Sistem Rangka dan Otot (Zoologi)

Hewan menopang tubuhnya dan menghasilkan gerakan melalui rangka dan otot yang bekerja sama, baik rangka tersebut berupa rongga berisi cairan, cangkang eksternal, atau tulang internal.

Definition

Sistem rangka dan otot adalah struktur yang menopang tubuh hewan dan menghasilkan gerakannya: rangka menyediakan kerangka yang kaku atau hidrostatik serta perlindungan, dan otot adalah jaringan kontraktil yang menggerakkan bagian tubuh dengan menarik kerangka tersebut.

Scope

Topik ini mencakup sistem penopang dan pergerakan hewan di seluruh kingdom. Ini menjelaskan tiga jenis utama rangka, yaitu rangka hidrostatik pada hewan bertubuh lunak, eksoskeleton pada artropoda dan banyak moluska, serta endoskeleton pada vertebrata dan ekinodermata, dan bagaimana masing-masing memberikan dukungan, perlindungan, dan kerangka tempat otot bekerja. Ini memperlakukan otot sebagai sumber gerakan hewan dan menjelaskan kerja sama seperti tuas antara otot dan elemen rangka.

Core questions

• Apa saja jenis utama rangka hewan, dan bagaimana cara kerja masing-masing?
• Bagaimana otot dan rangka bekerja sama untuk menghasilkan gerakan?
• Mengapa hewan bertubuh lunak mengandalkan rangka hidrostatik?
• Apa saja keuntungan dan kerugian eksoskeleton dibandingkan endoskeleton?

Key theories

Tiga jenis rangka

Penopang hewan mengambil tiga bentuk utama, yaitu rangka hidrostatik berupa cairan di bawah tekanan otot, eksoskeleton kaku yang disekresikan di luar tubuh, dan endoskeleton internal, masing-masing memberikan dukungan dan dasar untuk aksi otot dengan keuntungan yang berbeda.

Sistem tuas otot-rangka

Otot hanya dapat menarik, sehingga gerakan membutuhkan otot yang tersusun dalam kelompok yang berlawanan yang bekerja melintasi sendi atau kompartemen hidrostatik, dengan elemen rangka berfungsi sebagai tuas yang mengubah kontraksi menjadi gerakan yang bertujuan.

Mechanisms

Rangka hidrostatik menggunakan kompartemen berisi cairan yang volumenya dijaga konstan; otot melingkar dan longitudinal yang berkontraksi melawan cairan mengubah bentuk tubuh, memungkinkan penggalian dan perayapan pada cacing dan hewan bertubuh lunak lainnya. Eksoskeleton adalah penutup luar yang keras, seperti kutikula kitin pada artropoda, yang melindungi tubuh dan menyediakan permukaan internal untuk perlekatan otot, tetapi harus berganti kulit untuk memungkinkan pertumbuhan. Endoskeleton terletak di dalam tubuh, terbuat dari tulang rawan dan tulang pada vertebrata atau osikel berkapur pada ekinodermata, dan tumbuh bersama hewan sambil menopang ukuran tubuh yang besar. Dalam semua kasus, otot, yang hanya menghasilkan gaya dengan memendek, tersusun dalam set antagonistik sehingga kontraksi satu kelompok menggerakkan tuas rangka ke satu arah dan kontraksi kelompok yang berlawanan membalikkannya.

Clinical relevance

Studi komparatif rangka dan otot mendasari biomekanika, rekonstruksi bagaimana hewan punah bergerak, dan rekayasa yang terinspirasi bio; ini juga menyediakan dasar komparatif untuk memahami sistem muskuloskeletal vertebrata. Ini adalah konteks edukasi, bukan nasihat klinis.

History

Analisis mekanis gerakan hewan dimulai dengan Borelli, yang memperlakukan otot dan tulang sebagai tuas pada abad ketujuh belas. Zoolog abad kedua puluh termasuk James Gray mempelajari fisika lokomosi hewan, dan Sidnie Manton menganalisis desain fungsional rangka dan anggota gerak artropoda, membangun biomekanika komparatif penopang dan gerakan yang digunakan dalam zoologi saat ini.

Key figures

• Giovanni Borelli
• Sidnie Manton
• James Gray

Seminal works

• hickman2020
• kardong2019

Frequently asked questions

Apa itu rangka hidrostatik?

Ini adalah sistem penopang di mana otot bekerja melawan rongga tubuh berisi cairan yang volumenya dijaga konstan, sehingga otot yang berkontraksi mengubah bentuk tubuh; cacing tanah dan banyak hewan bertubuh lunak lainnya bergerak dengan cara ini.

Mengapa otot harus bekerja berpasangan yang berlawanan?

Karena otot hanya dapat menghasilkan gaya dengan berkontraksi dan menarik, otot atau kelompok otot yang berlawanan diperlukan untuk menggerakkan bagian rangka kembali, sehingga gerakan pada sendi atau kompartemen hidrostatik bergantung pada otot antagonistik.