Đặc điểm so sánh của bộ xương trục của các loài động vật có xương sống khác nhau

Nhiều loài động vật có vú trong quá trình phát triển tiến hóa đã chiếm các hốc sinh thái của chúng, khác nhau, trong số những thứ khác, về các điều kiện tương tác của cơ thể chúng với trường hấp dẫn của Trái đất. Đây là lý do tại sao bộ xương trục của động vật có xương sống đã trải qua những thay đổi đáng kể trong quá trình tiến hóa. Hình thức ban đầu về mặt phát sinh loài của cột sống là notochord (tủy sống) - một sợi tế bào có nguồn gốc từ nội trung bì, ở phần lớn các động vật có xương sống và ở người được thay thế bằng các thành phần xương. Là một cơ quan cố định, notochord tồn tại ở một số động vật có xương sống bậc thấp. Ở hầu hết các động vật có xương sống, khi trưởng thành, notochord được giữ lại bên trong đốt sống (ở cá), trong thân đốt sống (ở lưỡng cư) và dưới dạng nhân gelatin (ở động vật có vú). Bộ xương trục trong quá trình phát sinh cá thể trải qua ba giai đoạn phát triển:

• đĩa hợp âm (phần thô sơ của dây đàn);
• thay thế một phần bằng các thành phần sụn;
• sự xuất hiện của bộ xương trục.

Do đó, ở acrania, bộ xương được biểu thị bằng một notochord và nhiều thanh mô gelatin dày đặc, tạo thành bộ xương của các vây không ghép đôi và hỗ trợ cho bộ máy mang. Ở lancelet, đốt sống bao gồm một khối tế bào gần như không có sợi. Ở cyclostomes, notochord được bảo tồn trong suốt cuộc đời, nhưng các gốc đốt sống xuất hiện, là các thành phần sụn ghép đôi nhỏ nằm đều phía trên notochord. Chúng được gọi là cung trên. Ở cá nguyên thủy, ngoài các cung trên, còn xuất hiện các cung dưới và ở cá bậc cao hơn - thân đốt sống. Thân đốt sống ở hầu hết các loài cá và động vật thuộc lớp cao hơn được hình thành từ các mô xung quanh notochord, cũng như từ các gốc của cung. Các cung trên và dưới phát triển cùng với thân đốt sống. Các đầu của các cung trên phát triển cùng nhau, tạo thành một ống mà tủy sống nằm trong đó. Ở các cung dưới, xuất hiện các mấu mà xương sườn được gắn vào.

Phần còn lại của dây chằng được bảo quản trong cá giữa các thân đốt sống. Cá có hai phần của cột sống: thân và đuôi. Chức năng của phần đầu tiên là hỗ trợ các cơ quan nội tạng, phần thứ hai là tham gia vào chuyển động của cơ thể.

Thân đốt sống phát triển ở nhiều nhóm động vật có xương sống khác nhau, độc lập với dây sống. Thân xương của đốt sống phát triển trong mô liên kết đầu tiên dưới dạng một hình trụ mỏng. Ở động vật có đầu nguyên vẹn và động vật không thở, thân đốt sống phát triển ngay lập tức dưới dạng các lớp lắng đọng hình vòng vôi xung quanh dây sống.

Về mặt phát sinh loài, bộ xương bên trong mô liên kết được thay thế bằng sụn, và sụn được thay thế bằng xương. Trong quá trình phát triển phôi, trình tự này được lặp lại. Những thay đổi tiếp theo ở cột sống phụ thuộc vào sự phát triển của cơ và bộ xương trục trong quá trình chuyển động của cơ thể. Cột sống của người trưởng thành vẫn giữ lại dấu vết của con đường phát triển đã trải qua.

Ở người lớn, cột sống biểu hiện các đặc điểm thích nghi cụ thể liên quan đến vị trí thẳng đứng của cơ thể. Khi đi thẳng, trọng lượng của đầu tác động đến cột sống và vùng mặt kém phát triển không cần cơ chẩm khỏe. Do đó, phần lồi chẩm và các phần nhô ra và bất thường khác trên hộp sọ kém phát triển ở người.

Sự khác biệt về cấu trúc của chi trên và chi dưới của một người là do sự khác biệt về chức năng của tay và chân liên quan đến việc đi thẳng đứng. Chi trước của động vật, giống như chi sau, đóng vai trò hỗ trợ cho toàn bộ cơ thể và là cơ quan vận động, vì vậy không có sự khác biệt rõ rệt về cấu trúc của chúng. Xương của chi trước và chi sau của động vật lớn và đồ sộ, chuyển động của chúng đều đơn điệu như nhau. Chi của động vật hoàn toàn không có khả năng thực hiện các chuyển động đa dạng, nhanh và khéo léo, đặc trưng của bàn tay con người.

Sự hiện diện của các đường cong ở cột sống con người (lưng cong ở cổ và thắt lưng, gù ở ngực và xương cùng cụt) có liên quan đến việc duy trì sự cân bằng và di chuyển trọng tâm của cơ thể theo chiều thẳng đứng. Động vật không có những đường cong như vậy.

Về mặt cấu trúc của cột sống (năm đoạn, 33-34 đốt sống), con người chiếm một vị trí nhất định trong số các loài động vật có vú. Nằm nối tiếp nhau, các đốt sống tạo thành hai cột - cột trước, được xây dựng bởi các thân đốt sống và cột sau, được tạo thành bởi các cung và khớp đốt sống. Ở người, đầu cân bằng tốt và ở các loài động vật có vú bốn chân, đầu được treo bằng các dây chằng và cơ bắt đầu chủ yếu ở đốt sống cổ và các mấu gai của đốt sống ngực. Ở người, phần cổ của cột sống bao gồm 7 đốt sống. Ngoại trừ hai đốt đầu tiên, chúng được đặc trưng bởi các thân thấp nhỏ dần mở rộng về phía G cuối cùng. Ở các loài động vật có vú khác, chúng cực kỳ đồ sộ và dần dần ngắn lại xuống dưới, điều này là do vị trí của đầu. Một đặc điểm của đốt sống cổ ở người là mấu gai chẻ đôi. Những đặc điểm sau đây khác với loại đốt sống cổ nói chung: đốt sống atlas, không có thân và mấu gai. Một đặc điểm đặc trưng của đốt sống epistropheus C ₇ (đốt sống trục) là sự hiện diện của một răng hướng thẳng đứng lên trên từ thân đốt sống, xung quanh đó, giống như xung quanh một trục, đốt sống atlas quay cùng với hộp sọ. Đốt sống cổ thứ bảy được phân biệt bằng một quá trình gai dài và không chia đôi, dễ dàng sờ thấy qua da, và do đó được gọi là nhô ra. Ngoài ra, nó có các quá trình ngang dài và các lỗ mở ngang của nó rất nhỏ.

Cột sống ngực của con người bao gồm 12 đốt sống. Có những trường hợp con người có xương sườn thứ 13. Mười hai cặp xương sườn kết nối tất cả các phần của bộ xương ngực thành một hệ thống tương đối cứng, với các bề mặt khớp của các xương sườn nằm trên các bề mặt bên khớp của hai đốt sống liền kề và đĩa đệm. Các đĩa đệm ở cột sống ngực được bao phủ từ bên cạnh bởi các khớp sườn-đốt sống. Ngoại lệ là mức của đốt sống thứ 12, và đôi khi là đốt sống thứ 11, nơi khớp không xảy ra ở mức của đĩa đệm, mà trực tiếp trên thân đốt sống. Ở cột sống ngực, các đĩa đệm rộng hơn thân của các đốt sống liền kề và nhô ra ngoài giới hạn của chúng ở phần trước và bên, trong khi điều này không được quan sát thấy ở phần sau.

Ở cột sống ngực, các mỏm ngang của một người trưởng thành bị lệch mạnh về phía sau, và liên quan đến điều này, các xương sườn nhô ra phía sau gần bằng mức của các mỏm gai. Đặc điểm cấu trúc này, cũng như sự gia tăng xuống dưới của các thân đốt sống, chỉ dành riêng cho con người và là sự thích nghi với vị trí thẳng đứng. Điều này không được quan sát thấy ở động vật.

Vị trí của các mấu khớp không giống nhau ở các phần khác nhau của cột sống. Do vị trí xiên của chúng ở vùng cổ, trọng lượng của đầu không chỉ phân bổ trên các thân mà còn trên các mấu khớp. Ở động vật có vú, ở vùng cổ, chúng nằm cách xa nhau và phát triển cực kỳ mạnh mẽ, cũng như các thân đốt sống cổ. Ở người, ở vùng ngực và thắt lưng, các mấu khớp nằm ở mặt phẳng trán và mặt phẳng đứng. Trong trường hợp này, trọng lượng của các phần chồng lên nhau chủ yếu được phân bổ trên các thân đốt sống, góp phần làm tăng khối lượng của chúng.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]