Опорно-двигательная система позвоночных

Внутренний скелет механически выгоден для животных больших размеров. К тому же, он растет вместе с животным и его не требуется постоянно образовывать заново. Все абсолютные рекорды размеров и массы тела, скорости передвижения принадлежат позвоночным – современным или вымершим. У всех хордовых внутренний скелет (рис. 14).

Рис. 14. Внутренний скелет позвоночных

В состав костей скелета входят как органические, так и неорганические вещества (рис. 15).

Рис. 15. Анатомическое строение кости

Кости обладают большой прочностью. Они могут соединяться либо неподвижно, срастаясь, либо подвижно, при помощи сустава.

В составе скелета можно выделить следующие части: осевой скелет, скелет конечностей и череп (рис. 16).

Рис. 16. Скелет рыбы

Осевой скелет низших хордовых, например ланцетника, представляет собой вытянутый упругий стержень – хорду. Она расположена на спинной стороне тела и тянется от головы до хвоста (рис. 17).

Рис. 17. Строение ланцетника

У круглоротых уже имеется зачаточный позвоночник (рис. 18).

Рис. 18. Минога

У рыб, пресноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих позвоночник развит достаточно хорошо. Он состоит из хрящевых, в случае хрящевых рыб, или костных, во всех остальных случаях, позвонков (рис. 19).

Рис. 19. Скелет рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающего

Каждый позвонок состоит из тела, верхних и нижних дуг. Концы верхних дуг позвонков, срастаясь между собой, образуют канал, в котором располагается спинной мозг. К концам нижних дуг, направленных в стороны, прикрепляются ребра (рис. 20).

Рис. 20. Строение позвонка

Среди позвоночных животных хорда сохраняется в течение всей жизни лишь у некоторых видов рыб. Например, среди костных рыб – это белуга, осетр и другие осетровые.

У большинства рыб остаток хорды сохраняется между телами позвонков (рис. 21).

Рис. 21.Остаток хорды между телами позвонков

Позвоночник рыб состоит из двух отделов: туловищного и хвостового.

Земноводным, в связи с частичным переходом к наземному существованию, была необходима подвижность головы относительно туловища. В скелете появляется шейный отдел, который представлен одним позвонком. Туловищный отдел состоит из семи позвонков с ребрами. Ребра оканчиваются свободно. Крестцовый отдел состоит из одного позвонка, с прикрепленными к нему костями таза (рис. 22).

Рис. 22. Скелет амфибии

Хвостатые амфибии также имеют несколько позвонков в хвостовом отделе.

Позвоночник пресмыкающихся имеет уже пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой. В шейном отделе позвонки соединены подвижно. Они обеспечивают большую подвижность головы относительно туловища – необходимое условие наземного существования. Грудные и поясничные позвонки несут ребра. У некоторых пресмыкающихся ребра соединяются с грудиной, образуя грудную клетку. Грудная клетка защищает внутренние органы и избавляет легкие от лишнего давления, что обеспечивает лучшее поступление воздуха. Крестцовый отдел состоит из двух позвонков. Хвостовой отдел достаточно хорошо развит, но число позвонков в нем бывает различным (рис. 23).

Рис. 23. Скелет пресмыкающегося

У змей все отделы позвоночника, кроме хвостового, несут ребра, концы которых оканчиваются свободно. Грудины у змей нет. В принципе, это позволяет змеям иногда захватывать очень крупную добычу (рис. 24).

Рис. 24. Скелет змеи

Как вы, наверное, помните, птицы – это родственники пресмыкающихся, особенно крокодилов. Позвоночник птиц имеет те же самые пять отделов, которые характерны для пресмыкающихся. В шейном отделе от 5 до 20 позвонков, соединенных подвижно. Сросшиеся грудные позвонки и ребра, соединенные с грудиной, образуют очень прочную грудную клетку. Грудина многих птиц имеет особый выступ – киль. К этому крупному килю прикрепляются грудные мышцы, активно работающие при полете или при плавании у пингвинов. Конечный грудной позвонок, поясничный, крестцовый и первый хвостовой позвонки срослись, создав мощный сложный крестец, служащий для опоры задних конечностей. Это очень важно, потому что у птиц вся нагрузка при прыжках и ходьбе ложится именно на задние конечности (рис. 25).

Рис. 25. Скелет птицы

Большая часть птиц – это активно летающие создания. Таким животным огромное преимущество дает облегченный скелет. Кости птиц легкие, многие из них полые внутри.

Позвоночник млекопитающих состоит из все тех же пяти отделов. Шейный отдел у них почти всегда состоит из семи позвонков. Одним из исключений являются ленивцы. Грудной отдел их включает от 10 до 24 позвонков. Поясничный – от 2 до 9. А крестцовый – от 1 до 9. В хвостовом отделе число позвонков сильно варьирует: от 4, у некоторых обезьян и человека, до 46 (рис. 26).

Рис. 26. Скелет млекопитающего

Скелеты парных конечностей всех четвероногих животных имеют сходное строение. Передние конечности состоят из плеча, предплечья и кисти. Задние конечности состоят из бедра, голени и стопы. Плечевая кость передней конечности прикрепляется к грудной клетке с помощью пояса передних конечностей. У некоторых животных он состоит из ключицы и лопаток, у других только из лопаток (т. к. ключицы отсутствуют). При помощи пояса задних конечностей, состоящего из тазовых костей, сросшихся с крестцовым отделом позвоночника, задние конечности прикрепляются к позвоночнику. Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. В мозговом отделе располагается головной мозг.