Экзоскелет

Гидростатический скелет

Скелетные системы

Опорные системы

По мере увеличения в процессе эволюции размеров растений и животных возникает необходимость в особых структурах, поддерживающих форму их тела. Особенно важны эти структуры для организмов, покинувших водную среду и заселивших сушу. Животным опору обеспечивает скелет, а растениям — механические ткани. Для поддержания формы органов ва­жен также тургор паренхимных клеток.

Этот тип скелета характерен для животных, имеющих мягкое тело. У них в полость, образованную мышечными стенками, секретируется жидкость, которая, оказывая давление на мышцы, заставляет их сокращаться, чтобы преодолевать это давление. Мышцы не прикреплены к каким-либо структурам и поэтому при сокращении они тянут лишь друг друга. Животное сохраняет определенные размеры и форму тела благодаря давлению полостной жидкости, с одной стороны, и сокращающихся мышц — с другой. Обычно мышечные волокна образуют два слоя — продольную и кольцевую мускулатуру. Движение происходит благодаря тому, что эти слои работают как антагонисты. У сегментированных животных (таких, как обыкновенный дождевой червь) этот эффект локализован и лишь определенные сегменты приводятся в движение или изменяют форму.

Скелет этого типа — характерная особенность членистоногих. Экзоскелет (кутикула) секретируется эпидермисом и не содержит клеток. Состоит такой скелет в основном из хитина. Это твердый наружный покров тела, который построен из сочлененных между собой пластинок или трубчатых образований. Хитин — прочный, легкий материал, однако он может приобретать твердость при встраивании в него специальных «дубильных» белков или при обызвествлении (особенно у водных ракообразных). В участках скелета, которые должны сохранять подвижность, например в местах сочленения пластинок, хитин остается неизмененным. Такая конструкция из пластинок или трубочек, соединенных гибкими пленками, обеспечивает одновременно и защиту, и подвижность.

Членистоногие — это единственная группа беспозвоночных, имеющая членистые конечности, которые состоят из рычагов, соединенных подобием шарниров. Эти рычаги приводятся в движение мышцами-сгибателями и разгибателями, прикрепленными к внутренним выступам экзоскелета. Поскольку хитин проницаем для воды, наземным членистоногим, таким как насекомые, могло бы грозить высыхание. Однако этого не происходит благодаря эпикутикуле — воскоподобному слою, который секретируется железистыми клетками эпидермиса. Таким образом, экзоскелет не только служит опорой и защитой для внутренних органов, но и предохраняет тело от обезвоживания.

Для таких мелких животных, как большинство членистоногих, экзоскелет из полых трубчатых элементов служит очень удобной опорной и локомоторной структурой; трубка может, не сгибаясь, выдерживать значительно большие нагрузки, чем плотный цилиндр той же массы. Однако с увеличением размеров и массы животного такая организация становится менее удобной — для сохранения достаточной прочности толщина и масса скелета должны были бы возрасти настолько, что он, в конце концов, оказался бы слишком тяжелым и громоздким.

Дата добавления: 2015-07-13