Vlastnosti a příklady hydroskeletu

4866
Robert Johnston

A hydroskelet nebo hydrostatický skelet se skládá z dutiny naplněné tekutinou, která obklopuje svalové struktury a poskytuje podporu tělu zvířete. Hydrostatická kostra se účastní lokomoce a dává zvířeti širokou škálu pohybů.

Je běžné, že u bezobratlých chybí tuhé struktury, které umožňují podporu těla, jako jsou žížaly, některé polypy, sasanky, hvězdice a další ostnokožci. Místo toho existují hydrostatické kostry.

Zdroj: Autor Rob Hille [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], z Wikimedia Commons
Prostřednictvím tohoto mechanismu fungují některé specifické struktury zvířat, například penis savců a želv a nohy pavouků..

Naproti tomu existují struktury, které používají hydrostatický kosterní mechanismus, ale postrádají tekutinou vyplněnou dutinu, jako jsou končetiny hlavonožců, jazyk savců a kmen slonů..

Mezi nejvýznamnější funkce hydrostatických koster patří podpora a pohyb, protože je to svalový antagonista a pomáhá při zesílení síly ve svalové kontrakci..

Funkčnost hydrostatického skeletu závisí na udržování konstantního objemu a tlaku, který vytváří - to znamená, že tekutina, která vyplňuje dutinu, je nestlačitelná..

Rejstřík článků

  • 1 Funkce
  • 2 Mechanismus hydrostatických skeletů
    • 2.1 Muskulatura
    • 2.2 Povolené typy pohybů
  • 3 Příklady hydrostatických skeletů
    • 3,1 Polypy
    • 3.2 Červovitá zvířata (vermiformní)
  • 4 Odkazy

Vlastnosti

Zvířata vyžadují speciální struktury pro podporu a pohyb. K tomu existuje široká rozmanitost koster, které poskytují antagonisty svalů a přenášejí sílu kontrakce..

Pojem „kostra“ však přesahuje typické kostní struktury obratlovců nebo vnější kostry členovců..

Tekutá látka může také splňovat požadavky na podporu pomocí vnitřního tlaku, tvořícího hydroskelet, široce distribuovaný v linii bezobratlých..

Hydroskelet se skládá z dutiny nebo uzavřených dutin naplněných tekutinami, které využívají hydraulický mechanismus, kde se kontrakce svalstva promítá do pohybu tekutiny z jedné oblasti do druhé a pracuje na mechanismu přenosu impulsu - svalového antagonisty.

Základní biomechanickou charakteristikou hydroskeletonů je stálost objemu, který tvoří. To musí mít schopnost komprimovat při aplikaci fyziologického tlaku. Tento princip je základem pro fungování systému.

Mechanismus hydrostatických skeletů

Nosný systém je prostorově uspořádán následovně: svalstvo obklopuje centrální dutinu naplněnou tekutinou.

Může být také uspořádán trojrozměrně s řadou svalových vláken, která tvoří pevnou svalovou hmotu, nebo ve svalové síti, která prochází prostory naplněnými tekutinou a pojivovou tkání..

Meze mezi těmito uspořádáními však nejsou dobře definovány a nacházíme hydrostatické kostry, které mají střední charakteristiky. I když existuje velká variabilita v hydroskeletonech bezobratlých, všechny fungují podle stejných fyzikálních principů..

Muskulatura

Tři obecná uspořádání svalů: kruhová, příčná nebo radiální. Kruhové svalstvo je souvislá vrstva, která je uspořádána po obvodu těla nebo dotyčného orgánu.

Příčné svaly zahrnují vlákna, která jsou umístěna kolmo k nejdelší ose struktur a mohou být orientována vodorovně nebo svisle - v tělech s pevnou orientací jsou obvykle svislá vlákna dorzoventrální a vodorovná vlákna jsou příčná.

Radiální svaly, na druhé straně, zahrnují vlákna umístěná kolmo k nejdelší ose od centrální osy směrem k obvodu struktury..

Většina svalových vláken v hydrostatických kostrách je šikmo pruhovaná a má schopnost „super prodloužení“.

Povolené typy pohybů

Hydrostatické kostry podporují čtyři typy pohybu: prodloužení, zkrácení, ohnutí a zkroucení. Když kontrakce ve svalu klesá, dochází k oblasti objemové konstanty, k prodloužení struktury.

K prodloužení dochází, když se kterýkoli ze svalů, svislý nebo vodorovný, stahuje, pouze udržuje tón směrem k orientaci. Ve skutečnosti celá operace systému závisí na tlaku vnitřní tekutiny.

Představte si válec s konstantním objemem s počáteční délkou. Pokud zmenšíme průměr kontrakcí kruhových, příčných nebo radiálních svalů, válec se natáhne do stran v důsledku zvýšení tlaku, ke kterému dochází uvnitř konstrukce..

Naproti tomu, pokud zvětšíme průměr, struktura se zkrátí. Zkrácení souvisí s kontrakcí svalů s podélným uspořádáním. Tento mechanismus je nezbytný pro hydrostatické orgány, jako je jazyk většiny obratlovců..

Například u chapadel hlavonožce (který používá typ hydrostatického skeletu) vyžaduje zmenšení průměru jen o 25%, aby se zvětšila délka o 80%..

Příklady hydrostatických skeletů

Hydrostatické kostry jsou široce rozšířeny v živočišné říši. Ačkoli jsou běžné u bezobratlých, některé orgány obratlovců fungují na stejném principu. Ve skutečnosti se hydrostatické kostry neomezují pouze na zvířata, některé bylinné systémy tento mechanismus používají..

Příklady sahají od notochordů charakteristických pro mořské stříkačky, hlavonožce, larvy a dospělé ryby, až po larvy hmyzu a korýšů. Níže popíšeme dva nejznámější příklady: polypy a červy.

Polypy

Sasanky jsou klasickým příkladem zvířat, která mají hydrostatickou kostru. Tělo tohoto zvířete je tvořeno dutým sloupem uzavřeným na základně a ústním diskem v horní části obklopující otvor úst. Svalstvo je v zásadě ten, který je popsán v předchozí části.

Voda vstupuje dutinou ústní, a když ji zvíře zavře, zůstane vnitřní objem konstantní. Kontrakce, která zmenšuje průměr těla, tedy zvyšuje výšku sasanky. Podobně, když sasanka rozšiřuje kruhové svaly, rozšiřuje se a její výška klesá.

Zvířata ve tvaru červu (vermiforms)

Stejný systém platí pro žížaly. Tato série peristaltických pohybů (prodlužování a zkracování) umožňuje zvířeti pohyb.

Tyto annelids jsou charakterizovány tím, že mají coelom rozděleny do segmentů, aby se zabránilo tekutině z jednoho segmentu ve vstupu do druhého, a každý z nich pracuje nezávisle..

Reference

  1. Barnes, R. D. (1983). Zoologie bezobratlých. Interamerican.
  2. Brusca, R. C. a Brusca, G. J. (2005). Bezobratlí. McGraw-Hill.
  3. French, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Fyziologie zvířat: mechanismy a adaptace. McGraw-Hill.
  4. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. (2001). Integrované principy zoologie (Sv. 15). McGraw-Hill.
  5. Irwin, M. D., Stoner, J. B. a Cobaugh, A. M. (Eds.). (2013). Zookeeping: úvod do vědy a techniky. University of Chicago Press.
  6. Kier, W. M. (2012). Rozmanitost hydrostatických skeletů. Journal of Experimental Biology, 215(8), 1247-1257.
  7. Marshall, A. J. a Williams, W. D. (1985). Zoologie. Bezobratlí (Sv. 1). Obráceně.
  8. Rosslenbroich, B. (2014). O původu autonomie: nový pohled na hlavní přechody v evoluci (Sv. 5). Springer Science & Business Media.
  9. Starr, C., Taggart, R., & Evers, C. (2012). Svazek 5 - Struktura a funkce zvířat. Cengage Learning.

Zatím žádné komentáře