Schelet hidrostatic - Hydrostatic skeleton
Un schelet hidrostatic , sau hidroschelet , este un schelet flexibil susținut de presiunea fluidului. Scheletele hidrostatice sunt frecvente în rândul organismelor nevertebrate simple. În timp ce organismele mai avansate pot fi considerate hidrostatice, ele sunt uneori denumite hidrostatice pentru posesia unui organ hidrostatic în locul unui schelet hidrostatic. Un organ hidrostatic și un schelet hidrostatic pot avea aceleași capacități, dar nu sunt aceleași. Organele hidrostatice sunt mai frecvente la organismele avansate, în timp ce scheletele hidrostatice sunt mai frecvente la organismele primitive. După cum sugerează și numele său, conținând hidro care înseamnă „apă”, a fi hidrostatic înseamnă că scheletul sau organul sunt pline de lichid.
Ca structură scheletică, are capacitatea de a afecta forma și mișcarea și implică două unități mecanice: straturile musculare și peretele corpului. Straturile musculare sunt longitudinale și circulare și fac parte din celomul umplut cu lichid în interior. Contracțiile mușchilor circulari prelungesc corpul organismului, în timp ce contracțiile mușchilor longitudinali scurtează corpul organismului. Fluidul din organism este concentrat uniform, astfel încât forțele mușchiului sunt răspândite în întregul organism și schimbările de formă pot persista. Acești factori structurali persistă și într-un organ hidrostatic.
O structură a scheletului hidrostatic neelicoidal este baza funcțională a penisului de mamifer . Structura scheletică hidrostatică armată elicoidal este tipică pentru structurile flexibile ca la animalele cu corp moale.
Structura
Scheletele hidrostatice sunt de obicei aranjate într-un cilindru. Scheletele hidrostatice pot fi controlate de mai multe tipuri diferite de mușchi. Lungimea poate fi reglată prin fibre musculare longitudinale paralele cu axa longitudinală. Fibrele musculare pot fi găsite în foi continue sau în fascicule izolate, iar diametrul poate fi manipulat de trei tipuri diferite de mușchi: circular, radial și transversal. Musculatura circulară se înfășoară în jurul circumferinței cilindrului, musculatura radială se extinde de la centrul cilindrului spre suprafață, iar musculatura transversală se aranjează în foi paralele și perpendiculare care traversează diametrul cilindrului.
În cilindru se află fluid, cel mai adesea apă. Fluidul este rezistent la modificările de volum. Contracția mușchilor circulari, radiali sau transversali crește presiunea în interiorul cilindrului și are ca rezultat o creștere a lungimii. Contracția mușchilor longitudinali poate scurta cilindrul.
Schimbarea formei este limitată de fibrele țesutului conjunctiv. Fibrele conective, adesea colagene, sunt dispuse într-o formă elicoidală în peretele scheletului hidrostatic. Forma elicoidală formată din aceste fibre permite alungirea și scurtarea scheletului, rămânând totuși rigidă pentru a preveni torsiunea. Pe măsură ce forma cilindrului se schimbă, pasul elicei se va schimba. Unghiul relativ la axa lungă va scădea în timpul alungirii și va crește în timpul scurtării.
Avantaje și dezavantaje
Organismele care conțin un schelet hidrostatic au avantaje și dezavantaje. Forma lor fluidă le permite să se deplaseze cu ușurință în timp ce înoată și se îngropă. Se pot potrivi prin pasaje cu forme ciudate și se pot ascunde mai eficient de prădători. Ei sunt capabili să creeze o forță atunci când strecoară printre pietre și să creeze un gest „indiscret deschis”. Există o componentă ușoară și flexibilă care permite această mișcare cu foarte puțină masă musculară.
Aceste organisme sunt, de asemenea, capabile să se vindece mai repede decât organismele care conțin schelete dure. Vindecarea în aceste organisme variază de la creatură la creatură. Cu toate acestea, dacă cavitatea trebuie reumplută, „fluidul” poate fi ușor reumplut dacă este apă sau sânge. Dacă lichidul este un alt tip de lichid, poate dura mai mult, dar este încă mai rapid decât vindecarea unui os. Viermele comun este, de asemenea, capabil să recrească părți deteriorate ale corpului său.
Aceste organisme au unele căi relativ simple pentru circulație și respirație. De asemenea, aceste organisme au o pernă pentru a permite protecția organelor interne împotriva șocului. Cu toate acestea, nu protejează foarte eficient organele interne de daunele externe.
Deoarece scheletele hidrostatice au o capacitate limitată de atașare a membrelor, organismele sunt relativ simple și nu au multe abilități de a apuca sau de a prinde lucrurile. Organismele cu schelete hidrostatice complete trebuie să se afle într-un mediu care să le permită să se umple din nou cu lichidul necesar pentru supraviețuire. Acesta este motivul pentru care scheletele hidrostatice sunt comune în viața marină. Au o cantitate mare de acces la elementele necesare supraviețuirii. Organismele terestre care au schelete hidrostatice au, în general, o lipsă de forță, deoarece nu se află într-un mediu fluid. Dacă cineva și-ar extinde corpul prea mult, s-ar prăbuși sub propria greutate.
Organisme
.jpg)
Scheletele hidrostatice sunt foarte frecvente la nevertebrate. Un exemplu comun este râma . De asemenea, natura hidrostatică este frecventă în viața marină, cum ar fi peștele , steaua de mare și anemonele de mare . Viermii au inele de mușchi care sunt umplute cu lichid, făcându-și întregul corp hidrostatic. O anemonă de mare are un cap hidrostatic, cu brațele care radiază în jurul gurii. Această structură este utilă în hrănire și locomoție.
Un exemplu de Deuterostom simplu care conține un schelet hidrostatic ar fi Enteropneusta , cu numele comun de vierme de ghindă. Acest organism este clasificat ca hemicordat și sunt viermi marini care își folosesc scheletul hidrostatic pentru a se tunela și se ancorează în pământ. Acest lucru poate fi folosit pentru locomoție, dar poate ajuta și la apărarea organismului împotriva forțelor exterioare, deoarece viermele poate încerca să se „ascundă” în fundul oceanului.
Vertebrate
Penisului mamifer este un organ hidrostatică. Lichidul hidrostatic, în acest caz sângele, umple penisul în timpul unei erecții . Spre deosebire de scheletele hidrostatice ale multor nevertebrate, care folosesc îndoirea animalului pentru locomoție, penisul trebuie să reziste la îndoire și să schimbe forma în timpul actului sexual . În loc de fibre conjunctive dispuse într-o formă elicoidală, penisul conține un strat numit corp cavernos . Corpul cavernos conține fibre conjunctive dispuse atât paralel cât și perpendicular pe axa longitudinală. Aceste fibre rămân îndoite când penisul este flasc, dar se desfășoară pe măsură ce penisul se umple cu sânge în timpul unei erecții, ceea ce permite penisului să reziste la îndoire. Penisurile broaștelor țestoase sunt structurate în mod similar, deși au evoluat separat.
Alte vertebrate folosesc uneori un schelet hidrostatic modificat numit hidrostat muscular . Hidrostatele musculare nu conțin o cavitate umplută cu lichid. Aceste structuri sunt construite din mușchi și fibre conjunctive, dens împachetate într-o structură 3D. În multe cazuri, hidrostatul muscular poate fi manipulat în toate cele trei dimensiuni. Acest lucru permite o mișcare mai precisă în comparație cu un schelet hidrostatic tipic. În timp ce în scheletele hidrostatice tipice, mișcarea este generată prin aplicarea forței pe o cavitate plină de lichid, hidrostatele musculare generează mișcare prin contracții musculare. Când un mușchi se contractă și scade în zonă, alți mușchi din structură trebuie să se extindă ca răspuns. Pot fi prezenți mușchii elicoidali, care pot crea torsiune, o abilitate care este restricționată în scheletele hidrostatice. Hidrostatele musculare se găsesc în limbile mamiferelor, reptilianelor și amfibienilor. Limbile mamiferelor au structura unui miez central de fibre musculare înconjurate de mănunchiuri de mușchi longitudinali și foi alternante paralele de fibre musculare transversale. Trunchiurile de elefant și proboscisele de tapir utilizează, de asemenea, un hidrostat muscular. Aceste structuri sunt compuse din fibre longitudinale înconjurate de fibre radiale și elicoidale.