Порівняльні особливості осьового скелета різних видів хребетних

Різні види ссавців у процесі еволюційного розвитку зайняли свої екологічні ніші, які відрізняються, серед іншого, умовами взаємодії їхнього організму з гравітаційним полем Землі. Саме тому осьовий скелет хребетних зазнав значних змін у процесі еволюції. Філогенетично оригінальною формою хребетного стовпа є хорда (спинний мозок) - клітинний тяж ендомезодермального походження, який у переважної більшості хребетних і у людини заміщений елементами скелета. Як постійний орган хорда існує у деяких нижчих хребетних. У більшості хребетних у дорослому віці хорда зберігається всередині хребців (у риб), у тілах хребців (у земноводних) та у вигляді драглистого ядра (у ссавців). Осьовий скелет в онтогенезі проходить три стадії розвитку:

• акордові пластинки (зачаток струни);
• часткова його заміна хрящовими елементами;
• поява осьового скелета.

Так, у акраній скелет представлений хордою та численними стрижнями щільної драглистої тканини, що утворюють скелет непарних плавців та опору зябрового апарату. У ланцетника хребці складаються з майже безволокнистої клітинної маси. У круглоротих хорда зберігається протягом усього життя, але з'являються зачатки хребців, які являють собою невеликі парні хрящові утворення, рівномірно розташовані над хордою. Вони називаються верхніми дугами. У примітивних риб, крім верхніх дуг, з'являються нижні дуги, а у вищих риб - тіла хребців. Тіла хребців у більшості риб і тварин вищих класів утворюються з тканин, що оточують хорду, а також з основ дуг. Верхня та нижня дуги зростаються з тілами хребців. Кінці верхніх дуг зростаються, утворюючи канал, в якому розташований спинний мозок. На нижніх дугах з'являються відростки, до яких кріпляться ребра.

Залишки хорди зберігаються у риб між тілами хребців. У риб є два відділи хребетного стовпа: тулуб і хвіст. Функція першого — підтримувати внутрішні органи, другого — брати участь у русі тіла.

Тіло хребця розвивалося у різних груп хребетних незалежно від хорди. Кісткове тіло хребця розвивається у сполучній тканині спочатку у вигляді тонкого циліндра. У тварин з цілою головою та двома диханнями тіла хребців розвиваються одразу у вигляді вапняних кільцеподібних відкладень навколо хорди.

Філогенетично сполучнотканинний внутрішній скелет замінюється хрящовим, а хрящовий – кістковим. Під час онтогенетичного розвитку ця послідовність повторюється. Подальші зміни в хребті залежать від розвитку м'язів та осьового скелета під час рухів тіла. Хребет дорослої людини зберігає сліди пройденого шляху розвитку.

У дорослої людини хребетний стовп демонструє специфічні адаптивні особливості, пов'язані з вертикальним положенням тіла. Під час прямоходіння вага голови впливає на хребетний стовп, а слабо розвинена лицьова область не потребує сильних потиличних м'язів. Тому потиличний бугор та інші висоти й нерівності на черепі у людей розвинені слабо.

Різниця в будові верхніх і нижніх кінцівок людини зумовлена різницею у функціях рук і ніг у зв'язку з прямоходінням. Передні кінцівки тварин, як і задні, служать опорою для всього тіла та є органами руху, тому різкої різниці в їхній будові немає. Кістки передніх і задніх кінцівок тварин великі та масивні, їхні рухи однаково монотонні. Кінцівка тварини зовсім не здатна до різноманітних, швидких, спритних рухів, які характерні для людської руки.

Наявність вигинів хребта людини (шийний та поперековий лордоз, грудний та крижово-куприковий кіфоз) пов'язана зі збереженням рівноваги та переміщенням центру мас тіла у вертикальне положення. У тварин таких вигинів немає.

За будовою хребтового стовпа (п'ять відділів, 33-34 хребці) людина займає певне місце серед ссавців. Розташовані один за одним, хребці утворюють дві колони - передню, побудовану тілами хребців, і задню, утворену дугами та міжхребцевими суглобами. У людини голова добре збалансована, а у чотириногих ссавців вона підвішена зв'язками та м'язами, що починаються переважно на шийних хребцях та остистих відростках грудних хребців. У людини шийний відділ хребтового стовпа складається з 7 хребців. За винятком перших двох, вони характеризуються невеликими низькими тілами, які поступово розширюються до останнього G. В інших ссавців вони надзвичайно масивні та поступово коротшають донизу, що пов'язано з положенням голови. Особливістю шийних хребців людини є роздвоєний остистий відросток. Від загального типу шийних хребців відрізняються: атлант, який не має тіла та остистого відростка. Характерною особливістю C _7-го епістрофея (осьового хребця) є наявність зубця, спрямованого вертикально вгору від тіла хребця, навколо якого, як навколо осі, обертається атлант разом з черепом. Сьомий шийний хребець відрізняється довгим і нероздвоєним остистим відростком, який легко пальпується через шкіру, і тому називається виступаючим. Крім того, він має довгі поперечні відростки, а його поперечні отвори дуже малі.

Грудний відділ хребта людини складається з 12 хребців. Бувають випадки, коли у людей є 13-те ребро. Дванадцять пар ребер з'єднують усі відділи грудного скелета у відносно жорстку систему, причому суглобові поверхні ребер розташовані на суглобових бічних поверхнях двох сусідніх хребців та міжхребцевого диска. Міжхребцеві диски в грудному відділі хребта збоку прикриті реберно-хребцевими суглобами. Винятком є рівень 12-го хребця, а іноді й 11-го, де зчленування відбувається не на рівні диска, а безпосередньо на тілі хребця. У грудному відділі хребта міжхребцеві диски ширші за тіла сусідніх хребців і дещо виступають за їх межі в передній та бічній частинах, тоді як у задній частині цього не спостерігається.

У грудному відділі хребта поперечні відростки дорослої людини сильно відхилені назад, і у зв'язку з цим ребра виступають назад майже до рівня остистих відростків. Ця особливість будови, як і збільшення тіл хребців вниз, характерна лише для людини і є адаптацією до вертикального положення. У тварин такого не спостерігається.

Положення суглобових відростків неоднакове в різних відділах хребта. Через їх косий розташування в шийному відділі вага голови розподіляється не тільки на тіла, але й на суглобові відростки. У ссавців у шийному відділі вони розташовані далеко один від одного та надзвичайно потужно розвинені, як і тіла шийних хребців. У людини в грудному та поперековому відділах суглобові відростки розташовані у фронтальній та сагітальній площинах відповідно. При цьому вага верхніх відділів розподіляється переважно на тіла хребців, що сприяє збільшенню їх маси.

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