دستگاههای اسکلتی و عضلانی (جانورشناسی)
جانوران با همکاری اسکلتها و ماهیچهها، چه اسکلت حفرهای پر از مایع باشد، چه پوستهای خارجی یا استخوان داخلی، از بدن خود حمایت کرده و حرکت ایجاد میکنند.
Definition
دستگاههای اسکلتی و عضلانی ساختارهایی هستند که از بدن جانور حمایت کرده و حرکت آن را تولید میکنند: اسکلتها چارچوبی صلب یا هیدرواستاتیک و محافظت را فراهم میکنند، و ماهیچهها با کشیدن آن چارچوب، بافتهای انقباضی هستند که قسمتهایی از بدن را حرکت میدهند.
Scope
این موضوع به سیستمهای حمایتی و حرکتی جانوران در سراسر سلسله جانوری میپردازد. سه نوع اصلی اسکلت، اسکلت هیدرواستاتیک جانوران نرمتن، اسکلت خارجی بندپایان و بسیاری از نرمتنان، و اسکلت داخلی مهرهداران و خارپوستان را توصیف میکند و نحوه حمایت، حفاظت و چارچوبی که ماهیچهها در برابر آن عمل میکنند را توضیح میدهد. ماهیچه را منبع حرکت جانوران میداند و همکاری اهرممانند ماهیچهها و عناصر اسکلتی را تبیین میکند.
Core questions
- انواع اصلی اسکلت جانوران کدامند و هر یک چگونه عمل میکنند؟
- ماهیچهها و اسکلتها چگونه برای تولید حرکت با هم همکاری میکنند؟
- چرا جانوران نرمتن به اسکلتهای هیدرواستاتیک متکی هستند؟
- مزایا و معایب اسکلتهای خارجی در مقابل اسکلتهای داخلی چیست؟
Key theories
- سه نوع اسکلت
- حمایت از جانوران سه شکل اصلی دارد: اسکلت هیدرواستاتیک از مایع تحت فشار عضلانی، اسکلت خارجی صلب ترشح شده در خارج از بدن، و اسکلت داخلی، که هر یک با مزایای متفاوت، حمایت و پایهای برای عمل ماهیچهها فراهم میکنند.
- سیستمهای اهرمی ماهیچه-اسکلت
- ماهیچهها فقط میتوانند بکشند، بنابراین حرکت نیازمند ماهیچههایی است که در گروههای متضاد در سراسر مفاصل یا محفظههای هیدرواستاتیک عمل میکنند، با عناصر اسکلتی که به عنوان اهرم عمل میکنند و انقباض را به حرکت هدفمند تبدیل میکنند.
Mechanisms
اسکلت هیدرواستاتیک از یک محفظه پر از مایع با حجم ثابت استفاده میکند؛ ماهیچههای حلقوی و طولی که در برابر مایع منقبض میشوند، شکل بدن را تغییر میدهند و امکان نقب زدن و خزیدن را در کرمها و سایر جانوران نرمتن فراهم میکنند. اسکلت خارجی یک پوشش سخت بیرونی است، مانند کوتیکول کیتینی بندپایان، که از بدن محافظت میکند و سطوح داخلی برای اتصال ماهیچه فراهم میآورد، اما برای رشد باید پوستاندازی کند. اسکلت داخلی در داخل بدن قرار دارد، در مهرهداران از غضروف و استخوان و در خارپوستان از استخوانچههای آهکی ساخته شده است و با حیوان رشد میکند در حالی که از اندازههای بزرگ بدن حمایت میکند. در همه موارد، ماهیچهها که فقط با کوتاه شدن نیرو تولید میکنند، به صورت مجموعههای متضاد (آنتاگونیست) چیده شدهاند به طوری که انقباض یک گروه، اهرم اسکلتی را در یک جهت حرکت میدهد و انقباض گروه مخالف آن را برعکس میکند.
Clinical relevance
مطالعه تطبیقی اسکلتها و ماهیچهها زیربنای بیومکانیک، بازسازی نحوه حرکت حیوانات منقرض شده، و مهندسی الهامگرفته از زیستشناسی است؛ همچنین مبنای تطبیقی برای درک سیستم اسکلتی-عضلانی مهرهداران را فراهم میکند. این یک زمینه آموزشی است، نه توصیه بالینی.
History
تحلیل مکانیکی حرکت حیوانات با بورلی آغاز شد، که در قرن هفدهم ماهیچهها و استخوانها را به عنوان اهرم در نظر گرفت. جانورشناسان قرن بیستم از جمله جیمز گری فیزیک حرکت جانوران را مطالعه کردند، و سیدنی مانتون طراحی عملکردی اسکلتها و اندامهای بندپایان را تحلیل کرد و بیومکانیک تطبیقی حمایت و حرکت را که امروزه در جانورشناسی استفاده میشود، بنیان نهاد.
Key figures
- Giovanni Borelli
- Sidnie Manton
- James Gray
Related topics
Seminal works
- hickman2020
- kardong2019
Frequently asked questions
- اسکلت هیدرواستاتیک چیست؟
- این یک سیستم حمایتی است که در آن ماهیچهها در برابر یک حفره بدنی پر از مایع با حجم ثابت عمل میکنند، به طوری که ماهیچههای منقبض شده شکل بدن را تغییر میدهند؛ کرمهای خاکی و بسیاری از حیوانات نرمتن دیگر به این روش حرکت میکنند.
- چرا ماهیچهها باید به صورت جفتهای متضاد کار کنند؟
- زیرا یک ماهیچه فقط میتواند با انقباض و کشیدن نیرو تولید کند، برای بازگرداندن یک قسمت اسکلتی به عقب، به یک ماهیچه یا گروه ماهیچهای مخالف نیاز است، بنابراین حرکت در یک مفصل یا محفظه هیدرواستاتیک به ماهیچههای آنتاگونیست بستگی دارد.