В чем отличие черепа и позвоночника человека и животного

Опорно-двигательная система состоит из скелета и мышц. Она позволяет человеку совершать различные движения, а также защищает внутренние органы от повреждения. Скелет определяет форму тела, к нему прикрепляются мышцы. В организме человека насчитывается более 220 костей, образующих скелет головы, туловища, верхних и нижних конечностей и их поясов. У мужчин масса костей скелета составляет 18 % от массы тела, а у женщин – 16 %.

Соединение костей в скелете подразделяется на три типа: неподвижное, полуподвижное и подвижное. Неподвижное соединение представлено костями черепа, полуподвижное – соединением позвонков или рёбер с грудиной, осуществляющимися с помощью хрящей и связок. Наконец, подвижно соединяются суставы. Каждый сустав состоит из суставных поверхностей, сумки и жидкости, находящейся в суставной полости. Суставная жидкость уменьшает трение костей при движении. Суставы чаще всего укреплены связками, которые и ограничивают амплитуду движений.

Типы соединения костей
Типы соединения костей
Скелет человека состоит из костей. Различают длинные (кости плеча, предплечья, бедра, голени) , короткие (кости кисти и стопы) и плоские (кости черепа, лопатки) кости. Сверху кости покрыты плотной оболочкой – надкостницей, через мелкие отверстия которой проходят кровеносные сосуды, питающие кость. Благодаря надкостнице обеспечивается рост костей в толщину и срастание костей при переломе. Концы кости покрыты хрящом. За счет деления клеток хряща кость растет в длину. За надкостницей расположено компактное плотное вещество, пропитанное солями кальция, а под ним – губчатое вещество кости, которое состоит из множества перекрещивающихся костных пластинок, придающих им прочность. Длинные трубчатые кости внутри имеют полость, заполненную костным мозгом.

Скелет составляют кости головы (череп) , туловища, верхних и нижних конечностей.

Типы суставов
Типы суставов
Череп состоит из мозгового и лицевого отделов. Мозговой отдел – черепная коробка – защищает головной мозг от повреждений. Мозговой отдел образован лобной, затылочной, двумя теменными и двумя височными костями. В состав лицевого отдела черепа входят различные крупные и мелкие кости (например, верхняя и нижняя челюсти, скуловые и носовые кости) . Все они неподвижно соединены между собой, кроме нижнечелюстной кости.

Череп человека
Череп человека
Скелет туловища образуют позвоночник и грудная клетка. Позвоночник включает в себя 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4–5 копчиковых позвонков, в соответствии с которыми и различают пять отделов позвоночника – шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Позвоночник человека, в отличие от позвоночника животных, имеет четыре изгиба. Их появление связано с прямохождением и способствует смягчению толчков при ходьбе, беге, прыжках, предохранению внутренних органов и спинного мозга от сотрясений. Каждый позвонок состоит из тела и дуги с несколькими отростками. Внутри позвоночника проходит позвоночный канал, окружающий спинной мозг.

Грудные позвонки, ребра и грудная кость (грудина) образуют грудную клетку, которая находится в верхней части туловища. Грудная клетка защищает от повреждений расположенные в ней сердце и лёгкие. У человека 12 пар плоских дугообразно изогнутых рёбер. Рёбра подвижно сочленены с позвонками сзади, а спереди они (кроме двух пар нижних рёбер) при помощи гибких хрящей соединяются с грудной

Как никто другой, человек склонен влиять на планету. Отгородившись городами от дикого мира, мы часто воспринимаем себя отдельно от природы. Современная наука все же считает, что люди – её продукт. Достигнув своего «трона» благодаря эволюции, мы сохранили нечто общее со своими «родственниками» млекопитающими. Что же делает нас похожими на них? А в чем отличие? Сравнение человека и животного мы представим далее в статье.

Человек в биологической системе

Современный человек относится к роду Люди и виду Homo sapiens (человек разумный). Существуют разные теории об истинном происхождении столь развитого существа: теория внешнего вмешательства, пространственных аномалий, креационизм и эволюционизм.

Согласно научной теории, люди появились путём эволюции точно так же, как и другие животные планеты. Ближайшим родственником рода людей является австралопитек, а от него примерно 2.3 миллиона лет назад появился первый человек — Homo habilis (умелый). Человек разумный возник только 130-150 тыс. лет назад.

В биологической систематике мы относимся к хордовым млекопитающим и отряду приматов, чем и объясняются некоторые сходства человека и животных. Из живущих на Земле видов наиболее близкими к людям по ДНК являются обыкновенные и карликовые шимпанзе.

Общие сходства человека и животных

Люди принадлежат к царству животных, а значит, обладают сходными чертами с другими его представителями. Так, наши органы и ткани состоят из клеток, которые оснащены клеточным ядром и лишены вакуолей.

Как представитель класса млекопитающих человек обладает двухсторонней симметрией тела, четырьмя конечностями, четким разделением частей тела на голову, конечности, туловище и шею (у животных ещё выделяется хвост). Людям присущи теплокровность, внутриутробное развитие зародышей, живорождение, кормление детенышей молоком, наличие волосяного покрова на теле.

Системы органов человека и животных (млекопитающих) обладают общими чертами, которые приведены в таблице ниже.

Развитие зародышей

Сходство человека и животных наблюдается уже на первых этапах жизни. Эмбрионы человека на ранних стадиях практически не отличаются от эмбрионов других высших позвоночных. Только со временем они начинают приобретать специфические для каждого вида черты. При этом гомологичные органы формируются из одинаковых структур, то есть там, где у ящериц появляются передние конечности, у птиц развиваются крылья, а у человека руки и т. д.

Чем же похожи наши эмбрионы? Развитие всех позвоночных начинается с оплодотворения, далее образуется зигота, которая дробится, переходя в стадии морулы, бластулы и гаструлы. Из средних (мезодермы), внутренних (эндодермы) и внешних (эктодермы) зародышевых листков начинают формироваться органы и ткани.

Как и у остальных позвоночных животных, на 2,5 неделе жизни у нас появляется хорда – длинный продольный тяж, который со временем преобразуется в позвоночник. Сердце вначале выглядит как трубка с пульсирующими стенками, а то, что позже перерастет в спинной мозг и полноценную нервную систему, является поначалу нервной трубкой.

Как и у рыб, человеческий мозг до 3 месяцев состоит из пяти мозговых пузырей. С материнским организмом нас связывает пупочный канатик, что наблюдается у всех плацентарных млекопитающих. У приматов, грызунов и хищников он отпадает при рождении плода.

Люди и приматы

Лучше всего сходство человека и животных прослеживается на больших человекообразных обезьянах. Это ближайшие к нам представители млекопитающих, объединённые с людьми в семейство гоминид. Во многих чертах шимпанзе имеют больше общего с человеком, чем с другими обезьянами. Когда-то их даже хотели определить в группу Homo.

Внешняя схожесть заключается в удлиненных по сравнению с телом конечностях, в широких плечах, длинной шее и седалищных мозолях. И у тех, и у других нет хвоста, а на коже нет подшерстка, нос выступает из плоскости лица, на пальцах есть ногти вместо когтей. Тело человекообразных обезьян (антропоидов) покрыто волосами не так густо, как у их собратьев.

Кровь шимпанзе также имеет четыре группы, а сроки их беременности и полового созревания почти идентичны нашим. У нас одинаковые рисунки на коренных зубах, равное число долей в легких и схожее строение гортани. Обезьяны тоже имеют 4 резца и 4 клыка, 8 коренных зубов, 5-6 крестцовых позвонков в скелете. Они могут ходить на задних конечностях, помогая себе руками.

Наши общие болезни

Схожесть внутреннего устройства людей и животных приводит к тому, что нас могут одолевать одинаковые вирусы и инфекции. Так как обезьяны ближе всего к нам по структуре ДНК, то они наиболее подвержены нашим болезням. Они легко заражаются от нас туберкулёзом, гриппом, холерой, оспой, гепатитом.

Все млекопитающие подвержены действию прионных болезней. Человек и животные одинаково поддаются бешенству. В истории известно немало случаев, когда крысы передавали человеку чуму и лептоспироз.

От домашних питомцев человек может заразиться гельминтами, стригущим лишаем, лихорадкой от кошачьих царапин, токсоплазмозом. Птицы и рептилии переносят сальмонеллёз и орнитоз, грызуны – туляремию. Как дикие, так и домашние животные подвержены сибирской язве и фасцилёзу.

Наши различия

Несмотря на схожесть во многих аспектах, люди во многом отличаются от других видов. Многие физические различия человека и животных связаны с развитием у нас прямохождения и речи. Так, у нас более развит мозговой отдел, чем лицевой, есть подбородок, таз расширен.

У человекообразных обезьян 24 пары хромосом, когда у человека — 23. Позвоночник обезьян имеет дугообразный изгиб, в то время как у нас S-образный. На наши ноги приходится вес всего тела, поэтому они обладают более сильной мускулатурой. Стопы человека сводчатые, чтобы смягчать сотрясение органов при ходьбе. Грудная клетка плоская, но широкая.

От большинства млекопитающих нас отделяет трихроматическое зрение (также есть у приматов) и более слабое обоняние. За определение запахов у нас отвечает только 387 генов, у приматов – 500, у макросоматов – более 1000.

Наши ноги длиннее рук, а у приматов – наоборот. Клыки не выступают из зубного ряда, туловище короче, чем у обезьян. Большой палец человека противопоставлен остальным и очень подвижен, это помогает использовать различные орудия труда.

Мозг и интеллект

Конечно, главное различие человека и животных – интеллект. Дальше всех в мыслительных способностях продвинулись млекопитающие. Однако и они не в силах нас превзойти. Человек обладает сознанием, конкретным и отвлеченным мышлением. Мы умеем обобщать, мечтать, размышлять о прошлом и будущем.

Человек способен к дальнему планированию, в то время как животные принимают решения только для ближайшего временного отрезка. Люди – единственный вид, который способен делать выводы, познавать окружающий мир и передавать свои знания другим.

В связи с этим наш мозг приобрёл отличные от животных черты. Его кора в 2,5 раза больше по площади, чем у обезьян. Он крупнее, а борозды развиты сильнее. Теменные, лобные и височные доли, отвечающие за речь и психику, у нас тоже более развиты.

Человек способен к речи, в то время как животные владеют лишь упрощённой сигнальной системой. Они могут оповещать «собратьев» о самых простых ситуациях, например, «опасность!», «удовольствие» и т. д. У желтобрюхих сурков таких сигналов 8, у макак – около 30.

Зато животные способны к обучению. Шимпанзе более продвинулись в этом. Шимпанзе Уошо владельцам удалось научить языку жестов. В результате она владела 500 понятиями и могла даже их комбинировать, чтобы создавать свои. Например, словами «вода» + «птица» она объяснила, что увидела лебедя.

Поведение

Разница в интеллекте влияет и на различия поведения человека и животных. И тем, и другим свойственны условные и безусловные рефлексы. Но в целом действия животных более ритуализированы и диктуются древними инстинктами, а человек склонен поступать по ситуации, учитывая все внешние факторы и собственное желание. Иными словами, из всех животных мы склонны вести себя наиболее пластично.

Инстинкт – это форма поведения, которая заложена у вида на генетическом уровне, она диктуется биологическими потребностями и включает строго определённый порядок действий. Если хоть одно условие будет изменено, то животное растеряется или отреагирует не совсем адекватно.

Например, осы, перед тем как затащить пойманную добычу в нору, оставляют её у входа, а сами лезут внутрь, чтобы проверить, не забежал ли туда кто-нибудь посторонний. Когда все в порядке, они тащат жертву в «домик». Если мы вмешаемся и переместим её добычу немного дальше от входа, то оса начнет повторять всё заново. В её поведении не заложена возможность того, что кто-то будет перетаскивать еду, поэтому оса опять перенесёт жертву ко входу и вновь полезет в нору для проверки.

Эмоции человека и животных

И у нас и у животных первичные эмоции являются врожденными. Отсюда можно сделать вывод, что связанные с ними чувства человека и животных ощущаются одинаково, а некоторые даже проявляются подобно нашим. Приматы владеют тем же набором лицевых мышц и тоже могут показывать гримасы радости, гнева, страха и т. д.

Яркое выражение эмоций присуще социальным животным, так как выполняет коммуникативную функцию. Одним из важных проявлений эмоций является оскал. Открытая пасть с торчащими клыками как ничто лучше предупреждает противника о воинственном настрое.

Но у животных эмоции носят чисто биологический характер и существуют только в пределах их прямых потребностей и инстинктов. Опасность для них существует только в конкретный момент нападения, и чувство страха появляется только тогда. У человека оно может возникнуть даже в спокойной обстановке, если он вообразит себе опасную ситуацию.

Культура и творчество

Если инстинкты и эмоции наблюдаются у всех высших животных, то культура – это то, что определяет именно человека. Люди являются единственными организмами, которые не просто существуют в окружающей среде, но и могут изменять её.

Посредством мышления, творческой деятельности и познания мы создаем материальные объекты и духовные ценности. Из всего царства животных только человек способен создавать орудия труда при помощи других орудий труда. Именно так мы придумали одежду, бытовые предметы, оружие, построили пирамиды, дворцы, города.

Некоторые животные тоже могут применять орудия труда. Например, вороны достают червяков и насекомых из коры дерева, используя палочки и веточки. Но они не могут сделать эту палку сами.

Череп. Соединение костей. Сходство скелетов человека и млекопитающих животных и различия между ними

Цель урока — показать особенности черепа, связанные с развитием головного мозга, прямохождением и речевой функцией; показать типы соединений костей, в том числе и суставы; подытожить материал о сходстве скелетов человека и млекопитающих животных и различиях между ними. Урок целесообразно начать с рассмотрения черепа.

Сначала следует показать на препарате мозговую и лицевую части черепа, дать названия костей. Если есть возможность, полезно показать пирамиды височных костей и основную кость. Они составляют дно мозгового отдела. Учащимся можно сказать, что внутри пирамидок находятся рецепторы слуха и органов равновесия. Нужно показать проекцию среднего и внутреннего уха (см. с. 8). Далее следует рассказать о швах, неподвижных соединениях костей черепа. После этого можно перейти к сравнению черепа человека и млекопитающего животного (овцы, кошки, кролика, собаки). Скелеты мелких млекопитающих можно раздать на парты, череп человека или таблицу преподаватель демонстрирует сам.

Задание 1. Сравнить череп человека и млекопитающего животного. Устно ответить на следующие вопросы:

1. Как развиты мозговой и лицевой отделы черепа у человека и млекопитающих животных? (У человека мозговой отдел значительно больше лицевого, что связано с сильным развитием мозга.)

2. Почему у млекопитающих животных челюсти значительно вытянуты вперед и лучше развиты, чем у человека? (Челюсти животного являются органами нападения и защиты. У человека эту функцию выполняют руки, вооруженные соответствующими орудиями. Кроме того, животные потребляют лишь природные продукты, человек же питается специально выращенной продукцией растениеводства и животноводства, употребляет вареную пищу. Осуществляя межпредметные связи с историей, можно сказать, что переход древнего человека от присваивающей экономики — собирательство трав, охота — к производящей экономике, основанной на земледелии и скотоводстве, был одним из решающих факторов становления человека.)

3. Человека от животных отличает речь. Речевые движения связаны с работой мышц, прикрепляющихся к подбородочному бугру. Преподаватель показывает его. Имеется ли подбородочный бугор у млекопитающих животных? (Нет, нижняя челюсть животных как бы скошена.)

4. Кто затрачивает больше усилий на то, чтобы удержать череп в горизонтальном положении — млекопитающее животное или человек? (Животное. Благодаря тому, что затылочная кость человека имеет сферическую форму, череп прикрепляется к позвоночнику недалеко от центра равновесия. Это приспособление к прямохождению.)

Далее следует остановиться на значении скелета в защите спинного и головного мозга.

Задание 2. Определить, куда ведет затылочное отверстие.

Нередко этот простой вопрос затрудняет восьмиклассников. Некоторые из них считают затылочное отверстие «горлом». Чтобы опровергнуть это ошибочное суждение, учитель прикладывает череп к позвоночному столбу, и учащиеся видят, что через затылочное отверстие головной мозг сообщается со спинным. Преподаватель подчеркивает, что спинной и головной мозг располагается в прочном костном футляре. Далее можно показать, что рост черепа связан с ростом мозга.

Задание 3. Объяснить, почему череп состоит из отдельных сросшихся костей, а не из одной цельной кости (нижняя челюсть во внимание не принимается).

Чтобы помочь учащимся ответить на этот вопрос, полезно рядом с черепом взрослого человека положить модель черепа ребенка с обозначенными родничками. Можно использовать и кадры 34, 35 диафильма, а также соответствующий рисунок учебника.

Если учащиеся не отвечают сразу на главный вопрос, можно дать наводящий: «Мог бы расти череп ребенка, если бы он состоял из одной цельной кости?» Учащиеся отвечают на этот вопрос отрицательно и высказывают мысль, что каждая кость черепа растет отдельно. Эту мысль учитель подхватывает, рассказывая, что у человеческого плода череп состоит из перепончатой соединительной ткани, что в определенных участках происходят окостенения, что кости нарастают с краев до тех пор, пока не достигнут размеров костей черепа взрослого человека. Только тогда кости соединяются неподвижными соединениями, образуя швы. Рост черепа идет параллельно с ростом мозга.

После этого, повторив материал о полуподвижных соединениях, учитель переходит к рассмотрению сустава. Вначале, используя кадр 27 диафильма, полезно предложить учащимся на себе найти плечевые, локтевые, лучезапястные, бедренные, коленные и голеностопные суставы, убедиться, что они являются осями движения костей. Далее по схеме нужно разобрать строение сустава и просмотреть первый фрагмент фильма «Суставы». Убедившись, что основные сведения по морфологии сустава поняты, можно перейти к тренировочным упражнениям (рис. 10).

Задание 4. Используя кадр 29 диафильма, отметить признаки, которые обеспечивают прочность соединения костей в суставе. (Связки, суставная сумка, отрицательное давление внутри сустава.)

Задание 5. Используя кадр 28 диафильма, отметить признаки, которые обеспечивают подвижность соединения костей в суставе. (Соответствие суставной головки одной кости суставной впадине другой; гладкие и скользкие хрящи, покрывающие головку и суставную впадину обеих костей; суставная жидкость, играющая роль смазки.)

Задание 6. Выяснить, почему подвижный сустав может стать неподвижным и закрепить кости в приданном положении.

Учитель вызывает к доске ученика. Преподаватель сгибает руку испытуемого в локтевом суставе. Затем предлагает зафиксировать руку и показывает, что после этого, для того чтобы согнуть или разогнуть руку испытуемого, требуется затратить значительное усилие.

Учитель задает вопрос: «Почему при закреплении костей в суставе трение между суставной ямкой одной кости и суставной головкой другой сильно возрастает?» Учащиеся объясняют это тем, что мышцы прижимают кости друг к другу. Учитель предлагает прощупать двуглавую и трехглавую мышцы в момент закрепления костей в суставе и убедиться, что обе мышцы находятся в состоянии сокращения. Далее нужно выяснить значение суставного хряща. Преподаватель показывает скелет руки и обращает внимание на то, что даже прижатые друг к другу кости плеча и предплечья не смогли бы закрепиться прочно, так как гладкие и твердые поверхности сочленяющихся костей препарата проскальзывали бы относительно друг Друга. Но в организме человека этого не происходит, потому что сочленяющиеся кости покрыты суставным хрящом. Суставные хрящи костей предплечья крепко вдавливаются в суставный хрящ плечевой кости. Доцент Курганского пединститута Л. М. Сойбельман советует показывать рентгенограмму локтевого сустава. На ней обычно хорошо заметна граница между костной и хрящевой тканями. В тетради полезно порекомендовать учащимся сделать следующую запись: «При фиксации сустава мышцы прижимают кости одну к другой, хрящи сочленяющихся костей вдавливаются друг в друга, суставная жидкость вытесняется в складки суставной сумки. Благодаря этому трение между сочленяющимися суставами возрастает настолько, что они могут быть закреплены относительно друг друга».

Указав, что суставы млекопитающих животных сходны с суставами человека по строению и выполняемым функциям, можно предложить учащимся выполнить следующие задания:

Задание 7. Установить, что скелет млекопитающих животных и человека состоит из одних и тех же отделов, отделы включают одни и те же кости, а сходные кости имеют сходные сочленения.

Задание удобно выполнить в форме таблицы (табл. 1).

Учитель указывает на большое сходство в строении скелетов человека и млекопитающих животных. Различия в соединении костей копчика у человека и млекопитающих животных несущественны. Из этого сопоставления учащиеся делают вывод, что человек произошел от животных и что по своему систематическому положению он относится к млекопитающим.

Задание 8. Указать отличительные признаки человека, связанные с трудовой деятельностью, прямохождением, развитием мозга.

Это задание хорошо выполняется в форме таблицы (табл. 2).