Erinevate loomade luustikud on üksteisest erinevad. Nende struktuur sõltub suuresti konkreetse organismi elupaigast ja elustiilist. Mis on ühist loomade skelettidel? Millised erinevused eksisteerivad? Mille poolest erineb inimese luustik teiste imetajate omast?
Skelett on keha tugi
Inimese ja looma keha luude, kõhre ja sidemete kõva ja elastset struktuuri nimetatakse luustikuks. Koos lihaste ja kõõlustega moodustab see luu- ja lihaskonna süsteemi, tänu millele saavad elusolendid ruumis liikuda.
See hõlmab peamiselt luid ja kõhre. Kõige liikuvamas osas on need ühendatud liigeste ja kõõlustega, moodustades ühtse terviku. Keha tahke "skelett" ei koosne alati luu- ja kõhrekoest, mõnikord moodustavad selle kitiin, keratiin või isegi lubjakivi.
Hämmastav kehaosa on luud. Need on väga tugevad ja jäigad, taluvad tohutuid koormusi, kuid jäävad samal ajal kergeks. Noores kehas on luud elastsed ning muutuvad aja jooksul hapramaks ja rabedamaks.
Loomade luustik on omamoodi mineraalide "sahver". Kui akehal on need puudu, siis saab vajalike elementide tasakaal luudest uuesti täis. Luud koosnevad veest, rasvast, orgaanilistest ainetest (polüsahhariidid, kollageen), aga ka k altsiumi, naatriumi, fosfori, magneesiumi sooladest. Täpne keemiline koostis sõltub konkreetse organismi toitumisest.
Skeleti tähendus
Inimeste ja loomade keha on kest, mille sees on siseorganid. Selle kesta kujundab skelett. Lihased ja kõõlused kinnituvad otse selle külge, tõmbuvad kokku, painutavad liigeseid, tehes liikumist. Seega saame tõsta jalga, pöörata pead, istuda maha või hoida midagi käega.
Lisaks kaitseb loomade ja inimeste luustik pehmeid kudesid ja elundeid. Näiteks ribid peidavad enda alla kopse ja südant, kattes neid löökide eest (muidugi juhul, kui löögid pole liiga tugevad). Kolju hoiab ära üsna hapra aju kahjustamise.
Mõned luud sisaldavad üht kõige olulisemat organit – luuüdi. Inimestel osaleb see hematopoeesi protsessides, moodustades punaseid vereliblesid. See moodustab ka leukotsüüte, valgeid vereliblesid, mis vastutavad keha immuunsuse eest.
Kuidas ja millal luustik tekkis?
Loomade luustik ja kogu luu-lihassüsteem tekkisid tänu evolutsioonile. Üldtunnustatud versiooni kohaselt ei olnud esimestel Maal ilmunud organismidel nii keerulisi kohandusi. Pikka aega eksisteerisid meie planeedil pehme kehaga amööbsed olendid.
Siis oli planeedi atmosfääris ja hüdrosfääris kümme korda vähem hapnikku. Mingil hetkel muutus gaasi osakaalsuurendada, alustades, nagu teadlased soovitavad, muutuste ahelreaktsiooni. Seega suurenes k altsiitide ja aragoniitide hulk ookeani mineraalses koostises. Need akumuleeruvad omakorda elusorganismides, moodustades tahkeid või elastseid struktuure.
Varasemad luustikuga organismid leiti Namiibia, Siberi, Hispaania ja teiste piirkondade lubjakivikihtidest. Nad asustasid maailmamere umbes 560 miljonit aastat tagasi. Oma ehituselt meenutasid organismid silindrilise kehaga käsnasid. Nendest lahkusid radiaalselt pikad (kuni 40 cm) k altsiumkarbonaadi kiired, mis mängisid luustiku rolli.
Skelettide sordid
Loomamaailmas on kolme tüüpi luustikke: väline, sisemine ja vedel. Väline ehk eksoskelett ei ole peidetud naha või muude kudede katte alla, vaid katab täielikult või osaliselt looma keha väljastpoolt. Millistel loomadel on väline luustik? Seda valdavad ämblikulaadsed, putukad, vähid ja mõned selgroogsed.
Nagu soomusrüügi, täidab see peamiselt kaitsefunktsiooni ja mõnikord võib see olla elusorganismide (kilpkonna või teokarp) varjupaigaks. Sellisel skeletil on märkimisväärne puudus. Ta ei kasva koos omanikuga, mistõttu on loom sunnitud seda perioodiliselt maha heitma ja uue katte kasvatama. Keha kaotab mõneks ajaks oma tavapärase kaitse ja muutub haavatavaks.
Endoskelett on loomade siseskelett. See on kaetud liha ja nahaga. Sellel on keerulisem disain, see täidab palju funktsioone ja kasvabsamaaegselt kogu organismiga. Endoskelett jaguneb aksiaalseks osaks (selg, kolju, rindkere) ja täiendavaks ehk perifeerseks osaks (jäsemed ja vööde luud).
Vedel või hüdrostaatiline skelett on kõige vähem levinud. Seda valdavad meduusid, ussid, mereanemoonid jne. See on vedelikuga täidetud lihaseline sein. Vedeliku surve hoiab keha vormi. Kui lihased kokku tõmbuvad, muutub rõhk, mis paneb keha liikuma.
Millistel loomadel pole luustikku?
Tavalises mõttes on luustik täpselt keha sisemine raamistik, luude ja kõhrede kogum, mis moodustavad kolju, jäsemed ja selgroo. Siiski on palju organisme, millel neid osi ei ole, millest mõnel pole isegi kindlat kuju. Aga kas see tähendab, et neil pole üldse luustikku?
Jean Baptiste Lamarck ühendas nad kunagi suureks selgrootute rühmaks, kuid peale selgroo puudumise ei ühenda neid loomi miski muu. Nüüd on teada, et isegi üherakulistel organismidel on skelett.
Näiteks radiolaariumides koosneb see kitiinist, ränist või strontsiumsulfaadist ja paikneb raku sees. Korallidel võib olla hüdrostaatiline skelett, sisemine valk või väline lubjarikas skelett. Ussides, meduusides ja mõnedes molluskites on see hüdrostaatiline.
Paljudel molluskitel on luustik välispidine ja sellel on kesta kuju. Erinevatel liikidel on selle struktuur erinev. Reeglina sisaldab see kolme kihti, mis koosnevad proteiinist konhioliinist ja k altsiumkarbonaadist. Karbid on kahepoolmelised (karbid, austrid) ja spiraalsedlokkide ja mõnikord karbonaatsete nõelte ja naeltega.
Lõijalgsed
Lülijalgsete tüüp kuulub ka selgrootute hulka. See on kõige arvukam loomarühm, kuhu kuuluvad koorikloomad, ämblikulaadsed, putukad, sajajalgsed. Nende keha on sümmeetriline, paarisjäsemetega ja segmentideks jagatud.
Struktuurilt on loomade skelett väline. See katab kitiini sisaldava küünenaha kujul kogu keha. Küünenahk on kõva kest, mis kaitseb looma iga segmenti. Selle tihedad alad on skleriidid, mis on omavahel ühendatud liikuvamate ja paindlikumate membraanidega.
Putukate puhul on küünenahk tugev ja paks, koosneb kolmest kihist. Pinnal moodustab ta karvu (chaetae), naelu, harjaseid ja erinevaid väljakasvu. Ämblikulaadsetel on küünenahk suhteliselt õhuke ja selle all on nahakiht ja basaalmembraanid. Lisaks kaitsele ei lase see loomadel niiskust kaotada.
Maakrabidel ja puutäidel puudub tihe väliskiht, mis hoiab kehas niiskust. Ainult eluviis päästab neid kuivamise eest – loomad püüdlevad pidev alt kõrge õhuniiskusega kohtadesse.
Akordide skelett
Akord on sisemine aksiaalne skeleti moodustis, keha luukarkassi pikisuunaline suund. Seda esineb akordaatides, mida on rohkem kui 40 000 liiki. Nende hulka kuuluvad selgrootud, kelle notokord esineb teatud perioodi jooksul ühes arengufaasis.
Rühma alumistes esindajates (lansetid, tsüklostoomidja teatud kalaliigid) püsib notokord kogu elu. Lantsettides asub see soolte ja neura altoru vahel. See koosneb põikisuunalistest lihasplaatidest, mida ümbritseb kest ja mis on omavahel ühendatud väljakasvudega. Kokkutõmbav ja lõõgastav, see toimib nagu hüdrostaatiline skelett.
Tsüklostoomides on notokord tugevam ja sellel on selgroolülide alged. Neil ei ole paarisjäsemeid, lõugasid. Skeleti moodustavad ainult side- ja kõhrkude. Nendest moodustuvad looma kolju, uimede kiired ja lõpuste ažuurne võre. Tsüklostoomide keelel on ka luustik, elundi ülaosas on hammas, millega loom oma saaki kannab.
selgroogsed
Kõrgematel akordaatide esindajatel muutub aksiaalne pael selgrooks - sisemise luustiku tugielemendiks. See on painduv sammas, mis koosneb luudest (selgroolülidest), mis on omavahel ühendatud ketaste ja kõhrega. Reeglina on see jagatud osakondadeks.
Selgroogsete luustiku struktuur on palju keerulisem kui teistel akordidel ja pealegi selgrootutel. Kõiki rühma esindajaid iseloomustab sisemise raami olemasolu. Närvisüsteemi ja aju arenedes moodustasid nad luust kolju. Ja lülisamba välimus kaitses paremini seljaaju ja närve.
Paaritud ja paaritu jäsemed lahkuvad selgroost. Paarituteks on sabad ja uimed, paarilised jagunevad vöödeks (ülemised ja alumised) ning vabade jäsemete skeletiks (uimed või viiesõrmelised jäsemed).
Kalad
NeedSelgroogsetel koosneb luustik kahest osast: tüvest ja sabast. Haidel, raididel ja kimääridel puudub luukude. Nende luustik koosneb painduvast kõhrest, mis kogub lubi ja muutub aja jooksul kõvaks.
Ülejäänud kaladel on luustik. Kõhrekihid paiknevad selgroolülide vahel. Eesmises osas ulatuvad neist välja külgmised protsessid, mis lähevad ribidesse. Erinev alt maismaaloomadest on kalade koljul rohkem kui nelikümmend liikuvat osa.
Neelu ümbritseb poolring 3–7 lõpusekaarest, mille vahel paiknevad lõpusepilud. Väljast moodustavad nad lõpused. Kõikidel kaladel on need olemas, ainult mõnel on need moodustunud kõhrekoest, teistes aga luust.
Uimede raadiusega luud, mis on ühendatud membraaniga, väljuvad selgroost. Paarisuimed – rinna- ja kõhuuimed, paaritud – päraku-, selja-, sabauimed. Nende arv ja tüüp on erinevad.
Kahepaiksed ja roomajad
Kahepaiksetel on emakakaela ja ristluu osa, mis ulatub 7 kuni 200 selgroolülini. Mõnel kahepaiksel on sabaosa, mõnel pole saba, kuid on paarisjäsemeid. Nad liiguvad hüpates, nii et tagajäsemed on piklikud.
Sabata liikidel puuduvad ribid. Pea liikuvuse tagab kaelalüli, mis kinnitub pea tagaküljele. Rindkere piirkonda ilmuvad õlad, käsivarred ja käed. Vaagen sisaldab niude-, häbeme- ja istmikuluid. Ja tagajäsemetel on sääre, reie, labajalg.
Ka roomaja luustikon need osad, muutudes keerulisemaks lülisamba viienda osaga – nimmepiirkonnaga. Neil on 50 kuni 435 selgroolüli. Kolju on rohkem luustunud. Sabaosa on alati olemas, selle selgroolülid vähenevad lõpu poole.
Kilpkonnadel on eksoskelett tugeva keratiini kesta ja sisemise luukihi kujul. Kilpkonnade lõualuudel puuduvad hambad. Madudel ei ole rinnaku, õla- ja vaagnavööd ning ribid on kinnitatud kogu selgroo pikkuses, välja arvatud sabaosa. Nende lõuad on suure saagi alla neelamiseks väga paindlikud.
Linnud
Linnu luustiku omadused on suuresti seotud nende lennuvõimega, mõnel liigil on kohandused jooksmiseks, sukeldumiseks, okstel ja vertikaalpindadel ronimiseks. Lindudel on viis selgroogu. Emakakaela piirkonna osad on liikuv alt ühendatud, teistes piirkondades on selgroolülid sageli ühinenud.
Nende luud on kerged ja mõned on osaliselt õhuga täidetud. Lindude kael on piklik (10-15 selgroolüli). Nende kolju on terviklik, ilma õmblusteta, selle ees on nokk. Noka kuju ja pikkus on väga erinevad ning on seotud loomade toitumisviisiga.
Põhiline lennuseade on kiil. See on luuline väljakasv rinnaku alumises osas, mille külge on kinnitatud rinnalihased. Kiil on välja töötatud lendavatel lindudel ja pingviinidel. Lennu või kaevamisega seotud selgroogsete (mutid ja nahkhiired) luustiku struktuuris on see samuti olemas. Jaanalindudel pole seda, öökullpapagoi.
Lindude esijäsemed on tiivad. Need koosnevadjämedast ja tugevast õlavarreluust, kõverast küünarluust ja õhukesest raadiusest. Mõned käes olevad luud on kokku sulanud. Kõigil peale jaanalindude vaagna häbemeluud ei sulandu kokku. Nii saavad linnud muneda suuri mune.
Imetajad
Nüüd on umbes 5500 liiki imetajaid, sealhulgas inimesi. Kõigil klassi liikmetel on sisemine luustik jagatud viieks osaks ja hõlmab kolju, selgroogu, rindkere, üla- ja alajäsemete vööd. Vöölastel on eksoskelett mitmest kilbist koosneva kesta kujul.
Imetajate kolju on suurem, seal on põikluu, sekundaarne luusuulae ja paaristrummeluu, mida teistel loomadel ei leidu. Ülemine vöö hõlmab peamiselt abaluude, rangluud, õlga, küünarvart ja kätt (randmest, kämblaluud, sõrmed koos falangetega). Alumine vöö koosneb reiest, säärest, jalalabast koos tarsuga, pöialuust ja sõrmedest. Suurimad erinevused klassisiseselt ilmnevad just jäsemete vöödes.
Koertel ja hobuslastel puuduvad abaluud ja rangluud. Hüljestel on õlg ja reieluu peidus keha sees ning viiesõrmelised jäsemed on membraaniga ühendatud ja näevad välja nagu lestad. Nahkhiired lendavad nagu linnud. Nende sõrmed (välja arvatud üks) on väga piklikud ja ühendatud nahavõrguga, moodustades tiiva.
Kuidas inimene erineb?
Inimese luustikul on samad lõigud kui teistel imetajatel. Oma struktuurilt on see kõige sarnasem šimpansiga. Kuid erinev alt neist on inimese jalad palju pikemad kui käed. Kogu keha on orienteeritudvertikaalselt ei ulatu pea ettepoole, nagu loomadel.
Kolju osa struktuuris on palju suurem kui ahvidel. Lõualuu aparaat, vastupidi, on väiksem ja lühem, kihvad on vähenenud, hambad on kaetud kaitsva emailiga. Inimesel on lõug, kolju on ümar, tal puuduvad pidevad kulmuharjad.
Meil pole saba. Selle vähearenenud varianti esindab 4-5 selgroolüliga koksiuks. Erinev alt imetajatest ei ole rindkere mõlem alt poolt lame, vaid laienenud. Pöial on ülejäänu vastas, käsi on randmega liikuv alt ühendatud.
