Skjelett- og muskelsystemer (zoologi)

Dyr støtter kroppen og produserer bevegelse gjennom skjeletter og muskler som arbeider sammen, enten skjelettet er et væskefylt hulrom, et ytre skall eller indre bein.

Definition

Skjelett- og muskelsystemene er strukturene som støtter et dyrs kropp og genererer dets bevegelse: skjeletter gir et stivt eller hydrostatisk rammeverk og beskyttelse, og muskler er kontraktile vev som beveger deler av kroppen ved å trekke i dette rammeverket.

Scope

Dette emnet dekker støtte- og bevegelsessystemene hos dyr på tvers av dyreriket. Det beskriver de tre hovedtypene av skjelett: det hydrostatiske skjelettet hos bløtdyr, eksoskjelettet hos leddyr og mange bløtdyr, og endoskjelettet hos virveldyr og pigghuder, og hvordan hver av disse gir støtte, beskyttelse og et rammeverk som muskler virker mot. Det behandler muskler som kilden til dyrebevegelse og forklarer det spak-lignende samarbeidet mellom muskler og skjelettelementer.

Core questions

• Hva er de viktigste typene av dyreskjelett, og hvordan fungerer hver av dem?
• Hvordan samarbeider muskler og skjeletter for å produsere bevegelse?
• Hvorfor er bløtdyr avhengige av hydrostatiske skjeletter?
• Hva er fordelene og ulempene med eksoskjeletter versus endoskjeletter?

Key theories

Tre typer skjelett

Dyr har tre hovedformer for støtte: det hydrostatiske skjelettet av væske under muskeltrykk, det stive eksoskjelettet som skilles ut utenfor kroppen, og det indre endoskjelettet, hvor hver gir støtte og en base for muskelaksjon med forskjellige fordeler.

Muskel-skjelett spaksystemer

Muskler kan bare trekke seg sammen, så bevegelse krever muskler arrangert i motstående grupper som virker over ledd eller hydrostatiske rom, med skjelettelementer som fungerer som spaker som oversetter sammentrekning til målrettet bevegelse.

Mechanisms

Et hydrostatisk skjelett bruker et væskefylt rom som holdes ved konstant volum; sirkulære og langsgående muskler som trekker seg sammen mot væsken, endrer kroppens form, noe som muliggjør graving og kryping hos ormer og andre bløtdyr. Et eksoskjelett er et hardt ytre dekke, som leddyrenes kitinholdige kutikula, som beskytter kroppen og gir indre overflater for muskelfeste, men må felles for å tillate vekst. Et endoskjelett ligger inne i kroppen, består av brusk og bein hos virveldyr eller kalkholdige ossikler hos pigghuder, og vokser med dyret samtidig som det støtter store kroppsstørrelser. I alle tilfeller er muskler, som bare genererer kraft ved å forkorte seg, arrangert i antagonistiske sett slik at sammentrekning av én gruppe beveger en skjelettspak i én retning og sammentrekning av en motstående gruppe reverserer den.

Clinical relevance

Komparativ studie av skjeletter og muskler ligger til grunn for biomekanikk, rekonstruksjon av hvordan utdødde dyr beveget seg, og bioinspirert ingeniørkunst; den gir også det komparative grunnlaget for å forstå virveldyrenes muskelskjelettsystem. Dette er pedagogisk kontekst, ikke klinisk rådgivning.

History

Den mekaniske analysen av dyrebevegelse begynte med Borelli, som behandlet muskler og bein som spaker på syttenhundretallet. Zoologer fra det tjuende århundre, inkludert James Gray, studerte fysikken i dyrs bevegelse, og Sidnie Manton analyserte den funksjonelle utformingen av leddyrenes skjeletter og lemmer, og etablerte den komparative biomekanikken for støtte og bevegelse som brukes i zoologien i dag.

Key figures

• Giovanni Borelli
• Sidnie Manton
• James Gray

Seminal works

• hickman2020
• kardong2019

Frequently asked questions

Hva er et hydrostatisk skjelett?

Det er et støttesystem der muskler virker mot et væskefylt kroppshulrom som holdes ved konstant volum, slik at sammentrekkende muskler endrer kroppens form; meitemark og mange andre bløtdyr beveger seg på denne måten.

Hvorfor må muskler arbeide i motstående par?

Fordi en muskel bare kan generere kraft ved å trekke seg sammen og dra, trengs en motstående muskel eller muskelgruppe for å flytte en skjelettdel tilbake, slik at bevegelse i et ledd eller hydrostatisk rom avhenger av antagonistiske muskler.