Сравнительный обзор строения скелета.

Опорные образования, придающие телу беспозвоночныхопределенную форму, чрезвычайно разнообразны и могут иметь как мезо-, так и экто- и энтодермальное происхождение.

     Огромная группа одноклеточных живых существ для передвижения используют жгутики. Короткие и многочисленные жгутики называются ресничками. У инфузорий их число превышает 10 тыс. Иначе, чем жгутиковые, движется амёба. Выдвигая ложноножки (временные выпячивания на теле клетки) по направлению движения, она плавно «перетекает» с места на место.

     Эпителиально-мускульные клетки кишечнополостных содержат мышечные волокна. Гидра может медленно передвигаться с места на место, поочерёдно «ступая» то подошвой, то щупальцами. Такое движение можно сравнить с медленным кувырканием через голову. Для медуз характерен реактивный способ движения, при котором перемещение осуществляется за счет выталкивания воды из-под купола при сокращении стенок зонтика.

     Покровы тела плоских червей покрыты ресничками, благодаря которым они могут передвигаться. Под кожными покровами располагаются несколько слоёв мышц . Тело круглых червей одето снаружи плотной многослойной оболочкой, под которой находится сросшийся с ней слой мышц. Эти мышцы только продольные, поэтому черви могут изгибать свое тело, но не способны втягивать или укорачивать его. Способ передвижения - круговые движения. Тело кольчатых червей, в отличие от круглых червей, поделено кольцевыми перетяжками на 100-180 члеников. На каждом членике сидят маленькие упругие щетинки, которыми червь цепляется при движении за неровности почвы. Способ передвижения - поочерёдное сокращение кольцевых и продольных мышц: при сокращении кольцевых мышц тело червя становится длинным и тонким, а при сокращении продольных - укорачивается и утолщается.

     У брюхоногих моллюсков мускулистая нога занимает всю брюшную сторону тела. Скользя подошвой ноги по водным предметам, осуществляет передвижение. Двустворчатые моллюски имеют клиновидную ногу. При передвижении двустворчатые выдвигают вперед ногу и закрепляются ею в грунте, а затем подтягивает тело. Головоногие используют реактивный способ перемещения, путём засасывания и выталкивания воды ( до 50 км/ч.).

     Органы и структуры движения у членистоногих представлены членистыми конечностями, крыльями, плавательными конечностями, поперечно-полосатыми мышцами. У ракообразных 5 пар ходильных ног; у паукообразных – 4 пары, а у насекомых – 3 пары ходильных ног и 2 пары крыльев.

Хитиновый панцирь членистоногих является не только защитным образованием, но и местом прикрепления мускулатуры.

Скелет позвоночных образован костной тканью и делится на осевой скелет (позвоночник), скелет головы, скелет передних и задних конечностей и их поясов. Функция скелета хордовых заключается, во-первых, в защите органов от механических воздействий и, во-вторых, в том, чтобы служить опорой для органов передвижения.

Осевой скелет.

В процессе эволюции скелет позвоночных претерпел изменения. Первоначальным осевым скелетом являлась хорда, которая, по мере усложнения строения животных, втеснилась развивающимися позвонками.

Низшим этапом развития осевого скелета является сохранение хорды в течение всей жизни животного. Так, у бесчерепных, скелет представлен хордой и многочисленными стержнями из плотной студенистой ткани, образующей скелет непарных плавников и жаберного аппарата.

У большинства позвоночных хорда сохраняется лишь в ранних стадиях развития. В более поздних ее заменяет позвоночный столб, состоящий из позвонков. В позвонках различают тело, нижние и верхние дуги.

У круглоротых хорда сохраняется на протяжении всей жизни, но появляются закладки позвонков, представляющие собой небольшие парные хрящевые образования метамерно расположенные над хордой. Они называются верхними дугами.

У примитивных рыб кроме верхних дуг появляются инижние дуги, а у высших рыб и тела позвонков. Тела позвонков у большинства рыб и животных вышестоящих классов формируются из ткани, окружающей хорду, а также из основания дуг. С телами позвонков срастаются верхние и нижние дуги. Концы верхних дуг срастаются между собой, образуя канал, в котором находится спинной мозг. На нижних дугах возникают отростки, к которым прикрепляются ребра.

Остатки хорды сохраняются у рыб между телами позвонков. У рыб различают два отдела позвоночного столба: туловищный и хвостовой. Функция первого- поддержание внутренних органов, второго- участие в передвижении тела.

У земноводных уже на ранних стадиях развития хорда замещается позвонками. В позвоночном столбе появляются два новых отдела - шейный и крестцовый. Шейный отдел составляет всего один позвонок, грудной состоит из 5 позвонков, снабженных ребрами. Но ребра невелики, не доходят до грудины и заканчиваются свободно. Крестцовый отдел состоит из одного позвонка, являющегося опорой для костей таза и задних конечностей. Хвостовой отдел у хвостатых амфибий состоит из большого числа позвонков, а у бесхвостовых они срастаются в одну кость.

У рептилий в позвоночном столбе имеется 5 отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. В шейном отделе у различных видов число позвонков колеблется, достигая у некоторых восьми; первый шейный позвонок (атлант) приобретает форму кольца, а второй имеет зубовидный отросток, на котором свободно вращается первый. Этим обеспечивается подвижность головы. В грудном отделе число позвонков непостоянно. К ним прикреплены хорошо развитые ребра, большинство которых соединено с грудиной. Таким образом, у рептилий появляется грудная клетка, обеспечивающая лучшую вентиляцию легких. К позвонкам поясничного и крестцового отделов также прикрепляются ребра. В крестцовом отделе имеются 2 позвонка. В хвостовом отделе число позвонков варьирует.

У птиц позвоночный столб сходен с таковым у пресмыкающихся, но в нем сильно выражены черты специализации. Хорошо развит шейный отдел. Число позвонков в нем может достигать 25, чем обеспечивается большая его подвижность.

У млекопитающих хорда сохраняется лишь в виде участков внутри межпозвонковых хрящей В позвоночном столбе 5 отделов: шейный, грудной, крестцовый, поясничный и хвостовой. В шейном отделе постоянное число позвонков- 7. В грудном отделе их не постоянно от 9 до 24, чаще 12-13. К грудным позвонкам прикрепляются ребра, большинство из них соединено грудиной. В поясничном отделе от 3 до 9 позвонков. Крестец образуют сросшиеся позвонки. Число позвонков в хвостовом отделе очень изменчиво.

Скелет конечностей.

Существуют два типа свободной конечности: плавник рыбы и пятипалая конечность наземных позвоночных. В разных классах позвоночных и в пределах каждого класса конечности животных отличаются особенностями строения, что связано с выполнением ими различных функций.

Конечности наземных позвоночных произошли от плавников рыб. 

     Рыбы - водные животные, имеют твердый скелет (костный, хрящевой или частично окостеневший). В основном рыбы имеют обтекаемую форму тела, что помогает им быстро двигаться в воде. Голова плавно переходит в туловище, а туловище в хвост. Органы движения представлены парными и не парными плавниками. Каждый плавник состоит из тонкой кожной перепонки, которая представлена костными плавниковыми лучами. Грудные и брюшные плавники обеспечивают повороты тела, остановку, сохранение равновесия. Под кожей рыб расположены прикреплённые к костям мышцы, образующие мускулатуру. Сокращение и расслабление мышц вызывает изгибание тела рыбы, благодаря чему она передвигается в воде.

      Органы движения земноводных представлены парными передними и задними конечностями. Каждая конечность состоит из трех главных отделов. В передней ноге различают: плечо, предплечье и кисть. В задней конечности эти отделы называются: бедром, голенью, стопой. Отделы конечностей подвижно соединены между собой при помощи суставов. Задние ноги значительно длиннее и сильнее передних. Строение мышечной системы лягушки сложнее, чем у рыбы. Особенно хорошо у нее развиты мышцы конечностей.

     Органы движения пресмыкающихся представлены 2-мя парами конечностей, скелет которых содержит те же кости, что и у земноводных. Движение у пресмыкающихся бывает: а) ползанье, плаванье (змеи), б) ходьба, плаванье (черепахи).

     Скелет птиц значительно видоизменен в связи с приспособленностью к полету: повышена прочность в результате срастания костей, большинство костей пневматичные и трубчатые. На грудине образован киль, к которому прикрепляются мышцы. Передние конечности преобразованы в крылья. Наличие воздушных полостей в костях необходимо для полета. Передняя конечность птицы имеет только три пальца. В ноге различают толстое бедро, более тонкую и длинную голень, цевку и пальцы. Самые крупные мышцы в теле летающих птиц - парные большие грудные мышцы (опускание крыльев).

     У млекопитающих 4 пятипалые конечности, которые ушли под туловище, что позволило быстро передвигаться и легко удерживать вес тела.  Способы передвижения у млекопитающих очень разнообразны и зависят от образа жизни:

Скелет головы.

Череп расположен на переднем конце лицевого скелета. Он состоит из двух, частей отличающихся по происхождению и выполняемым функциям: черепной коробки, которая служит вместилищем для головного мозга и висцерального скелета, дающего опору органам передней части пищеварительного канала. В процессе эволюции наиболее значительные преобразования происходят в висцеральном скелете. У зародышей всех позвоночных, а у низших в течение всей жизни висцеральный скелет состоит из дуг, охватывающих переднюю часть пищеварительной трубки. У рыб они дифференцируются на челюстную дугу, которая предназначена для захвата пищи; подъязычную - для прикрепления к черепной коробке и жаберную дугу - для прикрепления жаберных лепестков.

У наземных позвоночных висцеральный скелет сильно редуцируются: верхняя часть челюстной дуги срастается с дном черепной коробки, из подъязычной дуги образуются небольшие косточки, входящие в состав среднего уха. Вторая и третья жаберные дуги у млекопитающих образуют щитовидный хрящ, а из четвертой и пятой дуг формируются остальные хрящи гортани. У рыб костей в черепе более 100; у земноводных – 15-19, у рептилий – 40-70, у птиц – 20 и у млекопитающих – 22-40.

Задание:

1) Прочитайте параграф (§37 учебника) и рассмотрите рис. 12-16. 2) Заполните таблицу №1 (сводную).

Подумайте и ответьте:

1) Для каких животных характерен гидро- и экзоскелет? Из чего состоит экзоскелет? 2) Из каких отделов состоит осевой скелет рыб? 3) Как эволюционировал осевой скелет, в чем заключались изменения этого скелета?

4) Для каких классов животных характерно всегда одинаковое количество шейных позвонков у всех видов? 5) У каких позвоночных впервые появляются конечности и чем они представлены? 6) У каких животных самое большое количество костей в черепе? В каком направлении шла эволюция черепа у позвоночных? 7) В каком направлении шла эволюция строения и расположения конечностей у наземных позвоночных? Каким животным легче поддерживать тело и почему?