7 класс. Биология. Опорно-двигательная система

Комментарии преподавателя

 Опора и движение

На преды­ду­щем уроке мы рас­смат­ри­ва­ли по­кро­вы тела. Часто по­кро­вы тела сами по себе яв­ля­ют­ся ча­стью опор­но-дви­га­тель­ной си­сте­мы. На­при­мер, у чле­ни­сто­но­гих мышца часто кре­пит­ся к эк­зоске­ле­ту.

По­че­му опор­но-дви­га­тель­ная си­сте­ма так стран­но на­зы­ва­ет­ся? По­че­му ске­лет и мышцы че­ло­ве­ка, со­вер­шен­но не по­хо­жие друг на друга, не вы­де­ля­ют в две раз­лич­ные си­сте­мы, а от­но­сят к еди­ной?

Каков бы ни был орган, за счет ко­то­ро­го осу­ществ­ля­ет­ся дви­же­ние, для успеш­ной ра­бо­ты ему все­гда нужна опора. Ино­гда твер­до­го ске­ле­та у ор­га­низ­ма во­об­ще может не быть. Тогда роль опоры может вы­пол­нять жид­кость, на­хо­дя­ща­я­ся под дав­ле­ни­ем.

 Движение простейших

Дол­гое время самым при­ми­тив­ным счи­тал­ся аме­бо­ид­ный тип дви­же­ния – мед­лен­ное пе­ре­те­ка­ние при по­мо­щи лож­но­но­жек (рис. 1). Кор­не­нож­ки пе­ре­дви­га­ют­ся, по­сто­ян­но из­ме­няя форму тела, од­на­ко при изу­че­нии вы­яс­ни­лось, что аме­бо­ид­ный ме­ха­низм дви­же­ния очень сло­жен и вряд ли яв­ля­ет­ся при­ми­тив­ным. До конца по­нять, как имен­но и за счет чего дви­жет­ся амеба, пока что не смог никто.

Рис. 1. Амеба обык­но­вен­ная

Неко­то­рые про­стей­шие спо­соб­ны мед­лен­но полз­ти, вы­де­ляя слизь. Так де­ла­ют, на­при­мер, неко­то­рые спо­ро­ви­ки (рис. 2).

Рис. 2. Гре­га­ри­на

У очень мно­гих про­стей­ших име­ют­ся спе­ци­аль­ные ор­га­ны пе­ре­дви­же­ния – жгу­ти­ки и рес­нич­ки. Друг от друга жгу­тик и рес­нич­ка от­ли­ча­ют­ся толь­ко дли­ной, не стро­е­ни­ем (рис. 3).

Рис. 3. Эв­гле­на

На про­шлом уроке мы рас­смот­ре­ли, что у неко­то­рых про­стей­ших под мем­бра­ной на­хо­дит­ся спе­ци­аль­ное скоп­ле­ние бел­ко­вых нитей. Так вот, жгу­ти­ки и рес­нич­ки часто имеют спе­ци­аль­ные при­спо­соб­ле­ния к за­яко­ри­ва­нию в этой сети. Любой жгу­тик или любая рес­нич­ка долж­ны быть хоть как-то при­креп­ле­ны к со­дер­жи­мо­му клет­ки. Часто жгу­ти­ки и рес­нич­ки свя­за­ны между собой, чтобы ра­бо­тать ко­ор­ди­ни­ро­ван­но.

Рис. 4. Ин­фу­зо­рия-ту­фель­ка

 Опорно-двигательная система первичноротых и членистоногих

У на­сто­я­щих мно­го­кле­точ­ных жи­вот­ных в той или иной форме по­яв­ля­ют­ся мы­шеч­ные клет­ки. Уже у ки­шеч­но­по­лост­ных есть эпи­те­ли­аль­но-му­скуль­ные клет­ки, за счет ко­то­рых осу­ществ­ля­ет­ся дви­же­ние (рис. 5).

Рис. 5. Эпи­те­ли­аль­но-му­скуль­ные клет­ки ки­шеч­но­по­лост­ных

У плос­ких чер­вей функ­цию опоры вы­пол­ня­ют внеш­ние рас­тя­жи­мые по­кро­вы тела. Мышцы опи­ра­ют­ся и друг на друга. Опор­но-дви­га­тель­ная си­сте­ма та­ко­го типа на­зы­ва­ет­ся кож­но-му­скуль­ным меш­ком (рис. 6).

Рис. 6. Кож­но-му­скуль­ный мешок плос­ких чер­вей

В целом она ха­рак­тер­на для мно­гих мяг­ко­те­лых жи­вот­ных. По­ло­сти тела, ко­то­рая могла бы функ­ци­о­ни­ро­вать как опора, у плос­ких чер­вей нет (рис. 7).

Рис.7. Плос­кий червь

У круг­лых, или нема­тод, также при­сут­ству­ет кож­но-му­скуль­ный мешок. У мел­ких форм им дело и огра­ни­чи­ва­ет­ся (рис. 8).

Рис. 8. Круг­лый червь

А вот у круп­ных между кож­но-му­скуль­ным меш­ком и внут­рен­ни­ми ор­га­на­ми име­ет­ся пер­вич­ная по­лость тела (рис. 9).

Рис. 9. Про­доль­ный раз­рез круг­ло­го червя

Часто она за­пол­не­на жид­ко­стью, на­хо­дя­щей­ся под дав­ле­ни­ем, и функ­ци­о­ни­ру­ет как опора. Такая опора на­зы­ва­ет­ся гид­рос­ке­лет. У коль­ча­тых чер­вей, по­ми­мо того же кож­но-му­скуль­но­го мешка, также име­ет­ся вто­рич­ная по­лость тела, или целом (рис. 10).

Рис. 10. Ана­то­ми­че­ское стро­е­ние коль­ча­то­го червя

По­ло­сти це­ло­ма могут быть за­пол­не­ны жид­ко­стью, на­хо­дя­щей­ся под дав­ле­ни­ем, тогда он пред­став­ля­ет собой гид­рос­ке­лет. По­ми­мо всего этого, на теле коль­ча­тых чер­вей часто при­сут­ству­ют со­дер­жа­щие хитин ще­тин­ки (рис. 11). Эти ще­тин­ки также спо­соб­ству­ют пе­ре­дви­же­нию.

Рис. 11. Ще­тин­ки коль­ча­тых чер­вей

На каж­дом сег­мен­те могут быть при­ми­тив­ные ко­неч­но­сти – па­ра­по­дии, или бо­ко­вые вы­ро­сты. Часто ще­тин­ки рас­тут как раз из них. Пе­ре­дви­же­ние у круп­ных форм обыч­но осу­ществ­ля­ет­ся за счет черве­об­раз­но­го из­ги­ба­ния тела, а у мел­ких за счет дви­же­ния па­ра­по­дий.

Для чле­ни­сто­но­гих ха­рак­те­рен проч­ный, со­дер­жа­щий хитин эк­зоске­лет. По­ми­мо него у чле­ни­сто­но­гих может при­сут­ство­вать и сла­бо­раз­ви­тый внут­рен­ний ске­лет. И к тем, и к дру­гим эле­мен­там спо­соб­ны при­креп­лять­ся мышцы, ко­то­рые обес­пе­чи­ва­ют пе­ре­дви­же­ние этих жи­вот­ных. Ко­неч­но­сти чле­ни­сто­но­гих раз­ви­тые – чле­ни­стые (рис. 12).

Рис. 12. Три­ло­бит

У кры­ла­тых на­се­ко­мых внут­рен­ний ске­лет ис­че­за­ет со­всем, он слиш­ком тя­же­лый для по­ле­тов (рис. 13). Од­на­ко у них су­ще­ству­ет вво­ра­чи­ва­ние на­руж­но­го ске­ле­та внутрь тела, об­ра­зу­ю­щее места эф­фек­тив­но­го при­креп­ле­ния круп­ных мышц.

Рис. 13. Стре­ко­за

При неболь­ших раз­ме­рах тела эк­зоске­лет имеет неко­то­рые пре­иму­ще­ства над эн­дос­ке­ле­том. Если мы возь­мем, к при­ме­ру, на­се­ко­мое и мле­ко­пи­та­ю­щее оди­на­ко­вой массы, то на­се­ко­мое будет го­раз­до силь­нее.

Ис­чез­но­ве­ние внут­рен­не­го ске­ле­та и раз­ви­тие на­руж­но­го поз­во­ли­ло кры­ла­тым на­се­ко­мым осво­ить такие спо­со­бы пе­ре­дви­же­ния, как прыж­ки и полет. Дей­стви­тель­но, рас­се­ле­ние кры­ла­тых на­се­ко­мых чрез­вы­чай­но эф­фек­тив­но. Они за­хва­ти­ли все воз­мож­ные места оби­та­ния во всем мире, ис­клю­че­ни­ем яв­ля­ет­ся, разве что, море. Од­на­ко жест­кий и проч­ный на­руж­ный ске­лет не рас­тет вме­сте с жи­вот­ным. Для роста тела жи­вот­но­му необ­хо­ди­мо пе­ри­о­ди­че­ски ли­нять, то есть сбра­сы­вать ста­рые по­кро­вы и об­ра­зо­вы­вать новые. Есте­ствен­но, этот про­цесс чрез­вы­чай­но энер­го­за­трат­ный и тре­бу­ет неко­то­ро­го за­па­са «ма­те­ри­а­ла». Часто чле­ни­сто­но­гие по­ги­ба­ют во время линь­ки. Толь­ко что по­ли­няв­шие чле­ни­сто­но­гие очень уяз­ви­мы из-за того, что все их по­кро­вы чрез­вы­чай­но мяг­кие. Часто такое жи­вот­ное может быть съе­де­но даже сво­и­ми со­ро­ди­ча­ми.

 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.

 Реконструкция облика по скелету

В га­зе­тах, жур­на­лах, сети Ин­тер­нет мы по­сто­ян­но можем ви­деть кар­тин­ки и ри­сун­ки ди­но­зав­ров или дру­гих ис­ко­па­е­мых жи­вот­ных. Каким об­ра­зом люди узна­ют, как эти жи­вот­ные вы­гля­де­ли, ведь мяг­ких тка­ней от них не со­хра­ни­лось? Дело в том, что внеш­ний облик жи­вот­но­го часто можно ре­кон­стру­и­ро­вать по его ске­ле­ту. Сна­ча­ла кости очи­ща­ют от окру­жа­ю­щей по­ро­ды и моют. Хруп­кие кости укреп­ля­ют при по­мо­щи спе­ци­аль­ных на­пол­ни­те­лей. Затем кости, как мо­за­и­ку, со­би­ра­ют вме­сте, по­лу­чая, таким об­ра­зом, ске­лет. По форме и раз­ме­рам от­дель­ных ко­стей часто можно до­га­дать­ся, как жи­вот­ное дер­жа­ло го­ло­ву и ко­неч­но­сти. По шиш­кам, углуб­ле­ни­ям и ше­ро­хо­ва­тым по­верх­но­стям ко­стей можно го­во­рить о месте при­креп­ле­ния тех или иных мышц и об их форме. На­при­мер, по кост­ным буг­рам и греб­ням на че­ре­пе видно, что круп­ные мышцы под­дер­жи­ва­ли тя­же­лую го­ло­ву или при­во­ди­ли в дви­же­ние мощ­ные че­лю­сти. Все это по­мо­га­ет спе­ци­а­ли­стам-ху­дож­ни­кам как бы об­лечь пло­тью череп или ске­лет. Масса ске­ле­та из­ме­ня­ет­ся непро­пор­ци­о­наль­но раз­ме­рам тела жи­вот­но­го. Чем круп­нее жи­вот­ное, тем боль­шую долю от его об­ще­го веса за­ни­ма­ет вес ске­ле­та. У мел­ких мле­ко­пи­та­ю­щих, на­при­мер бу­ро­зуб­ки, масса ске­ле­та со­став­ля­ет всего 8 % массы тела (рис. 27).

Рис. 27. Бу­ро­зуб­ка

У сло­нов и бе­ге­мо­тов – целых 20 % массы тела (рис. 28).

Рис. 28. Слон

Опор­но-дви­га­тель­ные си­сте­мы раз­лич­ных по­зво­ноч­ных до­воль­но-та­ки сход­ны. Раз­ли­чия между ними свя­за­ны в ос­нов­ном со сре­дой оби­та­ния. Сход­ный образ жизни и усло­вия среды оби­та­ния ино­гда при­во­дят к тому, что у ске­ле­тов нерод­ствен­ных друг к другу жи­вот­ных по­яв­ля­ют­ся сход­ные об­ра­зо­ва­ния. Такой слу­чай на­зы­ва­ет­ся кон­вер­ген­ци­ей. На­при­мер, киль у ле­та­ю­щих птиц и кост­ный гре­бень на груд­ной кости ле­ту­чих мышей – это слу­чай кон­вер­ген­ции (рис. 29).

Рис. 29. При­мер кон­вер­ген­ции

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/7-klass/tema/oporno-dvigatelnaya-sistema

источник презентации - http://ppt4web.ru/biologija/opornodvigatelnaja-sistema-ptic.html

источник теста - http://testedu.ru/test/biologiya/7-klass/oporno-dvigatelnaya-sistema.html

http://www.myshared.ru/slide/358424/

Файлы