Hydrostatisk skelet - Hydrostatic skeleton
Et hydrostatisk skelet eller hydroskelet er et fleksibelt skelet understøttet af væsketryk. Hydrostatiske skeletter er almindelige blandt enkle hvirvelløse organismer. Mens mere avancerede organismer kan betragtes som hydrostatisk, kaldes de undertiden hydrostatiske for deres besiddelse af et hydrostatisk organ i stedet for et hydrostatisk skelet. Et hydrostatisk organ og et hydrostatisk skelet kan have de samme muligheder, men de er ikke de samme. Hydrostatiske organer er mere almindelige i avancerede organismer, mens hydrostatiske skelet er mere almindelige i primitive organismer. Som navnet antyder, indeholder hydro betyder "vand", betyder hydrostatisk, at skeletet eller organet er væskefyldt.
Som en skeletstruktur har den evnen til at påvirke form og bevægelse og involverer to mekaniske enheder: muskellagene og kropsvæggen. De muskuløse lag er langsgående og cirkulære og en del af det væskefyldte coelom indeni. Sammentrækninger af de cirkulære muskler forlænger organismens krop, mens sammentrækninger af de langsgående muskler forkorter organismens krop. Væske i organismen er jævnt koncentreret, så muskelkræfterne spredes gennem hele organismen, og formændringer kan fortsætte. Disse strukturelle faktorer vedvarer også i et hydrostatisk organ.
En ikke-spiralformet hydrostatisk skeletstruktur er det funktionelle grundlag for pattedyrets penis . Helisk forstærket hydrostatisk skeletstruktur er typisk for fleksible strukturer som hos bløde dyr.
Struktur
Hydrostatiske skeletter er typisk arrangeret i en cylinder. Hydrostatiske skelet kan styres af flere forskellige muskeltyper. Længden kan justeres af langsgående muskelfibre parallelt med længdeaksen. Muskelfibrene kan findes i sammenhængende ark eller isolerede bundter, og diameteren kan manipuleres med tre forskellige muskeltyper: cirkulær, radial og tværgående. Cirkulær muskulatur vikles omkring cylinderens omkreds, radial muskulatur strækker sig fra midten af cylinderen mod overfladen, og tværgående muskulatur arrangerer parallelle og vinkelrette ark, der krydser cylinderdiameteren.
Inde i cylinderen ligger væske, oftest vand. Væsken er modstandsdygtig over for ændringer i volumen. Sammentrækning af cirkulære, radiale eller tværgående muskler øger trykket i cylinderen og resulterer i en stigning i længden. Sammentrækning af langsgående muskler kan forkorte cylinderen.
Ændring i form er begrænset af bindevævsfibre. Forbindelsesfibre, ofte kollagen, er arrangeret i en spiralformet form inden for det hydrostatiske skelet. Den spiralformede form, der dannes af disse fibre, muliggør forlængelse og afkortning af skelettet, mens den stadig er stiv for at forhindre vridning. Når formen på cylinderen ændres, ændres stigningen på spiralen. Vinklen i forhold til den lange akse falder under forlængelse og øges under afkortning.
Fordele og ulemper
Organismer, der indeholder et hydrostatisk skelet, har fordele og ulemper. Deres flydende form giver dem mulighed for at bevæge sig let, mens de svømmer og graver. De kan passe gennem mærkeligt formede passager og skjule sig mere effektivt for rovdyr. De er i stand til at skabe en kraft, når de klemmer gennem sten og skaber en "nysgerrig åben" gestus. Der er en let, fleksibel komponent til dem, der tillader denne bevægelse med meget lidt muskelmasse.
Disse organismer er også i stand til at helbrede hurtigere end organismer, der indeholder hårde skelet. Helbredelse i disse organismer varierer fra skabning til skabning. Men hvis hulrummet skal genopfyldes, kan "væsken" let genopfyldes, hvis det er vand eller blod. Hvis væsken er en anden type væske, kan det tage længere tid, men det er stadig hurtigere end at helbrede en knogle. Den almindelige regnorm er også i stand til at genvinde beskadigede dele af kroppen.
Disse organismer har nogle relativt enkle veje til cirkulation og åndedræt. Disse organismer har også en pude, der muliggør beskyttelse af indre organer mod stød. Imidlertid beskytter den ikke indre organer mod ydre skader meget effektivt.
Fordi de hydrostatiske skeletter har begrænset evne til at fastgøre lemmer, er organismerne relativt enkle og har ikke mange evner til at gribe eller fastgøre ting. Organismer med komplette hydrostatiske skelet skal være i et miljø, der giver dem mulighed for at genopfylde sig med deres væske, der er nødvendig for at overleve. Dette er grunden til hydrostatiske skeletter er almindelige i marine liv. De har en stor mængde adgang til de nødvendige elementer for at overleve. Terrestriske organismer, der har hydrostatiske skelet, mangler generelt styrke, fordi de ikke er i et flydende miljø. Hvis man udvider sin krop for meget, ville den kollapse under sin egen vægt.
Organismer
.jpg)
Hydrostatiske skeletter er meget almindelige hos hvirvelløse dyr. Et almindeligt eksempel er regnormen . Hydrostatisk natur er også almindelig i marine liv som geléfisk , søstjerner og havanemoner . Regnorm har ringe af muskler, der er fyldt med væske, hvilket gør hele deres krop hydrostatisk. En havanemone har et hydrostatisk hoved med armene udstrålende omkring munden. Denne struktur er nyttig til fodring og bevægelse.
Et eksempel på et simpelt Deuterostom indeholdende et hydrostatisk skelet ville være Enteropneusta med det almindelige navn agernorm . Denne organisme er klassificeret som et hemichordat , og de er marine orme, der bruger deres hydrostatiske skelet til at tunnelere og forankre sig i jorden. Dette kan bruges til bevægelse, men kan også hjælpe med at beskytte organismen mod kræfter udefra, da ormen kan forsøge at "skjule" sig selv i havbunden.
Hvirveldyr
Den mammale penis er en hydrostatisk organ. Den hydrostatiske væske, i dette tilfælde blod, fylder penis under en erektion . I modsætning til de hydrostatiske skeletter fra mange hvirvelløse dyr, der bruger bøjningen af dyret til bevægelse, skal penis modstå bøjning og formændringer under samleje . I stedet for bindefibre arrangeret i en spiralformet form indeholder penis et lag kaldet corpus cavernosum . Corpus cavernosum indeholder bindefibre arrangeret både parallelt og vinkelret på længdeaksen. Disse fibre forbliver foldede, når penis er slap, men udfolder sig, når penis fyldes med blod under en erektion, hvilket gør det muligt for penis at modstå bøjning. Skildpaddernes peniser er struktureret på samme måde, selvom de udviklede sig separat.
Andre hvirveldyr bruger undertiden et modificeret hydrostatisk skelet kaldet en muskuløs hydrostat . Muskulære hydrostatier indeholder ikke et væskefyldt hulrum. Disse strukturer er konstrueret af muskel- og bindefibre, tæt pakket i en 3D-struktur. I mange tilfælde kan den muskulære hydrostat manipuleres i alle tre dimensioner. Dette giver mulighed for mere præcis bevægelse sammenlignet med et typisk hydrostatisk skelet. Mens der i typiske hydrostatiske skelet genereres bevægelse ved at anvende kraft på et væskefyldt hulrum, genererer muskulære hydrostater bevægelse ved muskelkontraktioner. Når en muskel kontraherer og falder i areal, skal andre muskler i strukturen udvides som reaktion. Helical muskler kan være til stede, hvilket kan skabe torsion, en evne, der er begrænset i hydrostatiske skeletter. Muskulære hydrostater findes i pattedyrs-, krybdyr- og padderunger. Pattetunger har strukturen som en central kerne af muskelfibre omgivet af bundter af langsgående muskler og skiftevis parallelle ark af tværgående muskelfibre. Elefantstammer og tapir-proboscises bruger også en muskuløs hydrostat. Disse strukturer er sammensat af langsgående fibre omgivet af radiale og spiralformede fibre.