Sistemas Esquelético y Muscular (Zoología)

Los animales sostienen sus cuerpos y producen movimiento mediante la colaboración de esqueletos y músculos, ya sea que el esqueleto sea una cavidad llena de líquido, una concha externa o un hueso interno.

Definition

Los sistemas esquelético y muscular son las estructuras que sostienen el cuerpo de un animal y generan su movimiento: los esqueletos proporcionan un marco rígido o hidrostático y protección, y los músculos son tejidos contráctiles que mueven partes del cuerpo tirando de ese marco.

Scope

Este tema abarca los sistemas de soporte y movimiento de los animales en todo el reino. Describe los tres tipos principales de esqueleto: el esqueleto hidrostático de los animales de cuerpo blando, el exoesqueleto de los artrópodos y muchos moluscos, y el endoesqueleto de los vertebrados y equinodermos, y cómo cada uno proporciona soporte, protección y un marco contra el cual actúan los músculos. Trata el músculo como la fuente del movimiento animal y explica la cooperación tipo palanca de los músculos y los elementos esqueléticos.

Core questions

• ¿Cuáles son los principales tipos de esqueleto animal y cómo funciona cada uno?
• ¿Cómo cooperan los músculos y los esqueletos para producir movimiento?
• ¿Por qué los animales de cuerpo blando dependen de esqueletos hidrostáticos?
• ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de los exoesqueletos frente a los endoesqueletos?

Key theories

Tres tipos de esqueleto

El soporte animal adopta tres formas principales: el esqueleto hidrostático de fluido bajo presión muscular, el exoesqueleto rígido secretado fuera del cuerpo y el endoesqueleto interno, cada uno proporcionando soporte y una base para la acción muscular con diferentes ventajas.

Sistemas de palanca músculo-esqueleto

Los músculos solo pueden tirar, por lo que el movimiento requiere músculos dispuestos en grupos opuestos que actúan a través de articulaciones o compartimentos hidrostáticos, con elementos esqueléticos que sirven como palancas que traducen la contracción en movimiento intencionado.

Mechanisms

Un esqueleto hidrostático utiliza un compartimento lleno de líquido mantenido a volumen constante; los músculos circulares y longitudinales que se contraen contra el líquido cambian la forma del cuerpo, lo que permite la excavación y el arrastre en gusanos y otros animales de cuerpo blando. Un exoesqueleto es una cubierta externa dura, como la cutícula quitinosa de los artrópodos, que protege el cuerpo y proporciona superficies internas para la unión muscular, pero debe mudarse para permitir el crecimiento. Un endoesqueleto se encuentra dentro del cuerpo, compuesto de cartílago y hueso en vertebrados o de osículos calcáreos en equinodermos, y crece con el animal mientras soporta grandes tamaños corporales. En todos los casos, los músculos, que generan fuerza solo al acortarse, se organizan en conjuntos antagónicos de modo que la contracción de un grupo mueve una palanca esquelética en una dirección y la contracción de un grupo opuesto la invierte.

Clinical relevance

El estudio comparativo de esqueletos y músculos sustenta la biomecánica, la reconstrucción de cómo se movían los animales extintos y la ingeniería bioinspirada; también proporciona la base comparativa para comprender el sistema musculoesquelético de los vertebrados. Este es un contexto educativo, no un consejo clínico.

History

El análisis mecánico del movimiento animal comenzó con Borelli, quien trató los músculos y los huesos como palancas en el siglo XVII. Zoólogos del siglo XX, incluido James Gray, estudiaron la física de la locomoción animal, y Sidnie Manton analizó el diseño funcional de los esqueletos y extremidades de los artrópodos, estableciendo la biomecánica comparada de soporte y movimiento utilizada en zoología hoy en día.

Key figures

• Giovanni Borelli
• Sidnie Manton
• James Gray

Seminal works

• hickman2020
• kardong2019

Frequently asked questions

¿Qué es un esqueleto hidrostático?

Es un sistema de soporte en el que los músculos actúan contra una cavidad corporal llena de líquido mantenida a volumen constante, de modo que los músculos que se contraen cambian la forma del cuerpo; las lombrices de tierra y muchos otros animales de cuerpo blando se mueven de esta manera.

¿Por qué los músculos deben trabajar en pares opuestos?

Debido a que un músculo solo puede generar fuerza contrayéndose y tirando, se necesita un músculo o grupo muscular opuesto para mover una parte esquelética hacia atrás, por lo que el movimiento en una articulación o compartimento hidrostático depende de músculos antagónicos.