Dažādu mugurkaulnieku sugu aksiālā skeleta salīdzinošās iezīmes

Dažādas zīdītāju sugas evolucionārās attīstības procesā ir ieņēmušas savas ekoloģiskās nišas, kas cita starpā atšķiras ar organisma mijiedarbības apstākļiem ar Zemes gravitācijas lauku. Tāpēc mugurkaulnieku aksiālais skelets evolūcijas procesā ir piedzīvojis būtiskas izmaiņas. Mugurkaula filoģenētiski sākotnējā forma ir muguras smadzenes (notohords) - endomesodermāla izcelsmes šūnu pavediens, ko lielākajā daļā mugurkaulnieku un cilvēkiem aizstāj skeleta elementi. Kā pastāvīgs orgāns notohords pastāv arī dažiem zemākiem mugurkaulniekiem. Lielākajai daļai mugurkaulnieku pieaugušā vecumā notohords saglabājas skriemeļu iekšpusē (zivīm), skriemeļu ķermeņos (abiniekiem) un želejveida kodola veidā (zīdītājiem). Aksiālais skelets ontoģenēzē iziet cauri trim attīstības posmiem:

• akordu plāksnes (stīgas rudimenti);
• daļēja tā aizstāšana ar skrimšļa elementiem;
• Aksiālā skeleta parādīšanās.

Tādējādi akrānijās skeletu attēlo muguras spuras spura un daudzi blīvu želejveida audu stieņi, kas veido nepāra spuru skeletu un žaunu aparāta atbalstu. Lancelē skriemeļi sastāv no gandrīz bezšķiedru šūnu masas. Ciklostomās muguras spuras spura saglabājas visu mūžu, bet parādās skriemeļu rudimenti, kas ir mazi pāra skrimšļaini veidojumi, kas vienmērīgi izvietoti virs muguras spuras spura. Tos sauc par augšējām arkām. Primitīvām zivīm papildus augšējām arkām parādās arī apakšējās arkas, bet augstākām zivīm - skriemeļu ķermeņi. Vairumam zivju un augstāku klašu dzīvnieku skriemeļu ķermeņi veidojas no audiem, kas ieskauj muguras spuras spuru, kā arī no arku pamatnēm. Augšējās un apakšējās arkas saaug kopā ar skriemeļu ķermeņiem. Augšējo arku gali saaug kopā, veidojot kanālu, kurā atrodas muguras smadzenes. Uz apakšējām arkām parādās izaugumi, pie kuriem piestiprinātas ribas.

Zivīm hordas paliekas ir saglabājušās starp skriemeļu ķermeņiem. Zivīm ir divas mugurkaula daļas: stumbrs un aste. Pirmās funkcija ir atbalstīt iekšējos orgānus, otrās - piedalīties ķermeņa kustībās.

Dažādām mugurkaulnieku grupām skriemeļa ķermenis attīstījās neatkarīgi no muguras skriemeļa. Skriemeļa kaulainais ķermenis vispirms saistaudos attīstās kā plāns cilindrs. Dzīvniekiem ar veselu galvu un divelpojošiem dzīvniekiem skriemeļa ķermeņi attīstās nekavējoties kā kaļķaini gredzenveida nogulumi ap muguras skriemeli.

Filoģenētiski saistaudu iekšējo skeletu aizstāj skrimšļains, bet skrimšļaino - kaulains. Ontoģenētiskās attīstības laikā šī secība atkārtojas. Turpmākās mugurkaula izmaiņas ir atkarīgas no muskuļu un aksiālā skeleta attīstības ķermeņa kustību laikā. Pieauguša cilvēka mugurkauls saglabā veiktā attīstības ceļa pēdas.

Pieaugušajam mugurkaulam piemīt specifiskas adaptīvas iezīmes, kas saistītas ar ķermeņa vertikālo stāvokli. Ejot vertikāli, galvas svars ietekmē mugurkaulu, un vāji attīstītajam sejas apgabalam nav nepieciešami spēcīgi pakauša muskuļi. Tāpēc cilvēkiem pakauša izciļņš un citi galvaskausa izciļņi un nelīdzenumi ir vāji attīstīti.

Cilvēka augšējo un apakšējo ekstremitāšu struktūras atšķirība ir saistīta ar roku un kāju funkciju atšķirībām saistībā ar stāvus staigāšanu. Dzīvnieku priekškājas, tāpat kā pakaļkājas, kalpo kā atbalsts visam ķermenim un ir kustību orgāni, tāpēc to struktūrā nav krasas atšķirības. Dzīvnieku priekšējo un pakaļējo ekstremitāšu kauli ir lieli un masīvi, to kustības ir vienlīdz monotonas. Dzīvnieka ekstremitāte nepavisam nav spējīga veikt daudzveidīgas, ātras, veiklas kustības, kas raksturīgas cilvēka rokai.

Cilvēka mugurkaula izliekumu klātbūtne (dzemdes kakla un jostas daļas lordoze, krūšu kurvja un krustu-kokcigeālā kifoze) ir saistīta ar līdzsvara saglabāšanu un ķermeņa masas centra pārvietošanu vertikālā stāvoklī. Dzīvniekiem šādu izliekumu nav.

Pēc mugurkaula uzbūves (piecas sekcijas, 33–34 skriemeļi) cilvēks ieņem noteiktu vietu zīdītāju vidū. Skriemeļi, kas izvietoti viens aiz otra, veido divus stabiņus – priekšējo, ko veido skriemeļu ķermeņi, un aizmugurējo, ko veido arkas un starpskriemeļu locītavas. Cilvēkiem galva ir labi līdzsvarota, bet četrkājainajiem zīdītājiem to piekar saites un muskuļi, kas sākas galvenokārt no kakla skriemeļiem un krūšu skriemeļu dzeloņainajiem izaugumiem. Cilvēkiem mugurkaula kakla daļa sastāv no 7 skriemeļiem. Izņemot pirmos divus, tiem raksturīgi mazi, zemi ķermeņi, kas pakāpeniski izplešas virzienā uz pēdējo G. Citiem zīdītājiem tie ir ārkārtīgi masīvi un pakāpeniski saīsinās uz leju, kas ir saistīts ar galvas novietojumu. Cilvēka kakla skriemeļu iezīme ir divdaļīgais dzeloņainais izaugums. No vispārējā kakla skriemeļu tipa atšķiras: atlants, kuram nav ķermeņa un dzeloņainais izaugums. C _7. epistrofeja skriemeļa (aksiālā skriemeļa) raksturīga iezīme ir zoba klātbūtne, kas vērsts vertikāli uz augšu no skriemeļa ķermeņa, ap kuru, līdzīgi kā ap asi, atlants rotē kopā ar galvaskausu. Septīto kakla skriemeli raksturo garš un nesazarots dzeloņains izaugums, ko viegli sataustīt caur ādu, tāpēc to sauc par izvirzītu. Turklāt tam ir gari šķērsizaugumi, un tā šķērsatveres ir ļoti mazas.

Cilvēka krūšu kurvja mugurkauls sastāv no 12 skriemeļiem. Ir gadījumi, kad cilvēkiem ir bijusi 13. riba. Divpadsmit ribu pāri savieno visas krūšu kurvja skeleta daļas relatīvi stingrā sistēmā, kur ribu locītavu virsmas atrodas uz divu blakus esošo skriemeļu un starpskriemeļu diska artikulējošajām sānu virsmām. Starpskriemeļu diskus krūšu kurvja mugurkaulā no sāniem sedz krūšu kurvja locītavas. Izņēmums ir 12. skriemeļa līmenis, un dažreiz arī 11. skriemeļa līmenis, kur artikulācija notiek nevis diska līmenī, bet tieši uz skriemeļa ķermeņa. Krūšu kurvja mugurkaulā starpskriemeļu diski ir platāki par blakus esošo skriemeļu ķermeņiem un nedaudz izvirzās ārpus savām robežām priekšējā un sānu daļā, savukārt aizmugurējā daļā tas nav novērots.

Krūšu mugurkaulā pieauguša cilvēka šķērsizaugumi ir stipri novirzīti atpakaļ, un saistībā ar to ribas izvirzās atpakaļ gandrīz līdz dzeloņizaugumu līmenim. Šī strukturālā iezīme, kā arī skriemeļu ķermeņu palielināšanās uz leju, ir raksturīga tikai cilvēkiem un ir adaptācija vertikālajam stāvoklim. Dzīvniekiem tas nav novērots.

Locītavu izaugumu novietojums dažādās mugurkaula daļās nav vienāds. Sakarā ar to slīpo novietojumu kakla skriemeļu rajonā, galvas svars tiek sadalīts ne tikai uz ķermeņiem, bet arī uz locītavu izaugumiem. Zīdītājiem kakla skriemeļu rajonā tie atrodas tālu viens no otra un ir ārkārtīgi spēcīgi attīstīti, tāpat kā kakla skriemeļu ķermeņi. Cilvēkiem krūšu kurvja un jostas rajonā locītavu izaugumi atrodas attiecīgi frontālajā un sagitālajā plaknē. Šajā gadījumā virsējo daļu svars galvenokārt tiek sadalīts uz skriemeļu ķermeņiem, kas veicina to masas palielināšanos.

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