HYDRO-KHUNG: ĐẶC ĐIỂM VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2025

Một hydroskeleton hoặc thuỷ tĩnh xương bao gồm một khoang chứa đầy chất lỏng bao quanh cấu trúc cơ và cung cấp hỗ trợ cho cơ thể của động vật. Bộ xương thủy tĩnh tham gia vào quá trình vận động, tạo cho con vật vận động đa dạng.

Nó phổ biến ở các động vật không xương sống thiếu cấu trúc cứng cho phép nâng đỡ cơ thể, chẳng hạn như giun đất, một số polyp, hải quỳ, sao biển và các động vật da gai khác. Ở vị trí của chúng, có những bộ xương thủy tĩnh.

Nguồn: Tác giả Rob Hille, từ Wikimedia Commons Một số cấu trúc cụ thể ở động vật hoạt động theo cơ chế này, chẳng hạn như dương vật của động vật có vú và rùa, và chân của nhện.

Ngược lại, có những cấu trúc sử dụng cơ chế tạo xương thủy tĩnh nhưng lại thiếu khoang chứa đầy chất lỏng, chẳng hạn như các chi của động vật chân đầu, lưỡi của động vật có vú và vòi của voi.

Trong số các chức năng nổi bật nhất của bộ xương thủy tĩnh là hỗ trợ và vận động, vì nó là chất đối kháng của cơ và hỗ trợ khuếch đại lực trong quá trình co cơ.

Chức năng của khung thủy tĩnh phụ thuộc vào việc duy trì một thể tích không đổi và áp suất mà nó tạo ra - tức là chất lỏng lấp đầy khoang là không thể nén được.

nét đặc trưng

Động vật yêu cầu cấu trúc chuyên biệt để hỗ trợ và di chuyển. Đối với điều này, có rất nhiều loại xương cung cấp chất đối kháng cho cơ, truyền lực co lại.

Tuy nhiên, thuật ngữ "bộ xương" vượt ra ngoài cấu trúc xương điển hình của động vật có xương sống hoặc bộ xương bên ngoài của động vật chân đốt.

Chất lỏng cũng có thể đáp ứng các yêu cầu hỗ trợ bằng cách sử dụng áp suất bên trong, tạo thành bộ xương thủy tinh, phân bố rộng rãi trong dòng động vật không xương sống.

Cơ xương bao gồm một khoang hoặc các khoang kín chứa đầy chất lỏng sử dụng cơ chế thủy lực, tại đây sự co bóp của cơ dịch chuyển thành dịch chuyển từ vùng này sang vùng khác, hoạt động theo cơ chế dẫn truyền xung động - cơ đối kháng.

Đặc điểm cơ sinh học cơ bản của xương thủy tinh là sự ổn định của thể tích mà chúng hình thành. Điều này phải có khả năng nén khi áp dụng áp suất sinh lý. Nguyên tắc này là cơ sở cho chức năng của hệ thống.

Cơ chế của bộ xương thủy tĩnh

Hệ thống nâng đỡ được bố trí theo không gian như sau: hệ cơ bao quanh một khoang chứa đầy dịch ở trung tâm.

Nó cũng có thể được sắp xếp theo kiểu ba chiều với một loạt các sợi cơ tạo thành một khối cơ rắn chắc, hoặc trong một mạng lưới cơ đi qua các không gian chứa đầy chất lỏng và mô liên kết.

Tuy nhiên, các giới hạn giữa những cách sắp xếp này không được xác định rõ ràng và chúng tôi nhận thấy các bộ xương thủy tĩnh có các đặc điểm trung gian. Mặc dù có sự thay đổi rộng rãi trong các bộ xương thủy tinh của động vật không xương sống, chúng đều hoạt động theo các nguyên tắc vật lý giống nhau.

Cơ bắp

Ba cách sắp xếp chung của cơ: tròn, ngang, hoặc xuyên tâm. Cơ tròn là một lớp liên tục được sắp xếp xung quanh chu vi của cơ thể hoặc cơ quan được đề cập.

Cơ ngang bao gồm các sợi vuông góc với trục dài nhất của cấu trúc và có thể được định hướng theo chiều ngang hoặc chiều dọc - trong cơ thể có hướng cố định, các sợi dọc theo quy ước là cơ lưng và các sợi ngang là cơ ngang.

Mặt khác, cơ hướng tâm bao gồm các sợi nằm vuông góc với trục dài nhất từ ​​trục trung tâm về phía ngoại vi của cấu trúc.

Hầu hết các sợi cơ trong bộ xương thủy tĩnh đều có vân xiên và sở hữu khả năng "siêu kéo giãn".

Các loại chuyển động được phép

Bộ xương thủy tĩnh hỗ trợ bốn kiểu chuyển động: kéo dài, rút ​​ngắn, uốn cong và xoắn. Khi một lực co trong cơ giảm, diện tích thể tích không đổi, cấu trúc kéo dài xảy ra.

Kéo dài xảy ra khi bất kỳ cơ nào, dọc hoặc ngang, co lại chỉ để giữ âm thanh theo hướng định hướng. Trên thực tế, toàn bộ hoạt động của hệ thống phụ thuộc vào áp suất của chất lỏng bên trong.

Hãy tưởng tượng một hình trụ có thể tích không đổi có chiều dài ban đầu. Nếu chúng ta giảm đường kính bằng cách co các cơ tròn, cơ ngang hoặc cơ hướng tâm, hình trụ sẽ bị kéo căng sang hai bên do sự gia tăng áp suất xảy ra bên trong kết cấu.

Ngược lại, nếu chúng ta tăng đường kính, cấu trúc sẽ ngắn lại. Sự rút ngắn có liên quan đến sự co của các cơ với sự sắp xếp theo chiều dọc. Cơ chế này rất cần thiết cho các cơ quan thủy tĩnh, chẳng hạn như lưỡi của hầu hết các động vật có xương sống.

Ví dụ, trong các xúc tu của động vật chân đầu (sử dụng một loại khung xương thủy tĩnh), nó chỉ cần giảm 25% đường kính để tăng 80% chiều dài.

Ví dụ về bộ xương thủy tĩnh

Bộ xương thủy tĩnh phân bố rộng rãi trong giới động vật. Mặc dù phổ biến ở động vật không xương sống, một số cơ quan của động vật có xương sống hoạt động theo nguyên tắc tương tự. Trên thực tế, bộ xương thủy tĩnh không chỉ giới hạn ở động vật, một số hệ thống thân thảo sử dụng cơ chế này.

Các ví dụ bao gồm từ đặc điểm notochord của mực biển, cephalochords, ấu trùng và cá trưởng thành, đến ấu trùng của côn trùng và động vật giáp xác. Tiếp theo, chúng tôi sẽ mô tả hai ví dụ được biết đến nhiều nhất: polyp và giun

Polyp

Hải quỳ là ví dụ điển hình về động vật có bộ xương thủy tĩnh. Cơ thể của loài động vật này được tạo thành bởi một cột rỗng đóng ở gốc và với một đĩa miệng ở phần trên bao quanh miệng. Cơ bắp về cơ bản là một trong những mô tả trong phần trước.

Nước đi vào qua khoang miệng, và khi động vật đóng lại, thể tích bên trong không đổi. Do đó, sự co lại làm giảm đường kính của cơ thể làm tăng chiều cao của hải quỳ. Tương tự như vậy, khi hải quỳ mở rộng các cơ tròn nó sẽ rộng ra và chiều cao của nó giảm đi.

Động vật hình giun (vermiformes)

Hệ thống tương tự cũng áp dụng cho giun đất. Chuỗi chuyển động nhu động này (các sự kiện kéo dài và rút ngắn) cho phép con vật di chuyển.

Các ống lồng này có đặc điểm là có coelom được chia thành các phân đoạn để ngăn chất lỏng từ phân đoạn này xâm nhập vào phân đoạn kia và mỗi phần hoạt động độc lập.

Người giới thiệu

1. Barnes, RD (1983). Động vật không xương sống. Người Mỹ.
2. Brusca, RC và Brusca, GJ (2005). Động vật không xương sống. McGraw-Hill.
3. Tiếng Pháp, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Sinh lý động vật: Cơ chế và Thích nghi. McGraw-Hill.
4. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Các nguyên tắc tổng hợp của động vật học (Tập 15). McGraw-Hill.
5. Irwin, MD, Stoner, JB và Cobaugh, AM (Eds.). (2013). Chăm sóc vườn thú: giới thiệu về khoa học và công nghệ. Nhà xuất bản Đại học Chicago.
6. Kier, WM (2012). Sự đa dạng của bộ xương thủy tĩnh. Tạp chí Sinh học Thực nghiệm, 215 (8), 1247-1257.
7. Marshall, AJ & Williams, WD (1985). Động vật học. Động vật không xương sống (Quyển 1). Tôi đã đảo ngược.
8. Rosslenbroich, B. (2014). Về nguồn gốc của quyền tự chủ: một cái nhìn mới về những chuyển đổi chính trong quá trình tiến hóa (Quyển 5). Springer Science & Business Media.
9. Starr, C., Taggart, R., & Evers, C. (2012). Tập 5-Cấu trúc & Chức năng Động vật. Học tập Cengage.