HIDRO-OKOSTJE: ZNAČILNOSTI IN PRIMERI - BIOLOGIJA - 2026

Hydroskeleton ali hidrostatični skelet sestoji iz votline za tekočino napolnjeni ki obdaja mišične strukture in zagotavlja podporo telesu živali. Hidrostatični okostnjak sodeluje pri gibanju, živalim daje širok razpon gibov.

Pogosto je pri nevretenčarjih pomanjkanje togih struktur, ki omogočajo telesno podporo, kot so deževniki, nekateri polipi, anemoni in morske zvezde ter druge iglokožce. Na njihovem mestu so hidrostatična okostja.

Vir: Avtor Rob Hille, iz Wikimedia Commons Nekatere posebne strukture pri živalih delujejo po tem mehanizmu, na primer penis sesalcev in želv ter noge pajkov.

V nasprotju s tem obstajajo strukture, ki uporabljajo hidrostatični skeletni mehanizem, vendar nimajo votline, napolnjene s tekočino, na primer okončine glavonožcev, jezik sesalcev in deblo slonov.

Med najbolj izstopajočimi funkcijami hidrostatičnih okostnjakov sta podpora in gibanje, saj je mišični antagonist in pomaga pri krepitvi sile pri krčenju mišic.

Funkcionalnost hidrostatičnega okostja je odvisna od ohranjanja konstantne prostornine in tlaka, ki ga ustvarja - torej tekočina, ki napolni votlino, je netesna.

značilnosti

Živali potrebujejo specializirane strukture za podporo in gibanje. Za to obstaja najrazličnejša okostja, ki zagotavljajo antagonist mišic, prenašajo silo krčenja.

Vendar izraz "okostje" presega značilne kostne strukture vretenčarjev ali zunanja okostja členonožcev.

Tekoča snov lahko tudi izpolni zahteve o podpori z uporabo notranjega tlaka in tvori hidroskelet, ki je široko porazdeljen v liniji nevretenčarjev.

Hidroskelet je sestavljen iz votline ali zaprtih votlin, napolnjenih s tekočinami, ki uporabljajo hidravlični mehanizem, kjer se krčenje muskulature prevede v gibanje tekočine iz ene regije v drugo, ki deluje na mehanizem prenosa antagonista impulza - mišice.

Temeljna biomehanska značilnost hidroskeletov je stalnost volumna, ki ga tvorijo. Ta mora imeti sposobnost stiskanja pri uporabi fizioloških tlakov. To načelo je osnova za delovanje sistema.

Mehanizem hidrostatičnih okostij

Podporni sistem je prostorsko razporejen na naslednji način: muskulaturo obdaja osrednja votlina, napolnjena s tekočino.

Lahko je urejen tudi tridimenzionalno z nizom mišičnih vlaken, ki tvorijo trdno maso mišic, ali v mišični mreži, ki prehaja skozi prostore, napolnjene s tekočino in vezivnim tkivom.

Vendar meje med temi ureditvami niso dovolj natančno določene in najdemo hidrostatična okostja, ki imajo vmesne značilnosti. Čeprav je v hidroskeletih nevretenčarjev velika variabilnost, vsi delujejo po istih fizikalnih načelih.

Muskulatura

Tri splošne razporeditve mišic: krožna, prečna ali radialna. Krožna muskulatura je neprekinjena plast, ki je razporejena po obodu telesa ali organa.

Prečne mišice vključujejo vlakna, ki so nameščena pravokotno na najdaljšo os struktur in so lahko usmerjena vodoravno ali navpično - v telesih s fiksno usmeritvijo so običajno navpična vlakna dorsoventralna, vodoravna vlakna pa prečna.

Radialne mišice na drugi strani vključujejo vlakna, ki se nahajajo pravokotno na najdaljšo os od centralne osi proti obodu strukture.

Večina mišičnih vlaken v hidrostatičnih okostjih je poševno progasta in ima sposobnost "super raztezanja".

Dovoljene vrste premikov

Hidrostatični okostji podpirajo štiri vrste gibanja: raztezanje, skrajšanje, upogibanje in zvijanje. Ko se krčenje mišice zmanjša, pride do območja konstantne prostornine, raztezka strukture.

Raztezanje se zgodi, kadar se katera koli mišica, navpična ali vodoravna, stisne, samo da ohranja ton proti orientaciji. Pravzaprav je celotno delovanje sistema odvisno od tlaka notranje tekočine.

Predstavljajte si valj s konstantno prostornino z začetno dolžino. Če zmanjšamo premer s krčenjem krožnih, prečnih ali radialnih mišic, se valj raztegne na stranice zaradi povečanja tlaka, ki se pojavi znotraj konstrukcije.

V nasprotju s tem, če povečamo premer, se struktura skrajša. Skrajšanje je povezano s krčenjem mišic z vzdolžnimi razporedi. Ta mehanizem je bistven za hidrostatične organe, kot je jezik večine vretenčarjev.

Na primer, pri pikalovih glavonožca (ki uporablja vrsto hidrostatskega okostja) je potreben le 25-odstotni padec premera, da se poveča 80% dolžina.

Primeri hidrostatičnih okostij

Hidrostatični okostja so v živalskem kraljestvu zelo razširjeni. Čeprav so pri nevretenčarjih pogosti nekateri vretenčarji, delujejo po istem principu. Pravzaprav hidrostatična okostja niso omejena na živali, nekateri zeliščni sistemi uporabljajo ta mehanizem.

Primeri segajo od nohtoordov, značilnih za morske škripce, glavonožce, ličinke in odrasle ribe, do ličink žuželk in rakov. Nato bomo opisali dva najbolj znana primera: polipe in črve

Polipi

Anemoni so klasičen primer živali, ki imajo hidrostatično okostje. Telo te živali tvori votel stolpec, zaprt na dnu in z ustnim diskom na zgornjem delu, ki obdaja odprtino ust. Muskulatura je v bistvu tista, ki je opisana v prejšnjem razdelku.

Voda vstopi skozi votlino ust in ko jo žival zapre, ostane notranji volumen konstanten. Tako krčenje, ki zmanjšuje premer telesa, poveča višino anemone. Na enak način, ko anemona razširi krožne mišice, se razširi in njegova višina se zmanjša.

Črvkaste živali (vermiformes)

Enak sistem velja za deževnike. Ta serija peristaltičnih gibov (podaljšanje in skrajšanje dogodkov) omogoča, da se žival premika.

Za te zadnjike je značilno, da so kolomije razdeljene na segmente, da se prepreči vstop tekočine iz enega segmenta v drugega, in vsak deluje neodvisno.

Reference

1. Barnes, RD (1983). Zoologija nevretenčarjev. Medtemeriški.
2. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2005). Vretenčarji. McGraw-Hill.
3. French, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Fiziologija živali: Mehanizmi in prilagoditve. McGraw-Hill.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Integrirana načela zoologije (letnik 15). McGraw-Hill.
5. Irwin, dr. Med., Stoner, JB in Cobaugh, AM (ur.). (2013). Zookeeping: uvod v znanost in tehnologijo. University of Chicago Press.
6. Kier, WM (2012). Raznolikost hidrostatičnih okostij. Journal of Experimental Biology, 215 (8), 1247-1257.
7. Marshall, AJ, in Williams, WD (1985). Zoologija Vretenčarji (Zvezek 1). Sem obrnil.
8. Rosslenbroich, B. (2014). O izvoru avtonomije: nov pogled na glavne prehode v evoluciji (Vol. 5). Springer Science & Business Media.
9. Starr, C., Taggart, R., in Evers, C. (2012). Zvezek 5 - Struktura živali in delovanje. Cengage Learning.