Строение беспозвоночных животных

Мышечные системы беспозвоночных

Книдарианцы

Тип Cnidaria включает гидр, медуз и морских анемонов. Книдарии имеют две основные формы тела: цилиндрический полип с щупальцами, примером которого являетсягидра и морской анемон , а также медуза в форме колокола (или перевернутой тарелки). Гидры — одни из самых простых многоклеточных животных, у которых есть мышцы. Это полые, цилиндрические пресноводные существа длиной около 10 мм. Один конец прикреплен к растению или какой-либо другой опоре, а другой конец свободен и имеет рот, окруженный щупальцами. Стенка тела состоит из двух слоев клеток со средним студенистым слоем, называемыммезоглея . У гидр и других двухслойных животных один вид клеток служит как мышечными, так и эпителиальными клетками. Компактное тело каждой клетки плотно упаковано с соседними клетками, образуя эпителий , а основание каждой клетки, где она встречается с мезоглеей, превращается в длинное мышечное волокно.

В гидре мышечноэпителиальные клетки, покрывающие внешнюю поверхность тела, имеют продольные мышечные волокна; те, что выстилают полость кишечника (gastrodermis ) имеют кольцевые мышечные волокна.У морских анемонов есть все мышечные волокна в гастродерме, хотя некоторые волокна продольные, а некоторые круглые. Когда пасть морского анемона закрыта, вода в полости кишечника действует как гидростатический скелет, позволяя животному расти длиннее и тоньше, короче и толще или сгибаться в любом направлении. Эти изменения являются результатом взаимодействия продольных и круговых мышц посредством движений, которые не так просты, как у схематичного червя, показанного на рисунке 5 . Гидра может уменьшить свой объем, используя свои мышцы, чтобы выжимать воду из полости кишечника через открытый рот. Он может повторно надуваться, используя реснички для циркуляции воды в полости кишечника. На его движения также влияют вязкоупругие свойства мезоглеального желе.

Самый большой являются медузы класса Scyphozoa, некоторые из которых вырастают до двух метров в диаметре. Несмотря на свои большие размеры, сцифозные медузы имеют только один слой клеток на внешней поверхности тела и один слой, выстилающий полость кишечника; большую часть объема животного занимает студенистая мезоглея. В эпидермисеНа нижней поверхности колокольчика находятся мышечноэпителиальные клетки, отвечающие за слабые плавательные движения животного. Мышечные волокна сокращаются, уменьшая диаметр раструба и вытесняя струю воды. Затем колокол возвращается к своей первоначальной форме за счет упругой отдачи мезоглеи. Эти движения выполняются в обычном ритме с периодом в несколько секунд, продвигая животное по воде. Медузы — одни из самых простых животных, которые используют мышцы для ритмических движений. По крайней мере, у некоторых медуз круговые мышцы, которые выполняют большую часть работы при плавании, имеют поперечно-полосатую форму. Напротив, большинство других мышц книдарийцев гладкие.

Многослойные животные

Черви

Хотя у всех червей более двух слоев клеток и у большинства длинное тонкое тело, различные группы червей отличаются друг от друга в других отношениях.

Строение беспозвоночных животных

Самые простые черви — это плоские черви (тип Platyhelminthes), большинство из которых имеют уплощенную форму, например листья или ленты. Хотя мышечноэпителиальные клетки были обнаружены у некоторых плоских червей, мышечные клетки в большинстве своем отличаются от эпителиальных клеток. Непосредственно под эпидермисом находится слой круговых мышечных волокон , слой диагональных волокон и еще более глубокий продольный слой. Также существуют дорсовентральные мышечные волокна, идущие от верхнего к нижнему эпидермису уплощенного тела. Эти наборы мышечных волокон действуют в различных комбинациях, чтобы сделать тело длинным и тонким, коротким и толстым., или согнутые в одну или в другую сторону. Эти мышцы также используются некоторыми крупными плоскими червями для передачи волн мышечного сокращения по телу, позволяя червю ползать подобно улитке.

У многих плоских червей отверстие рта соединено с глотка — мышечная трубка, по которой пища переносится изо рта в кишечник . У некоторых плоских червей глотка высовывается и вставляется в добычу беспозвоночных, чтобы переваривать и высасывать ее содержимое. Сосание осуществляетсяперистальтика , волны мышечного сокращения, которые движутся по трубке от рта к кишечнику. Хотя мышечные клетки плоских червей, как правило, не являются мышечноэпителиальными, их ядра находятся в крупных клеточных телах. С другой стороны , мышечные волокна позвоночных и высших беспозвоночных не имеют выступающего клеточного тела.

Круглые черви (тип Nematoda ) также имеют крупные клеточные тела на своих мышечных клетках, но эти мышечные клетки уникальны тем, что нервные волокна не перемещаются к ним, как это происходит в мышцах других животных. Вместо этого узкие выступы тел мышечных клеток доходят до основных нервов и там контактируют с нервными клетками.

Круглые черви имеют косо-полосатую продольную мышцу, но не имеют круговой мышцы. Они заключены в толстую кутикулу, которая позволяет сгибаться, но предотвращает отек. Следовательно, сокращение продольной мышцы может только согнуть тело. Круглые черви наклоняются не из стороны в сторону, как угри или змеи, а вверх или вниз (спинной или брюшной). Предотвращая отек,кутикула обеспечивает растяжение одной группы мышц при укорочении; таким образом, это делает спинные и вентральные продольные мышцы антагонистическими по отношению друг к другу. Большинство из них ползают между частицами почвы или между ворсинками кишечника хозяина волнообразными волнами мышечного сокращения. Подобные движения также позволяют некоторым круглым червям плавать.

Сегментированные черви (тип Annelida ) включают дождевых червей и многих морских червей. Внутри тела, между стенкой тела и кишечником, находится заполненная жидкостью полость, целом, которая у некоторых кольчатых червей, в том числедождевых червей , делится на последовательные сегменты. Стенка тела имеет внешний слой круговой мышцы и внутренний слой продольной мышцы.

Дождевые черви ползают за счет перистальтических сокращений стенки тела. Каждый сегмент попеременно удлиняется (за счет сокращения круговых мышц) и укорачивается (за счет сокращения продольных мышц). Мышцы каждого сегмента сокращаются сразу же после мышц переднего сегмента, так что волны сокращения проходят назад вдоль тела, позволяя червю медленно двигаться вперед. Эти же движения служат и для рытья нор. Укороченные сегменты прижимаются к стенке норы; когда они снова удлиняются, червь движется вперед.

Моллюски

Тип Mollusca включает брюхоногих моллюсков (улитки, слизни и барвинки), двустворчатых моллюсков (моллюски, устрицы, мидии и гребешки), головоногих моллюсков (осьминоги и кальмары) и другие, более мелкие классы. У всех моллюсков, кроме головоногих, есть очень мускулистый орган, называемыйстопа , через которую во все стороны проходят мышечные волокна. ПодножиеБрюхоногие моллюски — это плоские конструкции, используемые для ползания. Волны мышечного сокращения движутся по его длине, медленно перемещая животное по земле. Подножиедвустворчатый моллюск — это луковичный или язычковый орган, который используется для роения в песке или грязи. Нога вдавливается в субстрат, набухает, закрепляясь, а затем тянет за собой остальную часть животного.

Помимо мышц стопы, у брюхоногих и двустворчатых моллюсков к ним прикреплены большие мышцы. снаряды . Вколумеллярные (панцирные) мышцы брюхоногих моллюсков втягивают в панцирь стопу и другие части тела. Вприводящие мышцы двустворчатых моллюсков ( рис. 4 ) укорачиваются, чтобы закрыть раковину, или расслабляются, чтобы раковина открылась пружиной, позволяя моллюску вытянуть ногу или поесть. Аддуктор мышца может быстро сократить и закрыть оболочку быстро. Мышца также способна поддерживать напряжение, необходимое для удержания оболочки в закрытом состоянии, против пружинящего действия шарнирной связки без использования большого количества метаболической энергии.. Экономия энергии особенно важна, если раковину необходимо держать закрытой в течение длительного времени — например, в течение нескольких часов, пока моллюск находится на пляже во время отлива. Быстрые мышцы могут быстро укорачиваться, потому что их поперечные перемычки отсоединяются и быстро присоединяются; тем не менее, они потребляют много энергии, поддерживая натяжение, потому что каждый раз, когда поперечный мост отсоединяется и снова присоединяется, возникают затраты энергии. Мышцы, которые экономно расходуют энергию, обычно работают медленно. Соответственно, у большинства двустворчатых моллюсков приводящие мышцы состоят из двух частей: полупрозрачной — быстрой и непрозрачной — медленной, но экономичной.

Кальмары и другие головоногие моллюски также плавают за счет реактивного движения. Они втягивают воду вполость мантии (полость, в которой расположены жабры) и быстро ее выталкивают. Энергичные движения такого рода обеспечивают реактивное движение, но более мягкие служат для дыхания за счет циркуляции воды и, следовательно, кислорода через мантию и жабры. У быстро плавающих кальмаров есть мантийные полости, мускульные стенки которых составляют до 35 процентов массы тела.

Эти стенки в основном состоят из круглых мышечных волокон, которые при сокращении выдавливают воду из полости мантии. Остальные волокна проходят сквозь толщину стенки радиально. Эти волокна при сокращении делают стенку тоньше, растягивая круговую мышцу и снова увеличивая полость. У головоногих моллюсков нет продольных мышечных волокон; однако слои коллагеновых волокон на внешней и внутренней поверхностях мышцы не позволяют животному удлиняться при сокращении мышц. Таким образом, круговые и радиальные мышечные волокна антагонистичны. Однако увеличение полости происходит не только за счет радиальных мышечных волокон; полость имеет тенденцию расширяться за счет упругой отдачи тканей при расслаблении круговых мышц.

Хотя у многих моллюсков есть раковины, большинство мышечных систем моллюсков зависят от принципа гидростатический каркас . В некоторых случаях вовлекаются биологические жидкости; например, лапы моллюсков вытянуты и раздуваются от притока крови. В других случаях мышца сама по себе служит несжимаемым элементом, который должен утолщаться при сокращении или становиться стройнее при удлинении, чтобы поддерживать постоянный объем. Примеры включают панцирную мышцу морского ушка и щупальца кальмаров, которые укорачиваются за счет сокращения продольных мышечных волокон и удлиняются за счет круговых и поперечных.

Членистоногие

Членистоногие — самый крупный тип беспозвоночных животных, который включает ракообразных, насекомых, паукообразных (пауков и скорпионов) и другие классы. У некоторых членистоногих есть молодые мягкотелые стадии, на которых важен принцип гидростатического скелета . Большинство взрослых членистоногих заключены в скелет с сочлененными придатками, образованными жесткой кутикулой, которая разделена на отдельные пластины для облегчения движения . Этот скелет, работающий как система рычагов, в значительной степени отвечает за антагонизм мышц.

В крылатые мышцыСтрекозы (Odonata) и некоторые другие насекомые обрабатываются простыми, прямыми способами, потянув за основания крыльев и заставляя их вращаться вокруг своих суставов. Более продвинутые насекомые, в том числе мухи (Diptera ), управляют своими крыльями косвенно с помощью мышц, которые прикрепляются к другим частям скелета. Хотя детали механизмов сложны, основной принцип прост. Каждый крыловидный сегмент тела окружен двумя основными пластинами кутикулы: тергумом вверху и грудиной внизу. Эти пластины достаточно гибкие, чтобы их деформировать мышца. Искажения тергума особенно важны в механизме крыла.

Основными мышцами крыла являются дорсовентральные мышцы, которые проходят вертикально от грудины до тергума, и продольные мышцы, которые проходят вдоль сегмента. Сокращение продольных мышц заставляет тергум изгибаться вверх, а сокращение дорсовентральных мышц снова тянет его вниз. Крылья имеют суставы, соединяющие их с тергумом и грудиной. Движение тергума вверх (за счет сокращения продольных мышц) опускает крылья, а движение вниз (за счет сокращения дорсовентральных мышц) поднимает их.

Все мышцы членистоногих кажутся поперечно-полосатыми, а не косо-полосатыми или гладкими, и саркомеры бывают разной длины. У саранчи саркомеры (основная структурная и функциональная единица, отвечающая за сокращение; см. Ниже миофиламент ) крыловых мышц имеют длину 3,9 мкм (мкм), а саркомеры мышц ног (которые не должны сокращаться так быстро) — 8,5 мкм. длинный. Мышцы крыльев у многих других насекомых имеют более короткие саркомеры, часто примерно такой же длины, как у мускулов млекопитающих (около 2,5 мкм).

Сила, оказываемая мышцей, регулируется изменением частоты потенциалов действия в аксоны (расширение нервной клетки , отводящей нервные импульсы от тела клетки ). Чем выше частота, тем больше сила в определенных пределах. Напротив, у позвоночных каждая мышца обслуживается множеством моторных аксонов, каждый из которых связан только с небольшой группой мышечных волокон. В сокращающихся мышцах, которые преобладают у позвоночных, каждое мышечное волокно либо неактивно, либо полностью активно, а сила варьируется за счет задействования разного количества мышечных волокон. Как и у других животных, большинству мышц членистоногих требуется потенциал действия, чтобы инициировать каждое сокращение.

Фибриллярная мышца находится в звукоизлучающих или тимбальных мышцах некоторых цикад и в мышцах крыльев нескольких отрядов насекомых, включая двукрылых (мухи), жесткокрылых (жуков), перепончатокрылых (осы) и гемиптерых (насекомых) . Большинство фибриллярных мышц работают на высоких частотах, часто в несколько сотен циклов в секунду, но они продолжают работать за счет потенциалов действия, поступающих с гораздо более низкими частотами. Они сокращаются на резонансной частоте барабанной перепонки или системы крыльев. Подрезание крыльев насекомого с фибриллярными мышцами крыльев увеличивает частоту биений крыльев, потому что уменьшение вибрирующей массы увеличивает резонансную частоту.

Все мышцы крыльев насекомых работают аэробно и производят большую мощность. Следовательно, им необходимо много митохондрий (место производства аэробной энергии в клетках), которые могут занимать 40 или более процентов своего объема как в фибриллярных, так и в нефибриллярных мышцах. Нефибриллярные мышцы, работающие на высоких частотах, также нуждаются в больших саркоплазматических ретикулумах, а фибриллярные — нет.

Хотя кажется, что мышцы насекомых всегда работают в аэробном режиме, некоторые мышцы ракообразных могут работать в анаэробном режиме. Мышцы ног, которые крабCallinectes использует для плавания два типа волокон. Один тип напоминает красные мышечные волокна позвоночных тем, что он темно-розовый и содержит большое количество митохондрий. Другой напоминаетбелые волокна позвоночных, потому что он белый, с гораздо меньшим количеством митохондрий и, предположительно, работает анаэробно. Подобные различия наблюдаются и в других мышцах ракообразных. Крабы используют анаэробный метаболизм для коротких всплесков агрессивной активности, как это делают позвоночные.

Иглокожие

Тип Echinodermata включает морских звезд, морских ежей и их родственников. Их внутренние скелеты состоят из пористых блоков карбоната кальция, и у них есть мышцы, которые работают над их скелетом. Иглокожие также имеют гидравлическую систему, водно-сосудистую систему с подвижными выступами тела, называемымитрубчатые ножки.

Детали трубчатых ножек различаются у разных групп иглокожих. В расположении, найденном ву морских ежей ( рис. 6 ) через тест проходят пять двойных рядов трубчатых ножек, поэтому каждая часть поверхности тела имеет трубчатые ножки рядом с собой. Ножки трубки представляют собой тонкие трубки с присоской на закрытом конце. Мышцы присоски позволяют ей прикрепляться к объектам, так что трубчатые лапы могут использоваться животным для закрепления, передвижения или манипулирования своей добычей. Соединительная ткань в ножках трубки ограничивает их диаметр, но позволяет им удлиняться, укорачиваться и изгибаться. Трубные ноги имеют только продольные мышцы, которые проходят по длине полости трубки стопы . Они расширяются за счет воды, которую вталкивают в них мышцы стенки ампулы у их основания.

Строение беспозвоночных животных

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector