Краткое содержание: Параграф § 31 / Биология 10 класс

Системы опоры и их роль

Большинство живых организмов обладают различными системами опоры, которые служат для поддержания формы тела, обеспечения защиты, а также осуществления движения. У растений, грибов и бактерий функцию опоры выполняет клеточная оболочка, которая состоит из целлюлозы или хитина. У животных организмов существуют разнообразные скелетные системы, включающие известковые иглы, хитиновый покров, кости, хрящи и сухожилия.

Опора у растений

Каркас растений образован клетками механической ткани. Клеточная стенка, которая является неживым производным плазматической мембраны, обеспечивает форму клетки и защищает ее содержимое. Основой оболочки являются фибриллы. Механические волокна древесины и каменистые клетки плодов придают тканям твердость. Фибриллы древесных клеток, пропитанные лигнином, танином, солями кальция и кремнеземом, формируют твердый каркас. У многих растений каркас состоит из неравномерно утолщенных оболочек живых клеток, например, в стеблях, жилках листьев и плодах. Твердость косточек, скорлупы орехов и незрелых плодов груш обусловлена мертвыми каменистыми клетками с пропитанными лигнином оболочками.

Скелеты одноклеточных и беспозвоночных животных

У животных организмов различают внутренний, наружный и гидростатический скелеты. Сложно устроенный внутренний скелет обнаружен у одноклеточных морских простейших — радиолярий, который состоит из известковых или кремнеземных игл. Известковый скелет также встречается у колониальных коралловых полипов, где каждый отдельный полип формирует известковые иглы. Наружный хитиновый покров радиолярий способен к сокращению и удлинению, что регулирует общий объем тела и обеспечивает парение или погружение в воде.

Гидростатический скелет характерен для мягкотелых животных, например, кольчатых червей. Полость их тела наполнена полостной жидкостью, которая, оказывая давление на мышцы, совместно с кожными покровами обеспечивает передвижение. Мышцы способны сокращаться, преодолевая давление, и позволяют телу передвигаться. Таким образом, полостная жидкость и мускулатура образуют гидростатический скелет.

Наружный скелет (экзоскелет) характерен для членистоногих, например, раков и крабов. Он образуется клетками кожи и состоит из полисахарида хитина, поэтому его называют хитиновым покровом. Хитин может быть затвердевшим, например, пропитанным известью. Для роста животному необходимо сбросить старый хитиновый покров, который становится тесным. Наружный скелет членистоногих выполняет опорную функцию и защищает внутренние органы. В местах сочленения отделов конечностей хитиновый покров остается мягким, а сами отделы соединяются при помощи суставов.

Скелет позвоночных животных

Скелет позвоночных животных и человека является внутренним. Он состоит из соединительной ткани – костной, хрящевой и волокнистой, и является опорой для мышц. В состав костей входят неорганические (соли кальция и фосфаты) и органические (белковые) вещества. Органические вещества обеспечивают костям упругость, а неорганические — твердость. Высокая прочность костей достигается сочетанием этих свойств. Недостаток витамина D может привести к нарушению минерализации костей и развитию рахита у детей. Кости различаются по форме: длинные (бедренная, локтевая), короткие (запястье, предплюсна) и плоские (лопатка, кости черепа). Длинные кости состоят из плотного костного вещества (стенки) и губчатого костного вещества внутри, заполненного желтым или красным костным мозгом.

Скелет позвоночных животных состоит из четырех отделов: черепа, осевого скелета, поясов конечностей и свободных конечностей. Череп защищает головной и спинной мозг, служит опорой для органов зрения и зубов. Осевой скелет включает позвоночник и грудную клетку. Позвоночник, образованный отдельными позвонками, обеспечивает опору для мышц и защиту спинного мозга. Грудная клетка, образованная ребрами и грудиной, защищает сердце и легкие. Подвижные отделы скелета представлены поясом конечностей и свободными конечностями. В свободных конечностях выделяют кости верхних (плечо, предплечье, кисть) и нижних (бедро, голень, стопа) конечностей.

В эмбриональном развитии позвоночных осевой скелет формируется из хорды — длинного и упругого стержня из соединительной ткани. Позже хорда замещается позвоночником, но у некоторых рыб (ланцетник) сохраняется на протяжении всей жизни. Вокруг хорды формируется слой мышц, который обеспечивает движение.

Соединения костей

Кости соединяются между собой неподвижно (швы), полуподвижно или подвижно (суставы). Неподвижные соединения встречаются в черепе. Полуподвижные соединения — между позвонками. Подвижные соединения (суставы) обеспечивают движение. К костям прикреплены мышцы, которые приводят кости, соединенные суставами, в движение.