Hidroskelet

Hidroskelet je fleksibilni skelet podržan pritiskom tečnosti. Hidroskeleti su uobičajeni među jednostavnim organizmima beskičmenjaka. Iako se napredni organizmi mogu smatrati hidrostatskim, ponekad se tako nazivaju i zbog njihovog posjedovanja hidrostatskog organa, umjesto hidrostatskog skeleta. Hidrostatski organ i hidrostatski skelet mogu imati iste sposobnosti, ali nisu isti. Hidrostatski organi su češći u naprednijim organizmima, dok su hidrostatski skeleti češći kod primitivnijih. Kao što mu ime kaže, prefiks hidro znači "voda", a hidrostataki znači da je skelet ili organ napunjen tečnošću.

Kao skeletna struktura ovaj sistem ima sposobnost uticaja na oblik i kretanje i uključuje dvije mehaničke jedinice: slojeve mišića i tjelesni zid. Mišićni slojevi su uzdužni i kružni, a unutar njih je dio celoma ispunjenog tekućinom. Kontrakcije kružnih mišića produžuju organizam, dok ga kontrakcije uzdužnih mišića skraćuju. Tečnost u organizmu je ravnomjerno koncentrirana, tako da se sile mišića šire po cijelom tijelu i promjene oblika mogu potrajati. Ovi strukturni faktori postoje i u hidrostatskom organu.

Nespiralna hidrostatska struktura skeleta funkcionalna je osnova sisarskog penisa. Heliksno ojačana hidrostatička struktura skeleta tipska je za fleksibilne strukture kao u životinja sa mehkim tijelima.

Struktura

Mnoge crolike životinje sa cilindričnim tijelom imaju hidrostatski skelet sa fleksibilnom kožom i tjelesnom šupljinom napunjenom vodom (celom ili pseudocelom). Pomiču se peristaltikom, koristeći suprotne kružne i uzdužne mišiće, koji djeluju na hidrostatski skelet da promijene oblik tijela.

Hidrostatykii skeleti obično su raspoređeni u cilindru i mogu se kontrolirati pomoću nekoliko različitih tipova mišića. Dužina se može podesiti uzdužnim mišićnim vlaknima paralelnim s uzdužnom osi. Mišićna vlakna mogu se naći u neprekidnim listovima ili izoliranim snopovima, a prečnikom se može upravljati s tri različite vrste mišića: kružnim, radijalnim i poprečnim. Kružna muskulatura se omotava oko oboda cilindra, radijalna se proteže se od središta cilindra prema površini, a poprečna muskulatura raspoređuje se paralelno i okomito, prelazeći promjer cilindra.

Unutar cilindra je tečnost, najčešće voda. Ona je otporna na promjene volumena. Stiskanje kružnih, radijalnih ili poprečnih mišića povećava pritisak unutar cilindra i rezultira povećanjem dužine. Stiskanje uzdužnih mišića može skratiti cilindar.

Promjena oblika ograničena je vlaknima vezivnog tkiva. Vezivna vlakna, često kolagena, raspoređena su spiralno unutar zida hidrostatskog skeleta. Oblik vijka, formiran tim vlaknima omogućava produženje i skraćenje skeleta, a pritom je i dalje krut za sprečavanje torzije. Kako se oblik cilindra mijenja, nagib spirale će se mijenjati. Ugao u odnosu na dugu os smanjuje se tokom produženja i povećava se tokom skraćivanja.

Prednosti i nedostaci

Budući da hidrostatski kosturi imaju ograničenu sposobnost vezanja udova, organizmi su relativno jednostavni i nemaju mnogo mogućnosti hvatanja ili kačenja za objekte. Organizmi s kompletnim hidrostatskim skeletom moraju biti u okruženju koje im omogućava da se ponovo napune svojom tekućinom koja je potrebna za opstanak. Zbog toga su hidroskeleti uobičajeni u kod morskih životinja. Imaju veliku količinu pristupa potrebnim elementima za opstanak. Kopneni organizmi koji imaju hidrostatske skelete uglavnom imaju nedostatak snage jer nisu u fluidnom okruženju. Ako bi previše raširili tijelo, srušili bi se pod sopstvenom težinom.

Organizmi

Hemichordata su među mnogim morskim organizmima koji imaju hidroskelet i peristaltiku za kretanje.

Hidrostatski skeleti su veoma česti kod beskičmenjaka. Čest primjer je kišna glista. Također, hidrostatska priroda je uobičajena u morskom životu kao što su meduze, morske zvezde i morski krinovi. Kišne gliste imaju prstenove mišića koji su ispunjeni tečnošću, zbog čega im cijelo tijelo postaje hidrostatično. Morski krinovi imaju hidrostatsku glavu, s radijalnim kracima oko usta. Ova struktura je korisna za hranjenje i kretanje.

Primjer jednostavnog kičmenjaka koji ima hidroskelet mogao bi biti grupe Enteropneusta, s uobičajenim nazivom glista. Ovaj organizam je klasificiran kao hemihordat, a oni su morski crvi koji koriste svoj hidrostatički skelet da bi pravili tunele i usidrili u zemlju. Ovo se može koristiti za kretanje, ali također može pomoći u obrani organizma protiv vanjskih sila, jer se crv može pokušati "sakriti" u okeansko dno.

Vertebrati

Sisarski penis je hidrostatski organ. Hidrostatska tečnost, u ovom slučaju krv, ispunjava penis tokom erekcije. Za razliku od hidroskeleta mnogih beskičmenjaka, koji savijanje životinje koriste za kretanje, penis se mora oduprijeti savijanju i promjenama oblika tokom seksualnog odnosa. Umjesto vezivnih vlakana raspoređenih u spiralnom obliku, penis sadrži sloj koji se zove corpus cavernosum. Corpus cavernosum sadrži vezivna vlakna smještena paralelno i okomito na uzdužnu os. Ta vlakna ostaju presavijena kada je penis mehak, ali se odvijaju dok se puni krvlju tokom erekcije, što omogućava da se odupre savijanju. Penisi kornjača su strukturirani na sličan način, iako su evoluirali odvojeno.

Ostali kičmenjaci ponekad imaju modificirani hidroskelet nazvan mišićni hidrostat. Mišićni hidrostati ne sadrže šupljinu napunjenu tečnošću. Ove strukture građene su od mišićnih i vezivnih vlakana, gusto upakovanih u trodimenzijsku strukturu. U mnogim slučajevima se mišićnim hidrostatom može upravljati u sve tri dimenzije. To omogućava preciznije kretanje u odnosu na tipski hidroskelet. Dok se u tipskim hidrostatskim skeletima kretanje odvija primjenom sile na šupljinu ispunjenu tečnošću, mišićni hidrostati generiraju pokret mišićnim kontrakcijama. Kad se jedan mišić smanjuje i smanjuje područje, za odgovor, ostali mišići unutar strukture moraju se proširiti. Možda su prisutni spiralni mišići koji mogu stvoriti torziju, sposobnost koja je ograničena u hidroskeletima.

Mišićni hidrostati nalaze se kod sisara, gmizavaca i vodozemaca. Jezici sisara imaju strukturu središnje jezgre mišićnih vlakana okruženu snopovima uzdužnih mišića i naizmjeničnim paralelnim listovima poprečnih mišićnih vlakana. Slonovska surla i tapirski proboscis također djeluju kao mišićni hidrostat. Ove se strukture sastoje od uzdužnih vlakana okruženih radijalnim i spiralnim vlaknima.

Također pogledajte

• Endoskelet
• Egzoskelet
• Skelet