Позвоночник человека и млекопитающих животных
ПОЗВОНО́ЧНИК (позвоночный столб), осевой скелет большинства взрослых позвоночных животных и человека, выполняющий опорную и защитную (для спинного мозга) функции. Отверстия, образованные невральными дугами позвонков, переходя из одного в другое, формируют позвоночный канал, в котором размещается спинной мозг; в хвостовом отделе П. гемальные дуги под телами позвонков образуют гемальный канал, вмещающий хвостовые артерию и вену. В ходе филогенеза П. заместил хорду. В онтогенезе развитие тел позвонков, составляющих П., также сопровождается вытеснением хорды, формирующейся на более ранних стадиях эмбриогенеза. У мн. групп во взрослом состоянии рудименты хорды сохраняются между позвонками. У круглоротых и некоторых рыб (у цельноголовых, хрящевых ганоидных рыб и двоякодышащих) хорда на протяжении всей жизни выполняет опорную функцию. У рыб П. включает два отдела – туловищный (позвонки обычно несут развитые рёбра) и хвостовой (с гемальными дугами). У наземных позвоночных П. дифференцируется на неск. новых отделов. В шейном отделе земноводных один позвонок, у пресмыкающихся в среднем 8 (от 4 до 9 и более), у птиц – от 11 до 25, у млекопитающих – 7 (у ламантина и двупалого ленивца – 6, у трёхпалого ленивца – 9–10); отдел обладает значит. подвижностью у пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Грудной отдел имеет хорошо развитые рёбра, сочленённые с грудиной. В относительно подвижном поясничном отделе рёбра редуцируются и срастаются с поперечными отростками позвонков; позвонки крестцового отдела соединены (обычно неподвижно) своими поперечными отростками и сросшимися с ними рёбрами с костями, образующими таз, обеспечивая прочную опору задним конечностям. В крестцовом отделе у земноводных один крестцовый позвонок, у амниот не менее двух. Крестцовые позвонки могут срастаться в крестец (сложный крестец птиц включает также поясничные, задние грудные и передние хвостовые позвонки). Хвостовой отдел П. обладает значит. подвижностью; у бесхвостых земноводных хвостовые позвонки срастаются, образуя палочковидный уростиль. Хвостовые позвонки птиц также срастаются друг с другом в комплекс – пигостиль, поддерживающий рулевые перья. У млекопитающих позвонки отделены друг от друга межпозвоночными (межпозвонковыми) дисками, образованными соединительной тканью со студенистым ядром в центре, играющими амортизационную роль.
Позвоночник человека
Позвоночник человека: а – вид сбоку, б – вид сзади; 1 – шейный отдел, 2 – грудной отдел, 3 – поясничный отдел, 4 – крестец, 5 – копчик.
Позвоночник человека состоит из 5 отделов: в шейном – 7 позвонков, в грудном – 12, поясничном – 5, крестцовом – 5 сросшихся позвонков, образующих крестец, и копчикового – 3–4 сросшихся позвонка – копчик. У позвонков из разных отделов П. остистые отростки различаются по размерам, форме и ориентации в пространстве (ограничивают разгибание). В шейных позвонках в поперечных отростках содержатся отверстия, составляющие канал для прохождения позвоночных сосудов и нерва. Первый и второй шейные позвонки (атлант и эпистрофей) имеют особое строение и соединены между собой и с затылочной костью, что обеспечивает подвижность головы в трёх плоскостях. Между несросшимися позвонками располагаются 23 межпозвоночных диска; у взрослого человека они составляют 20–25% длины позвоночного столба. От костной ткани тел позвонков межпозвоночные диски отделены тонким слоем гиалинового хряща. Волокна внешней части диска окружают студенистое ядро (остаток хорды) и образуют фиброзное кольцо, связанное с поверхностями тел позвонков передней и задней продольными связками, а в грудном отделе и с внутрисуставными связками головок рёбер. Дуги каждой пары позвонков соединены т. н. жёлтыми связками и развитым связочным аппаратом между остистыми поперечными отростками. Позвоночные вырезки краёв дуг составляют межпозвоночные отверстия, через которые проходят спинномозговые нервы и сопровождающие их сосуды. П. имеет физиологич. изгибы лордоз (в шейном и поясничном отделах) и кифоз (в грудном и крестцовом отделах).
Источник
У человека и большинства млекопитающих скелет имеет похожий тип строения и состоит из одинаковых отделов, образованных подобно расположенными костями. Подобность в строении скелета доказывает происхождение человека от животных.
Но отличительной чертой человека и животных является способность к труду и разум. Это наложило существенный отпечаток и на строение скелета. Скелет человека имеет ряд особенностей, которые отличают его от скелета млекопитающих. Способность к прямохождению и трудовая деятельность также повлияли на изменения в строении скелета человека.
Особенности строения черепа
Мозговой отдел черепа человека имеет намного больший объём, чем у любого животного с телом такого же размера.
Лицевой отдел черепа человека имеет размер меньше, чем мозговой, а у животных, наоборот, он развит значительно больше.
Замечание 1
Связано это с тем, что у животных челюсти являются органом добывания пищи, нападения и защиты, поэтому они более развиты, а головной мозг имеет меньший объём, чем у человека.
Особенности скелета туловища
В связи с прямохождением тело человека занимает преимущественно вертикальное положение и опирается лишь на нижние конечности. Такое положение тела освободило руки от функции хождения.
В позвоночнике взрослого человека формируются четыре изгиба, которые образуют профиль латинской буквы S — это придаёт ему упругость. Образовались такие изгибы в результате перемещения центра тяжести тела из-за вертикального положения тела. Это способствует сохранению человеком равновесия. Во время ходьбы, движений благодаря изгибам позвоночник человека пружинит и толчки смягчаются. У животных, которые опираются на четыре конечности, такие изгибы отсутствуют.
Грудная клетка человека в связи с прямохождением расширена в стороны и сплющена в спинно-грудном направлении. У животных она наоборот сжата с боков и вытянута книзу.
Особенности скелета верхних и нижних конечностей
Широкий и массивный пояс нижних конечностей расширен, чашеобразной формы. Он поддерживает внутренние органы. Также благодаря тазу масса тела переносится на нижние конечности. Поскольку масса тела животных равномерно даёт нагрузку на все четыре конечности, то и тазовый пояс у них узкий и длинный.
Кости нижних конечностей человека более массивные и более толстые, крепкие, чем кости рук, поскольку вся тяжесть тела даёт нагрузку на ноги. Кости стопы образуют свод, который выпуклой частью обращён вверх — это смягчает толчки во время ходьбы. У животных отсутствует значительная разница в строении костей задних и передних конечностей.
В связи с трудовой деятельностью человек имеет особенное строение кисти руки (одно из самых характерных отличий человеческого скелета) — кости пальцев соединены с пястью подвижно, большой палец самый подвижный, хорошо развит и противостоит другим, что имеет важное значение для трудовой деятельности. Благодаря большой подвижности передних конечностей, в особенности пальцев, человек способен выполнять руками самые разнообразные движения и работу.
Замечание 2
План строения скелета человека и млекопитающих общий, но, в связи с прямохождением, способностью к трудовой деятельности и высоким развитием нервной системы, скелет человека имеет определённые отличия.
Источник
Позвоночник млекопитающих делится на пять отделов: шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой (рис. 1). Соприкасающиеся поверхности этих позвонков плоские (платицельный тип), между позвонками залегают межпозвоночные диски, или мениски. Верхние дуги хорошо выражены; в грудной области эти дуги продолжаются каждая в довольно длинный верхний костистый отросток. Уоснований дуг с каждой стороны расположены суставные отростки. Ребра имеют двойное причленение к позвонкам. В шейной области они совершенно рудиментарны и срастаются с телами позвонков и с нижними частями поперечных отростков, причем между редуцированным ребром и поперечным отростком образуется небольшое отверстие. В грудном отделе каждое ребро причленяется головкой между двумя соседними телами позвонков, а бугорком—к нижней части поперечного отростка.
Ребро слагается из двух отделов: позвоночного и грудного. Последний остается хрящевым в течение всей жизни (за исключением однопроходных и неполнозубых, у которых он окостеневает). Поперечные отростки отходят от боковых оснований верхних дуг и только в поясничной области они иногда сидят на телах позвонков.
Рис. 1 . Скелет кролика.
1—нижняя челюсть; 2—верхняя челюсть; 3—скуловая дуга; 4—верх глазницы; 5—шейные; 6—грудные; 7—поясничные; 8—крестцовые и 9—хвостовые позвонки; 10—подвздошная кость; 11—седалищная кость; 12—лонно-седалищное отверстие; 13—лонная или лобковая кость; 14—бедро; 15—коленная чашка; 16—большая берцовая кость; 17—малая берцовая кость; 18—пяточная кость; 19—кости предплюсны; 20—ребра; 21—локтевая кость; 22—плечевая кость; 23—лучевая кость; 24—лопатка; 25—грудина; 26—ключица.
В шейном отделе у огромного большинства млекопитающих насчитывают 7 позвонков (только у ламантина и у одного вида ленивца, Choloepus hoffmani, их 6, а у ленивцев рода Bradypus—от 8 до 10). Длина шеи зависит, таким образом, не от числа позвонков, а от длины тела каждого из них. У китов шея почти совершенно отсутствует и слагается из 7 совершенно плоских позвонков, которые к тому же нередко срастаются между собой; у жирафы шея поддерживается 7 очень вытянутыми позвонками.
В грудном отделе насчитывают от 12 до 15 позвонков, в наибольшем числе случаев их 13 (у броненосца рода Tatusia и у клюворылого кита Hyperoodon их 9, у ленивца Choloepus их 24).
Число поясничных позвонков вариирует от 2 до 9. В состав их поперечных отростков входят и рудиментарные ребра.
У большинства млекопитающих имеется 4 крестцовых позвонка (реже 3—у хищных). В крестце утконоса только 2 позвонка (как у рептилий).
Количество хвостовых позвонков подвержено большой вариации: у обезьян-гиббонов и у некоторых летучих мышей лишь 3 позвонка, у длиннохвостого танрека (из насекомоядных)—47, у длиннохвостого ящера—49.
Пояс передних конечностей млекопитающих
Грудина млекопитающих слагается из нескольких отделов. Расширенный передний (praesternum, или manubrium) связан с первой парой ребер и ключицами (если таковые имеются); средний отдел (mesostemum) состоит из нескольких костных частей, связывающих между собой концы нескольких пар ребер. Наконец, в нижней части грудина заканчивается мечевидным отростком (xypbisternum) яйцеродных млекопитающих существует непарное окостенение, лежащее впереди грудины и имеющее форму буквы Т. К отросткам упомянутого окостечения прилегают ключицы. Это—кость хрящевого происхождения, формирующаяся из трех зачатков. Вследствие указанных данных ее невозможно сравнивать с episternum рептилий, как это делалось прежними авторами (рис. 2, Ер).
Форма и очертания лопатки крайне вариируют. Пожалуй, наиболее часто эта кость имеет вид вытянутого неправильного треугольника (например у кролика). Вдоль верхней части, ближе к наружному краю, тянется гребень лопатки, заканчивающийся спереди акромиальным отростком (processus acromialis). На относительно суженном нижне-переднем отделе лопатки заметна вогнутая сочленовная поверхность для головки плечевой кости, а над этой вогнутостью возвышается искривленный коракоидный отросток (дериват бывшего коракоида). У яйцеродных млекопитающих имеются хорошо развитые столбчатые метакоракоиды, похожие на таковые у птиц (рис. 2, Со). По интересному наблюдению Брума, у детенышей сумчатых куниц и кускусов (из Marsupialia), обретающихся еще в сумке матери, обнаруживаются коракоиды, соединяющиеся с грудиной; позднее они редуцируются и сливаются с лопаткой, образуя упомянутые отростки.
Рис. 2. Плечевой пояс утконоса.
Cl—ключица; G—сочленовная ямка для головки плечевой кости; Со—коракоид (метакор акоид); Со — эпикоракоид; Ер—episternum; S t—грудина; S—лопатка.
Ключицы имеют вид тонких, слегка искривленных костей. Они отсутствуют у копытных и хоботных; среди сумчатых они рудиментарны только у бандику; у насекомоядных отсутствуют только у выдровой землеройки; у большинства грызунов имеются; рудиментарны или отсутствуют у хищных.
Сравнение грудного пояса птицы и млекопитающего. В заключение полезно сделать сравнение частей грудного пояса птицы и млекопитающего . В прилагаемой схеме на звания костей, соединенных у данных животных сочленениями, объединены простыми стрелками, сросшиеся кости—двойными стрелками
Строение передней конечности млекопитающих
Конечности характеризуются значительной длиной их основных отделов. Плечевая кость отличается разнообразием своей длины и толщины. Так, она вытянута и тонка у летучих мышей, сравнительно весьма коротка и расширена у землероев, например, у крота. Концевой отдел плечевой кости несет расширенный сустав (trochlea) для соединения с предплечьем, состоящим из локтевой и лучевой костей. У многих зверей эти кости приблизительно одинаковой толщины и длины. Они весьма укорочены у китообразных, например, у дельфинов, и крайне длинны и вытянуты у ленивцев. Лучевая кость иногда снабжена сильным угловым отростком (processus olecranon); он особенно велик у крота и утконоса. У летучих мышей лучевая кость значительно больше и массивнее локтевой, при этом лучевая кость длиннее плечевой. Очень слаба локтевая кость у лошадей и жвачных и хорошо развита у свиней, бегемотов, тапиров и носорогов. В передней конечности (например, у человека) развивается способность лучевой кости вместе с кистью вращаться вокруг локтевой, так что рука из положения ладонью вверх и вперед (при параллельном положении костей предплечья)— супинация—может переходить в расположение ладонью вниз и назад— пронация (с перекрестом локтевой кости лучевой).
Кисть передней конечности относительно примитивна; обычно имеются все пять пальцев, нередки рудименты переднего шестого (praepollex). Присутствие центральной косточки запястья может считаться примитивным признаком. Она имеется у грызунов, китообразных и многих неполнозубых; отсутствует или слабо развита у многих копытных (за исключением даманов, тапиров, свиней), имеется у молодых слонов, у которых позднее сливается с radiale.
Здесь дана новая сравнительно-анатомическая номенклатура названных костей. Для сопоставления с анатомией человека и со старыми руководствами привожу прежние наименования костей:
Radiale………naviculare: cuboideum
Intermedium……lunatum
Ulnare………triquetrum, cuneiforme
Centrale………intermedium, mediale
Carpale 1……..trapezium, multangulum majus
Garpale 3……..trapezoideum, multangulum minus
Carpale 3+4……hamatum, uncinatum
Сообразно с разнообразием функций структура конечностей весьма различна. У роющих млекопитающих (кротов, броненосцев) лапы широки, у плавающих (киты, сирены)—ластообразны. У летучих мышей чрезвычайно удлиняются пальцы (особенно вытянуты пястные кости). Большинство млекопитающих при ходьбе упирается на всю кисть и ступню (стопоходящие; быстро бегающие); многие грызуны, хищники становятся лишь на концы пальцев (пальцеходящие). У лучших бегунов среди копытных животное ступает либо на концы средних пальцев (третьего и четвертого у парнокопытных), либо на один третий палец (у непарнокопытных).
Строение таза млекопитающих
Таз слагается из трех костей: подвздошной (ileum), седалищной (ischium) и лобковой (pubis). Кроме них, нередко развивается еще особое окостенение—небольшая вертлужная кость (os acetabulare), лежащая в передней части вертлужной впадины. Обычно у взрослых животных все названные кости срастаются между собой в одну безыменную кость (os innominatum). У млекопитающих наблюдается широкое сращение, соединяющее лобковый и седалищный отделы (у большинства насекомоядных, у броненосцев, приматов названное сращение имеется лишь в передней, лонной, части тазового пояса).
У однопроходных и сумчатых с лобковыми костями связана пара косточек (ossa marsupialia). к поддержанию сумки эти кости не имеют прямого отношения. Вероятно, они служат в качестве пассивного упора для мускулатуры при давлении мускулов на молочные соски при лактации (М. Weber, 1928).
Структура задней конечности
Основной отдел бедра несет два-три выступа для прикрепления мышц. В голени малая берцовая кость развита слабее большой, иногда совершенно редуцируется и прирастает к последней. В колене наблюдается сухожильная кость коленная чашечка (patella). В предплюсне расположены лишь две кости: наружная пяточная (fibulare-calcaneus) несет большой пяточный выступ; внутренняя таранная кость (astragalus) представляет обычно комплекс из слияния промежуточной (intermedium), центральной (centrale) костей, а также редуцированной tibiale. Общая схема задней ступни такова:
Статья на тему Строение позвоночника млекопитающих
Источник
«Биология. Общая биология. Базовый уровень. 10-11 классы». В.И. Сивоглазов (гдз)
Вопрос 1. Охарактеризуйте систематическое положение человека в животном мире.
Человек относится к типу Хордовых, подтипу Позвоночных, классу Млекопитающих, подклассу Плацентарных, отряду Приматов, подотряду Человекоподобных (антропоиды-Высшие обезьяны) приматов, надсемейству Высших узконосых обезьян, семейству Гоминид (Людей),единственному роду Человек (Homo) с единственным видом Человек разумный (Homo Sapiens).
Кроме подотряда антропоидов, к приматам относят еще лемуров и долгопятов.
Вопрос 2. Укажите признаки человека как представителя класса млекопитающих.
Человека можно отнести к классу Млекопитающие по следующим признакам:
• семь шейных позвонков;
• волосяной покров, потовые и сальные железы кожи;
• хорошо развитые губы и мускулистые щеки;
• диафрагма и альвеолярные легкие;
• ушная раковина и три слуховые косточки среднего уха;
• одна дуга аорты (левая) и безъядерные эритроциты;
• теплокровность;
• молочные железы, забота о потомстве;
• сходство в развитии зародыша.
Вопрос 3. Какие признаки являются общими для человека и человекообразных обезьян?
Человека с человекообразными обезьянами (понгидами) роднят большая величина тела, отсутствие хвоста и защечных мешков, хорошее развитие мимической мускулатуры, сходная структура черепа и скелета вообще. Кроме того, общими у людей и человекообразных обезьян являются группы крови и резус-фактор, сходство хромосом (из 23 хромосом 13 сходны с шимпанзе), различные заболевания, длительный срок беременности и продолжительный препубертатный (дорепродуктивный) период. Объединяет их и высокий уровень развития высшей нервной деятельности, способность к быстрому обучению, способность использовать орудия, хорошая память, богатые эмоции. В качестве примера можно привести эксперименты по обучению человекообразных обезьян языку глухонемых, в ходе которых гориллы и шимпанзе усваивали до 200—300 слов-жестов. Геном человека и шимпанзе совпадает на 98,5%.
Вопрос 4. Перечислите особенности строения, присущие только человеку.
Существуют отличия человека от животных.
Человек — социальное существо, производящее орудия труда, использующее их для воздействия на природу. Человек имеет высокоразвитый мозг, обладает сознанием, мышлением, членораздельной речью и рядом анатомических особенностей, возникших в связи с трудовой деятельностью, свойственной только человеку. Отличия связаны с направлением эволюции. Человек и человекообразные обезьяны — две ветви отряда приматов, которые в сравнительно недавнее время отделились от общего родословного ствола.
Для человека характерно:
1. Приспособление к прямохождению. Позвоночник приобрел S—образную изогнутость, стопа имеет куполообразную форму. Это главные приспособления, обеспечивающие амортизацию ударов и сотрясений тела при ходьбе, прыжках, что важно для защиты головного мозга. Большой палец ноги выполняет функцию опоры. Таз шире, он принимает на себя давление органов в вертикальном положении. Грудная клетка плоская, сжата с боков, в связи с давлением, которое внутренние органы оказывают на ребра, вследствие горизонтального положения туловища при ходьбе. Мозговая часть черепа увеличилась и преобладает над лицевой. Отсутствуют надбровные дуги. Челюсти и жевательная мускулатура развиты слабее. В нижнем отделе тела особенно развиты ягодичные, четырехглавая, икроножная, камбаловидная мышцы. Последствия прямохождения связаны с ограничением быстроты передвижения, гипертонией, неподвижным крестцом, расширением вен на ногах, остеохондрозом.
2. Наличие гибкой кисти руки — органа труда, приспособленного к сложным движениям. Кисть человека специализирована как хватательный орган, хорошо подвижен большой палец. У человека руки короче ног.
3. Хорошо развит мозг. У человека сильно развиты височные, лобные и теменные доли, где находятся главнейшие центры высшей нервной деятельности. Поверхность мозга — 1250 см2. Поверхность коры в лобном отделе вдвое больше, чем у высших обезьян. Характерно появление речи, отвлеченное мышление, сознание.
4. Кожа, лишенная шерсти, стала гигантским рецепторным полем, способным приносить в мозг ополнительную информацию. Это послужило фактором интенсивного развития мозга. «Полысение» кожи — последняя биологическая предпосылка для становления человека как творческого социального существа.
Вопрос 5. Какое
Увеличение размера и усложнение структуры мозга обеспечили человеку возможность развития множества функций, таких как высокоорганизованная нервная деятельность, способность к обучению, наличие большого объема памяти и сложных эмоций, речи. Также они способствовали возникновению абстрактного мышления и способности к труду. Центры, связанные с органами чувств, обеспечивают тончайший анализ зрительной и слуховой информации, что позволяет нам воспринимать и понимать мимику и речь. Двигательные центры мозга осуществляют чрезвычайно точное и оперативное управление мышцами пальцев, голосовых связок и т. д. Во многом именно развитие мозга позволило человеку достичь той высокой ступени эволюционного развития, кото-рую он сейчас занимает.
Источник