- ลักษณะเฉพาะ
- กลไกของโครงกระดูกไฮโดรสแตติก
- กล้ามเนื้อ
- อนุญาตประเภทของการเคลื่อนไหว
- ตัวอย่างของโครงกระดูกที่หยุดนิ่ง
- ติ่ง
- สัตว์ที่มีรูปร่างคล้ายหนอน (vermiformes)
- อ้างอิง
hydroskeletonหรืออัดโครงกระดูกประกอบด้วยโพรงเต็มไปด้วยของเหลวที่ล้อมรอบโครงสร้างกล้ามเนื้อและให้การสนับสนุนให้กับร่างกายของสัตว์ โครงกระดูกที่หยุดนิ่งมีส่วนร่วมในการเคลื่อนที่ทำให้สัตว์เคลื่อนไหวได้หลากหลาย
เป็นเรื่องปกติในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ไม่มีโครงสร้างแข็งที่รองรับร่างกายเช่นไส้เดือนติ่งดอกไม้ดอกไม้ทะเลปลาดาวและอิจิโนเดอร์มอื่น ๆ ในสถานที่ของพวกเขามีโครงกระดูกที่หยุดนิ่ง
ที่มา: โดย Rob Hille จาก Wikimedia Commons โครงสร้างเฉพาะบางอย่างในสัตว์ทำงานโดยกลไกนี้เช่นอวัยวะเพศของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเต่าและขาของแมงมุม
ในทางตรงกันข้ามมีโครงสร้างที่ใช้กลไกโครงร่างไฮโดรสแตติก แต่ไม่มีโพรงที่เต็มไปด้วยของเหลวเช่นแขนขาของเซฟาโลพอดลิ้นของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและลำต้นของช้าง
ในบรรดาหน้าที่ที่โดดเด่นที่สุดของโครงกระดูกไฮโดรสแตติกคือการสนับสนุนและการเคลื่อนไหวเนื่องจากเป็นตัวต่อต้านของกล้ามเนื้อและช่วยในการขยายแรงในการหดตัวของกล้ามเนื้อ
การทำงานของโครงกระดูกไฮโดรสแตติกขึ้นอยู่กับการรักษาปริมาตรให้คงที่และความดันที่สร้างขึ้นนั่นคือของเหลวที่เติมช่องนั้นไม่สามารถบีบอัดได้
ลักษณะเฉพาะ
สัตว์ต้องการโครงสร้างพิเศษสำหรับการรองรับและการเคลื่อนไหว สำหรับสิ่งนี้มีโครงกระดูกมากมายที่เป็นตัวต่อต้านของกล้ามเนื้อโดยส่งแรงหดตัว
อย่างไรก็ตามคำว่า "โครงกระดูก" นั้นไปไกลกว่าโครงสร้างกระดูกทั่วไปของสัตว์มีกระดูกสันหลังหรือโครงกระดูกภายนอกของสัตว์ขาปล้อง
สารของเหลวยังสามารถตอบสนองความต้องการการสนับสนุนโดยใช้ความดันภายในสร้างโครงกระดูกไฮโดรสเคลตันซึ่งกระจายอยู่ทั่วไปในวงศ์สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง
ไฮโดรสเคลตันประกอบด้วยโพรงหรือโพรงปิดที่เต็มไปด้วยของเหลวที่ใช้กลไกไฮดรอลิกซึ่งการหดตัวของกล้ามเนื้อจะแปลเป็นการเคลื่อนที่ของของเหลวจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกบริเวณหนึ่งโดยทำงานกับกลไกการส่งผ่านของอิมพัลส์ซึ่งเป็นปฏิปักษ์ของกล้ามเนื้อ
ลักษณะทางชีวกลศาสตร์พื้นฐานของ hydroskeletons คือความคงที่ของปริมาตรที่ก่อตัวขึ้น สิ่งนี้ต้องมีความสามารถในการบีบอัดเมื่อใช้แรงกดดันทางสรีรวิทยา หลักการนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของระบบ
กลไกของโครงกระดูกไฮโดรสแตติก
ระบบสนับสนุนมีการจัดวางเชิงพื้นที่ดังนี้: กล้ามเนื้อล้อมรอบโพรงที่เต็มไปด้วยของเหลวกลาง
นอกจากนี้ยังสามารถจัดเรียงในรูปแบบสามมิติด้วยชุดของเส้นใยกล้ามเนื้อซึ่งก่อตัวเป็นมวลกล้ามเนื้อแข็งหรือในเครือข่ายกล้ามเนื้อที่ผ่านช่องว่างที่เต็มไปด้วยของเหลวและเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน
อย่างไรก็ตามข้อ จำกัด ระหว่างการเตรียมการเหล่านี้ไม่ได้ถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจนและเราพบโครงกระดูกที่มีลักษณะเป็นของเหลวที่มีลักษณะปานกลาง แม้ว่าไฮโดรสเคลตันของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังจะมีความแปรปรวนอย่างกว้างขวาง แต่พวกมันทั้งหมดก็ทำงานตามหลักการทางกายภาพเดียวกัน
กล้ามเนื้อ
การจัดเรียงทั่วไปของกล้ามเนื้อสามแบบ: วงกลมตามขวางหรือแนวรัศมี กล้ามเนื้อวงกลมเป็นชั้นที่ต่อเนื่องกันซึ่งจัดเรียงรอบเส้นรอบวงของร่างกายหรืออวัยวะที่มีปัญหา
กล้ามเนื้อตามขวางรวมถึงเส้นใยที่ตั้งฉากกับแกนที่ยาวที่สุดของโครงสร้างและสามารถวางแนวนอนหรือแนวตั้ง - ในร่างกายที่มีการวางแนวคงที่เส้นใยแนวตั้งตามอัตภาพคือเส้นใยด้านหลังและเส้นใยแนวนอนตามขวาง
ในทางกลับกันกล้ามเนื้อเรเดียลรวมถึงเส้นใยที่ตั้งฉากกับแกนที่ยาวที่สุดจากแกนกลางไปยังรอบนอกของโครงสร้าง
เส้นใยกล้ามเนื้อส่วนใหญ่ในโครงกระดูกไฮโดรสแตติกมีลักษณะเป็นริ้ว ๆ และมีความสามารถในการ "ยืดสุด"
อนุญาตประเภทของการเคลื่อนไหว
โครงกระดูกไฮโดรสแตติกรองรับการเคลื่อนไหวสี่ประเภท ได้แก่ การยืดตัวการย่อตัวการงอและการบิด เมื่อการหดตัวของกล้ามเนื้อลดลงพื้นที่ของค่าคงที่ของปริมาตรการยืดตัวของโครงสร้างจะเกิดขึ้น
การยืดตัวเกิดขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อใด ๆ ในแนวตั้งหรือแนวนอนหดตัวเพียงแค่รักษาโทนเสียงไปในแนว ในความเป็นจริงการทำงานทั้งหมดของระบบขึ้นอยู่กับความดันของของเหลวภายใน
ลองนึกภาพกระบอกสูบปริมาตรคงที่ที่มีความยาวเริ่มต้น ถ้าเราลดเส้นผ่านศูนย์กลางโดยการหดตัวของกล้ามเนื้อวงกลมตามขวางหรือแนวรัศมีกระบอกสูบจะถูกยืดออกไปด้านข้างเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของความดันที่เกิดขึ้นภายในโครงสร้าง
ในทางตรงกันข้ามถ้าเราเพิ่มขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางโครงสร้างจะสั้นลง การทำให้สั้นลงเกี่ยวข้องกับการหดตัวของกล้ามเนื้อด้วยการเรียงตัวตามยาว กลไกนี้จำเป็นสำหรับอวัยวะที่หยุดนิ่งเช่นลิ้นของสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่
ตัวอย่างเช่นในหนวดของเซฟาโลพอด (ซึ่งใช้โครงกระดูกไฮโดรสแตติกชนิดหนึ่ง) ต้องใช้เส้นผ่านศูนย์กลางลดลงเพียง 25% เพื่อเพิ่มความยาว 80%
ตัวอย่างของโครงกระดูกที่หยุดนิ่ง
โครงกระดูก Hydrostatic กระจายอยู่ทั่วไปในอาณาจักรสัตว์ แม้ว่าจะพบได้ทั่วไปในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง แต่อวัยวะของสัตว์มีกระดูกสันหลังบางชนิดก็ทำงานบนหลักการเดียวกัน ในความเป็นจริงโครงกระดูกไฮโดรสแตติกไม่ได้ จำกัด เฉพาะสัตว์ระบบต้นไม้บางชนิดใช้กลไกนี้
ตัวอย่างมีตั้งแต่ลักษณะ notochord ของเพรียงหัวทะเลกุ้งตัวอ่อนตัวอ่อนและปลาตัวเต็มวัยไปจนถึงตัวอ่อนของแมลงและกุ้ง ต่อไปเราจะอธิบายสองตัวอย่างที่รู้จักกันดี ได้แก่ ติ่งและเวิร์ม
ติ่ง
ดอกไม้ทะเลเป็นตัวอย่างคลาสสิกของสัตว์ที่มีโครงกระดูกที่หยุดนิ่ง ร่างกายของสัตว์ชนิดนี้ประกอบด้วยเสากลวงปิดที่ฐานและมีแผ่นช่องปากอยู่ที่ส่วนบนรอบปาก กล้ามเนื้อเป็นพื้นฐานที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้า
น้ำเข้าทางช่องปากและเมื่อสัตว์ปิดมันปริมาตรภายในจะคงที่ ดังนั้นการหดตัวที่ทำให้เส้นผ่านศูนย์กลางของร่างกายลดลงจะเพิ่มความสูงของดอกไม้ทะเล ในทำนองเดียวกันเมื่อดอกไม้ทะเลขยายกล้ามเนื้อวงกลมมันจะกว้างขึ้นและความสูงจะลดลง
สัตว์ที่มีรูปร่างคล้ายหนอน (vermiformes)
ระบบเดียวกันกับไส้เดือนดิน การเคลื่อนไหวแบบ peristaltic ชุดนี้ (เหตุการณ์ที่ยาวขึ้นและสั้นลง) ช่วยให้สัตว์เคลื่อนไหวได้
annelids เหล่านี้มีลักษณะเฉพาะคือมี coelom แบ่งออกเป็นส่วน ๆ เพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวจากส่วนหนึ่งเข้าสู่อีกส่วนหนึ่งและแต่ละส่วนทำงานอย่างอิสระ
อ้างอิง
- บาร์นส์, RD (1983) สัตววิทยาไม่มีกระดูกสันหลัง. Interamerican
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2005). สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง McGraw-Hill
- ฝรั่งเศส, K. , Randall, D. , & Burggren, W. (1998). Eckert สรีรวิทยาของสัตว์: กลไกและการปรับตัว. McGraw-Hill
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A. , Ober, WC, & Garrison, C. (2001). หลักการบูรณาการสัตววิทยา (ฉบับที่ 15) McGraw-Hill
- Irwin, MD, Stoner, JB, & Cobaugh, AM (Eds.) (2013) Zookeeping: ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยชิคาโก
- Kier, WM (2012). ความหลากหลายของโครงกระดูกที่หยุดนิ่ง วารสารชีววิทยาเชิงทดลอง, 215 (8), 1247-1257.
- Marshall, AJ, & Williams, WD (1985) สัตววิทยา. สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (ฉบับที่ 1) ฉันย้อนกลับ
- Rosslenbroich, B. (2014). เกี่ยวกับต้นกำเนิดของเอกราช: มุมมองใหม่ของการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในวิวัฒนาการ (ฉบับที่ 5) Springer Science & Business Media
- Starr, C. , Taggart, R. , & Evers, C. (2012). เล่ม 5-Animal Structure & Function. การเรียนรู้ Cengage