Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
18.1.3. Экзоскелет
Скелет этого типа — характерная особенность членистоногих. Экзоскелет (кутикула) секрети-руется эпидермисом и не содержит клеток. Состоит такой скелет в основном из хитина. Это твердый наружный покров тела, который построен из сочлененных между собой пластинок или трубчатых образований. Хитин — прочный, легкий материал, однако он может приобретать твердость при встраивании в него специальных «дубильных» белков или при обызвествлении (особенно у водных ракообразных). В участках скелета, которые должны сохранять подвижность, например в местах сочленения пластинок, хитин остается неизмененным. Такая конструкция из пластинок или трубочек, соединенных гибкими пленками, обеспечивает одновременно и защиту, и подвижность.
Членистоногие — это единственная группа беспозвоночных, имеющая членистые конечно-
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
370 Глава 18
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
Внутренний
Рис. 18.1. Продольный разрез конечности членистоногого. Показаны сочленения и мышцы.
сти, которые состоят из рычагов, соединенных подобием шарниров. Эти рычаги приводятся в движение мышцами-сгибателями и разгибателями, прикрепленными к внутренним выступам экзоскелета (рис. 18.1). Поскольку хитин проницаем для воды, наземным членистоногим, таким как насекомые, могло бы грозить высыхание. Однако этого не происходит благодаря эпи-кутикуле — воскоподобному слою, который секретируется железистыми клетками эпидермиса. Таким образом, экзоскелет не только служит опорой и защитой для внутренних органов, но и предохраняет тело от обезвоживания.
Для таких мелких животных, как большинство членистоногих, экзоскелет из полых трубчатых элементов служит очень удобной опорной и локомоторной структурой; трубка может, не сгибаясь, выдерживать значительно большие нагрузки, чем плотный цилиндр той же массы. Однако с увеличением размеров и массы животного (разд. 2.8.6) такая организация становится менее удобной — для сохранения достаточной прочности толщина и масса скелета должны были бы возрасти настолько, что он в конце концов оказался бы слишком тяжелым и громоздким.
Опорно-двигательная система животных 371
Рост происходит при линьках — у насекомых на ювенильных стадиях (личинки, нимфы), а у ракообразных и во взрослом состоянии. В определенное время старый экзоскелет сбрасывается (линька) и обнажается новый — мягкий и растяжимый. Животное растет, пока новая кутикула еще не затвердела, благодаря ее способности растягиваться и увеличиваться в размерах, что часто сопровождается также изменением формы. В конце концов новый экзоскелет становится жестким. Но до того момента животное уязвимо для хищников. В этот период скелет не способен поддерживать массу тела, и всякого рода движения практически невозможны. Для водных видов подобная проблема не столь серьезна, так как вода помогает им поддерживать массу тела, однако в период линьки и водные, и наземные животные, как правило, прячутся в укрытиях, чтобы уменьшить опасность быть схваченными хищником.
С точки зрения затрат энергии линька — весьма расточительный процесс, в котором энергия в первую очередь расходуется на построение нового экзоскелета. К тому же этот процесс сопряжен с потерей материала при сбрасывании старого экзоскелета.
18.1.4. Эндоскелет
Внутренний скелет — характерный признак позвоночных, а среди беспозвоночных он известен только у некоторых головоногих моллюсков. Скелет позвоночных обладает следующими особенностями.
1. Он состоит из костной ткани и(или) хряща (а не хитина).
2. Он находится внутри тела, и мышцы располагаются снаружи от него (в отличие от экзоскелета, в котором мышцы прикреплены и расположены внутри него).
3. Он образован живой тканью и может расти в теле животного; благодаря этому нет необходимости в линьках.
4. Отдельные части эндоскелета, как и части экзоскелета, сочленены суставами, правда, более сложными. Существует несколько типов суставов; образующие их кости поддерживаются в определенном положении с помощью эластичных связок.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
372 Глава 18
Общий план строения скелета у четвероногих и двуногих позвоночных практически одинаков, однако есть некоторые различия в подвижности бедра и плеча. Эти особенности, связанные с характерным способом передвижения, мы рассмотрим позже.
18.2. Скелетные ткани
Скелет у позвоночных построен из костной или хрящевой ткани. В обоих случаях он служит внутренним каркасом для тела. Эндоскелет, состоящий только из хряща, встречается лишь у пластиножаберных, к которым относятся акулы и скаты. Все остальные позвоночные во взрослом состоянии имеют костный скелет, но в отдельных его участках сохраняется хрящ — например в суставах или межпозвоночных дисках. Скелет этих позвоночных в эмбриогенезе закладывается в виде гиалинового хряща (разд. 6.4.2). Эта особенность имеет важное биологическое значение, так как хрящ способен расти всей своей массой и в процессе развития организма разные части скелета могут пропорционально увеличиваться. В этом отношении костная ткань отличается от хряща, поскольку рост костей осуществляется путем добавления нового материала на их поверхностях.
