Vertebrados. §37. Sistema musculo-esquelético

Questão 1.
Esqueleto executa as seguintes funções:
1) apoio - para todos os outros sistemas e órgãos;
2) motor - garante a movimentação do corpo e de suas partes no espaço;
3) protetor - protege o tórax e cavidade abdominal, cérebro, nervos, vasos sanguíneos.

Questão 2.
Distinguir dois tipos de esqueleto- externo e interno. Alguns protozoários, muitos moluscos e artrópodes têm um exoesqueleto - são as conchas de caracóis, mexilhões, ostras, as cascas duras de lagostins, caranguejos e as coberturas quitinosas leves, mas duráveis, dos insetos. Radiolários invertebrados, cefalópodes e vertebrados possuem um esqueleto interno.

Questão 3.
O corpo dos moluscos geralmente é encerrado em uma concha. A pia pode ser composta por duas portas ou ter outro formato em forma de tampa, espiral, espiral, etc. A casca é formada por duas camadas - a externa, orgânica, e a interna, feita de carbonato de cálcio. A camada calcária é dividida em duas camadas: atrás da camada orgânica encontra-se uma camada semelhante a porcelana formada por cristais prismáticos de carbonato de cálcio, e abaixo dela está uma camada de madrepérola, cujos cristais têm o formato de finas placas em qual ocorre a interferência luminosa.
A concha é um esqueleto rígido externo.

Pergunta 4.
O corpo e os membros dos insetos possuem uma cobertura quitinizada - a cutícula, que é o exoesqueleto. A cutícula de muitos insetos é dotada de um grande número de pelos que desempenham a função de toque.

Pergunta 5.
Os protozoários podem formar esqueletos externos na forma de conchas ou conchas (foraminíferos, radiolários, flagelados blindados), bem como esqueletos internos de vários formatos. A principal função do esqueleto do protozoário é protetora.

Pergunta 6.
A presença de capas duras nos artrópodes impede o crescimento contínuo dos animais. Portanto, o crescimento e o desenvolvimento dos artrópodes são acompanhados por mudas periódicas. A cutícula velha se desprende e até que a nova endureça, o animal cresce.

Pergunta 7.
Os vertebrados possuem um esqueleto interno, cujo principal elemento axial é a notocorda. Nos vertebrados, o esqueleto interno consiste em três seções - o esqueleto da cabeça, o esqueleto do tronco e o esqueleto dos membros. Os vertebrados (peixes anfíbios, répteis, aves, mamíferos) possuem um esqueleto interno.

Pergunta 8.
Plantas então possuem também estruturas de suporte com as quais transportam as folhas em direção ao sol e as sustentam de forma que as lâminas das folhas sejam iluminadas da melhor forma possível luz solar. Nas plantas lenhosas, o principal suporte é o tecido mecânico. Existem três tipos de tecidos mecânicos:
1) o colênquima é formado por células vivas de vários formatos. Eles são encontrados em caules e folhas de plantas jovens;
2) as fibras são representadas por células mortas alongadas com membranas uniformemente espessadas. As fibras fazem parte da madeira e do bastão. Um exemplo de fibras liberianas não lignificadas é o linho;
3) células pedregosas têm forma irregular e conchas lignificadas altamente espessadas. Essas células formam cascas de nozes, pedras de drupas, etc. Células pedregosas são encontradas na polpa dos frutos da pêra e do marmelo.
Em combinação com outros tecidos, o tecido mecânico forma uma espécie de “esqueleto” da planta, especialmente desenvolvido no caule. Aqui, ele geralmente forma uma espécie de cilindro que corre dentro da haste ou está localizado ao longo dela em fios separados, proporcionando resistência à flexão da haste. Na raiz, ao contrário, o tecido mecânico concentra-se no centro, aumentando a resistência à tração da raiz. A madeira também desempenha um papel mecânico; mesmo depois de morrer, as células da madeira continuam a desempenhar uma função de suporte.

Filogenia da cobertura corporal. A partir dos cordados inferiores, encontra-se uma divisão do tegumento externo ou pele em uma camada epitelial superficial de origem ectodérmica (epiderme) e uma camada de tecido conjuntivo subjacente, que se desenvolve a partir do mesoderma (cório ou pele). os tecidos tegumentares são pouco desenvolvidos, o epitélio é de camada única, cilíndrico, contém células glandulares individuais . O córion é representado por uma pequena camada de tecido conjuntivo gelatinoso.

No subfilo de Vertebrados, a diferenciação da pele em epiderme e cório claramente distinguíveis continua. A epiderme torna-se multicamadas, sendo a sua camada inferior constituída por células cilíndricas que se multiplicam ativamente e reabastecem as camadas superficiais das células. O cório é representado pela substância fundamental, fibras e células. A pele forma vários apêndices, sendo os principais as formações protetoras e as glândulas.

Peixe. Nos peixes cartilaginosos, a epiderme contém um grande número de glândulas mucosas unicelulares. ("O cório é denso, fibroso. Todo o corpo é coberto por escamas placóides, que são placas que sustentam uma espinha ou dente. Sua base fica no cório, e a espinha perfura a epiderme e sai. As escamas consistem em dentina - um composto matéria orgânica com cal, mais duro que osso e isento de células.

A camada de escamas placóides é formada na borda da epiderme e do córion. A camada inferior da epiderme assume a forma de uma capa, na qual uma massa de células mesodérmicas está embutida na forma de uma papila. As células que formam as paredes da tampa tornam-se cilíndricas. As células mesoderme subjacentes (escleroblastos) também estão dispostas em uma camada ordenada e contínua. As células desta camada formam

placa dentinária - base das escamas, cobrindo a papila mesodérmica. Células localizadas aleatoriamente em seu meio formam a polpa. O espessamento adicional da dentina ocorre devido a uma camada de escleroblastos, em cuja superfície aparecem cada vez mais camadas de dentina, devido às quais a coluna cresce e passa pela epiderme. A parte externa da ponta é coberta por esmalte, ainda mais duro que a dentina.

você peixe ósseo o corpo também é coberto por escamas, mas, ao contrário dos peixes cartilaginosos, é coberto por ossos. As escamas têm a aparência de placas finas e arredondadas, em forma de ladrilho, sobrepostas umas às outras e cobertas externamente por uma fina camada de epiderme. O desenvolvimento das escamas ósseas ocorre inteiramente devido ao córion, sem a participação da epiderme. Filogeneticamente, as escamas ósseas estão relacionadas às escamas placóides mais primitivas.

Anfíbios. A pele dos anfíbios é nua e sem escamas. A queratinização da camada superior é fracamente expressa. O córion é representado por fibras de tecido conjuntivo que correm estritamente paralelas e elementos celulares. Existem muitas glândulas mucosas na pele. Glândulas da pele criam uma película líquida na superfície, que promove as trocas gasosas (respiração da pele) e protege a pele do ressecamento, uma vez que a queratinização fraca não protege os anfíbios da perda de água. Além disso, as propriedades bactericidas da secreção das glândulas impedem a penetração de micróbios. As glândulas de veneno protegem o animal dos inimigos.

Répteis. Em conexão com a transição para um estilo de vida terrestre nos répteis, o grau de queratinização da epiderme aumenta (proteção contra ressecamento e danos). As escamas ficam com tesão. A epiderme está claramente dividida em duas camadas: a inferior (malpighiana), cujas células se multiplicam intensamente, e a superior (córnea), contendo células que morrem gradativamente em decorrência de um tipo especial de degeneração. Nas células aparecem gotas de querato-hialina, uma substância córnea, cuja quantidade aumenta gradativamente, o núcleo desaparece, a célula se achata e se transforma em uma escama córnea dura, que então se desprende. Devido à multiplicação de células na camada alpina, as células do estrato córneo são constantemente reabastecidas. O desenvolvimento das escamas córneas ocorre inicialmente da mesma forma que as escamas ósseas. As diferenças no desenvolvimento são observadas na fase final e consistem na transformação da epiderme. Os répteis não possuem glândulas cutâneas.

Mamíferos. A pele dos mamíferos possui uma estrutura particularmente complexa. Ambas as camadas - epiderme e córion são bem desenvolvidas. A epiderme dá origem a muitos derivados da pele - cabelos, unhas, garras, cascos, chifres, escamas e várias glândulas. A própria pele adquire uma espessura considerável e consiste principalmente de tecido conjuntivo fibroso. Uma camada de tecido adiposo subcutâneo se forma na parte inferior do córion.

Característica os mamíferos possuem pelos, cuja principal função é proteger o corpo da perda de calor. O cabelo é um apêndice com tesão estrutura complexa. Um adulto tem pêlos em todo o corpo, exceto nas palmas das mãos e plantas dos pés, mas são bastante reduzidos.

A pele contém um grande número de glândulas multicelulares - glândulas sudoríparas, sebáceas e lácteas. Glândulas sudoriparas os mamíferos são homólogos às glândulas da pele dos anfíbios. Às vezes, as glândulas sudoríparas formam acumulações locais. A secreção das glândulas sudoríparas, via de regra, tem consistência líquida e pode ser de composição mucosa ou proteica, ou conter gordura. As glândulas sudoríparas desempenham um papel importante nos processos de excreção e termorregulação. A evaporação do suor está associada a uma grande perda de calor.

Glândulas sebáceas secretam uma secreção que lubrifica a superfície do cabelo e da pele, protegendo-a das influências ambientais. O aparecimento de glândulas sebáceas é marca mamíferos.

As glândulas mamárias são homólogas às glândulas sudoríparas. A semelhança mais próxima glândulas sudoriparas possuem glândulas mamárias de mamíferos cloacais (equidna, ornitorrinco), nas quais se localizam em grupo no chamado campo glandular, que se localiza na bolsa para produção de ovos e filhotes. A secreção flui para a superfície e é lambida pelos filhotes. Os marsupiais possuem um mamilo, onde cada glândula se abre com sua própria abertura. Ao longo das bordas do mamilo em desenvolvimento podem-se encontrar todas as transições sucessivas entre as glândulas sudoríparas comuns e as glândulas mamárias típicas.

Em animais vivíparos, uma faixa pareada de epitélio espessado é formada nas laterais do abdômen - a linha láctea, e nela estão as glândulas mamárias e os mamilos.

A principal direção da evolução do tegumento externo é a diferenciação das camadas da pele e seus derivados (glândulas, escamas, penas, cabelos), que proporcionam proteção contra diversas influências ambientais - ressecamento, estresse mecânico, perda de calor e superaquecimento.

Filogenia do esqueleto. Entre invertebrados O exoesqueleto é mais comum na forma de formações cuticulares do epitélio ectodérmico. Esse esqueleto é mais desenvolvido nos artrópodes. Consiste em quitina, protege o corpo de dano mecânico, secando e serve como local de fixação muscular.

você cordados inferiores(cranial) um esqueleto axial interno aparece na forma de uma notocorda e cordões fibrosos densos que sustentam as nadadeiras e fendas branquiais. A notocorda é um cordão elástico que consiste em células vacuolizadas especiais (derivados da endoderme). Ele se estende ao longo do lado dorsal, da extremidade frontal do corpo até as costas. Uma concha elástica cobre a superfície da corda. A função de suporte da notocorda é assegurada pela elasticidade das membranas e vacúolos celulares, que suportam pressão interna(turgor).

você cordados superiores esqueleto (vertebrado) alto grau diferenciação.

Esqueleto axial. Nos vertebrados inferiores - ciclóstomos e peixe inferior - a notocorda persiste ao longo da vida. Mas, ao mesmo tempo, os arcos vertebrais superior (nos ciclóstomos) e inferior (nos peixes) aparecem na forma de cartilagens emparelhadas, localizadas metamericamente acima e abaixo da notocorda. Significado funcional não têm arcos. você peixe mais alto, além dos arcos, os corpos vertebrais se desenvolvem - seja devido ao crescimento das bases dos arcos, formando um anel de cartilagem ou tecido ósseo ao redor da notocorda, ou em parte devido aos arcos, e em parte a partir do tecido esquelético circundante a notocorda. Após a formação do corpo vertebral, os arcos crescem até ele. As extremidades dos arcos superiores crescem juntas entre os dois lados, formando um canal medula espinhal e o processo espinhoso, os arcos inferiores emitem processos laterais (processos transversos). Assim, inicialmente cada vértebra é composta por vários elementos. Nos peixes, a corda é comprimida pelas vértebras e assume a aparência de uma corda distinta. A coluna vertebral é diferenciada em seções tronco e caudal. Todas as vértebras da região do tronco apresentam costelas. Não há costelas na região caudal.

Na coluna anfíbios duas novas seções são diferenciadas - cervical e sacral, cada uma representada por uma vértebra. A coluna cervical proporciona a mobilidade da cabeça necessária em ambientes terrestres mais desafiadores. A vértebra carrega costelas. A seção sacral surge na borda da cauda e do tronco, fornece suporte para os ossos pélvicos e membros posteriores. A seção do tronco é representada por cinco vértebras, que apresentam costelas de comprimento insignificante. Eles não atingem o esterno e terminam livremente.

você répteis o número de seções da coluna aumenta; surge um novo departamento - a lombar. O número de vértebras nos departamentos aumenta para 8-12. Transformações progressivas estão ocorrendo na coluna cervical. O corpo da primeira vértebra cervical não é conectado por arcos, mas se funde com o corpo da segunda vértebra cervical, formando um processo odontóide. A primeira vértebra cervical assume a forma de um anel e pode girar livremente na segunda vértebra, o que aumenta drasticamente a mobilidade da cabeça. As costelas na região cervical são reduzidas. Na região torácica, todas as vértebras apresentam costelas bem desenvolvidas. A maioria deles se conecta ao esterno, formando a caixa torácica. A aparência do tórax proporciona um mecanismo respiratório mais avançado. A região lombar é caracterizada por maciços processos transversos formados pelo crescimento de costelas rudimentares.

você mamíferos na idade adulta, a notocorda é preservada apenas na forma do núcleo pulposo das vértebras. A coluna vertebral consiste em cinco seções - cervical, torácica, lombar, sacral, caudal. Caracteristicamente, existe um número constante de vértebras na região cervical, igual a?. As costelas das vértebras cervicais estão completamente reduzidas. Na região torácica, o número de vértebras varia de 9 a 14, mais frequentemente de 12 a 13. As vértebras apresentam costelas, a maioria delas conectadas ao esterno. A região lombar contém de 2 a 9 vértebras com poderosos processos transversos. O sacro é formado por vértebras fundidas, em número de 10 ou mais. O número de vértebras na região caudal varia.

Esqueleto de um membro livre. Pela primeira vez, os membros aparecem nos peixes na forma de nadadeiras emparelhadas - peitorais e abdominais, que no processo de evolução se transformam em membros de cinco dedos - órgãos de movimento dos animais terrestres.

Na maioria dos peixes, o esqueleto da barbatana peitoral é dividido em uma seção proximal, consistindo de um pequeno número (1-3) de placas cartilaginosas relativamente grandes, e uma seção distal, construída a partir de um grande número de raios finos localizados radialmente. Cada viga consiste em um grande número de pequenos elementos localizados ao longo de seu eixo. Todas as partes do esqueleto da nadadeira estão fixamente conectadas umas às outras e formam um único plano. COM cintura escapular a barbatana é conectada imóvel, pois vários elementos da seção proximal estão envolvidos na articulação. Na grande maioria dos peixes, as barbatanas não podem servir de suporte para o corpo, mas são utilizadas como meio de mudar a direção do movimento (giros). A exceção são as barbatanas fósseis. peixe com barbatanas lobadas(Crossopterigia), difundido no período Devoniano (cerca de 300 milhões de anos atrás) e depois extinto. Apenas um dos ramos com nadadeiras lobadas sobreviveu até hoje na área da costa sudeste da África.

Primeiro anfíbios(estegocéfalos) tinham membros com cinco dedos. Seu esqueleto, em termos de estrutura e relação dos ossos, era muito semelhante às nadadeiras dos peixes com nadadeiras lobadas (ver Fig. 132, c). Como nos peixes com nadadeiras lobadas, a seção proximal é representada por um elemento grande (o ombro), seguido por 2 elementos ósseos que compõem o antebraço, depois há 3-4 fileiras de pequenos ossos que mantêm o arranjo radial correto (pulso). ). Depois do punho vem o metacarpo (5 ossos) e, por fim, as falanges dos dedos, que também mantêm o arranjo ósseo do tipo radial. Este plano esquelético é o mesmo para todos os vertebrados terrestres.

Junto com a simplificação da estrutura e a redução do número de elementos ponto importante no processo de transformação das nadadeiras em membros terrestres, a forte conexão dos elementos esqueléticos entre si foi substituída por articulações móveis em forma de articulações. Como resultado, o membro passou de uma alavanca simples para uma alavanca complexa, cujas partes são móveis umas em relação às outras. O processo de simplificação do esqueleto dos membros com nadadeiras lobadas continuou mais tarde. As principais alterações afetaram a seção distal. Isso resultou em uma diminuição adicional no número de raios. Os ancestrais das formas terrestres tinham 7 dedos conectados por uma membrana. Ao chegar à terra, os dedos externos foram reduzidos e transformados em rudimentos. O número de elementos ósseos no punho também diminuiu. Os anfíbios possuem 3 fileiras de ossos do carpo - proximal, médio e distal. você vertebrados superiores a fileira do meio desaparece e o número de ossos em cada fileira diminui sucessivamente, assim como as falanges. Ao mesmo tempo, durante a evolução das formas terrestres, ocorre um alongamento significativo dos ossos das seções proximais - ombro, antebraço, bem como da seção distal (dedos), enquanto os ossos da seção intermediária são encurtados.

Mão humana preserva o plano estrutural dos membros dos ancestrais - ombro, antebraço, punho, metacarpo, falanges dos dedos. Ao mesmo tempo, tem diferenças associadas à sua nova função - a transformação em órgão de trabalho. As características estruturais e a excepcional variedade de funções específicas da mão humana surgiram no processo de domínio da atividade laboral. A mão, portanto, como observou F. Engels, não é apenas um órgão, mas também um produto do trabalho.

Esqueleto de cabeça(escápio). O crânio dos vertebrados consiste em 2 seções principais - o crânio axial e o visceral. A seção axial (crânio) é uma continuação do esqueleto axial e serve para proteger o cérebro e os órgãos sensoriais. A região visceral (crânio facial) forma o suporte da parte anterior do trato digestivo.

Ambas as partes do crânio se desenvolvem independentemente uma da outra e de varias maneiras. As transformações mais significativas no processo de evolução ocorrem no crânio visceral, cujos elementos se transformam no aparelho mandibular, e nos superiores, além disso, dão origem a elementos do órgão da audição.

Nos estágios iniciais de desenvolvimento, viscerais e seções axiais os crânios não estão conectados entre si, mas mais tarde surge essa conexão.

Comum a todos os embriões, a região do crânio axial e visceral sofre alterações no processo de desenvolvimento pós-embrionário de acordo com as características desenvolvimento histórico cada aula.

você peixe inferior O crânio axial (cartilaginoso) na idade adulta cobre mais firmemente o cérebro. A região occipital aparece, as cápsulas auditivas estão incluídas nas paredes laterais e as cartilagens olfativas estão fixadas na parte frontal do crânio. O crânio visceral consiste em uma série de arcos viscerais cartilaginosos que cobrem a faringe como um arco (ver Fig. 135), dos quais o primeiro arco (maxilar) consiste em apenas dois cartilagens grandes, alongado no sentido ântero-posterior - superior (palatoquadrático) e inferior (Meckeliano). As cartilagens superiores e inferiores de cada lado são fundidas entre si e desempenham as funções dos maxilares (maxilares primários). O segundo arco visceral consiste em duas cartilagens pareadas e uma não pareada, conectando as cartilagens pareadas entre si por baixo. O elemento superior do par, o maior, é a cartilagem hiomandibular, o elemento pareado inferior é o hióide e o elemento não pareado é a cópula. A borda superior da cartilagem hiomandibular está conectada ao crânio, a borda inferior está conectada à cartilagem hióide e a borda anterior está conectada ao arco da mandíbula situado na frente. Assim, a cartilagem hiomandibular atua como uma suspensão para o arco da mandíbula; ela se fixa ao crânio por meio do arco hióide. Este tipo de conexão das mandíbulas com o crânio é denominado hiostilia (crânio hióstilo) e é característico dos vertebrados inferiores.Os arcos restantes (3-7) formam um suporte para o aparelho respiratório.

você peixe mais alto(ósseo), junto com o crânio cartilaginoso primário, homólogo ao crânio axial dos peixes inferiores, um crânio secundário aparece nos ossos superiores. O crânio secundário é muito mais largo que o primário. Cobre o crânio primário por cima (ossos parietais, frontais, nasais pareados), por baixo (osso grande não pareado - paraesfenóide) e por lados (ossos supratemporais, escamosos). As principais alterações no crânio visceral dizem respeito ao arco da mandíbula. A mandíbula superior, em vez de uma grande cartilagem quadrada palatina, consiste em 5 elementos - a cartilagem palatina, o osso quadrado e 3 ossos pterigóides. À frente do primário maxilar superior São formados 2 grandes ossos acima da cabeça - o pré-maxilar e o maxilar, equipados com dentes grandes, que se tornam os maxilares superiores secundários. A extremidade distal da mandíbula decídua também é coberta pelo grande dentário, que se projeta para frente e forma a mandíbula secundária. Assim, a função das mandíbulas nos peixes superiores passa para as mandíbulas secundárias formadas por ossos sobrepostos. O arco hióide mantém sua função anterior de suspender as mandíbulas do crânio. Conseqüentemente, o crânio dos peixes superiores também é hióstilo.

você anfíbios mudanças significativas dizem respeito principalmente à região visceral, pois com a transição para um estilo de vida terrestre, a respiração branquial é substituída pela respiração cutâneo-pulmonar. O crânio primário dos anfíbios quase não sofre ossificação e não difere do crânio primário dos peixes. O crânio secundário é caracterizado por uma redução pronunciada no número de elementos ósseos.

Em relação ao crânio visceral, uma das principais diferenças é a nova forma como o arco da mandíbula se conecta ao crânio. Os anfíbios, ao contrário do crânio hióstilo dos peixes, têm um crânio autoestilizado, ou seja, o arco da mandíbula está conectado ao crânio

diretamente, sem o auxílio do arco hióide, devido à fusão da cartilagem palatina do arco maxilar (maxilar superior primário) em toda a sua extensão com o crânio axial. A seção mandibular articula-se com a seção maxilar e, portanto, também recebe uma conexão com o crânio sem a ajuda do arco hióide. Graças a isso, a cartilagem hiomandibular fica liberada de sua função de suspensão dos maxilares.

você embriões de répteis formam-se também quatro pares de arcos branquiais e fendas branquiais, dos quais apenas um irrompe, nomeadamente o primeiro, localizado entre os arcos maxilar e hióide, enquanto os restantes desaparecem rapidamente. O crânio axial, ao contrário dos anfíbios, consiste apenas em tecido ósseo. O crânio visceral dos répteis, como dos anfíbios, é autostilo. No entanto, existem algumas diferenças. O elemento anterior da mandíbula superior primária - a cartilagem palatina - é reduzido. Portanto, apenas a parte posterior, o osso quadrado, está envolvida na fixação da mandíbula superior ao crânio. Conseqüentemente, a área de superfície do acessório diminui. Conecta-se ao osso quadrado da mandíbula superior maxilar inferior e desta forma está preso ao crânio. A fenda branquial única, que surge durante o período embrionário, transforma-se na cavidade do ouvido médio, e a cartilagem hiomandibular torna-se o ossículo auditivo. O resto do esqueleto visceral forma o aparelho hióide, que consiste no corpo do osso hióide e três pares de processos. O corpo do osso hióide é formado pela fusão das cópulas do arco hióide e de todos os arcos branquiais. Os cornos anteriores deste osso correspondem ao elemento emparelhado inferior do arco hióide - o hióide, e os cornos posteriores - aos elementos emparelhados dos dois primeiros arcos branquiais.

No crânio axial dos mamíferos, o número de ossos diminui devido à sua fusão. A configuração do crânio muda drasticamente, o que está associado a um aumento progressivo do volume cerebral. Em particular, a parede anterior do crânio aproxima-se das cápsulas olfativas, a cavidade cerebral move-se gradualmente para a cavidade nasal e, nas formas com cérebro mais desenvolvido (humanos), está localizada acima da cavidade nasal, enquanto na parte inferior naqueles, a cavidade cerebral está localizada atrás da cavidade nasal. Característica principal O crânio visceral dos mamíferos consiste no surgimento de um tipo fundamentalmente novo de articulação da mandíbula com o crânio, ou seja, a mandíbula está fixada diretamente ao crânio, formando uma articulação móvel com o osso escamoso do crânio. Esta articulação envolve apenas a porção distal do dentário tegumentar (mandíbula secundária). Sua extremidade posterior nos mamíferos é curvada para cima e termina com um processo articular. Devido à formação dessa articulação, o osso quadrado do maxilar superior primário perde sua função de suspensão do maxilar inferior e se transforma em osso auditivo, denominado bigorna (Fig. 137). Durante o desenvolvimento embrionário, a mandíbula primária deixa completamente a mandíbula e também é transformada em um osso auditivo, chamado martelo. E finalmente seção superior o arco hióide - homólogo da cartilagem hiomandibular - é transformado no terceiro ossículo auditivo - o estribo. Assim, nos mamíferos, em vez de um, formam-se três ossículos auditivos, que formam um circuito funcionalmente unificado.

Seção inferior O arco hióide em mamíferos é transformado nos cornos anteriores do osso hióide. O primeiro arco branquial dá origem aos cornos posteriores, e sua cópula dá origem ao corpo do osso hióide; Os 2º e 3º arcos branquiais formam a cartilagem tireóide, que aparece pela primeira vez no processo de evolução nos mamíferos, e os 4º e 5º arcos branquiais fornecem material para as demais cartilagens laríngeas e também, possivelmente, para as cartilagens traqueais.

Como pode ser visto na revisão anatômica comparativa acima, esqueleto humano completamente homólogo ao esqueleto dos mamíferos. Uma pessoa não possui um único osso que estaria ausente dos representantes da classe (Fig. 138). Ao mesmo tempo, durante o processo de antropogênese, uma série de características aparecem no esqueleto humano. A maioria deles está direta ou indiretamente relacionada à marcha ereta. Segundo F. Engels, a transição para a marcha ereta foi o principal fator que determinou a reestruturação do corpo humano.

As consequências diretas da transição de uma pessoa para andar sobre duas pernas são:

1) alterações no pé, que perdeu a função de preensão e se transformou em órgão com função puramente de sustentação, que foi acompanhada pelo aparecimento de um arco longitudinal do pé (absorção de choque órgãos internos ao caminhar);

2) desenvolvimento poderoso do polegar (I) em relação aos demais, pois passa a ser o principal ponto de apoio, e perda significativa de mobilidade e capacidade de oposição;

3) Curva da coluna em forma de S, suavizando os choques dos órgãos internos ao caminhar;

4) inclinação da pelve em ângulo de 60° com a horizontal devido ao movimento do centro de gravidade;

5) em movimento forame magno e uma mudança na posição da cabeça em relação à coluna;

6) aparência processo mastóide osso temporal - o ponto de fixação do músculo esternocleidomastóideo, que mantém a cabeça na posição vertical.

Indiretamente relacionado à marcha ereta: especialização membros superiores como órgão de trabalho em conexão com sua liberação da função de movimento; peculiaridades crânio cerebral; as proporções corporais características são braços mais curtos e pernas mais longas.

Independentemente das alterações associadas à postura ereta, ocorreu a formação de uma protrusão do queixo da mandíbula inferior, que surgiu em conexão com a fala articulada.

O processo de adaptação humana à marcha ereta ainda não terminou, como evidenciam os casos relativamente frequentes de hérnia ao levantar pesos e prolapso uterino.

Nos vertebrados, costuma-se distinguir o esqueleto axial (crânio, notocorda, coluna vertebral,
costelas) e o esqueleto dos membros, incluindo suas cinturas (ombro e pélvica) e
departamentos gratuitos. Lanceletes têm notocorda, mas não possuem vértebras ou
sem membros. As cobras, lagartos sem pernas, não possuem o esqueleto dos membros, embora
algumas espécies dos dois primeiros grupos mantêm seus rudimentos. Na acne
as barbatanas pélvicas correspondentes aos membros posteriores desapareceram. Nas baleias e
sem sirenes sinais externos pernas traseiras também não sobrou nenhum.

Uma coluna típica tem 5 seções: cervical, torácica (correspondente à caixa torácica), lombar, sacral e caudal.

O número de vértebras cervicais varia muito dependendo do grupo de animais. Os anfíbios modernos têm apenas uma dessas vértebras. você pássaros pequenos pode haver apenas 5 vértebras, enquanto os cisnes têm até 25. O plesiossauro réptil marinho mesozóico tinha 72 vértebras cervicais. Nos mamíferos há quase sempre 7 deles; a exceção são as preguiças (de 6 a 9). Nos cetáceos e peixes-boi, as vértebras cervicais são parcialmente fundidas e encurtadas de acordo com o encurtamento do pescoço (segundo alguns especialistas, os peixes-boi possuem apenas 6 delas). A primeira vértebra cervical é chamada de atlas. Em mamíferos e anfíbios possui duas superfícies articulares, que incluem os côndilos occipitais. Nos mamíferos, a segunda vértebra cervical (epistropheus) forma o eixo sobre o qual giram o atlas e o crânio.

As costelas geralmente estão ligadas às vértebras torácicas. Os pássaros têm cerca de cinco, os mamíferos têm 12 ou 13; cobras têm muito. Os corpos dessas vértebras são geralmente pequenos e os processos espinhosos de seus arcos superiores são longos e inclinados para trás. Geralmente existem de 5 a 8 vértebras lombares; na maioria dos répteis e em todas as aves e mamíferos, eles não apresentam costelas. Os processos espinhosos e transversos das vértebras lombares são muito poderosos e, via de regra, direcionados para frente. Nas cobras e em muitos peixes, as costelas estão ligadas a todas as vértebras do tronco e é difícil traçar a fronteira entre as regiões torácica e lombar. Nas aves, as vértebras lombares fundem-se com as vértebras sacrais, formando um sacro complexo, o que torna o seu dorso mais rígido que o dos outros vertebrados, com exceção das tartarugas, nas quais as regiões torácica, lombar e sacral estão ligadas à carapaça. .

O número de vértebras sacrais varia de uma nos anfíbios a 13 nas aves.

A estrutura da região caudal também é muito diversificada; em sapos, pássaros, macacos e humanos, contém apenas algumas vértebras parcialmente ou completamente fundidas e, em alguns tubarões, contém até duzentas. Perto do final da cauda, ​​as vértebras perdem seus arcos e são representadas apenas por corpos.

Os membros dos tetrápodes desenvolveram-se a partir das nadadeiras emparelhadas de peixes com nadadeiras lobadas, cujo esqueleto continha elementos homólogos aos ossos do úmero e cintura pélvica, bem como patas dianteiras e traseiras.

O sistema musculoesquelético garante movimento e manutenção da posição do corpo do animal no espaço, forma forma externa corpo e participa de processos metabólicos. É responsável por cerca de 60% do peso corporal de um animal adulto.
Convencionalmente, o sistema músculo-esquelético é dividido em partes passivas e ativas. A parte passiva inclui os ossos e suas conexões, dos quais depende a natureza da mobilidade das alavancas e elos ósseos do corpo do animal (15%). A parte ativa é músculos esqueléticos e seus dispositivos auxiliares, graças às contrações dos quais os ossos do esqueleto são acionados (45%). Ambas as partes ativa e passiva têm uma origem comum (mesoderme) e estão intimamente interligadas.

Funções do aparelho de movimento:

1) A atividade motora é uma manifestação da atividade vital do organismo; é o que distingue os organismos animais dos organismos vegetais e determina o surgimento dos mais De várias maneiras movimento (caminhar, correr, escalar, nadar, voar).
2) O sistema musculoesquelético forma o formato do corpo - o exterior do animal, visto que sua formação ocorreu sob a influência do campo gravitacional terrestre, seu tamanho e forma nos vertebrados são caracterizados por uma diversidade significativa, o que é explicado pelas diferentes condições de seu habitat (terrestre, lenhoso terrestre, ar, água).
3) Além disso, o aparelho motor proporciona uma série de funções vitais do corpo: busca e captura de alimentos; ataque e defesa ativa; realiza a função respiratória dos pulmões (motilidade respiratória); Ajuda o coração a movimentar o sangue e a linfa através dos vasos (“coração periférico”).
4) Nos animais de sangue quente (aves e mamíferos), o aparelho de movimento garante a manutenção de uma temperatura corporal constante;
As funções do aparelho motor são fornecidas pelo sistema nervoso e sistemas cardiovasculares, órgãos respiratórios, digestivos e urinários, pele, glândulas secreção interna. Uma vez que o desenvolvimento do aparelho motor está inextricavelmente ligado ao desenvolvimento sistema nervoso, então, quando essas conexões são interrompidas, ocorre primeiro paresia e depois paralisia do aparelho motor (o animal não consegue se mover). Ao diminuir atividade física ocorre uma violação processos metabólicos e atrofia do tecido muscular e ósseo.
Os órgãos do sistema músculo-esquelético têm propriedades de deformações elásticas: ao se moverem, surge neles energia mecânica na forma de deformações elásticas, sem as quais não podem ocorrer a circulação sanguínea normal e os impulsos do cérebro e da medula espinhal. A energia das deformações elásticas nos ossos é convertida em energia piezoelétrica e nos músculos em energia térmica. A energia liberada durante o movimento desloca o sangue dos vasos e causa irritação do aparelho receptor, do qual impulsos nervosos entrar no sistema nervoso central. Assim, o trabalho do aparelho motor está intimamente ligado e não pode ser realizado sem o sistema nervoso, e sistema vascular por sua vez, não pode funcionar normalmente sem um aparelho de movimento.

Esqueleto

A base da parte passiva do aparelho motor é o esqueleto. Esqueleto (grego sceletos - seco, seco; lat. Esqueleto) são ossos conectados em uma determinada ordem que formam uma estrutura sólida (esqueleto) do corpo do animal. Visto que a palavra grega para osso é “os”, a ciência do esqueleto é chamada osteologia.
O esqueleto inclui cerca de 200-300 ossos (Cavalo -207), que são conectados entre si por meio de tecido conjuntivo, cartilaginoso ou ósseo. A massa esquelética de um animal adulto é de 15%.
Todas as funções do esqueleto podem ser divididas em duas grandes grupos: mecânico e biológico. As funções mecânicas incluem: proteção, suporte, locomoção, mola, antigravidade e as funções biológicas incluem metabolismo e hematopoiese (hemocitopoiese).
1) A função protetora é que o esqueleto forma as paredes das cavidades do corpo nas quais são vitais órgãos importantes. Por exemplo, a cavidade craniana contém o cérebro, o tórax contém o coração e os pulmões e a cavidade pélvica contém os órgãos geniturinários.
2) A função de suporte é que o esqueleto fornece suporte aos músculos e órgãos internos, que, quando fixados aos ossos, são mantidos em sua posição.
3) A função locomotora do esqueleto se manifesta no fato de os ossos serem alavancas que são acionadas pelos músculos e garantem a movimentação do animal.
4) A função da mola se deve à presença no esqueleto de formações que suavizam choques e choques (almofadas cartilaginosas, etc.).
5) A função antigravidade se manifesta no fato de que o esqueleto cria suporte para a estabilidade do corpo que se eleva acima do solo.
6) Participação no metabolismo, principalmente no metabolismo mineral, pois os ossos são depósitos de sais minerais de fósforo, cálcio, magnésio, sódio, bário, ferro, cobre e outros elementos.
7) Função tampão. O esqueleto atua como um tampão que estabiliza e mantém uma composição iônica constante ambiente interno corpo (homeostase).
8) Participação na hemocitopoiese. Localizada nas cavidades da medula óssea, a medula óssea vermelha produz células sanguíneas. A massa da medula óssea em relação à massa óssea em animais adultos é de aproximadamente 40-45%.

A coluna vertebral é dividida em 5 seções: cervical, torácica, lombar, sacral e caudal. A região cervical consiste nas vértebras cervicais (v.cervicalis); região torácica- das vértebras torácicas (v.thoracica), costelas (costa) e esterno (esterno); lombar - das vértebras lombares (v.lumbalis); sacro - do osso sacro (os sacrum); caudal - das vértebras caudais (v.caudalis). A estrutura mais completa é a seção torácica do corpo, onde estão as vértebras torácicas, as costelas e o esterno, que juntos formam o tórax (tórax), onde estão localizados o coração, os pulmões e os órgãos mediastinais. Nos animais terrestres, a cauda é a menos desenvolvida, o que está associado à perda da função locomotora da cauda durante a transição dos animais para o estilo de vida terrestre.
O esqueleto axial está sujeito às seguintes leis de estrutura corporal, que garantem a mobilidade do animal. Esses incluem:
1) A bipolaridade (uniaxialidade) se expressa no fato de que todas as partes do esqueleto axial estão localizadas no mesmo eixo do corpo, com o crânio no pólo craniano e a cauda no pólo oposto. O sinal de uniaxialidade permite estabelecer duas direções no corpo do animal: cranial – em direção à cabeça e caudal – em direção à cauda.
2) A bilateralidade (simetria bilateral) é caracterizada pelo fato de que o esqueleto, assim como o tronco, pode ser dividido pelo plano sagital medial em duas metades simétricas (direita e esquerda), de acordo com isso as vértebras serão divididas em dois metades simétricas. A bilateralidade (antimerismo) permite distinguir as direções lateral (lateral, externa) e medial (interna) do corpo do animal.
3) A segmentação (metamerismo) reside no fato de que o corpo pode ser dividido por planos segmentares em um certo número de metâmeros - segmentos relativamente idênticos. Os metâmeros seguem um eixo da frente para trás. No esqueleto, esses metâmeros são vértebras com costelas.
4) Tetrapódio é a presença de 4 membros (2 torácicos e 2 pélvicos)
5) E a última regularidade é, devido à força da gravidade, a localização no canal espinhal do tubo neural, e abaixo dele o tubo intestinal com todos os seus derivados. Nesse sentido, a direção dorsal é marcada no corpo - em direção às costas e a direção ventral - em direção ao abdômen.

O esqueleto periférico é representado por dois pares de membros: peitorais e pélvicos. No esqueleto dos membros existe apenas um padrão - bilateralidade (antimerismo). Os membros estão emparelhados, existem membros esquerdo e direito. Os restantes elementos são assimétricos. Nos membros existem cinturas (torácicas e pélvicas) e um esqueleto de membros livres.

Filogenia esquelética

Na filogenia esqueleto de vertebrado se desenvolve em duas direções: externa e interna.
O exoesqueleto desempenha função protetora, é característico dos vertebrados inferiores e está localizado no corpo em forma de escamas ou carapaça (tartaruga, tatu). Nos vertebrados superiores, o esqueleto externo desaparece, mas seus elementos individuais permanecem, mudando sua finalidade e localização, tornando-se os ossos que cobrem o crânio e, localizados sob a pele, conectados ao esqueleto interno. Na filoontogênese, esses ossos passam por apenas dois estágios de desenvolvimento (tecido conjuntivo e osso) e são chamados de primários. Eles não são capazes de se regenerar; se os ossos do crânio forem feridos, eles serão forçados a ser substituídos por placas artificiais.
O esqueleto interno desempenha principalmente uma função de suporte. Durante o desenvolvimento, sob a influência da carga biomecânica, muda constantemente. Se considerarmos os animais invertebrados, então seu esqueleto interno tem a forma de partições às quais os músculos estão fixados.
Nos cordados primitivos (lanceletas), junto com os septos, aparece um eixo - a notocorda (cordão celular), coberto por membranas de tecido conjuntivo.
Nos peixes cartilaginosos (tubarões, raias), os arcos cartilaginosos são formados segmentadamente ao redor da notocorda, que mais tarde formam as vértebras. As vértebras cartilaginosas, conectando-se entre si, formam a coluna vertebral, e as costelas estão fixadas a ela ventralmente. Assim, a corda permanece na forma de núcleos pulposos entre os corpos vertebrais. O crânio é formado na extremidade cranial do corpo e, juntamente com a coluna vertebral, participa da formação do esqueleto axial. Posteriormente, o esqueleto cartilaginoso é substituído por um ósseo, menos flexível, porém mais durável.
Nos peixes ósseos, o esqueleto axial é construído a partir de tecido ósseo fibroso grosso e mais forte, caracterizado pela presença de sais minerais e um arranjo aleatório de fibras de colágeno (osseína) no componente amorfo.
Com a transição dos animais para um estilo de vida terrestre, os anfíbios formam uma nova parte do esqueleto - o esqueleto dos membros. Como resultado disso, nos animais terrestres, além do esqueleto axial, também se forma um esqueleto periférico (o esqueleto dos membros). Nos anfíbios, assim como nos peixes ósseos, o esqueleto é constituído por tecido ósseo fibroso grosso, mas em animais terrestres mais altamente organizados (répteis, aves e mamíferos), o esqueleto já é constituído por tecido ósseo lamelar, constituído por placas ósseas contendo fibras de colágeno (osseína) dispostas de maneira ordenada.
Assim, o esqueleto interno dos vertebrados passa por três estágios de desenvolvimento na filogênese: tecido conjuntivo (membranoso), cartilaginoso e ósseo. Os ossos do esqueleto interno que passam por todos esses três estágios são chamados de secundários (primordiais).

Ontogenia esquelética

De acordo com a lei biogenética básica de Baer e E. Haeckel, na ontogênese o esqueleto também passa por três estágios de desenvolvimento: membranoso (tecido conjuntivo), cartilaginoso e ósseo.
No mais estágio inicial Durante o desenvolvimento do embrião, a parte de suporte do seu corpo é o tecido conjuntivo denso, que forma o esqueleto membranoso. Então, uma notocorda aparece no embrião e, ao redor dela, primeiro uma coluna vertebral cartilaginosa e, mais tarde, óssea e um crânio, e então os membros começam a se formar.
No período pré-fetal, todo o esqueleto, com exceção dos ossos tegumentares primários do crânio, é cartilaginoso e representa cerca de 50% do peso corporal. Cada cartilagem tem o formato de um futuro osso e é coberta por pericôndrio (uma membrana densa de tecido conjuntivo). Durante este período, começa a ossificação do esqueleto, ou seja, formação de tecido ósseo no lugar da cartilagem. A ossificação ou ossificação (latim os-bone, facio-do) ocorre tanto na superfície externa (ossificação pericondral) quanto no interior (ossificação encondral). No lugar da cartilagem, forma-se tecido ósseo fibroso grosso. Como resultado disso, nas frutas o esqueleto é constituído de tecido ósseo fibroso grosso.
Somente no período neonatal o tecido ósseo fibroso grosso é substituído por tecido ósseo lamelar mais avançado. Nesse período, é necessária atenção especial ao recém-nascido, pois seu esqueleto ainda não está forte. Quanto à notocorda, seus restos estão localizados no centro dos discos intervertebrais na forma de núcleos pulposos. Atenção especial Nesse período, é necessário atentar para os ossos tegumentares do crânio (occipital, parietal e temporal), pois eles contornam a fase cartilaginosa. Entre eles, na ontogênese, formam-se espaços significativos de tecido conjuntivo chamados fontanelas (fontículo); somente na velhice eles sofrem ossificação completa (ossificação endesmal).

Tópico 1. Diversidade animal

Trabalho prático nº 5. Comparação da estrutura dos esqueletos dos vertebrados

Alvo: examine os esqueletos de animais vertebrados, encontre semelhanças e diferenças.

Progresso.

conclusões. 1. Todos os animais vertebrados possuem um esqueleto interno, que possui um plano estrutural geral - o esqueleto da cabeça (crânio), o esqueleto do corpo (coluna), o esqueleto dos membros, o esqueleto das cinturas dos membros. 2. O esqueleto desempenha uma função protetora e serve como ponto de fixação dos músculos que proporcionam o movimento do animal. 3. As características estruturais dos esqueletos dos animais vertebrados fornecem certas maneiras para esses animais se moverem no espaço.