VESIRUNKO: OMINAISUUDET JA ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2026

Hydroskeleton tai hydrostaattinen luuranko koostuu nestettä täynnä ontelon, joka ympäröi lihas rakenteet ja tukee eläinten kehosta. Hydrostaattinen luuranko osallistuu liikkumiseen, mikä antaa eläimelle laajan liiketarjonnan.

Se on yleistä selkärangattomilta, joilla ei ole jäykkiä rakenteita, jotka sallivat kehon tukemisen, kuten lieroihin, joihinkin polyyppeihin, vuokkoihin, meritähtiin ja muihin piikkinahkoihin. Niiden sijaan on hydrostaattisia luurankoja.

Lähde: Rob Hille, kirjoittanut Wikimedia Commons. Jotkut eläinten erityiset rakenteet toimivat tällä mekanismilla, kuten nisäkkäiden ja kilpikonnien penis ja hämähäkkien jalat.

Sitä vastoin on rakenteita, jotka käyttävät hydrostaattista luustomekanismia, mutta joista puuttuu nesteellä täytetty onkalo, kuten pääjalkaisten raajat, nisäkkäiden kieli ja norsujen runko.

Yksi hydrostaattisten luurankojen merkittävimmistä toiminnoista on tuki ja liikkuminen, koska se on lihasten antagonisti ja auttaa voimien vahvistamisessa lihaksen supistumisessa.

Hydrostaattisen luurankon toiminnallisuus riippuu vakion tilavuuden ylläpitämisestä ja sen tuottamasta paineesta - ts. Onteloa täyttävä neste on puristamaton.

ominaisuudet

Eläimet tarvitsevat erityisiä rakenteita tukemiseen ja liikuttamiseen. Tätä varten on olemassa laaja valikoima luurankoja, jotka tarjoavat lihaksille antagonistin, välittäen supistumisvoiman.

Termi "luuranko" kuitenkin ylittää selkärankaisten tai niveljalkaisten ulkoisten luurankojen tyypilliset luurakenteet.

Nestemäinen aine voi myös täyttää tukitarpeet käyttämällä sisäistä painetta muodostaen hydroskeleton, joka on levinnyt laajasti selkärangattomiin.

Hydroskeletti muodostuu ontelosta tai suljetuista onteloista, jotka on täytetty nesteillä, jotka käyttävät hydraulista mekanismia, jolloin lihaksen supistuminen johtaa nesteen liikkumiseen alueelta toiselle työskentelemällä impulssin välittymismekanismin - lihaksen antagonistin - kanssa.

Hydroskelettien perustavanlaatuinen biomekaaninen ominaisuus on niiden muodostaman tilavuuden vakio. Tällä on oltava puristuskyky fysiologisia paineita käytettäessä. Tämä periaate on järjestelmän toiminnan perusta.

Hydrostaattisten luurankojen mekanismi

Tukijärjestelmä on alueellisesti järjestetty seuraavasti: lihakset ympäröivät nesteellä täytettyä keskimmäistä onteloa.

Se voidaan myös järjestää kolmiulotteisesti sarjassa lihaskuituja, jotka muodostavat kiinteän lihasmassan, tai lihasverkostoon, joka kulkee tilojen läpi, jotka on täytetty nesteellä ja sidekudoksella.

Näiden järjestelyjen välisiä rajoituksia ei kuitenkaan ole määritelty tarkalleen, ja löydämme hydrostaattisia luurankoja, joilla on väliominaisuudet. Vaikka selkärangattomien hydroskeleteissa on paljon vaihtelua, ne kaikki toimivat samojen fyysisten periaatteiden mukaisesti.

Lihaksisto

Lihasten kolme yleistä järjestelyä: pyöreä, poikittainen tai säteittäinen. Pyöreä lihaksisto on jatkuva kerros, joka on järjestetty kehon tai kyseisen elimen kehän ympärille.

Poikittaisiin lihaksiin sisältyy kuituja, jotka sijaitsevat kohtisuorassa rakenteiden pisimpään akseliin nähden ja jotka voidaan suunnata vaaka- tai pystysuunnassa - rungossa, jossa on kiinteä suuntaus, tavanomaisesti pystysuuntaiset kuidut ovat dorsoventraalisia ja vaakasuuntaiset kuidut poikittaisia.

Radiaalisissa lihaksissa puolestaan ​​on kuituja, jotka sijaitsevat kohtisuorassa pisin akseliin keskiakselista kohti rakenteen kehää.

Suurin osa hydrostaattisten luurankojen lihaskuiduista on vinosti vinoja ja niillä on kyky "erittäin venyttää".

Sallitut liiketyypit

Hydrostaattiset luurankot tukevat neljää liiketyyppiä: venymistä, lyhentämistä, taivuttamista ja kiertämistä. Kun lihaksen supistuminen vähenee, tapahtuu tilavuusvakion pinta-ala, rakenteen pidentyminen.

Pidentyminen tapahtuu, kun joku lihaksista, pystysuora tai vaakasuora, supistuu vain pitäen sävyn suuntaa kohti. Itse asiassa koko järjestelmän toiminta riippuu sisäisen nesteen paineesta.

Kuvittele vakio tilavuussylinteri, jonka alkuperäinen pituus on. Jos pienennämme halkaisijaa pyöreiden, poikittaisten tai säteittäisten lihasten supistumisen kautta, sylinteri venyy sivuille rakenteen sisällä tapahtuvan paineen nousun vuoksi.

Sitä vastoin, jos lisäämme halkaisijaa, rakenne lyhenee. Lyheneminen liittyy lihaksien supistumiseen pitkittäisjärjestelyillä. Tämä mekanismi on välttämätön hydrostaattisille elimille, kuten useimpien selkärankaisten kielelle.

Esimerkiksi pääjalkaisten (joka käyttää erään tyyppistä hydrostaattista luurankoa) lonkeroissa, se vaatii vain 25%: n pienennystä halkaisijaltaan 80%: n pituuden lisäämiseksi.

Esimerkkejä hydrostaattisista luurankoista

Hydrostaattiset luurankot ovat levinneet laajasti eläinkuntaan. Jotkut selkärankaiset elimet toimivat samalla periaatteella, vaikka ne ovatkin selkärangattomia. Itse asiassa hydrostaattisia luurankoja ei ole rajoitettu eläimiin, tietyt nurmikasvien järjestelmät käyttävät tätä mekanismia.

Esimerkkejä vaihtelevat merikilpikot, pääjalkaiset, toukat ja aikuiset kalat ominaisesta notokordista hyönteisten ja äyriäisten toukkiin. Seuraavaksi kuvaamme kahta tunnetuinta esimerkkiä: polyypit ja madot

polyypit

Vuokot ovat klassinen esimerkki eläimistä, joilla on hydrostaattinen luuranko. Tämän eläimen ruumiin muodostaa ontto pylväs, joka on suljettu juuressa ja jonka suun yläosaa suun suuntaisella kiekolla on suuaukko. Lihas on periaatteessa edellisessä osassa kuvattu.

Vesi tulee suuontelon läpi, ja kun eläin sulkee sen, sisätilavuus pysyy vakiona. Siten supistuminen, joka pienentää kehon halkaisijaa, lisää runkon korkeutta. Samalla tavalla, kun anemone laajentaa pyöreitä lihaksia, se laajenee ja sen korkeus pienenee.

Mato-muotoiset eläimet (vermiformit)

Sama järjestelmä koskee lieroja. Tämä peristalttisten liikkeiden sarja (pidentävät ja lyhentävät tapahtumia) antaa eläimelle mahdollisuuden liikkua.

Näille annelideille on tunnusomaista, että coelom on jaettu segmentteihin estääkseen yhden segmentin nesteen pääsyn toiseen, ja jokainen toimii itsenäisesti.

Viitteet

1. Barnes, RD (1983). Selkärangaton eläintiede. Interamerican.
2. Brusca, RC, ja Brusca, GJ (2005). Selkärangattomat. McGraw-Hill.
3. Ranskalainen, K., Randall, D., ja Burggren, W. (1998). Eckert. Eläinten fysiologia: mekanismit ja mukautukset. McGraw-Hill.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Eläintieteen integroidut periaatteet (osa 15). McGraw-Hill.
5. Irwin, MD, Stoner, JB, ja Cobaugh, AM (toim.). (2013). Eläintarhanhoito: johdanto tieteeseen ja tekniikkaan. University of Chicago Press.
6. Kier, WM (2012). Hydrostaattisten luurankojen monimuotoisuus. Journal of Experimental Biology, 215 (8), 1247 - 1257.
7. Marshall, AJ, ja Williams, WD (1985). Eläintiede. Selkärangattomat (osa 1). Käänsin.
8. Rosslenbroich, B. (2014). Autonomian alkuperä: uusi katsaus evoluution tärkeimpiin muutoksiin (osa 5). Springer Science & Business Media.
9. Starr, C., Taggart, R., ja Evers, C. (2012). Osa 5 - Eläinten rakenne ja toiminta. Cengagen oppiminen.