कंकाल और पेशी प्रणाली (जूलॉजी)

पशु अपने शरीर को सहारा देते हैं और कंकाल तथा मांसपेशियों के एक साथ काम करने से गति उत्पन्न करते हैं, चाहे कंकाल एक द्रव-भरी गुहा हो, एक बाहरी खोल हो, या आंतरिक हड्डी हो।

Definition

कंकाल और पेशी प्रणालियाँ वे संरचनाएँ हैं जो एक जानवर के शरीर को सहारा देती हैं और उसकी गति उत्पन्न करती हैं: कंकाल एक कठोर या हाइड्रोस्टैटिक ढाँचा और सुरक्षा प्रदान करते हैं, और मांसपेशियाँ संकुचनशील ऊतक होते हैं जो उस ढाँचे पर खींचकर शरीर के अंगों को गति देते हैं।

Scope

यह विषय पूरे जगत में जानवरों के समर्थन और गति प्रणालियों को शामिल करता है। यह कंकाल के तीन मुख्य प्रकारों, नरम-शरीर वाले जानवरों के हाइड्रोस्टैटिक कंकाल, आर्थ्रोपोड और कई मोलस्क के एक्सोस्केलेटन, और कशेरुकियों और इचिनोडर्म के एंडोस्केलेटन का वर्णन करता है, और बताता है कि प्रत्येक कैसे समर्थन, सुरक्षा और एक ढाँचा प्रदान करता है जिसके विरुद्ध मांसपेशियां कार्य करती हैं। यह मांसपेशियों को पशु गति के स्रोत के रूप में मानता है और मांसपेशियों और कंकाल तत्वों के उत्तोलक-जैसे सहयोग की व्याख्या करता है।

Core questions

• जानवरों के कंकाल के मुख्य प्रकार क्या हैं, और प्रत्येक कैसे कार्य करता है?
• मांसपेशियाँ और कंकाल गति उत्पन्न करने के लिए कैसे सहयोग करते हैं?
• नरम-शरीर वाले जानवर हाइड्रोस्टैटिक कंकाल पर क्यों निर्भर करते हैं?
• एक्सोस्केलेटन बनाम एंडोस्केलेटन के क्या फायदे-नुकसान हैं?

Key theories

कंकाल के तीन प्रकार

पशु समर्थन के तीन मुख्य रूप होते हैं: द्रव-दाब के तहत द्रव का हाइड्रोस्टैटिक कंकाल, शरीर के बाहर स्रावित कठोर एक्सोस्केलेटन, और आंतरिक एंडोस्केलेटन, प्रत्येक विभिन्न लाभों के साथ समर्थन और मांसपेशी क्रिया के लिए एक आधार प्रदान करता है।

मांसपेशी-कंकाल उत्तोलक प्रणालियाँ

मांसपेशियाँ केवल खींच सकती हैं, इसलिए गति के लिए जोड़ों या हाइड्रोस्टैटिक डिब्बों में विरोधी समूहों में व्यवस्थित मांसपेशियों की आवश्यकता होती है, जिसमें कंकाल तत्व उत्तोलक के रूप में कार्य करते हैं जो संकुचन को उद्देश्यपूर्ण गति में बदलते हैं।

Mechanisms

एक हाइड्रोस्टैटिक कंकाल एक द्रव-भरे डिब्बे का उपयोग करता है जिसे स्थिर आयतन पर रखा जाता है; द्रव के विरुद्ध संकुचित होने वाली वृत्ताकार और अनुदैर्ध्य मांसपेशियाँ शरीर के आकार को बदलती हैं, जिससे कीड़े और अन्य नरम-शरीर वाले जानवरों में बिल खोदना और रेंगना संभव होता है। एक एक्सोस्केलेटन एक कठोर बाहरी आवरण होता है, जैसे आर्थ्रोपोड का काइटिनस क्यूटिकल, जो शरीर की रक्षा करता है और मांसपेशियों के जुड़ाव के लिए आंतरिक सतहें प्रदान करता है, लेकिन वृद्धि की अनुमति देने के लिए इसे निर्मोचन (moulted) करना पड़ता है। एक एंडोस्केलेटन शरीर के भीतर स्थित होता है, जो कशेरुकियों में उपास्थि और हड्डी से या इचिनोडर्म में कैल्केरियाई अस्थिकाओं से बना होता है, और बड़े शरीर के आकार को सहारा देते हुए जानवर के साथ बढ़ता है। सभी मामलों में मांसपेशियाँ, जो केवल सिकुड़कर बल उत्पन्न करती हैं, प्रतिपक्षी समूहों में व्यवस्थित होती हैं ताकि एक समूह का संकुचन एक कंकाल उत्तोलक को एक दिशा में ले जाए और एक विरोधी समूह का संकुचन इसे उलट दे।

Clinical relevance

कंकाल और मांसपेशियों का तुलनात्मक अध्ययन बायोमैकेनिक्स, विलुप्त जानवरों के चलने के तरीके का पुनर्निर्माण, और जैव-प्रेरित इंजीनियरिंग का आधार है; यह कशेरुकी मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली को समझने के लिए तुलनात्मक आधार भी प्रदान करता है। यह शैक्षिक संदर्भ है, नैदानिक सलाह नहीं।

History

जानवरों की गति का यांत्रिक विश्लेषण बोरेली के साथ शुरू हुआ, जिन्होंने सत्रहवीं शताब्दी में मांसपेशियों और हड्डियों को उत्तोलक के रूप में माना। जेम्स ग्रे सहित बीसवीं सदी के प्राणीशास्त्रियों ने जानवरों के लोकोमोशन के भौतिकी का अध्ययन किया, और सिडनी मैनटन ने आर्थ्रोपोड कंकाल और अंगों के कार्यात्मक डिजाइन का विश्लेषण किया, जिससे प्राणीशास्त्र में आज उपयोग किए जाने वाले समर्थन और गति के तुलनात्मक बायोमैकेनिक्स की स्थापना हुई।

Key figures

• Giovanni Borelli
• Sidnie Manton
• James Gray

Seminal works

• hickman2020
• kardong2019

Frequently asked questions

हाइड्रोस्टैटिक कंकाल क्या है?

यह एक समर्थन प्रणाली है जिसमें मांसपेशियाँ एक स्थिर आयतन पर रखी गई द्रव-भरी शारीरिक गुहा के विरुद्ध कार्य करती हैं, ताकि संकुचित मांसपेशियाँ शरीर के आकार को बदल दें; केंचुए और कई अन्य नरम-शरीर वाले जानवर इस तरह से चलते हैं।

मांसपेशियों को विरोधी जोड़ों में काम क्यों करना चाहिए?

क्योंकि एक मांसपेशी केवल सिकुड़कर और खींचकर बल उत्पन्न कर सकती है, एक कंकाल के हिस्से को वापस ले जाने के लिए एक विरोधी मांसपेशी या मांसपेशी समूह की आवश्यकता होती है, इसलिए एक जोड़ या हाइड्रोस्टैटिक डिब्बे में गति प्रतिपक्षी मांसपेशियों पर निर्भर करती है।