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內骨骼
來源:互聯網

內骨骼是仙人洞、吊桶環遺址系統的一種,是處于表皮之下身體內部的支撐架構,由礦化的硬組織(硬骨)和致密結締組織軟骨和韌帶)組成,被皮膚或肌肉等軟組織包裹覆蓋。脊椎動物和與其演化關系相近的頭索動物亞門是內骨骼的主要代表性類群,但許多無脊椎動物也演化出了身體內部的骨骼系統。

基本簡介

內骨骼:脊椎動物的主要骨骼都被肌肉皮膚鱗片或毛發包裹在身體的內部,叫做內骨骼。內骨骼由礦化的硬組織(硬骨)和致密結締組織(軟骨和韌帶)組成,能夠支撐更大的體型,因為身體大部分組織和器官都位于骨骼之外,不受骨骼內腔容積限制。內骨骼的骨質分布更加中央化,在局部受力時可以將應力分擔給更多的集中骨質,整體的負荷承載能力也更優越。循環系統可以從內外兩側同時為骨質供血供氧,血管需要分布覆蓋的流域面積也更小,更易于身體維持骨骼生理機能。

節肢動物門的體表覆蓋著堅硬的體壁,體壁由三部分組成:表皮細胞層,基膜和角質層。表皮細胞層由一層活細胞組成,它向內分泌形成一層薄膜,叫做基膜,向外分泌形成厚的角質層。角質層除了能防止體內水分蒸發和保護內部構造外,還能與內壁所附著的肌肉共同完成各種運動,跟脊椎動物體內的骨骼有相似的作用,因此被叫做外骨骼。

演化

最初,脊椎動物的骨骼組織是在間質層中形成的,這些間質層由三個胚層構成。 有三層骨組織,即在外胚層表皮之下產生的皮化骨,由中胚層形成的圍繞脊索的脊椎骨、肌肉中的肋骨和附肢骨以及由內胚層形成的圍繞著鰓的鰓條骨。皮化骨稱作外骨骼,而脊椎骨、肋骨、附肢骨和鰓條骨稱內骨骼。

在脊椎動物演化過程中,早期形成的是以硬骨形式的外骨骼。而內骨骼,最初僅是軟骨,并逐漸被硬骨替代。這個過程可以在個體發育中重演。起源于外骨骼的硬骨是膜狀體骨化產生的。相反,內骨骼是由軟骨骨化形成的。外骨骼的皮化骨起源于甲胃魚類的皮甲,這些皮甲被認為是血液中過量的鈣排出而形成的,皮甲由表面齒質的小瘤和基部骨質薄層而構成,齒質小瘤的功能似乎是一種感覺器官,在遠古的魚類身上,它們演化為盾鱗和硬鱗。

在這些魚類領部構造中,在口邊緣的小瘤演化作為捕食器官的領齒,在演化期間,牙齒的結構逐漸發生變化 即外部高礦化層從魚形動物的似琺瑯質轉變為四足動物的上皮琺瑯質。由爬行綱的非棱柱形琺瑯質轉變為哺乳動物的棱柱琺瑯質。牙床由軟骨魚綱的纖甲胃魚類皮甲的骨組織變化為魚鱗的骨質層,并演化成高度發展的綠海龜和狄徐的盔甲。這些骨片進人身體的探層并變為皮化骨(膜質骨),四足動物的鎖骨和顱骨的大部分就維附件型演化為硬骨魚的長合關節型,由爬行動物的槽生齒演化為哺乳動物的嵌合齒。是這樣形成的。在形態上,它們與其它的骨骼無法區分,但是,它們在一些繼承性疾病上,很容易受到侵襲如鎖骨顱骨發育不全另一方面,原始魚類的內骨骼是由軟骨構成的,在初期軟骨魚綱中,一部分軟骨變為鈣質軟骨,在硬骨魚中,被硬骨所取代。在四足動物的發展過程中,作為陸生動物支持構造的軟骨逐漸地被硬骨所取代,這一過程與動物的運動息息相關,哺乳綱的內骨骼除了骨骼的結合表面和呼吸器官的內壁外, 全部由硬骨組成。

昆蟲

溝(sulcus,復數sulci)是骨板褶陷而在體表留下的狹槽;溝下陷入部分成脊狀或板狀者稱內脊(山脊),而成或刺狀或叉狀者叫內突(apodeme);這些內突與內脊構成了昆蟲的內骨骼(endoskeleton),為肌肉提供了著生之處。

肉足綱的內骨骼:肉足綱雖然是單細胞的原生動物界,多數種類都具有外殼或內骨骼等骨骼結構。

脊椎動物

脊椎動物是整個動物界最有代表性的內骨骼種群,其內骨骼由硬骨(主要由磷酸鈣膠原蛋白纖維構成)和軟骨(主要由軟骨膠和透明質酸等基質構成)兩種鈣化組織組成,骨骼間通過關節、韌帶、肌肉(骨骼肌)和致密結締組織相連。在結構上,脊椎動物的內骨骼可以分為中軸骨骼和附肢骨骼兩類,前者位于中線,主要負責支撐核心(頭頸和軀干)構造;后者左右對稱附著在中軸骨兩側,主要負責運動負載。

海綿

多孔動物(海綿)也擁有一套由骨針(spicule)作為結構構件進行網狀排列組成的內骨骼,這些骨針可以由碳酸鈣方解石文石結構)或二氧化硅硅土,通常外裹膠原蛋白)組成,海綿也因此分為鈣質海綿和硅質海綿兩大類。已滅絕的古杯動物門和層孔蟲等早期海綿也擁有非骨針的網狀鈣質內骨骼。

棘皮動物

棘皮動物的真皮內有一層由碳酸鈣小骨板(聽小骨)拼接構成的內骨骼,根據骨板的不同形態可以產生千奇百怪的外形和狀態。

軟體動物

蛸類軟體動物門(除章魚外)體內也保留有一個內化的硬殼,但其主要功能是提供浮力,并不起到結構支持作用——蛸類主要依賴靜水骨骼支撐身體。

參考資料 >

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