Η στήριξη και η κίνηση στους ζωικούς οργανισμούς 🦴
Ποια όργανα μάς βοηθούν στην κίνηση; Θα μπορούσαμε να κινηθούμε αν δεν είχαμε μυς ή οστά; Για να πραγματοποιήσει τις κινήσεις του, ο άνθρωπος — όπως και τα άλλα ζώα — διαθέτει σκελετό και μυς. Ο σκελετός δίνει το «σκαρί» του σώματος και οι μύες το κινούν.
Οι τρεις τύποι σκελετού 🏗️
Στα ζώα που διαθέτουν σκελετό, αυτός μπορεί:
- να βρίσκεται στο εσωτερικό του οργανισμού, οπότε λέγεται ενδοσκελετός, ή
- να καλύπτει εξωτερικά τον οργανισμό, οπότε λέγεται εξωσκελετός.
Σε κάθε περίπτωση ο σκελετός, εκτός από την κίνηση, προστατεύει, υποστηρίζει και διατηρεί το σχήμα του σώματος των ζώων.
Υπάρχουν όμως και ζώα που δεν έχουν καθόλου σκληρό σκελετό. Το σώμα τους στηρίζεται από τα εσωτερικά του υγρά, τα οποία λειτουργούν σαν ένα γεμάτο μπαλόνι νερού: αυτό ονομάζεται υδροστατικός σκελετός.
| Τύπος σκελετού | Πού βρίσκεται | Παραδείγματα ζώων |
|---|---|---|
| Υδροστατικός | Εσωτερικά υγρά του σώματος | Μέδουσα, ύδρα, γεωσκώληκας |
| Εξωσκελετός | Εξωτερικό κάλυμμα του σώματος | Αστακός, μέλισσα, αράχνη |
| Ενδοσκελετός | Στο εσωτερικό του σώματος | Ψάρι, βάτραχος, φίδι, πτηνό, θηλαστικό |
Πολλοί μαθητές νομίζουν ότι «σκελετός» σημαίνει οπωσδήποτε κόκαλα. Ο εξωσκελετός ενός καβουριού και ο υδροστατικός σκελετός μιας μέδουσας δεν έχουν ούτε ένα οστό, κι όμως κάνουν την ίδια δουλειά: στηρίζουν το σώμα και επιτρέπουν την κίνηση.
Η στήριξη και η κίνηση στα ασπόνδυλα 🦐
Τα ασπόνδυλα έχουν βρει πολλούς διαφορετικούς τρόπους να στηρίζονται και να κινούνται. Στα ασπόνδυλα με εξωσκελετό, αυτός βοηθά επιπλέον στη διατήρηση της υγρασίας του σώματός τους — κάτι πολύ σημαντικό για ένα μικρό ζώο που ζει στην ξηρά.
Ζώα με υδροστατικό σκελετό
- Μέδουσα: δεν διαθέτει καθόλου σκελετό. Το σώμα της στηρίζεται από τα εσωτερικά υγρά και κινείται με τη βοήθεια κυκλικών μυϊκών ινών, που συστέλλονται και σπρώχνουν το νερό.
- Ύδρα: βρίσκεται προσκολλημένη στον βυθό και κινεί τις κεραίες της για να προσλάβει την τροφή της. Και το δικό της σώμα στηρίζεται από εσωτερικά υγρά.
- Γεωσκώληκας: έχει επίσης υδροστατικό σκελετό. Κινείται με τη βοήθεια τριχιδίων και μυών, οι οποίοι διατάσσονται σε δύο στρώματα.
Δίθυρα και σαλιγκάρι
Τα δίθυρα (όπως το μύδι) ζουν προσκολλημένα σε βράχους. Στο σώμα τους υπάρχει μια μυϊκή προεκβολή, το πόδι, που εξυπηρετεί την κίνηση. Από το πόδι εκκρίνονται ουσίες που σχηματίζουν λεπτές και σκληρές κλωστές, τον βύσσο. Αυτές βοηθούν τη στήριξή τους στον βράχο.
Το σώμα του σαλιγκαριού αποτελείται από το κεφάλι, τον σπλαχνικό σάκο και το πόδι. Διαθέτει σκληρό κέλυφος, μέσα στο οποίο ζει προφυλαγμένο. Το πόδι του είναι μυώδες και με τη βοήθειά του το σαλιγκάρι κινείται αργά — έρπει.
Τα αρθρόποδα και ο αρθρωτός εξωσκελετός
Ο εξωτερικός σκελετός καλύπτει το σώμα των εντόμων και γενικά όλων των αρθροπόδων. Σε αυτά ο εξωσκελετός είναι αρθρωτός, δηλαδή χωρισμένος σε κομμάτια που ενώνονται μεταξύ τους, έτσι ώστε να επιτρέπονται οι κινήσεις.
Τα αρθρόποδα έχουν πολλά κοινά χαρακτηριστικά: εξωσκελετό, αρθρωτά πόδια και σώμα χωρισμένο σε ζώνες. Για την κίνησή τους μπορεί να διαθέτουν μεμβρανώδη φτερά και 6, 8, 10, 40… πόδια. Στα αρθρόποδα ανήκουν:
| Ομάδα | Παραδείγματα |
|---|---|
| Καρκινοειδή | Αστακός, καραβίδα, καβούρι |
| Μυριάποδα | Σαρανταποδαρούσα |
| Έντομα | Μέλισσα, ακρίδα, κουνούπι |
| Αραχνοειδή | Αράχνη, τσιμπούρι |
Η μέλισσα έχει στο σώμα της δύο ζεύγη μεμβρανωδών φτερών και τρία ζεύγη αρθρωτών ποδιών, που βοηθούν στη μετακίνησή της.
Ο εξωσκελετός είναι σκληρός και δεν μεγαλώνει μαζί με το ζώο. Γι' αυτό, πολλές φορές κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης, το ζώο αποβάλλει τον παλιό εξωσκελετό και δημιουργείται νέος. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται έκδυση. Μέχρι να σκληρύνει ο καινούργιος σκελετός, το ζώο είναι μαλακό και εντελώς ευάλωτο.
Η στήριξη και η κίνηση στα σπονδυλωτά 🐟
Όλα τα σπονδυλωτά, όπου κι αν ζουν (ξηρά, αέρα ή νερό), διαθέτουν σπονδυλική στήλη, η οποία είναι μέρος του ενδοσκελετού τους.
Ψάρια
Τα ψάρια έχουν εσωτερικό οστέινο σκελετό — ή χόνδρινο, όπως ο καρχαρίας. Ο σκελετός τους αποτελείται από τη σπονδυλική στήλη και τα μικρά οστά του κεφαλιού. Στα πτερύγιά τους φέρουν μικρές οστέινες ακτίνες. Κινούνται με πλευρικούς κυματισμούς του κορμού και της ουράς.
Βάτραχος
Τα άκρα του βατράχου τον βοηθούν να μετακινείται τόσο στο νερό όσο και στην ξηρά. Τα μπροστινά πόδια του έχουν τέσσερα δάχτυλα και τα πίσω πέντε. Τα δάχτυλα των πίσω ποδιών ενώνονται μεταξύ τους με μεμβράνη και αυτό τον βοηθά να κολυμπάει. Επιπλέον, τα πίσω πόδια είναι μεγαλύτερα από τα μπροστινά και αυτό τον βοηθά να πηδάει.
Φίδια
Τα φίδια δεν έχουν άκρα και κινούνται με πλευρικούς κυματισμούς του σώματός τους — μια κίνηση που ονομάζεται οφιοειδής κίνηση. Σε αυτό τα βοηθά η σπονδυλική τους στήλη, που αποτελείται από πάρα πολλούς σπονδύλους — περισσότερους από 200.
Πτηνά
Στα πτηνά τα μπροστινά άκρα είναι διαμορφωμένα σε πτέρυγες. Ο σκελετός τους είναι ελαφρύς, επειδή τα περισσότερα οστά είναι κοίλα (κούφια) και γεμάτα αέρα. Στο στέρνο προσφύονται ισχυροί μύες, που εξυπηρετούν τις απαραίτητες για την πτήση κινήσεις. Επιπλέον, οι αεροφόροι σάκοι που διαθέτουν κάνουν το σώμα τους ελαφρύ σε σχέση με τον όγκο τους.
Θηλαστικά
Τα θηλαστικά έχουν οστέινο σκελετό με τέσσερα άκρα και πολύπλοκο μυϊκό σύστημα. Οι μύες έχουν την ικανότητα να συστέλλονται και να χαλαρώνουν, μεταβάλλοντας το μήκος τους. Με τη συστολή και τη χαλάρωση των μυών επιτυγχάνεται η κίνηση.
Ο σκελετός δεν κινείται από μόνος του: είναι οι μύες που τραβούν τα οστά. Χωρίς μυς ο σκελετός θα ήταν ένα ακίνητο ικρίωμα, και χωρίς σκελετό οι μύες δεν θα είχαν πού να στηριχθούν για να τραβήξουν. Στήριξη και κίνηση είναι πάντα δουλειά και των δύο μαζί.
Ο σκελετός προσαρμόζεται στο περιβάλλον 🌍
Ο σκελετός των σπονδυλωτών παρουσιάζει διαφοροποιήσεις, ανάλογα με το περιβάλλον στο οποίο ζουν και μετακινούνται:
| Περιβάλλον | Τρόπος μετακίνησης | Προσαρμογές |
|---|---|---|
| Αέρας | Πτήση | Μπροστινά άκρα διαμορφωμένα σε πτέρυγες, ελαφριά φτερά, αεροδυναμικό σχήμα σώματος |
| Νερό | Κολύμβηση | Υδροδυναμικό σχήμα σώματος, πτερύγια, λέπια |
| Ξηρά | Βάδιση | Άκρα κάθετα προς το έδαφος, ώστε το ζώο να βαδίζει με ευκολία και να τρέχει γρήγορα |
Υπάρχουν όμως και εξαιρέσεις στην ξηρά: τα ερπετά, όπως για παράδειγμα τα φίδια, μετακινούνται έρποντας, δηλαδή σέρνοντας το σώμα τους πάνω στο έδαφος.
Το σώμα του γεωσκώληκα είναι επίμηκες και κυλινδρικό και αποτελείται από δακτυλίους (ζώνες). Σε κάθε δακτύλιο υπάρχουν τέσσερα ζευγάρια τριχίδια που τον βοηθούν να μετακινείται. Το τοίχωμα του σώματός του έχει δύο στρώματα μυών: το εξωτερικό από κυκλικούς μύες, που ακολουθούν την περιφέρεια κάθε ζώνης, και το εσωτερικό από επιμήκεις μύες, με διεύθυνση κάθετη προς τις ζώνες. Η συνδυασμένη λειτουργία αυτών των μυών επιτρέπει στον γεωσκώληκα να μετακινείται: πρώτα μακραίνει και μετά κονταίνει, σαν ελατήριο.