HIDRO-SCHELET: CARACTERISTICI ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

Un hidroskeleton sau schelet hidrostatic este format dintr-o cavitate plină de fluid care înconjoară structurile musculare și oferă sprijin corpului animalelor. Scheletul hidrostatic participă la locomoție, oferind animalului o gamă largă de mișcări.

Este comună la nevertebrate care nu au structuri rigide care să permită sprijinul corpului, cum ar fi viermii de pământ, unii polipi, anemonele și stelele de mare și alte echinodermii. În locul lor, există scheleturi hidrostatice.

Sursa: De Rob Hille, de la Wikimedia Commons Câteva structuri specifice la animale funcționează prin acest mecanism, cum ar fi penisul mamiferelor și țestoaselor și picioarele păianjenilor.

În schimb, există structuri care folosesc mecanismul scheletului hidrostatic, dar care nu au cavitatea plină de fluid, cum ar fi membrele cefalopodelor, limba mamiferelor și trunchiul elefanților.

Printre cele mai remarcabile funcții ale scheletelor hidrostatice este sprijinul și locomoția, deoarece este un antagonist muscular și ajută la amplificarea forței în contracția musculară.

Funcționalitatea unui schelet hidrostatic depinde de menținerea unui volum constant, iar presiunea pe care o generează - adică fluidul care umple cavitatea este incompresibil.

caracteristici

Animalele necesită structuri specializate pentru sprijin și mișcare. Pentru aceasta, există o mare varietate de scheleturi care asigură un antagonist pentru mușchi, care transmite forța de contracție.

Cu toate acestea, termenul "schelet" depășește structurile osoase tipice ale vertebratelor sau scheletele externe ale artropodelor.

O substanță fluidă poate îndeplini, de asemenea, cerințele de sprijin folosind o presiune internă, formând hidroscheletul, distribuit pe scară largă în linia nevertebratelor.

Hidroscheletul este format dintr-o cavitate sau cavități închise umplute cu fluide care folosesc un mecanism hidraulic, în care contracția musculaturii se traduce în mișcarea fluidului dintr-o regiune în alta, lucrând la mecanismul de transmitere a impulsului - antagonist muscular.

Caracteristica biomecanică fundamentală a hidroscheletelor este constanța volumului pe care îl formează. Aceasta trebuie să aibă capacitatea de compresie la aplicarea presiunilor fiziologice. Acest principiu este baza funcției sistemului.

Mecanismul scheletelor hidrostatice

Sistemul de sprijin este aranjat spațial după cum urmează: musculatura înconjoară o cavitate centrală plină de fluid.

Poate fi, de asemenea, aranjat în mod tridimensional cu o serie de fibre musculare care formează o masă solidă de mușchi sau într-o rețea musculară care trece prin spații umplute cu lichid și țesut conjunctiv.

Cu toate acestea, limitele dintre aceste aranjamente nu sunt bine definite și găsim scheleturi hidrostatice care prezintă caracteristici intermediare. Deși există o variabilitate largă în hidroskeletonele nevertebratelor, toate funcționează după aceleași principii fizice.

musculatură

Cele trei aranjamente generale ale mușchilor: circulare, transversale sau radiale. Musculatura circulară este un strat continuu care este dispus în jurul circumferinței corpului sau a organului în cauză.

Mușchii transversali includ fibre care sunt situate perpendicular pe cea mai lungă axă a structurilor și pot fi orientate orizontal sau vertical - în corpurile cu orientare fixă, fibrele verticale convenționale sunt dorsoventrale și fibrele orizontale sunt transversale.

Pe de altă parte, mușchii radiali includ fibre situate perpendicular pe axa cea mai lungă de la axa centrală către periferia structurii.

Majoritatea fibrelor musculare din scheletele hidrostatice sunt în mod obișnuit striate și au capacitatea de „super întindere”.

Tipuri de mișcări permise

Scheletele hidrostatice suportă patru tipuri de mișcare: alungire, scurtare, îndoire și răsucire. Când o contracție a mușchiului scade, are loc suprafața constantă a volumului, are loc alungirea structurii.

Alungirea apare atunci când oricare dintre mușchi, vertical sau orizontal, se contractă doar păstrând tonul spre orientare. De fapt, întreaga funcționare a sistemului depinde de presiunea fluidului intern.

Imaginează-ți un cilindru cu volum constant, cu o lungime inițială. Dacă scădem diametrul printr-o contracție a mușchilor circulari, transversali sau radiali, cilindrul este întins pe părțile laterale datorită creșterii presiunii care se produce în interiorul structurii.

În schimb, dacă creștem diametrul, structura se scurtează. Scurtarea este legată de contracția mușchilor cu aranjamente longitudinale. Acest mecanism este esențial pentru organele hidrostatice, cum ar fi limba majorității vertebratelor.

De exemplu, în tentaculele unui cefalopod (care folosește un tip de schelet hidrostatic), necesită doar o scădere de 25% în diametru pentru a crește 80% în lungime.

Exemple de schelete hidrostatice

Scheletele hidrostatice sunt distribuite pe scară largă în regnul animal. Deși este comună la nevertebrate, unele organe vertebrate funcționează pe același principiu. De fapt, scheletele hidrostatice nu sunt limitate la animale, anumite sisteme erbacee folosesc acest mecanism.

Exemplele variază de la notochordul caracteristic pentru căpușele de mare, cefalocordii, larvele și peștii adulți, până la larvele de insecte și crustacee. În continuare vom descrie cele mai cunoscute două exemple: polipi și viermi

polipii

Anemonele sunt exemplul clasic de animale care au un schelet hidrostatic. Corpul acestui animal este format dintr-o coloană goală închisă la bază și cu un disc oral la porțiunea superioară care înconjoară deschiderea gurii. Musculatura este practic cea descrisă în secțiunea anterioară.

Apa intră prin cavitatea gurii, iar când animalul îl închide, volumul intern rămâne constant. Astfel, contracția care scade diametrul corpului crește înălțimea anemonei. În același mod, când anemona extinde mușchii circulari, se lărgește și înălțimea acesteia scade.

Animale în formă de vierme (vermiforme)

Același sistem se aplică râmelor. Această serie de mișcări peristaltice (întinderea și scurtarea evenimentelor) permite animalului să se miște.

Aceste anelide se caracterizează prin faptul că coelomul este împărțit în segmente pentru a împiedica fluidul dintr-un segment să intre în celălalt și fiecare funcționează independent.

Referințe

1. Barnes, RD (1983). Zoologie nevertebrată. Interamerican.
2. Brusca, RC, & Brusca, GJ (2005). Nevertebrate. McGraw-Hill.
3. Franceză, K., Randall, D., și Burggren, W. (1998). Eckert. Fiziologia animalelor: mecanisme și adaptări. McGraw-Hill.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Principii integrate ale zoologiei (Vol. 15). McGraw-Hill.
5. Irwin, MD, Stoner, JB, & Cobaugh, AM (Eds.). (2013). Zookeeping: o introducere în știință și tehnologie. Universitatea din Chicago Press.
6. Kier, WM (2012). Diversitatea scheletelor hidrostatice. Journal of Experimental Biology, 215 (8), 1247-1257.
7. Marshall, AJ și Williams, WD (1985). Zoologie. Nevertebrate (vol. 1). Am inversat.
8. Rosslenbroich, B. (2014). Despre originea autonomiei: o nouă privire asupra tranzițiilor majore din evoluție (Vol. 5). Springer Media științifică și de afaceri.
9. Starr, C., Taggart, R., & Evers, C. (2012). Volumul 5-Structura și funcția animalelor. Cengage Learning.