Eri eläinten luurangot ovat erilaisia. Niiden rakenne riippuu suurelta osin tietyn organismin elinympäristöstä ja elämäntavoista. Mitä yhteistä eläinten luurankoilla on? Mitä eroja on olemassa? Miten ihmisen luuranko eroaa muiden nisäkkäiden luurangosta?
Luuranko on kehon tuki
Ihmisen ja eläimen kehon luiden, ruston ja nivelsiteiden kovaa ja elastista rakennetta kutsutaan luurangoksi. Yhdessä lihasten ja jänteiden kanssa se muodostaa tuki- ja liikuntaelimistön, jonka ansiosta elävät olennot voivat liikkua avaruudessa.
Se sisältää pääasiassa luut ja rustot. Liikkuvimmassa osassa ne yhdistetään nivelillä ja jänteillä muodostaen yhden kokonaisuuden. Kehon kiinteä "luuranko" ei aina koostu luu- ja rustokudoksesta, joskus se muodostuu kitiinistä, keratiinista tai jopa kalkkikivestä.
Upea osa kehoa ovat luut. Ne ovat erittäin vahvoja ja jäykkiä, kestävät v altavia kuormia, mutta pysyvät samalla kevyinä. Nuoressa kehossa luut ovat joustavia ja ajan myötä hauraampia ja hauraampia.
Eläinten luuranko on eräänlainen mineraalien "ruokakomero". Joskehosta puuttuu niitä, sitten tarvittavien elementtien tasapaino täydentyy luista. Luut koostuvat vedestä, rasvasta, orgaanisista aineista (polysakkarideista, kollageenista) sekä kalsiumin, natriumin, fosforin ja magnesiumin suoloista. Tarkka kemiallinen koostumus riippuu tietyn organismin ravinnosta.
Luurangon merkitys
Ihmisten ja eläinten ruumis on kuori, jonka sisällä on sisäelimiä. Tämän kuoren muotoilee luuranko. Lihakset ja jänteet kiinnittyvät suoraan siihen, supistuen, ne taivuttavat niveliä tehden liikettä. Joten voimme nostaa jalkaa, kääntää päätämme, istua alas tai pitää jotakin kädellämme.
Lisäksi eläinten ja ihmisten luuranko toimii suojana pehmytkudoksille ja elimille. Esimerkiksi kylkiluut piilottavat keuhkot ja sydämen alle ja peittävät ne iskuilta (tietysti, jos iskut eivät ole liian voimakkaita). Kallo estää melko hauraiden aivojen vaurioitumisen.
Joissakin luissa on yksi tärkeimmistä elimistä - luuydin. Ihmisillä se osallistuu hematopoieesiprosesseihin ja muodostaa punasoluja. Se muodostaa myös leukosyyttejä, valkoisia verisoluja, jotka ovat vastuussa kehon vastustuskyvystä.
Miten ja milloin luuranko syntyi?
Eläinten luuranko ja koko tuki- ja liikuntaelimistö syntyivät evoluution ansiosta. Yleisesti hyväksytyn version mukaan ensimmäisillä maapallolle ilmestyneillä organismeilla ei ollut niin monimutkaisia mukautuksia. Planeetallamme oli pitkään pehmeärunkoisia amebisia olentoja.
Sitten planeetan ilmakehässä ja hydrosfäärissä oli kymmenen kertaa vähemmän happea. Jossain vaiheessa kaasun osuus nousilisääntyy ja alkaa, kuten tutkijat ehdottavat, muutosten ketjureaktion. Siten kalsiittien ja aragoniittien määrä lisääntyi v altameren mineraalikoostumuksessa. Ne puolestaan kerääntyvät eläviin organismeihin muodostaen kiinteitä tai joustavia rakenteita.
Varhaisimmat organismit, joilla oli luuranko, löydettiin kalkkikivikerroksista Namibiassa, Siperiassa, Espanjassa ja muilla alueilla. He asuttivat maailman v altameret noin 560 miljoonaa vuotta sitten. Rakenteeltaan organismit muistuttivat sieniä, joilla oli lieriömäinen runko. Pitkät (jopa 40 cm) kalsiumkarbonaatin säteet poistuivat niistä säteittäisesti, mikä näytteli luurankoa.
Luurangot
Eläinmaailmassa on kolmenlaisia luurankoja: ulkoinen, sisäinen ja nestemäinen. Ulkopuolinen tai eksoskeleto ei ole piilossa ihon tai muiden kudosten peitteen alla, vaan se peittää eläimen kehon kokonaan tai osittain ulkopuolelta. Millä eläimillä on ulkoinen luuranko? Se on hämähäkkieläinten, hyönteisten, äyriäisten ja joidenkin selkärankaisten hallussa.
Haarniskan tavoin se suorittaa pääasiassa suojaavaa tehtävää, ja joskus se voi toimia suojana elävälle organismille (kilpikonna tai etanankuori). Tällaisella luurangolla on merkittävä haittapuoli. Se ei kasva omistajan mukana, minkä vuoksi eläin pakotetaan ajoittain luopumaan siitä ja kasvattamaan uusi kansi. Joksikin ajaksi keho menettää tavanomaisen suojansa ja tulee haavoittuvaiseksi.
Endoskeleto on eläinten sisäinen luuranko. Se on päällystetty lihalla ja nahalla. Sillä on monimutkaisempi rakenne, se suorittaa monia toimintoja ja kasvaasamanaikaisesti koko organismin kanssa. Luusto on jaettu aksiaaliseen osaan (selkäranka, kallo, rintakehä) ja lisä- tai perifeeriseen osaan (vyön raajat ja luut).
Nestemäinen tai hydrostaattinen luuranko on vähiten yleinen. Sitä pitävät meduusat, madot, merivuokot jne. Se on lihaksikas seinä, joka on täynnä nestettä. Nesteenpaine ylläpitää kehon muotoa. Kun lihakset supistuvat, paine muuttuu, mikä saa kehon liikkeelle.
Millä eläimillä ei ole luurankoa?
Yleisessä mielessä luuranko on juuri kehon sisäinen runko, joukko luita ja rustoa, jotka muodostavat kallon, raajat ja selkärangan. On kuitenkin monia organismeja, joilla ei ole näitä osia, joista osalla ei ole edes tiettyä muotoa. Mutta tarkoittaako se, ettei heillä ole luurankoa?
Jean Baptiste Lamarck yhdisti heidät kerran suureksi ryhmäksi selkärangattomia, mutta selkärangan puuttumista lukuun ottamatta mikään muu ei yhdistä näitä eläimiä. Nyt tiedetään, että jopa yksisoluisilla organismeilla on luuranko.
Esimerkiksi radiolariaaneissa se koostuu kitiinistä, piistä tai strontiumsulfaatista ja sijaitsee solun sisällä. Korallilla voi olla hydrostaattinen luuranko, sisäinen proteiini tai ulkoinen kalkkipitoinen luuranko. Madoissa, meduusoissa ja joissakin nilviäisissä se on hydrostaattista.
Joissakin nilviäisissä luuranko on ulkoinen ja kuoren muotoinen. Eri lajeissa sen rakenne on erilainen. Yleensä se sisältää kolme kerrosta, jotka koostuvat konkioliiniproteiinista ja kalsiumkarbonaatista. Kuoret ovat simpukoita (sinisimpukat, osterit) ja spiraalimaisiakiharoilla ja joskus karbonaattineuloilla ja piikkeillä.
Niveljalkaiset
Niveljalkaisten tyyppi kuuluu myös selkärangattomiin. Tämä on lukuisin eläinryhmä, johon kuuluvat äyriäiset, hämähäkit, hyönteiset, tuhatjalkaiset. Heidän vartalonsa on symmetrinen, siinä on parilliset raajat ja se on jaettu osiin.
Rakenteeltaan eläinten luuranko on ulkoinen. Se peittää koko kehon kitiiniä sisältävän kynsinauhojen muodossa. Kynsinauho on kova kuori, joka suojaa eläimen jokaista segmenttiä. Sen tiheät alueet ovat skleriittejä, joita yhdistävät liikkuvammat ja joustavammat kalvot.
Hyönteisillä kynsinauho on vahva ja paksu, koostuu kolmesta kerroksesta. Pinnalle se muodostaa karvoja (chaetae), piikkejä, harjaksia ja erilaisia kasvustoa. Hämähäkkieläinten kynsinauho on suhteellisen ohut, ja sen alla on ihokerros ja tyvikalvot. Suojauksen lisäksi se estää eläimiä menettämästä kosteutta.
Maaravuilla ja puutäillä ei ole tiheää ulkokerrosta, joka säilyttää kosteuden kehossa. Vain elämäntapa säästää ne kuivumiselta - eläimet pyrkivät jatkuvasti paikkoihin, joissa on korkea kosteus.
Sointujen luuranko
Sointu on sisäinen aksiaalinen luuston muodostus, kehon luurungon pitkittäinen säie. Sitä esiintyy chordaateissa, joita on yli 40 000 lajia. Tällaisia ovat selkärangattomat, joissa notochord on läsnä tietyn ajan jossakin kehitysvaiheessa.
Ryhmän alemmissa edustajissa (lansetit, syklostomitja tietyt kalalajit) notochord säilyy koko elämän ajan. Lanseletteissa se sijaitsee suoliston ja hermoputken välissä. Se koostuu poikittaisista lihaslevyistä, joita ympäröi kuori ja jotka on liitetty toisiinsa kasvaimilla. Supistuva ja rentouttava, se toimii kuin hydrostaattinen luuranko.
Syklostoomeissa notochord on kiinteämpi ja siinä on nikamien alkeet. Heillä ei ole parillisia raajoja, leukoja. Luuranko muodostuu vain side- ja rustokudoksesta. Näistä muodostuu eläimen kallo, evien säteet ja kidusten harjakattoinen hila. Syklostomien kielessä on myös luuranko, elimen yläosassa on hammas, jolla eläin kantaa saaliinsa.
selkärankaiset
Sointujen korkeammissa edustajissa aksiaalinen johto muuttuu selkärangaksi - sisäisen luurangon tukielementiksi. Se on joustava pylväs, joka koostuu luista (nikamista), jotka on yhdistetty levyillä ja rustolla. Pääsääntöisesti se on jaettu osastoihin.
Selkärankaisten luurankojen rakenne on paljon monimutkaisempi kuin muiden sointujen ja lisäksi selkärangattomien. Kaikille ryhmän edustajille on ominaista sisäisen kehyksen läsnäolo. Hermoston ja aivojen kehittyessä ne muodostivat luukallon. Ja selkärangan ulkonäkö tarjosi paremman suojan selkäytimelle ja hermoille.
Parilliset ja parittomat raajat lähtevät selkärangasta. Parittomia ovat hännät ja evät, parilliset jaetaan vyöhön (ylä- ja alaraajoihin) ja vapaiden raajojen luurankoon (evät tai viisisormeiset raajat).
Kalat
NämäSelkärankaisilla luuranko koostuu kahdesta osasta: rungosta ja hännästä. Hailla, rauskuilla ja kimeeroilla ei ole luukudosta. Niiden luuranko koostuu joustavasta rustosta, joka kerää kalkkia ja kovettuu ajan myötä.
Muilla kaloilla on luuranko. Rustokerrokset sijaitsevat nikamien välissä. Etuosassa lateraaliset prosessit ulottuvat niistä, siirtyen kylkiluihin. Kalan kallossa, toisin kuin maaeläimissä, on yli neljäkymmentä liikkuvaa osaa.
Nielua ympäröi puoliympyrä, jossa on 3-7 kiduskaarea, joiden välissä sijaitsevat kidusraot. Ulkopuolelta ne muodostavat kiduksia. Kaikilla kaloilla niitä on, vain joissakin ne muodostuvat rustokudoksesta, kun taas toisissa - luusta.
Evien sädeluut, jotka on yhdistetty kalvolla, lähtevät selkärangasta. Parilliset evät - rinta- ja vatsaevät, parittomat - anaali-, selkä-, häntäevät. Niiden lukumäärä ja tyyppi vaihtelevat.
Sammakkoeläimet ja matelijat
Sammakkoeläimillä on kohdunkaulan ja ristin osat, jotka vaihtelevat 7–200 nikamasta. Joillakin sammakkoeläimillä on häntäosa, toisilla ei ole häntää, mutta on parillisia raajoja. Ne liikkuvat hyppäämällä, joten takaraajat ovat pitkänomaisia.
Hännättömistä lajeista puuttuu kylkiluita. Pään liikkuvuuden takaa kaulanikama, joka on kiinnitetty pään takaosaan. Hartiat, käsivarret ja kädet näkyvät rintakehän alueella. Lantio sisältää lonkka-, häpy- ja istuinluut. Ja takaraajoilla on sääre, reisi, jalkaterä.
Matelijan luuranko myöson nämä osat, muuttuen monimutkaisemmiksi selkärangan viidennen osan - lannerangan - kanssa. Heillä on 50-435 nikamaa. Kallo on luustuneempi. Häntäosa on aina läsnä, sen nikamat pienenevät loppua kohti.
Kilpikonnalla on ulkoinen luuranko, joka on vahvan keratiinikuoren ja sisemmän luukerroksen muodossa. Kilpikonnien leuat ovat vailla hampaita. Käärmeillä ei ole rintalastaa, olkapää- ja lantiovyötä, ja kylkiluut on kiinnitetty koko selkärangan pituudelta häntäosaa lukuun ottamatta. Heidän leuansa ovat erittäin taipuisia nielemään suurta saalista.
Linnut
Lintujen luuston ominaisuudet liittyvät suurelta osin niiden lentokykyyn, joillakin lajilla on mukautuksia juoksemiseen, sukeltamiseen, oksien kiipeilyyn ja pystypinnoille. Linnuilla on viisi selkärangan osaa. Kohdunkaulan osat ovat liikkuvasti yhteydessä toisiinsa, muilla alueilla nikamat ovat usein fuusioituneita.
Heidän luut ovat kevyitä ja jotkut ovat osittain täynnä ilmaa. Lintujen kaula on pitkänomainen (10-15 nikamaa). Niiden kallo on täydellinen, ilman saumoja, sen edessä on nokka. Nokan muoto ja pituus ovat hyvin erilaisia ja liittyvät eläinten ruokintatapaan.
Lennon päälaite on köli. Tämä on rintalastan alaosassa oleva luinen kasvu, johon rintalihakset ovat kiinnittyneet. Köli on kehitetty lentäville linnuille ja pingviineille. Sitä esiintyy myös lentämiseen tai kaivamiseen liittyvien selkärankaisten (myyrät ja lepakot) luuston rakenteessa. Strutseilla ei ole sitä, pöllö papukaija.
Lintujen eturaajat ovat siivet. Ne koostuvatpaksusta ja vahvasta olkaluusta, kaarevasta kyynärluusta ja ohuesta säteestä. Jotkut käden luista ovat sulautuneet yhteen. Kaikilla paitsi strutseilla lantion häpyluut eivät sulaudu yhteen. Näin linnut voivat munia suuria munia.
Nisäkkäät
Nyt on noin 5500 nisäkäslajia, mukaan lukien ihmiset. Kaikilla luokan jäsenillä sisäinen luuranko on jaettu viiteen osaan ja sisältää kallon, selkärangan, rintakehän sekä ylä- ja alaraajojen vyöt. Armadilloilla on ulkoinen luuranko useiden kilpien kuoren muodossa.
Nisäkkäiden kallo on suurempi, siinä on zygomaattinen luu, toissijainen luinen kitalaki ja parillinen täryluun, jota ei löydy muilta eläimiltä. Ylempi vyö sisältää pääasiassa lapaluiden, kaulusluun, olkapään, kyynärvarren ja käden (ranteesta, metacarpus, sormet, joissa on sormet). Alavyö koostuu reidestä, säärestä, jalkaterästä, jalkaterästä ja sormista. Luokan sisällä suurimmat erot näkyvät juuri raajavyissä.
Koirilta ja hevoseläimiltä puuttuu lapaluita ja solisluita. Hylkeissä olkapää ja reisiluu ovat piilossa kehon sisällä, ja viisisormeiset raajat on yhdistetty kalvolla ja näyttävät räpyliltä. Lepakot lentävät kuin linnut. Heidän sormensa (yksi lukuun ottamatta) ovat hyvin pitkänomaisia ja yhdistetty ihoverkkoon muodostaen siiven.
Miten ihminen on erilainen?
Ihmisen luurangossa on samat osat kuin muilla nisäkkäillä. Rakenteeltaan se muistuttaa eniten simpanssia. Mutta toisin kuin he, ihmisen jalat ovat paljon pitempiä kuin käsivarret. Koko keho on suuntautunutpystysuunnassa pää ei työnty eteenpäin, kuten eläimillä.
Kallon osuus rakenteessa on paljon suurempi kuin apinoilla. Leukalaite on päinvastoin pienempi ja lyhyempi, hampaat pienenevät, hampaat peitetään suojaavalla emalilla. Henkilöllä on leuka, kallo on pyöristetty, siinä ei ole jatkuvia kulmakarvoja.
Meillä ei ole häntää. Sen alikehittynyttä varianttia edustaa 4-5 nikaman häntäluu. Toisin kuin nisäkkäillä, rintakehä ei ole litistynyt molemmilta puolilta, vaan laajentunut. Peukalo on vastoin muita, käsi on liitettynä ranteeseen.
