Природа может похвастаться множеством скелетов, каждый из которых наделяет существо теми или иными способностями. К примеру, летучие рыбы умеют выпрыгивать из воды и парить над ее поверхностью на высоте до одного метра. При этом дальность полета может достигать 400 метров. Таким образом они спасаются от хищников, ведь для многих морских обитателей эти маленькие рыбки являются лакомством. Летать им позволяет крепкий позвоночник и область хвоста, на которых закреплены мощные мышцы, которые двигают хвостом словно пропеллером. Также кости скелета позволяют рыбам расширять плавники, в результате чего они выполняют ту же функцию, что и крылья у птиц. И это лишь один из примеров того, как скелет помогает существу выживать в определенных условиях. Как известно, он представляет собой жесткий каркас, который защищает внутренние органы, обеспечивает поддержку тела и возможность движения. Наиболее распространенный тип скелета в животном мире — эндоскелет, которым обладают люди, животные, птицы и даже упомянутые выше летающие рыбы. Однако, кроме него существуют еще три других типа скелетов — экзоскелеты, хрящевые экзоскелеты и гидростатические скелеты.
Все существующие в природе скелеты бывают четырех основных типов
Содержание
Эволюция скелетов
Каки другие части тела, скелеты эволюционировали в соответствии с образом жизни и средой обитания их владельцев. Кости птиц, например, полны воздушных карманов, которые не только облегчают их вес, но и могут удерживать в себе кислород во время полета. Панцири черепах представляют собой костные пластинки, сросшиеся с лопатками и позвоночником. Мало кто знает, что на самом деле они представляют собой ребра, которые были модифицированы в ходе эволюции. Панцирь черепахи служит броней, защищающей медленно движущееся животное от хищников. Причем эту функцию, судя по всему, он выполнял даже у гигантских черепах, живших во времена динозавров, таких как nanhsiungchelyids, яйцо которой было найдено в Китае. Кроме того, панцирь обеспечивал защиту от палящего солнца.
Панцирь черепахи — это ребра, модернизированные в ходе эволюции
У некоторых позвоночных, особенно у самцов, есть дополнительные элементы на черепе. Самцы хамелеона, к примеру, носят красочные костяные “капюшоны”, которые, вероятно, привлекают самок. Самцы семейства оленьих, такие как лоси, отращивают рога, которые представляют собой костяные продолжения черепа. Они нужны этим животным, чтобы привлечения самок, демонстрировать превосходство среди самцов, а также обороняться в случае нападения.
Экзоскелет — внешняя броня
Внешние скелеты, или экзоскелеты, представляют собой твердые оболочки, которые защищают членистоногих, таких как насекомые, ракообразные и пауки. Эта их естественная броня, которая обеспечивает защиту от хищников, многие из которых не могут прокусить экзоскелет.
У жуков-геркулесов из Латинской Америки и Карибского бассейна экзоскелет особенно прочный. Самцы этих насекомых имеют два длинных рога, которые они используют для борьбы за доступ к самкам. Два жука атакуют друг друга, словно участники спортивного соревнования. Побеждает тот, кто берет другого за рога, приподнимает и бьет об землю. Самки также предпочитают самцов с более длинными рогами, так как они являются признаком крепкого здоровья.
Морские ракушки — самые красивые обладатели экзоскелета
Среди самых красивых экзоскелетов — безусловно морские ракушки, которые защищают мягкотелых моллюсков, таких как раковины, гребешки и конические улитки. Один недостаток экзоскелета — он слишком жесткий, чтобы животное могло расти. Панцирь омара, например, может обеспечивает надежную защиту от хищников, но по мере того, как омар становится больше, он должен периодически сбрасывать панцирь, чтобы уступить место новому. Для полного затвердевания нового панциря может потребоваться несколько недель, в течение которых омар остается беззащитным.
Хрящевой скелет для плавания
Группа рыб, называемых эластожаберцами, к которым относятся акулы и скаты, имеют эндоскелеты, состоящие полностью из хряща — гибкой, но при этом прочной ткани. Такой гибкий и легкий скелет позволяет рыбе быстро плавать и экономит энергию. Как мы знаем, хрящи также имеются у всех позвоночных с эндоскелетами, включая людей. К примеру, один из хрящей придает форму носу. А на раннем этапе развития скелеты плодов млекопитающих вообще полностью состоят из хрящей, которые со временем окостеневают.
Скаты обладают хрящевым скелетом
Долгое время считалось, что современные акулы произошли от примитивных предков, у которых еще не развились кости. Однако в 2015 году ученые обнаружили костные клетки у окаменелой акулы возрастом 380 миллионов лет. В результате они сделали вывод, что современные акулы, наоборот, произошли от рыбы с костями, которые в ходе эволюции превратились в хрящи.
Гидростатические скелеты
Гидростатические скелеты представляют собой заполненные жидкостью полости внутри беспозвоночных, включая медуз, плоских червей, нематод и кольчатых червей, таких как дождевые черви. Их мышцы и соединительная ткань образуют прочную стенку тела вокруг полости.
У морских анемонов есть мускулы вокруг внутренней полости, которые работают вместе подобно тому, как наши мышцы управляют нашими предплечьями, чтобы животное могло двигаться и убегать от потенциальных хищников. Некоторые существа, такие как синие крабы, могут переключаться с экзоскелета на временный гидростатический скелет, после того как сбрасывают панцирь. В исследовании 2003 года ученые обнаружили, что во время линьки внутреннее давление воды у крабов сильно увеличивалось, в результате чего жидкость внутри мягких тел крабов действовала как гидростатический скелет, позволяющий животному двигаться. Примерно через три дня вновь сформированный экзоскелет становился достаточно прочным, чтобы снова выполнять функцию основы тела.
Медузы обладают гидростатическими скелетами
«Без скелета мы просто большой мешок с мышцами, которые лежат на полу и подергиваются», — говорит Стив Хаски, биолог из Университета Западного Кентукки и автор книги «Раскрытый скелет». «Мы никуда не денемся без скелета, который позволяет нам двигаться, питаться и вести тот образ жизни, который нам нравится».
Ученые утверждают, что скелеты современных животных — это невероятная работа, проделанная эволюцией. Каждый даже мельчайший его элемент имеет решающее значение для существа, его способности комфортно жить в окружающей его среде, и передвигаться в ней. Напоследок отмечу, что эволюция продолжается, в том числе продолжают эволюционировать и люди. Спустя какое-то время изменятся даже наши лица.
