Kostery různých zvířat se od sebe liší. Jejich struktura do značné míry závisí na stanovišti a životním stylu konkrétního organismu. Co mají zvířecí kostry společného? Jaké existují rozdíly? Jak se lidská kostra liší od kostry ostatních savců?
Kostra je oporou těla
Tvrdá a elastická struktura kostí, chrupavek a vazů v lidském a zvířecím těle se nazývá kostra. Spolu se svaly a šlachami tvoří pohybový aparát, díky kterému se mohou živé bytosti pohybovat v prostoru.
Zahrnuje hlavně kosti a chrupavky. V nejpohyblivější části jsou spojeny klouby a šlachami, tvoří jeden celek. Pevná "kostra" těla se ne vždy skládá z kostní a chrupavkové tkáně, někdy je tvořena chitinem, keratinem nebo dokonce vápencem.
Úžasnou částí těla jsou kosti. Jsou velmi pevné a tuhé, schopné odolat obrovské zátěži, ale zároveň zůstávají lehké. V mladém těle jsou kosti elastické a postupem času se stávají křehčími a křehčími.
Kostra zvířat je jakousi „spíží“minerálů. Pokudtělu chybí, pak se rovnováha potřebných prvků doplňuje z kostí. Kosti se skládají z vody, tuku, organických látek (polysacharidy, kolagen), jakož i solí vápníku, sodíku, fosforu, hořčíku. Přesné chemické složení závisí na výživě konkrétního organismu.
Význam kostry
Tělo lidí a zvířat je skořápka, uvnitř které jsou vnitřní orgány. Tato skořápka je tvarována kostrou. Svaly a šlachy jsou připojeny přímo k němu, stahují se, ohýbají klouby a pohybují se. Můžeme tedy zvednout nohu, otočit hlavu, posadit se nebo něco držet rukou.
Kostra zvířat a lidí navíc slouží jako ochrana měkkých tkání a orgánů. Například žebra pod sebou skrývají plíce a srdce a kryjí je před údery (samozřejmě, pokud údery nejsou příliš silné). Lebka zabraňuje poškození dosti křehkého mozku.
Některé kosti obsahují jeden z nejdůležitějších orgánů – kostní dřeň. U lidí se podílí na procesech krvetvorby, při tvorbě červených krvinek. Tvoří také leukocyty, bílé krvinky, které jsou zodpovědné za imunitu těla.
Jak a kdy kostra vznikla?
Kostra zvířat a celý pohybový aparát vznikly díky evoluci. Podle obecně přijímané verze neměly první organismy, které se objevily na Zemi, tak složité úpravy. Po dlouhou dobu existovala na naší planetě amébová stvoření s měkkým tělem.
Pak bylo v atmosféře a hydrosféře planety desetkrát méně kyslíku. V určitém okamžiku se stal podíl plynuzvýšit, jak vědci navrhují, řetězovou reakci změn. V minerálním složení oceánu se tak zvýšilo množství kalcitů a aragonitů. Ty se zase hromadily v živých organismech a vytvářely pevné nebo elastické struktury.
Nejčasnější organismy, které měly kostru, byly nalezeny ve vápencových vrstvách v Namibii, Sibiři, Španělsku a dalších oblastech. Obývali světové oceány asi před 560 miliony let. Organismy svou stavbou připomínaly houby s válcovitým tělem. Radiálně z nich odcházely dlouhé paprsky (až 40 cm) uhličitanu vápenatého, který hrál roli kostry.
Odrůdy koster
Ve světě zvířat existují tři typy koster: vnější, vnitřní a tekutá. Vnější neboli exoskelet není skryt pod krytem kůže nebo jiných tkání, ale zcela nebo částečně pokrývá tělo zvířete zvenčí. Která zvířata mají vnější kostru? Je posedlý pavoukovci, hmyzem, korýši a některými obratlovci.
Stejně jako brnění plní především ochrannou funkci a někdy může sloužit jako úkryt pro živý organismus (želví nebo šnečí ulita). Taková kostra má významnou nevýhodu. Neroste s majitelem, a proto je zvíře nuceno jej pravidelně shazovat a pěstovat si nový kryt. Na nějakou dobu tělo ztratí svou obvyklou ochranu a stane se zranitelným.
Endoskeleton je vnitřní kostra zvířat. Je pokryta masem a kůží. Má složitější design, plní mnoho funkcí a rostesoučasně s celým organismem. Endoskelet se dělí na axiální část (páteř, lebka, hrudník) a doplňkovou neboli periferní část (končetiny a kosti pásů).
Kapalná nebo hydrostatická kostra je nejméně častá. Mají ji medúzy, červi, mořské sasanky atd. Je to svalová stěna naplněná tekutinou. Tlak tekutin udržuje tvar těla. Když se svaly stahují, tlak se mění, což dává tělo do pohybu.
Která zvířata nemají kostru?
V obvyklém smyslu je kostra přesně vnitřní kostrou těla, souborem kostí a chrupavek, které tvoří lebku, končetiny a páteř. Existuje však řada organismů, které tyto části nemají, z nichž některé nemají ani konkrétní tvar. Ale znamená to, že vůbec nemají kostru?
Jean Baptiste Lamarck je kdysi sjednotil do velké skupiny bezobratlých, ale kromě absence páteře tato zvířata nespojuje nic jiného. Nyní je známo, že i jednobuněčné organismy mají kostru.
Například u radiolariů se skládá z chitinu, křemíku nebo síranu strontnatého a nachází se uvnitř buňky. Korály mohou mít hydrostatickou kostru, vnitřní protein nebo vnější vápenatou kostru. U červů, medúz a některých měkkýšů je hydrostatický.
U řady měkkýšů je kostra vnější a má tvar lastury. U různých druhů je jeho struktura odlišná. Zpravidla obsahuje tři vrstvy, skládající se z proteinu conchiolin a uhličitanu vápenatého. Ulity jsou mlži (slávky, ústřice) a spirálovités kudrlinami a někdy uhličitanovými jehlicemi a hroty.
Členovci
Typ členovce patří také mezi bezobratlé. Jedná se o nejpočetnější skupinu zvířat, která zahrnuje korýše, pavoukovce, hmyz, stonožky. Jejich tělo je symetrické, má párové končetiny a je rozděleno na segmenty.
Strukturou je kostra zvířat vnější. Pokrývá celé tělo ve formě kutikuly obsahující chitin. Kutikula je tvrdá skořápka, která chrání každý segment zvířete. Jeho husté oblasti jsou sklerity, propojené mobilnějšími a pružnějšími membránami.
U hmyzu je kutikula silná a silná, skládá se ze tří vrstev. Na povrchu tvoří chlupy (chaetae), klasy, štětiny a různé výrůstky. U pavoukovců je kutikula relativně tenká a obsahuje dermální vrstvu a pod ní bazální membrány. Kromě ochrany zabraňuje zvířatům ztrácet vlhkost.
Sušinští krabi a dřevěné vši nemají hustou vnější vrstvu, která zadržuje vlhkost v těle. Před vysycháním je zachraňuje jen způsob života - zvířata neustále usilují o místa s vysokou vlhkostí.
Kostra strunatců
Chorda je vnitřní axiální kosterní útvar, podélné vlákno kostry těla. Vyskytuje se u strunatců, kterých je více než 40 000 druhů. Patří mezi ně bezobratlí, u kterých je notochord přítomen po určitou dobu v jednom ze stádií vývoje.
U nižších zástupců skupiny (lancelety, cyklostomya určité druhy ryb) notochord přetrvává po celý život. V lanceletách se nachází mezi střevy a nervovou trubicí. Skládá se z příčných svalových plátů, které jsou obklopeny skořápkou a jsou vzájemně propojeny výrůstky. Stahuje se a uvolňuje, funguje jako hydrostatická kostra.
V cyklostomech je notochord pevnější a má základy obratlů. Nemají párové končetiny, čelisti. Kostru tvoří pouze pojivová a chrupavčitá tkáň. Z nich se tvoří lebka, paprsky ploutví a prolamovaná mřížka žáber zvířete. Jazyk cyklostomů má také kostru, na vrcholu orgánu je zub, kterým zvíře noří kořist.
Obratlovci
U vyšších zástupců strunatců se osová šňůra mění v páteř - nosný prvek vnitřní kostry. Je to pružný sloupec skládající se z kostí (obratlů), které jsou spojeny ploténkami a chrupavkou. Zpravidla se dělí na oddělení.
Struktura koster obratlovců je mnohem složitější než u jiných strunatců a navíc u bezobratlých. Všichni zástupci skupiny se vyznačují přítomností vnitřního rámu. S rozvojem nervového systému a mozku vytvořili kostní lebku. A vzhled páteře poskytoval lepší ochranu míše a nervům.
Párové a nepárové končetiny odcházejí od páteře. Nepárové jsou ocasy a ploutve, párové se dělí na pásy (horní a spodní) a kostru volných končetin (ploutve nebo pětiprsté končetiny).
Ryby
TytoU obratlovců se kostra skládá ze dvou částí: trupu a ocasu. Žraloci, rejnoci a chiméry nemají kostní tkáň. Jejich kostra je tvořena pružnou chrupavkou, která hromadí vápno a časem ztvrdne.
Zbytek ryb má kostěnou kostru. Chrupavčité vrstvy se nacházejí mezi obratli. V přední části z nich vybíhají laterální procesy, které přecházejí do žeber. Lebka ryb, na rozdíl od suchozemských zvířat, má více než čtyřicet pohyblivých částí.
Hltan je obklopen půlkruhem se 3 až 7 žaberními oblouky, mezi kterými jsou umístěny žaberní štěrbiny. Navenek tvoří žábry. Všechny ryby je mají, pouze u některých jsou tvořeny chrupavčitou tkání, zatímco u jiných - kostí.
Kosti poloměru ploutví, spojené membránou, odcházejí od páteře. Ploutve párové - prsní a břišní, nepárové - řitní, hřbetní, ocasní. Jejich počet a typ se liší.
Obojživelníci a plazi
Obojživelníci mají krční a sakrální úseky, které se pohybují od 7 do 200 obratlů. Někteří obojživelníci mají ocasní část, někteří nemají ocas, ale existují párové končetiny. Pohybují se skokem, takže zadní končetiny jsou prodloužené.
Druhy bez ocasu postrádají žebra. Pohyblivost hlavy zajišťuje krční obratel, který je připevněn k zadní části hlavy. V hrudní oblasti se objevují ramena, předloktí a ruce. Pánev obsahuje kyčelní, stydkou a ischiální kost. A zadní končetiny mají spodní nohu, stehno, chodidlo.
Kostra plaza takémá tyto části, stále komplikovanější s pátou částí páteře - bederní. Mají 50 až 435 obratlů. Lebka je více zkostnatělá. Ocasní část je vždy přítomna, její obratle se ke konci zmenšují.
Želvy mají exoskelet ve formě silného keratinu a vnitřní vrstvy kosti. Čelisti želv jsou bez zubů. Hadi nemají hrudní kost, ramenní a pánevní pletenec a žebra jsou připevněna po celé délce páteře, kromě ocasní části. Jejich čelisti jsou velmi flexibilní, aby mohly spolknout velkou kořist.
Ptáci
Vlastnosti kostry ptáků do značné míry souvisí s jejich schopností létat, některé druhy jsou přizpůsobeny pro běh, potápění, šplhání po větvích a svislých plochách. Ptáci mají pět částí páteře. Části krční oblasti jsou pohyblivě spojeny, v jiných oblastech jsou obratle často srostlé.
Jejich kosti jsou lehké a některé jsou částečně naplněné vzduchem. Krk ptáků je prodloužený (10-15 obratlů). Jejich lebka je kompletní, bez švů, před ní má zobák. Tvar a délka zobáku se velmi liší a souvisí se způsobem krmení zvířat.
Hlavním zařízením pro let je kýl. Jedná se o kostěný výrůstek ve spodní části hrudní kosti, na který se upínají prsní svaly. Kýl je vyvinut u létajících ptáků a tučňáků. Ve stavbě kostry obratlovců spojených s letem nebo hrabáním (krtci a netopýři) je přítomen také. Pštrosi to nemají, papoušek sova.
Předními končetinami ptáků jsou křídla. Skládají sez tlusté a silné pažní kosti, zakřivené loketní kosti a tenkého radia. Některé kosti v ruce jsou srostlé dohromady. U všech kromě pštrosů se pánevní stydké kosti neslučují dohromady. Takto mohou ptáci snášet velká vejce.
Savci
Nyní existuje asi 5 500 druhů savců, včetně lidí. U všech členů třídy je vnitřní kostra rozdělena do pěti sekcí a zahrnuje lebku, páteř, hrudník, pásy horních a dolních končetin. Pásovci mají exoskelet ve formě skořápky několika štítů.
Lebka savců je větší, má jařmovou kost, sekundární kostěné patro a párovou bubínkovou kost, která se u jiných zvířat nenachází. Horní pás zahrnuje především lopatky, klíční kosti, rameno, předloktí a ruku (od zápěstí, metakarpu, prstů s články prstů). Spodní pás se skládá ze stehna, bérce, chodidla s tarsem, metatarsem a prsty. Největší rozdíly ve třídě jsou vidět právě u pásů končetin.
Psi a koňovití postrádají lopatky a klíční kosti. U tuleňů jsou rameno a stehenní kost skryty uvnitř těla a pětiprsté končetiny jsou spojeny membránou a vypadají jako ploutve. Netopýři létají jako ptáci. Jejich prsty (kromě jednoho) jsou velmi protáhlé a spojené pavučinou kůže, tvořící křídlo.
V čem je člověk jiný?
Lidská kostra má stejné části jako ostatní savci. Strukturou se nejvíce podobá šimpanzovi. Ale na rozdíl od nich jsou lidské nohy mnohem delší než ruce. Celé tělo je orientovanévertikálně hlava nevyčnívá dopředu, jako u zvířat.
Podíl lebky ve struktuře je mnohem větší než u opic. Čelistní aparát je naopak menší a kratší, tesáky jsou redukované, zuby jsou pokryty ochrannou sklovinou. Osoba má bradu, lebka je zaoblená, nemá souvislé rýhy.
Nemáme ocas. Jeho nedostatečně vyvinutou variantu představuje kostrč o 4-5 obratlích. Na rozdíl od savců není hrudník z obou stran zploštělý, ale rozšířený. Palec je protilehlý ke zbytku, ruka je pohyblivě spojena se zápěstím.
