ENDOSKELETS: DAĻAS UN FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Endoskeleton ir struktūra, kas atbalsta ķermeni cilvēku un daži dzīvnieki no iekšpuses, ļaujot tai pārvietoties un struktūru un veidot ķermeni. Dzīvniekiem, piemēram, zivīm, putniem un zīdītājiem, ir endoskeleti. Sarežģītākos dzīvniekos tas kalpo kā enkurs muskuļu struktūrām.

Cilvēkam vai krokodilā šie muskuļi ir noenkuroti ar kauliem un mijiedarbojas ar tiem, lai radītu spēku, saliektos un veiktu visus ikdienas uzdevumus, kas nepieciešami, lai nodrošinātu organisma veselību un izdzīvošanu.

Dažādu dzīvnieku skeletu attēls.

Citiem dzīvniekiem (piemēram, haizivīm) ir ļoti maz kaulu, un endoskeletus veido galvenokārt skrimšļi. Viņi visu savu pieaugušo dzīvi dzīvo ar skrimšļainiem balstiem, kas neatstāj fosiliju ierakstus. Šie endoskeleti parasti ir elastīgāki nekā kauli, taču tie ir mazāk izturīgi.

Endoskelets un eksoskelets: atšķirības

Branchiostoma lanceolatum. Jūs varat redzēt endoskeletu. Avots: © Hans Hillewaert /

Endoskelets aug, augot ķermenim, ļauj viegli piestiprināt muskuļus, un tam ir daudz locītavu, kas nodrošina elastību. Tas vairākos veidos atšķiras no eksoskeleta.

Daudziem kukaiņiem un vēžveidīgajiem ir eksoskeleti, kas ir cietas, gliemežveidīgas struktūras, kas ķermeni pārklāj no ārpuses. Šīs struktūras ir statiskas, kas nozīmē, ka tās neaug.

Dzīvnieki ar eksoskeletonu visu mūžu paliek nemainīgā lielumā vai pārvietojas vecajos eksoskeletonos, lai augot iegūtu pilnīgi jaunus.

Turpretī endoskeleti ir mugurkaulnieku ķermeņa pastāvīgās daļas. Endoskelets sāk veidoties embrionālā stadijā.

Dzīvnieku kaulus sākotnēji bieži veido no skrimšļiem, pēc tam laika gaitā tie pārvērš kaulu procesā, ko sauc par pārkaulošanos. Dzīvniekam augot, kauli nostiprinās, sabiezējas un pagarinās līdz pilnam izmēram.

Endoskeleta daļas

Mugurkaulnieku skeleta sistēmu raksturo vairākas viegli identificējamas daļas. Pirmais ir mugurkauls. Visi endoskeleti ir veidoti ap piestiprinātu disku sakrautu mugurkaulu, kas veidota kā kolonna, kurā atrodas dzīvnieka centrālā nervu sistēma.

Mugurkaula augšpusē ir galvaskauss, kurā atrodas smadzenes. Vienīgais izņēmums no šī noteikuma ir adatādaiņiem, kuriem nav galvaskausu vai smadzeņu. Viņa kustības pilnībā kontrolē viņa centrālā nervu sistēma.

No mugurkaula sniedzas arī ekstremitātes, spuras un jebkuras citas ekstremitātes. Lielākajai daļai dzīvnieku endoskelets ir pārklāts muskuļos, saitēs un audos.

Šie starplikas ļauj endoskeletonam spēlēt nozīmīgu lomu ķermeņa kustībā un motora vadībā. Kaulu struktūra, ko nodrošina endoskelets, ļauj ķermenim precīzi stāvēt, sēdēt, saliekt un peldēt.

Orgānu aizsardzība ir vienlīdz svarīga endoskopiskā funkcija. Mugurkaulnieku ķermeņus regulē sarežģīta iekšējo orgānu sistēma, ieskaitot sirdis, plaušas, nieres un aknas. Endoskelets aizsargā šos orgānus no bojājumiem, aizsargājot tos ar ribu kaulu "būru".

Svarīgākās funkcijas

Endoskeleta galvenās funkcijas ir:

-Sniedziet atbalstu ķermenim un palīdziet saglabāt formu, pretējā gadījumā ķermenis nebūs stabils.

-Aizsargājiet delikātos iekšējos orgānus, piemēram, ribu būru, kas aizsargā sirdi un plaušas no jebkādiem bojājumiem

-Tas kalpo kā rezervuārs kalcija un fosfāta organismā.

-Ražo asins šūnas. Sarkanās asins šūnas tiek veidotas kaulu smadzenēs, un tas uztur pastāvīgu asins šūnu piegādi.

-Ļauj ķermenim precīzi stāvēt, sēdēt, saliekties un peldēt.

Endoskeleta priekšrocības

Priekšrocības ietver spēcīgas īpašības, kas atbalsta svaru un vienmērīgu augšanu. Endoskeleti parasti ir sastopami lielākiem dzīvniekiem labākas svara izturības dēļ, jo eksoskeleti var ierobežot augšanu svara dēļ.

Galvenā priekšrocība būtu tāda, ka endoskeletu var izmantot kā sviru un stiprinājuma punktus muskuļiem, kas nozīmē, ka pastāv biomehāniska priekšspēle, kas mūsu mērogā ir ļoti svarīga.

Skudriņai vai zirneklim ir liela izturība attiecībā pret tā lielumu pēc savas skalas, bet, ja tas būtu cilvēka lielums, tas tik tikko spētu piecelties, jo tā muskulatūra ir ierobežotā stingrā eksoskeletonā.

Arī būtnei ar plaušām ir daudz vieglāk, ja tai ir elastīgs endoskeleta un ribu būris, jo tā var viegli veikt elpu, nepiespiežot citus orgānus.

Evolūcija

Nēģi

Agrākais skelets mugurkaulnieku ligzdā bija nemineralizēts skrimšļains endoskelets bez kolagēna. Tas galvenokārt bija saistīts ar rīkli taksonos, piemēram, lancetēs, nēģos un raganās.

Pēc kolagēna II evolūcijas varētu veidoties skrimšļi, kuru pamatā ir kolagēns. Atšķirībā no dzīvniekiem, kuriem nebija kolagēna skeleta, daži agrīnie hondrichtyans (piemēram, haizivis) endokondrālo osifikācijas procesa laikā spēja veidot skeleta daļas.

Tomēr fosilā reģistra trūkuma dēļ nav skaidrs precīzs izcelsmes laiks un tas, cik lielā mērā šis mehānisms tika izmantots.

No evolūcijas viedokļa endohondrālā pārkaulošanās ir jaunākā no 2 kaulu veidošanās veidiem (vecākais dermas kauls tika izveidots ar intramembranozu pārkaulošanos).

Tas tika ražots mugurkaulnieku skeletos, aizstājot skrimšļa veidnes. Endohondrālā pārkaulošanās process attīstījās pakāpeniski, sākot ar perihondrālu kaulu nogulsnēšanos, izmantojot molekulāros rīkus, kas bija izveidojušies kaulu vairogu evolūcijas laikā ādā.

Tas notika pirms skrimšļa noārdīšanās un endohondrālo kaulu nogulsnēšanās procesu evolūcijas, par ko liecina galvenokārt haizivju skeleta ģenēzes pētījumi. Endohondrālā pārkaulošanās nodrošināja strukturālu atbalstu mugurkaulnieku ekstremitāšu attīstībai.

Ar sauszemes mugurkaulnieku parādīšanos skeleta funkcija paplašinājās jaunos virzienos. Kaut arī kauls joprojām bija kalcija un fosfora rezervuārs un darbojās kā vairogs neaizsargātām ķermeņa daļām, tas arī sāka kalpot kā asins šūnu veidošanās vieta un ļāva kustēties un mehāniski atbalstīt.

Atsauces

1. BBC komanda (2014). Endoskelets un eksoskelets. BBC. Atgūts no: bbc.co.uk.
2. Darja Obradoviča Vāgnere (2008). Kur radās kauls ?. Berlīnes universitātes Ķīmijas un bioķīmijas institūts. Atgūts no: archive.org.
3. Sāra Meers (2016). Endoskelets un eksoskelets. Pētījums. Atgūts no: study.com.
4. Wise Geek komanda (2017). Kas ir endoskelets ?. Gudrs Geeks. Atgūts no: wisgeek.com.