Сравнителни характеристики на аксиалния скелет на различни видове гръбначни животни

Различни видове бозайници в процеса на еволюционно развитие са заели своите екологични ниши, които се различават, наред с други неща, по условията на взаимодействие на организма им с гравитационното поле на Земята. Ето защо аксиалният скелет на гръбначните животни е претърпял значителни промени в процеса на еволюция. Филогенетично оригиналната форма на гръбначния стълб е нотохордата (гръбначния мозък) - клетъчна нишка с ендомезодермален произход, която при огромното мнозинство гръбначни и при хората е заменена от скелетни елементи. Като постоянен орган, нотохордата съществува при някои по-нисши гръбначни. При повечето гръбначни, в зряла възраст, нотохордата се задържа вътре в прешлените (при рибите), в телата на прешлените (при земноводните) и под формата на желатиново ядро (при бозайниците). Аксиалният скелет в онтогенезата преминава през три етапа на развитие:

• акордови плочи (зачатък на струна);
• частично заместване на хрущялните елементи;
• появата на аксиалния скелет.

Така, при акраниите скелетът е представен от хорда и множество пръчки от плътна желатинова тъкан, образуващи скелета на несдвоените перки и опората на хрилния апарат. При ланцетника прешлените се състоят от почти безвлакнеста клетъчна маса. При циклостомите хордата се запазва през целия живот, но се появяват прешленни рудименти, които представляват малки сдвоени хрущялни образувания, равномерно разположени над хордата. Те се наричат горни дъги. При примитивните риби, освен горните дъги, се появяват и долни дъги, а при висшите риби - телата на прешлените. Телата на прешлените при повечето риби и животни от по-висши класове се образуват от тъканите, обграждащи хордата, както и от основите на дъгите. Горните и долните дъги срастват с телата на прешлените. Краищата на горните дъги срастват, образувайки канал, в който се намира гръбначният мозък. На долните дъги се появяват израстъци, към които са прикрепени ребрата.

Останките от хордата са запазени при рибите между телата на прешлените. Рибите имат два отдела на гръбначния стълб: торс и опашка. Функцията на първия е да поддържа вътрешните органи, вторият е да участва в движението на тялото.

Тялото на прешлена се е развило при различни групи гръбначни животни независимо от хордата. Костното тяло на прешлена се развива в съединителната тъкан първо като тънък цилиндър. При животни с цяла глава и дишащи два пъти, телата на прешлените се развиват веднага като варовикови пръстеновидни отлагания около хордата.

Филогенетично, съединителнотъканният вътрешен скелет се заменя с хрущялна, а хрущялната - с костна. По време на онтогенетичното развитие тази последователност се повтаря. По-нататъшни промени в гръбначния стълб зависят от развитието на мускулите и аксиалния скелет по време на движенията на тялото. Гръбначният стълб на възрастен запазва следи от изминатия път на развитие.

При възрастен човек гръбначният стълб проявява специфични адаптивни характеристики, свързани с вертикалното положение на тялото. При изправено ходене тежестта на главата влияе върху гръбначния стълб, а слабо развитата лицева област не изисква силни тилни мускули. Следователно, тилната издатина и други издатини и неравности по черепа са слабо развити при хората.

Разликата в структурата на горните и долните крайници на човек се дължи на разликата във функциите на ръцете и краката във връзка с изправеното ходене. Предните крайници на животните, подобно на задните, служат за опора на цялото тяло и са органи за движение, така че няма рязка разлика в структурата им. Костите на предните и задните крайници на животните са големи и масивни, движенията им са еднакво монотонни. Крайникът на животното изобщо не е способен на разнообразни, бързи, сръчни движения, които са характерни за човешката ръка.

Наличието на извивки в човешкия гръбначен стълб (шийна и лумбална лордоза, гръдна и сакрокоцигеална кифоза) е свързано с поддържането на равновесие и преместването на центъра на масата на тялото във вертикално положение. Животните нямат такива извивки.

По отношение на структурата на гръбначния стълб (пет отдела, 33-34 прешлена), човекът заема определено място сред бозайниците. Разположени един след друг, прешлените образуват две колони - предната, изградена от телата на прешлените, и задната, образувана от арките и междупрешленните стави. При човека главата е добре балансирана, а при четириногите бозайници е окачена от връзки и мускули, които започват главно от шийните прешлени и спинозните израстъци на гръдните прешлени. При човека шийният отдел на гръбначния стълб се състои от 7 прешлена. С изключение на първите два, те се характеризират с малки ниски тела, които постепенно се разширяват към последния G. При другите бозайници те са изключително масивни и постепенно се скъсяват надолу, което се дължи на положението на главата. Характерна особеност на човешките шийни прешлени е раздвоеният спинозен израстък. Следните се различават от общия тип шийни прешлени: атласът, който няма тяло и спинозен израстък. Характерна особеност на C _7-ми епистрофеен прешлен (аксиален прешлен) е наличието на зъб, насочен вертикално нагоре от тялото на прешлена, около който, подобно на ос, атласът се върти заедно с черепа. Седмият шиен прешлен се отличава с дълъг и нераздвоен спинозен израстък, който лесно се палпира през кожата и затова се нарича издатина. Освен това има дълги напречни израстъци, а напречните му отвори са много малки.

Гръдният отдел на гръбначния стълб на човек се състои от 12 прешлена. Има случаи, при които човек има 13-то ребро. Дванадесет чифта ребра свързват всички части на гръдния скелет в относително твърда система, като ставните повърхности на ребрата са разположени върху съчленяващите се странични повърхности на два съседни прешлена и междупрешленния диск. Междупрешленните дискове в гръдния отдел на гръбначния стълб са покрити отстрани от реберно-вертебралните стави. Изключение прави нивото на 12-ия прешлен, а понякога и на 11-ия, където съчленяването се случва не на нивото на диска, а директно върху тялото на прешлена. В гръдния отдел на гръбначния стълб междупрешленните дискове са по-широки от телата на съседните прешлени и стърчат малко извън техните граници в предната и страничната част, докато това не се наблюдава в задната част.

В гръдния отдел на гръбначния стълб напречните израстъци на възрастен човек са силно отклонени назад и във връзка с това ребрата стърчат назад почти до нивото на остистите израстъци. Тази структурна особеност, както и увеличението надолу на телата на прешлените, е специфична само за хората и е адаптация към вертикалното положение. Това не се наблюдава при животните.

Положението на ставните израстъци не е еднакво в различните части на гръбначния стълб. Поради наклоненото им разположение в шийната област, теглото на главата се разпределя не само върху телата, но и върху ставните израстъци. При бозайниците, в шийната област, те са разположени далеч един от друг и са изключително мощно развити, както и телата на шийните прешлени. При хората, в гръдната и поясната област, ставните израстъци са разположени съответно във фронталната и сагиталната равнина. В този случай теглото на надлежащите части се разпределя главно върху телата на прешлените, което допринася за увеличаване на тяхната маса.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]