Logo bio-infomedia.ro

Animalele și-au dezvoltat patru tipuri de schelet

  • 29 octombrie 2021
  • Evoluție
Schelet de calut de mare
O fotografie cu raze X, realizată în jurul anului 1910, a căluților de mare ne arată exoscheletul lor, care este o raritate printre pești. | Foto: EDWARD CHARLES LE GRICE
  • Schelet intern este format, de obicei, din oase și se găsește la vertebrate, inclusiv la mamifere, păsări, reptile, amfibieni și pești. El stochează minerale esențiale, cum ar fi calciul, oferă suport organismului, protejează organele interne și permite mișcarea prin intermediul mușchilor scheletici, care se atașează de oase prin tendoane.
  • Deși endoscheletele (scheletele interne) sunt cele mai cunoscute, în regnul animal se întâlnesc și alte trei tipuri de schelet: exoschelet, exoschelet cartilaginos și schelet hidrostatic.

Peștii zburători sunt cunoscuți pentru acrobațiile lor spectaculoase, izbucnind de sub suprafața oceanului și planând prin aer pe distanțe de câteva sute de metri.

De ce zboară? Pentru a evita prădătorii. Sunt un fel de popcorn al oceanelor, spune Steve Huskey, biolog la Universitatea Western Kentucky și autor al cărții The Skeleton Revealed. Toată lumea îi mănâncă.

Cheia capacității lor de a zbura este coloana vertebrală puternică și zona cozii, de care se ancorează mușchii puternici ce le mișcă cozile înainte și înapoi, precum elicele. Oasele mențin extinse aripioarele peștilor zburători, permițându-le să funcționeze ca aripile unei păsări.

Peștii zburători sunt doar un exemplu impresionant de specie cu endoschelet, un schelet intern format de obicei din oase și găsit la vertebrate, inclusiv la mamifere, păsări, reptile, amfibieni și pești.

Aceste structuri stochează minerale esențiale, cum ar fi calciul; oferă suport organismului; protejează organele interne; și permit mișcarea prin intermediul mușchilor scheletici, care se atașează de oase prin tendoane. Articulațiile, locul în care două oase se conectează, oferă flexibilitate unui schelet altfel rigid - gândiți-vă la fluiditatea unei primate care se balansează fără efort printre copaci.

Deși endoscheletele sunt cele mai cunoscute, în regnul animal se întâlnesc și alte trei tipuri de schelet: exoschelet, exoschelet cartilaginos și schelet hidrostatic.

O diversitate a oaselor

Endoscheletele au evoluat pentru a se potrivi stilului de viață al deținătorului lor. Oasele de păsări, de exemplu, sunt pline cu buzunare de aer, ceea ce nu numai că le ușurează încărcătura, dar le poate ajuta să preia mai mult oxigen în timpul zborului.

Carapacele țestoaselor - plăcile osoase care sunt contopite cu omoplații și coloana vertebrală a animalului - sunt de fapt coaste modificate de-a lungul evoluției. O carapace de țestoasă ajută la protejarea animalului, care se mișcă lent și este vulnerabil, față de prădători, dar cercetările recente sugerează că a evoluat inițial ca o bază stabilă, permițând broaștelor țestoase preistorice să sape și să scape de căldură.

Unele vertebrate, în special masculii, prezintă anumite excrescențe osoase pe craniile lor. De exemplu, masculii de cameleon din specia Chamaeleo calyptratus poarta pe cap un fel de cască osoasă colorată, probabil pentru a atrage femelele. Masculii din familia căprioarelor, cum ar fi cerbul și elanul, prezintă coarne - extensii osoase ale craniilor lor - atât pentru a-și arăta dominația, cât și pentru a-și atrage perechea.

În timp ce coarnele de cerb sunt lepădate și cresc în fiecare an, coarnele altor animale sunt înconjurate de o substanță naturală dură numită cheratină și nu sunt niciodată lepădate. Unele femele au și ele coarne, dar acestea sunt, de obicei, mai mici decât cele ale masculilor.

Armură încorporată

Scheletele externe sau exoscheletele sunt carcasele dure care protejează artropodele, cum ar fi insectele, crustaceele și păianjenii.

Această armură naturală este o apărare foarte eficientă împotriva prădătorilor, dintre care mulți nu pot mușca prin exoschelet, spune Huskey. Ai ceva ce nimeni altcineva nu are.

Gândacii lui Hercule din America Latină și Caraibe au exoschelete deosebit de dure. Masculii prezintă două coarne lungi, pe care le folosesc pentru a se lupta între ei pentru femele. Femelele preferă și masculii cu coarne mai lungi, ceea ce reprezintă un semn de sănătate robustă.

Printre cele mai frumoase exoschelete se numără cochiliile scoicilor, care păstrează în siguranță moluștele cu corp moale, cum sunt scoicile sau melcii conici. Un strat exterior al țesutului unei moluște, numit manta, secretă proteine și minerale pentru a-și forma sanctuarul scheletic distinct.

Un dezavantaj al exoscheletului este rigiditatea sa, care împiedică animalul să crească. Cochilia unui homar, de exemplu, poate fi o apărare solidă împotriva unei foci flămânde, dar pe măsură ce homarul devine mai mare, trebuie să-și lepede cochilia pentru a face loc alteia noi. Poate dura câteva săptămâni până când noua cochilie se întărește complet, timp în care homarul este foarte vulnerabil în fața prădătorilor.

Un schelet făcut pentru a înota

Peștii din subclasa Elasmobranchii, care include pești cartilaginoși precum rechinii, pisicile de mare, vulpile de mare și peștii-fierăstrău, au endoschelete făcute în întregime din cartilaj, un tip de țesut puternic și flexibil. Deoarece cartilajul este dur, dar mai ușor decât oasele, permite peștilor să înoate rapid, dar să economisească energie.

Multe vertebrate cu endoschelete - inclusiv oamenii - au, de asemenea, cartilaj, care conferă nasului și urechilor forma lor, de exemplu. La începutul dezvoltării, majoritatea fetușilor de mamifere au schelete cartilaginoase, care se osifică apoi încet.

De mult s-a crezut că rechinii din vremurile noastre provin dintr-un strămoș primitiv la care încă nu evoluaseră oasele. În schimb, în 2015, oamenii de știință au anunțat descoperirea celulelor osoase într-un rechin fosilizat vechi de 380 de milioane de ani - sugerând că rechinii ar fi putut evolua din strămoși cu oase, ar fi avut oase la un moment dat și apoi le-ar fi pierdut în favoarea cartilajului mai ușor.

Elasmobranchii sunt, de asemenea, acoperiți cu denticulele dermice, solzi texturați care zgârie ca hârtia de șlefuit. Când sunt aliniați, acești solzi reduc rezistența la înaintare și măresc viteza de înot.

Un studiu din 2017 a constatat că denticulele dermice ale unei specii de rechini batoizi provin din aceleași celule ca și dinții. Aceasta susține teoria conform căreia solzii peștilor preistorici ar fi putut evolua în dinți, așa cum îi cunoaștem astăzi. Dinții sunt considerați parte a unui schelet, deși sunt alcătuiți din smalț, o colecție de minerale dure, nu din os.

Schelete stranii

Scheletele hidrostatice sunt coloane sau cavități pline cu lichid din interiorul nevertebratelor, inclusiv meduze, viermi plați, nematode și anelide, cum ar fi râmele. Mușchii și țesutul conjunctiv formează un perete dur al corpului în jurul cavității, explică Bill Kier, biolog la Universitatea din Carolina de Nord.

Cavitățile râmelor sunt pline cu lichid hemofil, care funcționează în esență ca sângele, spune Kier. Cavitățile sunt segmentate astfel încât viermii să-și poată extinde și contracta mușchii în mod independent, permițând animalului să se deplaseze pe sol.

Anemonele de mare au mușchi în jurul cavității lor interne, care lucrează împreună - asemănător cu modul în care bicepșii și tricepșii ne manevrează membrele superioare - pentru a muta animalul și a-l îndepărta de potențialii prădători, spune Kier.

Unele animale, cum ar fi crabii albaștri, pot trece de la un exoschelet la un schelet hidrostatic temporar atunci când sunt într-o stare vulnerabilă. Într-un studiu din 2003, Kier și colega sa Jennifer Taylor au descoperit că, în timpul năpârlirii, presiunea internă a apei a crescut foarte mult, astfel încât fluidul din corpurile moi ale crabilor a acționat ca un schelet hidrostatic care a permis animalului să se miște. După aproximativ trei zile, exoscheletul nou format a fost suficient de dur pentru a-și prelua din nou funcțiile.

Husky spune că scheletele sunt rezultate incredibile ale evoluției, în special în ceea ce privește modul în care fiecare bucățică mică este esențială pentru un animal și pentru modul în care acesta se deplasează în mediu. Fără schelet, am fi doar o pungă mare de mușchi care stă acolo și zvâcnește pe podea, spune Husky. Nu putem ajunge nicăieri fără scheletul care creează locomoția, hrănirea și comportamentele de care ne bucurăm atât de mult.

Source Sursa: nationalgeographic.com
Text: Liz Langley



Din aceeași categorie