Основные функции опорно-двигательной системы

Опорно-двигательная система животных дает им возможность двигаться. Она также защищает все или наиболее важные внутренние органы от повреждений. Эта система влияет и на пространственное расположение внутренних органов животных, которые прикрепляются к ее элементам. Кроме того, мышцы как составляющие опорно-двигательной системы принимают участие в работе внутренних органов. Они обеспечивают продвижение пищи по пищеварительной системе, движут кровь по сосудам и участвуют в работе дыхательной системы.

Особенности строения опорно-двигательной системы

Опорно-двигательная система состоит из многочисленных опорных и двигательных элементов. В большинстве случаев двигательные элементы у животных представлены мышцами. Животные двигаются благодаря сокращениям мышц. Однако для обеспечения движения мышцы должны быть прикреплены к опорным элементам скелета (рис. 35.1-35.2), иначе просто изменится длина мышцы. Именно поэтому для любой опорно-двигательной системы обязательно наличие и мышц, и опорных элементов.

Рис. 35.1. Прикрепление мышцы к кости позвоночного животного

Рис. 35.2. Прикрепление мышцы к панцирю членистоногих

Очень важными элементами опорно-двигательной системы являются места прикрепления мышц к элементам скелета. Так, у позвоночных в местах прикрепления мышц кости имеют сложный рельеф поверхности из бугорков и впадин. Изучая рельеф костей вымерших животных, ученые воссоздают размер и форму их мышц.

Многообразие опорно-двигательных систем

В зависимости от расположения и структуры опорных элементов выделяют несколько основных типов скелета животных (рис. 35.3, с. 142), которые представлены в таблице.

Типы скелета животных

Насекомое (наружный скелет)

Китовая акула (внутренний скелет)

Дождевой червь (гидростатический скелет)

Рис. 35.3. Многообразие типов скелета животных

Чудеса гидростатики

Эффективность гидростатического скелета можно продемонстрировать на примере пластиковой бутылки с газированной водой. Пока бутылка закрыта и давление в ней высокое, она очень прочная. На нее можно поставить достаточно тяжелый предмет, и бутылка выдержит. Если же эту бутылку откупорить и вылить из нее воду, то даже не очень тяжелый предмет легко ее сплющит.

Ликвидация повреждений

И животные с наружным, и животные с внутренним скелетом могут получить повреждения. Но их опорная система достаточно неплохо восстанавливается. Например, рак может потерять свою клешню во время нападения хищника, но он восстановит ее после нескольких линек. После первой линьки она будет еще маленькая, а затем быстро дорастет до размера уцелевшей клешни.

Некоторые животные с внутренним скелетом (например, тритоны) также могут отращивать утраченные конечности. Но большая их часть способна только заращивать переломы и другие повреждения. Они могут делать это потому, что их скелет состоит из живой ткани.

Фантастическая мечта о ездовых жуках

Размер тела животных с наружным скелетом ограничивают законы физики. Их мышцы должны размещаться внутри трубчатых конечностей, а большие конечности должны быть с толстыми стенками, чтобы выдержать вес животного. Поэтому внутри трубчатых конечностей нельзя разместить мышцы с большой площадью поперечного сечения — она ограничивается диаметром конечности. А именно площадь сечения определяет силу мышцы. В таком случае опорнодвигательной системе не хватит сил, чтобы обеспечить движение тела с большой массой. Поэтому жуки величиной с лошадь так и останутся только на страницах фантастических романов.