#7.Скелет

Способность к активному передвижению, возникшая вместе с нервной системой, типична для животных организмов в отличие от растительных и обусловливает ряд особенностей их строения. Аппарат движения обеспечивает ряд важнейших жизненных функций организма:

у наземных животных респираторную моторику – дыхательную функцию легких; поиск и захват пищи; смену и сохранение различных положений тела в пространстве при одновременном сохранении равновесия; активную защиту; помощь сердцу по передвижению крови и лимфы в сосудах, что улучшает процесс обмена веществ;

у теплокровных животных сохранение постоянной температуры тела;

у человека аппарат движения играет большую роль в его познавательной функции и участвует в процессе речи, письма и в различных видах трудовой деятельности.

Функция аппарата движения обеспечивается нервной и сердечно-сосудистой системами; аппаратами дыхания, пищеварения и мочеотделения, кожным покровом, железами внутренней секреции. В различных условиях внешней среды (водной, наземной, воздушной) аппарат движения имеет своеобразие и резкие особенности своего строения. Аппарат движения подразделяется на пассивную часть – костную систему и активную часть – мышечную систему. Только согласованное взаимодействие тех и других элементов делает возможным как удержание тела в пространстве, так и выполнение разнообразных по форме движений: сгибание и разгибание, вращение внутрь и наружу, отведение, приведение и многие другие. Все органы аппарата движения обильно снабжены нервными волокнами и кровеносными сосудами. Учение о костях называется остеология (osteologia).

Скелет (греч. skeleton – истощенный, высушенный) – представлен системой костей и хрящей, соединенных между собой при помощи суставов. Наиболее примечательным свойством костей скелета является их прочность и твердость, что позволяет скелету как системе выполнять несколько функций.

Cкелет представляет собой опорно-двигательный каркас, состоящий из костных и хрящевых рычагов. Мышцы, воздействуя на эти рычаги, приводят организм и отдельные его части в движение.

Cкелет выполняет защитные функции по отношению к жизненно важным органам, в частности, он служит прочной оболочкой для головного и спинного мозга, органов грудной полости (сердца и легких).

Cкелет является минеральным депо организма. В минеральном обмене костная система занимает центральное место. В костях в пересчете на общее содержание минеральных веществ откладывается: кальция 99%, фосфатов 90%, карбонатов 80%, цитратов 70%, натрия 60%, магния 50%. Минеральные вещества и микроэлементы выполняют жизненно важные функции. Без них немыслимы деятельность органов, кроветворение и свертывание крови, проведение возбуждения в нервах и перенос нервных возбуждений на мускулатуру.

Костная система занимает важное место в белковом обмене. Около 20% содержащегося в организме белка находится в скелете. Основное вещество кости на 90-95% состоит из белка – коллагена.

Скелет выполняет кроветворную функцию, так как внутри костей располагается красный костный мозг, вырабатывающий клетки крови – эритроциты и зернистые лейкоциты.

Скелет – наиболее точный показатель степени развития и возраста животного. Многие прощупываемые кости являются постоянными ориентирами при проведении зоотехнических измерений животного.

Наружная поверхность костей разнообразна: имеются шероховатости (tuberositas), бугры (tuber), головки (caput), ямки (fossa), фасетки (fovea), желоба (sulcus), отверстия (foramen), суставные поверхности (facies articularis). Общее количество костей у различных животных различно. Различие наблюдается за счет позвонков хвостового отдела и костей конечностей. У многопалых животных костей больше.

Скелет делится на осевой и периферический. В осевом скелете различают общие закономерности строения тела животного: одноосность, метамерия и антимерия, обусловленные подвижностью животного.

Одноосность, или биполярность – выражается в том, что все отделы осевого скелета расположены на одной оси тела, причем на переднем, головном, полюсе её находится череп, а на противоположном полюсе – хвост. Признак одноосности позволяет установить в теле животного два направления: краниальное – в сторону головы и каудальное – в сторону хвоста.

Антимерия, или двусторонняя симметрия – характеризуется тем, что скелет, как и тело животного, может быть разделено только одной средней сагиттальной плоскостью на две симметричные половины (антимеры) – левую и правую. Антимерия дает возможность различать в теле животного два напрвления: латеральное, т.е. боковое, или наружное, и медиальное, т.е. внутреннее, к сагиттальной плоскости.

Метаметрия, или сегментация – заключается в том, что тело может быть разделено сегментными плоскостями на определенное (но не произвольное) число сравнительно одинаковых по строению сегментов (метамеров). Метамеры следуют друг за другом вдоль оси тела животного спереди назад (у человека – сверху вниз). На скелете такими метамерами являются позвонки с соответствующими парами ребер.

Общая характеристика скелета шеи, туловища и хвоста. Скелет шеи, туловища и хвоста состоит из позвоночного столба, ребер и грудной кости. Позвоночный столб – columna vertebralis – состоит из позвонков шейных (vertebrae cervicales), грудных (vertebrae thoracicae), поясничных (vertebrae lumbales), крестцовых (vertebrae sacrales) и хвостовых (vertebrae caudales). Все позвонки сходны по строению, но все же отличаются в зависимости от положения в позвоночном столбе. Чем ближе расположены позвонки друг к другу, тем больше в них сходства, даже если они принадлежат к разным отделам.

К грудному отделу относятся также ребра – costae и грудная кость – sternum. Элементарной составной частью скелета является полный костный сегмент. Он состоит из позвонка, пары ребер и соответствующего участка грудины. Полный костный сегмент присущ только 7–9 сегментам грудного отдела позвоночного столба. В других отделах отдельные части костного сегмента подвержены редукции или полностью исчезли. В сегментах, не имеющих грудины, вначале исчезли ребра, а затем составные части позвонка.

У древних животных, как и у современных рыб, ребра прикреплялись ко всем позвонкам – от головы до хвоста. На шейных позвонках ребра редуцировались. Шейные последние ребра подвижно сочленялись с соответствующим позвонком, но стали короче, чем в грудном отделе. В дальнейшем и шейные последние ребра редуцировались. Остатки ребра срослись с шейным позвонком в двух точках: с телом позвонка и с поперечным отростком. Поперечное отверстие это результат срастания рудимента ребра с телом позвонка и поперечным отростком. В поясничном отделе ребра срастаются только с концом поперечного отростка. В крестцовом отделе ребра срастаются с поперечными отростками в области первых двух сегментов, образуя крылья крестцовой кости. В хвостовом отделе произошла полная редукция ребер.

Различают два отдела черепа – мозговой и лицевой, или висцеральный. Граница между ними проходит в сегментной плоскости по краю глазницы. В целом череп напоминает четырехгранную пирамиду с усеченным конусом, направленным вперед, в сторону носа, и широким основанием, направленным назад, в сторону затылка. Череп образован 6 непарными и 13 парными костями (всего 32 кости: 6 + 13 * 2).

К мозговому отделу черепа относятся 1). Затылочная кость (os occipitale) – непарная, образует заднюю стенку черепной коробки, лежит в затылочной области, целиком прикрыта шейноголовными мышцами. 2). Клиновидная кость (os sphenoidale) – непарная, лежит на базальной поверхности черепа впереди затылочной кости. 3). Межтеменная кость (os interparietale) – непарная лежит дорсально и впереди от затылочной кости. 4). Решетчатая кость (os ethmoidale) – располагается на границе между носовой полостью и полостью черепа между лобными костями и клиновидной костью. 6). Крыловидная кость (os pterygoideum) – парная лежит впереди клиновидной кости. 7). Лобная кость (os frontale) – парная лежит в лобной области, участвует в образовании крыши черепной коробки. 8). Височная кость (os temporale) – парная располагается в области виска. 9). Теменная кость (os parietale) – парная, вместе с межтеменной располагаются в теменной области. Таким образом, к мозговому отделу черепа относятся 4 непарные и 4 парные кости (итого 12 костей), они образуют neurocranium.

К костям лицевого (висцерального) отдела черепа относятся: 1). Носовая кость (os nasale) – парная, формирует спинку носовой полости. 2). Скуловая кость (os zygomaticum) – парная, участвует в формировании скуловой дуги и глазницы. 3). Слезная кость (os lacrimale) – парная лежит в передней стенке глазницы, участвует в формировании глазничного края. 4). Верхнечелюстная кость (os maxillare) – парная, располагается в области верхней челюсти. 5) Резцовая кость (os incisivum) – парная, лежит в области резцов верхней зубной аркады. 6). Небная кость (os palatinum) – парная, принимает участие в формировании твердого неба, отделяющего ротовую и носовую полости друг от друга. 7) Нижнечелюстная кость (os mandibulare) – парная, формирует нижнюю челюсть, подвижно соединяется с мозговым отделом черепа. 8). Дорсальные и 9).Вентральные носовые раковины (os conchae nasalis dorsalis et ventralis) – парные, заполняют носовую полость. 10). Сошник (vomer) – непарная кость, лежит на дне носовой полости и является костной основой для носовой хрящевой перегородки. 11). Подъязычная кость (os hyoideum) – непарная, лежит в межчелюстном пространстве, служит основой для прикрепления гортани и трахеи, подвижно соединяется с мозговым отделом черепа. Всего 20 костей лицевого отдела черепа: 2 непарных и 9 парных (9*2=18).

Череп с позвоночным столбом соединяется с помощью затылочноатлантного сустава, в котором соединяются мыщелки затылочной кости и краниальные суставные ямки атланта.

Плечевой пояс. Первоначально плечевой пояс состоял из трех костей: лопатки, коракоидной кости и ключицы. До сих пор такой плечевой пояс сохранился только у птиц. У домашних млекопитающих животных представлен одной лопаткой, остальные кости редуцированы. Рудимент коракоидной кости прирастает к лопатке, образуя на ней клювовидный отросток. От ключицы остается лишь сухожильная полоска в плечеголовной мышце. Только у собак и кошек от ключицы сохранилась небольшая костная пластинка округло-треугольной формы в центре сухожильной полоски плечеголовной мышцы. У человека плечевой пояс образуют две кости: лопатка и ключица. У птиц плечевой пояс состоит из трех самостоятельных костей: лопатки, ключицы и коракоидной (вороньей) кости.

Тазовый пояс. Образован тремя костями: подвздошной, лонной и седалищной. Эти кости срослись между собой и образовали тазовую кость с запертым отверстием и тазобедренной суставной впадиной. Две тазовые кости, срастаясь друг с другом, формируют таз, который служит костной основой тазовой полости. Тазовое сращение называется симфиз. В скелете свободных конечностей различают три звена.

Первое звено состоит из одного луча и называется стилоподий (stylopodium, stylos – луч, столбик, podos – нога). На грудной конечности первое звено представлено плечевой костью, на тазовой конечности - бедренной. Кости первого звена соединяются с костями поясов с помощью суставов. На грудной конечности формируется лопатко-плечевой сустав, на тазовой – тазобедренный сустав.

Второе звено состоит из двух лучей и называется зейгоподий (zeigopodium, zeigо – пара). На грудной конечности состоит из костей предплечья (локтевой и лучевой), на тазовой конечности – из костей голени (большой и малой берцовой). Кости второго звена соединяются с костями первого звена суставами: локтевым – на передней конечности, коленным – на задней конечности.

Третье звено – аутоподий (autopodium, auto – он, сам), формирует скелет передней и задней лапы. Передняя лапа называется кисть, задняя – стопа. И кисть, и стопа состоит из трех звеньев:

базиподий (basipodium) – это кости запястья на кисти и кости заплюсны на стопе;

метоподий (metapodium) – кости пястья на кисти и кости плюсны на стопе;

акроподий (acropodium) – фаланги пальцев на кисти и стопе.

Запястье состоит из двух рядов мелких асимметричных костей – проксимального (верхнего) и дистального (нижнего). Заплюсна представлена тремя рядами асимметричных костей – проксимального, среднего и дистального. Количество костей пястья и плюсны зависит от количества пальцев у тех или иных домашних животных. Костей пальцев или фаланг на передних и задних конечностях по три на каждом пальце, только на первом пальце две фаланги.

Первая фаланга называется проксимальная или путовая кость. Вторая фаланга – средняя или венечная кость, третья фаланга – дистальная. У лошадей, ослов, мулов эта кость называется копытная. У рогатого скота и свиней – копытцевая кость. У хищных животных (кошки, собаки, волки, лисы и др.) это коготная кость, у человека – ногтевая.

Принципиальная разница между передними и задними конечностями состоит в том, что углы, образованные суставами, направлены в прямо противоположные стороны. Скелет свободных конечностей наземных животных (позвоночных) построен по единому принципу. Конечности млекопитающих по-разному приспособлены к перемещению в пространстве. Это зависит от характера жизнедеятельности животного. Функции конечностей – это приподнимание и удержание туловища при стоянии и поступательном движении. Тазовые конечности являются двигающими, а грудные – удерживающими туловище в пространстве.