un nevar tikt veikts bez nervu sistēmas, savukārt asinsvadu sistēma bez kustību aparāta nevar normāli funkcionēt.

Skelets

Kustību aparāta pasīvās daļas pamatā ir skelets. Skelets (grieķu sceletos — kaltēts, kaltēts; lat. Skeletons) ir noteiktā secībā savienoti kauli, kas veido cietu dzīvnieka ķermeņa rāmi (skeletu). Tā kā grieķu vārds, kas apzīmē kaulu, ir “os”, zinātni par skeletu sauc par osteoloģiju.
Skelets ietver apmēram 200-300 kaulus (Zirgs -207), kas ir savienoti viens ar otru, izmantojot saistaudus, skrimšļus vai kaulu audus. Pieauguša dzīvnieka skeleta masa ir 15%.
Visas skeleta funkcijas var iedalīt divās lielās grupās: mehāniskās un bioloģiskās. Mehāniskās funkcijas ietver: aizsardzības, atbalsta, kustību, atsperu, pretgravitācijas, un bioloģiskās funkcijas ietver vielmaiņu un hematopoēzi (hemocitopoēzi).
1) Aizsardzības funkcija ir tāda, ka skelets veido ķermeņa dobumu sienas, kurās ir svarīgas svarīgi orgāni. Piemēram, galvaskausa dobumā ir smadzenes, krūtīs ir sirds un plaušas, bet iegurņa dobumā ir uroģenitālie orgāni.
2) Atbalsta funkcija ir tāda, ka skelets nodrošina atbalstu muskuļiem un iekšējiem orgāniem, kuri, piestiprinoties pie kauliem, tiek turēti savā stāvoklī.
3) Skeleta kustību funkcija izpaužas tajā, ka kauli ir sviras, kuras virza muskuļi un nodrošina dzīvnieka kustību.
4) Atsperes funkcija ir saistīta ar veidojumu klātbūtni skeletā, kas mīkstina triecienus un triecienus (skrimšļu spilventiņi utt.).
5) Antigravitācijas funkcija izpaužas faktā, ka skelets rada atbalstu ķermeņa stabilitātei, paceļoties virs zemes.
6) Dalība vielmaiņā, īpaši minerālu vielmaiņā, jo kauli ir fosfora, kalcija, magnija, nātrija, bārija, dzelzs, vara un citu elementu minerālsāļu depo.
7) Bufera funkcija. Skelets darbojas kā buferis, kas stabilizē un uztur nemainīgu jonu sastāvu iekšējā videķermenis (homeostāze).
8) Dalība hemocitopoēzē. Sarkanās kaulu smadzenes, kas atrodas kaulu smadzeņu dobumos, ražo asins šūnas. Svars kaulu smadzenes attiecībā pret kaulu masu pieaugušiem dzīvniekiem ir aptuveni 40-45%.

Mugurkauls ir sadalīts 5 daļās: dzemdes kakla, krūšu kurvja, jostas, krustu un astes. Dzemdes kakla rajons sastāv no kakla skriemeļiem (v.cervicalis); krūškurvja reģions - no krūšu skriemeļiem (v.thoracica), ribām (costa) un krūšu kaula (sternum); jostas - no jostas skriemeļiem (v.lumbalis); krustu kauls - no krustu kaula (os sacrum); astes - no astes skriemeļiem (v.caudalis). Vispilnīgākajai struktūrai ir ķermeņa krūšu daļa, kurā atrodas krūšu skriemeļi, ribas un krūšu kauls, kas kopā veido krūškurvi (krūškurvi), kurā atrodas sirds, plaušas un videnes orgāni. Astes reģions ir vismazāk attīstīts sauszemes dzīvniekiem, kas saistīts ar astes kustību funkciju zudumu, dzīvniekiem pārejot uz sauszemes dzīvesveidu.
Aksiālais skelets ir pakļauts šādiem ķermeņa uzbūves likumiem, kas nodrošina dzīvnieka mobilitāti. Tie ietver:
1) Bipolaritāte (vienaksialitāte) izpaužas faktā, ka visas aksiālā skeleta daļas atrodas uz vienas ķermeņa ass, galvaskauss atrodas uz galvaskausa pola un aste atrodas pretējā polā. Vienassuma zīme ļauj noteikt divus virzienus dzīvnieka ķermenī: galvaskausa virzienā uz galvu un astes virzienā uz asti.
2) Divpusība (divpusējā simetrija) raksturojas ar to, ka skeletu, tāpat kā rumpi, ar sagitālo, mediālo plakni var sadalīt divās simetriskās pusēs (labajā un kreisajā pusē), saskaņā ar to skriemeļi tiks sadalīti divās daļās. simetriskas pusītes. Divpusība (antimerisms) ļauj atšķirt sānu (sānu, ārējo) un mediālo (iekšējo) virzienus uz dzīvnieka ķermeņa.
3) Segmentācija (metamērisms) slēpjas apstāklī, ka ķermeni var sadalīt ar segmentālām plaknēm noteiktā skaitā relatīvi identisku metamēru - segmentos. Metameri seko asij no priekšpuses uz aizmuguri. Uz skeleta šādi metamēri ir skriemeļi ar ribām.
4) Tetrapodium ir 4 ekstremitāšu klātbūtne (2 krūšu kurvja un 2 iegurņa)
5) Un pēdējā likumsakarība gravitācijas spēka ietekmē ir nervu caurules mugurkaula kanālā atrašanās vieta, un zem tā zarnu caurule ar visiem tās atvasinājumiem. Šajā sakarā uz ķermeņa ir iezīmēts muguras virziens - uz muguru un ventrālais virziens - uz vēderu.

Perifēro skeletu attēlo divi ekstremitāšu pāri: krūšu un iegurņa. Ekstremitāšu skeletā ir tikai viens modelis - divpusība (antimērisms). Ekstremitātes ir savienotas pārī, ir kreisās un labās ekstremitātes. Pārējie elementi ir asimetriski. Uz ekstremitātēm ir jostas (krūšu kurvja un iegurņa) un brīvo ekstremitāšu skelets.

Skeleta filoģenēze

Mugurkaulnieku filoģenēzē skelets attīstās divos virzienos: ārējā un iekšējā.
Eksoskelets veic aizsargfunkciju, ir raksturīgs zemākiem mugurkaulniekiem un atrodas uz ķermeņa zvīņu vai čaumalu veidā (bruņurupucis, bruņurupucis). Augstākiem mugurkaulniekiem ārējais skelets pazūd, bet tā atsevišķie elementi paliek, mainot savu mērķi un atrašanās vietu, kļūstot par galvaskausa integumentārajiem kauliem un, atrodoties zem ādas, savienoti ar iekšējo skeletu. Filo-ontoģenēzē šādi kauli iziet tikai divus attīstības posmus (saistaudu un kaulu) un tiek saukti par primārajiem. Tie nav spējīgi atjaunoties, ja tiek ievainoti galvaskausa kauli, tie ir spiesti aizstāt ar mākslīgām plāksnēm.
Iekšējais skelets galvenokārt veic atbalsta funkciju. Attīstības gaitā biomehāniskās slodzes ietekmē tas pastāvīgi mainās. Ja ņemam vērā bezmugurkaulniekus, tad to iekšējam skeletam ir starpsienu forma, pie kurām ir piestiprināti muskuļi.
Primitīvajos hordātos (lanceletē) kopā ar starpsienām parādās ass - notohorda (šūnu aukla), kas pārklāta ar saistaudu membrānām.
Skrimšļainajām zivīm (haizivīm, rajām) ap notohordu segmentāli veidojas skrimšļa loki, kas vēlāk veido skriemeļus. Skrimšļveida skriemeļi, kas savienojas viens ar otru, veido mugurkaulu, un ribas ir pievienotas tam ventrāli. Tādējādi akords paliek pulposu kodolu formā starp skriemeļu ķermeņiem. Galvaskauss veidojas ķermeņa galvaskausa galā un kopā ar mugurkaulu piedalās aksiālā skeleta veidošanā. Pēc tam skrimšļainais skelets tiek aizstāts ar kaulu, mazāk elastīgu, bet izturīgāku.
Kaulu zivīm aksiālais skelets ir veidots no stiprākiem, rupji šķiedrainiem kaulaudiem, kam raksturīga minerālsāļu klātbūtne un nejaušs kolagēna (oseina) šķiedru izvietojums amorfajā komponentā.
Dzīvniekiem pārejot uz sauszemes dzīvesveidu, attīstās abinieki jauna daļa skelets - ekstremitāšu skelets. Tā rezultātā sauszemes dzīvniekiem papildus aksiālajam skeletam veidojas arī perifērais skelets (ekstremitāšu skelets). Abiniekiem, kā arī kaulainajām zivīm skelets veidots no rupjiem šķiedru kaulaudiem, bet augstāk organizētiem sauszemes dzīvniekiem (rāpuļiem, putniem un zīdītājiem) skelets jau veidots no lamelāriem kaulaudiem, kas sastāv no kaulu plāksnēm, kas satur. sakārtotas kolagēna (oseina) šķiedras.
Tādējādi mugurkaulnieku iekšējais skelets filoģenēzē iziet cauri trim attīstības posmiem: saistaudi (membrānas), skrimšļains un kauls. Iekšējā skeleta kaulus, kas iet cauri visiem šiem trim posmiem, sauc par sekundārajiem (pirmajiem).

Skeleta ontoģenēze

Saskaņā ar Bēra un E. Hekela bioģenētisko pamatlikumu, ontoģenēzē skelets iziet arī trīs attīstības stadijas: membrānu (saistaudu), skrimšļainu un kaulu.
Visvairāk agrīnā stadijā Embrija attīstības laikā tā ķermeņa balsta daļa ir blīvi saistaudi, kas veido membrānu skeletu. Tad embrijā parādās notohords, un ap to vispirms sāk veidoties skrimšļains, vēlāk kaulains mugurkauls un galvaskauss, un tad sāk veidoties ekstremitātes.
Pirmsaugļa periodā viss skelets, izņemot primāros galvaskausa iekšējos kaulus, ir skrimšļveida un veido aptuveni 50% no ķermeņa svara. Katram skrimšlim ir nākotnes kaula forma, un tas ir pārklāts ar perikondriju (blīvu saistaudu membrānu). Šajā periodā sākas skeleta pārkaulošanās, t.i. kaulu audu veidošanās skrimšļa vietā. Pārkaulošanās jeb pārkaulošanās (latīņu os-bone, facio-do) notiek gan no ārējās virsmas (perihondrālā ossifikācija), gan no iekšpuses (enhondrālā pārkaulošanās). Skrimšļa vietā veidojas rupji šķiedraini kaulaudi. Tā rezultātā augļos skelets tiek veidots no rupjiem šķiedru kaulaudiem.
Tikai jaundzimušā periodā rupjos šķiedru kaulaudus aizstāj ar progresīvākiem lamelāriem kaulaudiem. Šajā periodā īpaša uzmanība jāpievērš jaundzimušajiem, jo ​​viņu skelets vēl nav spēcīgs. Kas attiecas uz notohordu, tā paliekas atrodas starpskriemeļu disku centrā pulposu kodolu formā. Īpaša uzmanībaŠajā periodā ir jāpievērš uzmanība galvaskausa integumentārajiem kauliem (pakauša, parietālajiem un temporālajiem), jo tie apiet skrimšļa stadiju. Starp tiem ontoģenēzē veidojas nozīmīgas saistaudu telpas, ko sauc par fontanellām (fonticulus), tikai vecumdienās tās pilnībā pārkaulojas (endesmāla pārkaulošanās).