HYDRO-SKELETON : 특성 및 예 - 생물학

hydroskeleton 또는 정압 골격 근육 구조를 둘러싸고 동물의 신체에 지원을 제공하는 유체가 채워진 캐비티로 구성된다. 정수압 골격은 이동에 참여하여 동물에게 다양한 움직임을 제공합니다.

지렁이, 일부 폴립, 아네모네, 불가사리 및 기타 극피 동물과 같이 신체를지지 할 수있는 단단한 구조가없는 무척추 동물에서 흔히 발생합니다. 그 자리에는 수압 골격이 있습니다.

출처 : Rob Hille, from Wikimedia Commons 포유류와 거북이의 성기, 거미의 다리와 같은 동물의 일부 특정 구조는이 메커니즘에 의해 작동합니다.

반대로 두족류의 사지, 포유류의 혀, 코끼리의 몸통과 같이 수압 골격 메커니즘을 사용하지만 유체로 채워진 공동이없는 구조가 있습니다.

정수 역학 골격의 가장 뛰어난 기능 중 하나는 근육 길항제이며 근육 수축에 대한 힘의 증폭을 돕고 있기 때문에지지와 운동입니다.

정수압 골격의 기능은 일정한 부피와 생성되는 압력을 유지하는 데 달려 있습니다. 즉, 공동을 채우는 유체는 비압축성이 있습니다.

형질

동물은 지원 및 이동을위한 특수 구조가 필요합니다. 이를 위해 근육에 길항제를 제공하여 수축력을 전달하는 다양한 골격이 있습니다.

그러나 "해골"이라는 용어는 척추 동물의 전형적인 뼈 구조 나 절지 동물의 외부 골격을 넘어선 다.

유체 물질은 내부 압력을 사용하여 지원 요구 사항을 충족하여 무척추 동물 계통에 널리 분포되어있는 수중 골격을 형성 할 수도 있습니다.

하이드로 스켈레톤은 유압 메커니즘을 사용하는 유체로 채워진 공동 또는 폐쇄 된 공동으로 구성되며, 근육 구조의 수축은 한 영역에서 다른 영역으로의 유체 이동으로 변환되어 임펄스 전달 메커니즘-근육 길항제에 작용합니다.

수 골격의 기본적인 생체 역학적 특성은 그들이 형성하는 부피의 불변성입니다. 이것은 생리적 압력을 가할 때 압축 능력이 있어야합니다. 이 원칙은 시스템 기능의 기초입니다.

지지 시스템은 공간적으로 다음과 같이 배열됩니다. 근육계는 중앙 유체로 채워진 공동을 둘러싸고 있습니다.

또한 단단한 근육 덩어리를 형성하는 일련의 근육 섬유로 3 차원 방식으로 배열되거나 유체 및 결합 조직으로 채워진 공간을 통과하는 근육 네트워크로 배열 될 수 있습니다.

그러나 이러한 배열 사이의 한계는 잘 정의되어 있지 않으며 중간 특성을 나타내는 수압 골격을 찾습니다. 무척추 동물의 수 골격에는 넓은 가변성이 있지만 모두 동일한 물리적 원리에 따라 기능합니다.

근육의 세 가지 일반적인 배열 : 원형, 가로 또는 방사형. 원형 근육은 신체 또는 해당 기관의 둘레에 배열 된 연속적인 층입니다.

횡 근육은 구조의 가장 긴 축에 수직이고 수평 또는 수직으로 배향 될 수있는 섬유를 포함합니다. 고정 된 방향을 가진 신체에서는 일반적으로 수직 섬유가 등 배쪽이고 수평 섬유가 가로입니다.

반면에 방사형 근육은 중심 축에서 구조의 주변을 향해 가장 긴 축에 수직으로 위치한 섬유를 포함합니다.

정수압 골격에있는 대부분의 근육 섬유는 비스듬히 줄무늬가 있으며 "슈퍼 스트레치"기능을 가지고 있습니다.

정수압 스켈레톤은 신장, 단축, 굽힘 및 비틀기의 네 가지 유형의 움직임을 지원합니다. 근육의 수축이 감소하면 체적 상수의 면적, 구조의 신장이 발생합니다.

신장은 수직 또는 수평의 근육 중 하나가 수축하여 방향을 향한 톤을 유지하면서 발생합니다. 실제로 시스템의 전체 작동은 내부 유체의 압력에 따라 달라집니다.

초기 길이를 가진 일정한 부피의 실린더를 상상해보십시오. 원형, 가로 또는 방사형 근육의 수축을 통해 직경을 줄이면 구조 내부에서 발생하는 압력 증가로 인해 실린더가 측면으로 늘어납니다.

반대로 직경을 늘리면 구조가 짧아집니다. 단축은 세로 배열로 근육의 수축과 관련이 있습니다. 이 메커니즘은 대부분의 척추 동물의 혀와 같은 수압 기관에 필수적입니다.

예를 들어 두족류의 촉수 (수압 골격 유형을 사용함)에서는 길이를 80 % 늘리기 위해 직경을 25 % 만 줄이면됩니다.

수압 골격은 동물계에 널리 분포되어 있습니다. 무척추 동물에서 흔하지 만 일부 척추 동물 기관은 동일한 원리로 작동합니다. 사실, 정수압 골격은 동물에만 국한되지 않으며, 특정 초본 시스템은이 메커니즘을 사용합니다.

예는 바다 squirts, cephalochords, 유충 및 성인 물고기의 notochord 특성에서 곤충과 갑각류의 유충에 이르기까지 다양합니다. 다음으로 가장 잘 알려진 두 가지 예인 폴립과 벌레에 대해 설명하겠습니다.

아네모네는 정수압 골격을 가진 동물의 전형적인 예입니다. 이 동물의 몸은 기저부에서 닫힌 중공 기둥과 입의 입구를 둘러싼 윗부분에 구강 디스크로 형성됩니다. 근육계는 기본적으로 이전 섹션에서 설명한 것입니다.

물은 입안을 통해 들어가고 동물이 그것을 닫을 때 내부 부피는 일정하게 유지됩니다. 따라서 몸의 직경을 줄이는 수축은 아네모네의 높이를 증가시킵니다. 같은 방식으로 말미잘이 원형 근육을 확장하면 넓어지고 높이가 감소합니다.

지렁이에도 동일한 시스템이 적용됩니다. 이 일련의 연동 운동 (이벤트 길이 늘리기 및 줄이기)을 통해 동물이 움직일 수 있습니다.

이러한 어닐 드는 한 세그먼트의 유체가 다른 세그먼트로 들어가는 것을 방지하기 위해 coelom을 세그먼트로 분할하고 각각 독립적으로 작동하는 특징이 있습니다.

반스, RD (1983). 무척추 동물학. 미국 간.
Brusca, RC 및 Brusca, GJ (2005). 무척추 동물. McGraw-Hill.
프랑스어, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. 동물 생리학 : 메커니즘 및 적응. McGraw-Hill.
Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). 동물학의 통합 원칙 (Vol. 15). McGraw-Hill.
Irwin, MD, Stoner, JB, & Cobaugh, AM (Eds.). (2013). 사육 : 과학과 기술에 대한 소개. 시카고 대학 출판부.
Kier, WM (2012). 수압 골격의 다양성. Journal of Experimental Biology, 215 (8), 1247-1257.
Marshall, AJ, & Williams, WD (1985). 동물학. 무척추 동물 (Vol. 1). 나는 뒤집었다.
Rosslenbroich, B. (2014). 자율성의 기원 : 진화의 주요 전환에 대한 새로운 시각 (Vol. 5). Springer 과학 및 비즈니스 미디어.
Starr, C., Taggart, R., & Evers, C. (2012). 제 5 권 동물의 구조와 기능. Cengage 학습.