Что такое экзоскелет в биологии
Экзоскелет (биология)
Экзоскелет — внешний тип скелета у некоторых беспозвоночных животных.
Самые старые окаменелые экзоскелеты датируются временем приблизительно 550 миллионов лет назад.
Экзоскелет характерен для большинства беспозвоночных, у которых он представлен в виде раковины (многие простейшие, моллюски) или кутикулы (хитиновый панцирь членистоногих). Характерной особенностью этих образований является то, что они не содержат клеточных элементов.
С появлением экзоскелета связана скелетная революция.
Экзоскелет поддерживает и защищает тело животного, а также является механическим барьером, служащим первым этапом защиты от инфекции.
Органический: Кутикула (хитиновый панцирь членистоногих)
Полезное
Смотреть что такое «Экзоскелет (биология)» в других словарях:
Экзоскелет (значения) — Экзоскелет устройство, предназначенное для усиления мускульных усилий человека. Экзоскелет фирмы Honda устройство для людей с проблемами опорно двигательного аппарата. Экзоскелет (биология) внешний тип скелета у некоторых беспозвоночных животных … Википедия
Покровная система — Хамелеоны животные, способные изменять цвет кожного покрова Покровная система (лат. integumentum, от in + tegere «покрывать») … Википедия
Скелет — У этого термина существуют и другие значения, см. Скелет (значения). Скелет синего кита … Википедия
Район № 9 — Не следует путать с музыкальной группой «9 й район». Район № 9 District 9 … Википедия
Список новых перспективных технологий — содержит некоторые из самых выдающихся текущих событий, достижений и инноваций в различных областях современной технологии. Новые технологии это те технические нововведения, которые представляют прогрессивные изменения в рамках области… … Википедия
Насекомые — Божья коровка Coccinella … Википедия
Проволочник — Проволочники Проволочники личинки всех жуков щелкунов (Elateridae) … Википедия
Муравьи — Красный огненный муравей … Википедия
Вселенная Ecco the Dolphin — Содержание 1 Вортекс 1.1 Биология Вортекс и связь с жизнью на Земле 1.2 Морфология Вортекс … Википедия
Ecco the Dolphin (серия игр) — Серия «Ecco the Dolphin» Жанр Action adventure Разработчик Novotrade International Издатель Sega Платформы Sega Mega Drive Sega Mega CD Microsoft Windows SEGA Game Gear SEGA Master System … Википедия
Экзоскелет – определение, типы и викторины
Определение экзоскелета
Экзоскелет – это твердое покрытие, которое можно найти на поверхности многих животных, особенно беспозвоночных, таких как членистоногие и моллюски.
Так же, как внутренний эндоскелет у позвоночных экзоскелет отвечает за поддержание структуры тела животного.
Экзоскелет также обеспечивает защиту от нападения хищников и случайного повреждения мягких внутренних органов. Кроме того, благодаря водонепроницаемости скелетных тканей, экзоскелет действует как барьер и защищает организмы от высыхания.
У членистоногих мышцы прикрепляются непосредственно к внутренней части экзоскелета – в отличие от эндоскелетов позвоночных, где мышцы соединены с скелет через сухожилия и связки. Это прямое соединение означает, что есть большая площадь поверхности для мускул прикрепиться к, учитывая мощные движения и силы. Кроме того, сочлененные конечности, которые соединяют жесткие внешние пластины, обеспечивают широкий диапазон доступных движений.
Хотя кости, найденные в эндоскелетах, довольно легкие, материалы, из которых состоит структура экзоскелетов, относительно тяжелые. Это ограничивает размер организм с экзоскелетом может расти, что является одной из причин, почему у насекомых есть маленькие тела.
Типы экзоскелета
Кутикула членистоногого
Экзоскелет животных в типе членистоногих в основном состоит из покрытия, называемого кутикулой. Это сформировано из живых и неживых слоев. Живой слой представляет собой ряд эпителиальных клеток, опирающихся на базальную мембрану. Эти клетки выделяют неживой материал кутикулы.
На внешней поверхности кутикулы находится тонкий воскообразный слой, называемый эпикутикулой. Эпикутикула состоит из трех слоев; внутренний слой – кутикулин, который сделан из липопротеинов. Поверх этого воскообразный слой, который удерживает воду в кутикуле и отводит воду снаружи. Этот восковой слой очень хрупкий, поэтому защищен самым внешним «цементным слоем».
Прокутикула состоит из двух частей: эндокутикулы и экзокутикулы.
Внутренняя эндокутикула представляет собой бледно окрашенную, очень гибкую структуру, образованную из переплетенных волокон молекул хитина и белка.
Внутри экзокутикулы хитин укрепляется для придания экзоскелету твердости и прочности в процессе склеротизации. Это включает сшивание различных белков с образованием склеротина, темного пигмента, который окрашивает кутикулу различных насекомых, таких как жуки, многоножки, пауки и скорпионы.
Хитин также иногда комбинируется с карбонатом кальция в процессе, называемом биоминерализацией. У членистоногих биоминерализация чаще всего используется для затвердевания раковин ракообразных, таких как крабы, креветки и мокрица.
Закаленные компоненты, которые образуются, называются склеритами. Это могут быть пластины, которые образуют защитную броню экзоскелета, или они могут принимать форму механических частей тела, таких как когти, ноги, суставы, радула и крылья.
Оболочка
Животные типа моллюсков обычно имеют экзоскелет в форме раковины; это включает в себя брюхоногих моллюсков и моллюсков, двустворчатых мидий, устриц и моллюсков, хитонов и головоногих моллюсков наутилуса.
Оболочка состоит в основном из карбоната кальция и белков, называемых конхиолинами, которые секретируются эпителиальными клетками на ткань моллюска называется мантией.
Слои оболочки, как правило, одного из двух типов: меловой внешний слой и жемчужный внутренний слой.
Внешний слой – периостракум – состоит из органических белков конхиолина. Средний слой – остракум; это сформировано высокими, вертикально сложенными и плотно упакованными призмами карбоната кальция. Эти два слоя секретируются полосой клеток на краю мантии, так что оболочка растет от внешнего края.
Самым внутренним слоем является гипостракум или перламутровый слой. Он состоит из тонких, плоских пластинок арагонита, формы карбоната кальция. Гексагональные диски горизонтально сложены в пласт, похожий на кирпичную стену, что придает материалу большую прочность. Этот переливающийся слой перламутра, обычно называемый «перламутром», секретируется непосредственно из эпителиальных клеток в мантии. Конхиолин присутствует в периостракуме и перламутровом слое, помогая скрепить кристаллические призмы.
линька
Из-за физических свойств неживой структуры экзоскелета существуют ограничения на возможности роста. Хотя некоторые существа, такие как моллюски, способны вырастить свои раковины, добавляя материал к краям, большинство экзоскелетов должно быть сброшено путем линьки, а затем снова выращено; это в отличие от живого эндоскелета большинства позвоночных, который растет вместе с остальной частью тела.
У членистоногих, таких как насекомые и ракообразные, процесс замены экзоскелета называется шелушение, Это происходит в три основных этапа.
Во-первых, как членистоногие растет, стероидный гормон называется экдизон выделяется в организм; это сигнализирует о начале процесса линьки. Затем организм становится неактивным, в то время как кутикула отделяется от нижележащих эпидермальных клеток в процессе, называемом аполизом.
Пищеварительная жидкость затем выделяется в пространство между старой кутикулой и эпидермисом, известное как эксувиальное пространство. Эта жидкость остается неактивной, пока эпидермис не выделит новую эпикутикулу. Важно отметить, что новая кутикула больше старой, хотя, поскольку она изначально является мягкой тканью, она способна складываться и складываться под старой кутикулой до тех пор, пока не будет готова к использованию.
Расплавленная жидкость начинает переваривать мягкие внутренние слои старой кутикулы снизу; белки и минеральные соли часто поглощаются организмом.
Последняя стадия – это истинное шелушение, при котором организм расширяет свое тело, принимая воду или воздух, или значительно увеличивая его кровь давление. Это растрескивает поверхность старой кутикулы, и животное может выскользнуть из старого корпуса экзоскелета. Раздувая, новое свободное животное способно растянуть новую кутикулу и начать процесс склеротизации или биоминерализации, чтобы укрепить поверхность.
Хотя у линьки есть свои преимущества, такие как отрастание поврежденных конечностей и способность выполнять метаморфоза Это чрезвычайно опасный процесс. До того, как новый экзоскелет затвердеет (иногда это может занять несколько дней), мягкий интерьер обнажается и чрезвычайно уязвим для хищников. Около 85% случаев смерти членистоногих происходит во время линьки! Из-за опасностей линьки обычно ищут убежища во время процесса, пытаясь уменьшить свою уязвимость.
викторина
1. Чем экзоскелеты похожи на эндоскелеты?A. Они оба сделаны из неживых материаловB. Они оба несут ответственность за структурную поддержку телаC. Они сделаны из одинаковых тканевых материаловD. Они прикрепляются к мышцам таким же образом
Ответ на вопрос № 1
В верно. Существует мало функциональных сходств между эндоскелетами и экзоскелетами, кроме того, что они играют роль в структурной поддержке организма организма.
2. Какое вещество используется для отверждения экзоскелета путем биоминерализации?A. склеритB. экдизолC. Карбонат кальцияD. Хитин
Ответ на вопрос № 2
С верно. Карбонат кальция в сочетании с хитином укрепляет кутикулу очищенных организмов, таких как ракообразные. Это также основной компонент раковин моллюсков.
3. Что из перечисленного не является особенностью кутикулы членистоногого?A. Цементный слойB. КутикулинC. ХитинD. Перламутровый слой
Ответ на вопрос № 3
D верно. Перламутровый слой – это переливающаяся внутренняя часть карбонатных оболочек кальция, также известная как «перламутр».
Разница между Экзоскелетом и Эндоскелетом
Ключевое различие между Экзоскелетом и Эндоскелетом заключается в том, что Экзоскелет является наружным скелетом, присутствующим снаружи тела животного, в то время как Эндоскелет является внутренним скелетом, присутствующим внутри тела организма.
Тело живого организма, будь то медоносная пчела или человек, представляет собой сложную сеть различных органов. Эти органы выполняют различные функции в организме. Причем они связаны друг с другом для гармоничного и сбалансированного функционирования организма. Все это сложные чудеса природы, поскольку у каждого вида есть своя особенность. У некоторых существ имеется только эндоскелет, в то время как у других есть только экзоскелет, но есть организмы у которых есть оба скелета. Как следует из названия, экзоскелет находится снаружи тела, в то время как эндоскелет находится внутри тела. Внешний скелет защищает, а также поддерживает тело организма. С другой стороны, эндоскелет поддерживает и защищает внутренние органы, такие как сердце, легкие, почки.
Типы скелета
Содержание
Что такое Экзоскелет?
Проще говоря экзоскелет это оболочка животного или членистоногого. Такие организмы, как улитки, крабы, омары, моллюски, ракообразные и различные насекомые, такие как жуки, тараканы, кузнечики, имеют экзоскелет, а некоторые животные, такие как черепахи, имеют одновременно эндоскелет и экзоскелет.
Что такое Эндоскелет?
Сходства между Экзоскелетом и Эндоскелетом?
В чем разница между Экзоскелетом и Эндоскелетом?
Другое различие между Экзоскелетом и Эндоскелетом состоит в том, что Эндоскелет имеет костный мозг в стволе длинных костей, который помогает организму в создании клеток крови с помощью процесса эндотелиальной пролиферации, в то время как эта особенность отсутствует в Экзоскелете. Кроме того, Экзоскелет содержит отмершие клетки, например чешуя у рыбы, волосы у большинства животных, рога, перья у птиц. Кроме того, с точки зрения развития, Эндоскелет развивается из мезодермы или энтодермы, тогда как Экзоскелет развивается из эктодермы.
Заключение — Экзоскелет против Эндоскелет
Экзоскелет и Эндоскелет отличаются друг от друга расположением относительно тела, в котором он находится. Экзоскелет присутствует снаружи тела, в то время как Эндоскелет присутствует внутри тела. Таким образом, это ключевое различие между Экзоскелетом и Эндоскелетом. Кроме того, они отличаются от зародышевого слоя, из которого они происходят. Экзоскелет происходит из эктодермы, а Эндоскелет — происходит из энтодермы или мезодермы. Еще одно отличие, что Экзоскелет — это жесткая структура, клетки которой отмершие, а Эндоскелет — это гибкая структура, клетки которой являются живыми.
Вам также может понравиться
В чем разница между флуорофором и хромофором
Основное различие между флуорофором и хромофором состоит в том, что флуорофор является частью молекулы, повторно испускающей поглощенный фотон в более длинной длине […]
Разница между Плазмолизом и Гемолизом
Основное различие между Плазмолизом и Гемолизом заключается в том, что Плазмолиз — это процесс потери активного жидкого вещества из растительных клеток в гипертоническом растворе, тогда как Гемолиз — это […]
Разница между Стволовыми клетками и Специализированными клетками
Основное различие между Стволовыми клетками и Специализированными клетками является то, что Стволовыми клетками являются недифференцированные клетки многоклеточного организма, тогда как Специализированные клетки […]
Разница между Моноцитом и Лимфоцитом
Ключевое различие между Моноцитом и Лимфоцитом заключается в том, что Моноцит — это лейкоцит, который убивает антигены посредством фагоцитоза, в то время как […]
ЭКЗОСКЕЛЕТ
Смотреть что такое «ЭКЗОСКЕЛЕТ» в других словарях:
экзоскелет — сущ., кол во синонимов: 1 • экзоскелетон (1) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Экзоскелет — У этого термина существуют и другие значения, см. Экзоскелет (значения) … Википедия
Экзоскелет (значения) — Экзоскелет устройство, предназначенное для усиления мускульных усилий человека. Экзоскелет фирмы Honda устройство для людей с проблемами опорно двигательного аппарата. Экзоскелет (биология) внешний тип скелета у некоторых беспозвоночных животных … Википедия
Экзоскелет (биология) — У этого термина существуют и другие значения, см. Экзоскелет (значения). Экзоскелет внешний тип скелета у некоторых беспозвоночных животных. Самые старые окаменелые экзоскелеты датируются временем приблизительно 550 миллионов лет назад.… … Википедия
Склерит (экзоскелет членистоногих) — У этого термина существуют и другие значения, см. склерит. Стенки грудных сегментов двукрылых вторично подра … Википедия
Экзоскелеты — Экзоскелет (от греч. έξω внешний и σκελετος скелет) устройство, предназначенное для усиления мускульных усилий человека за счёт внешнего каркаса. Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях.… … Википедия
Список персонажей и организаций в F.E.A.R. — Список персонажей компьютерной игры F.E.A.R., F.E.A.R. 2: Project Origin, F.E.A.R. 3 и официальных дополнений к играм. Содержание 1 Армия США 1.1 Ф.Е.А.Р. 1.1.1 Сотрудники F.E.A.R … Википедия
Aliens versus Predator 2 — Эта статья о компьютерной игре. О фильме, см. Чужие против Хищника: Реквием. Aliens versus Predator 2 обложка упаковки игры … Википедия
Скелет — У этого термина существуют и другие значения, см. Скелет (значения). Скелет синего кита … Википедия
Покровная система — Хамелеоны животные, способные изменять цвет кожного покрова Покровная система (лат. integumentum, от in + tegere «покрывать») … Википедия
Все скелеты в животном мире можно поделить на четыре типа — какие они и почему такими возникли?
Природа может похвастаться множеством скелетов, каждый из которых наделяет существо теми или иными способностями. К примеру, летучие рыбы умеют выпрыгивать из воды и парить над ее поверхностью на высоте до одного метра. При этом дальность полета может достигать 400 метров. Таким образом они спасаются от хищников, ведь для многих морских обитателей эти маленькие рыбки являются лакомством. Летать им позволяет крепкий позвоночник и область хвоста, на которых закреплены мощные мышцы, которые двигают хвостом словно пропеллером. Также кости скелета позволяют рыбам расширять плавники, в результате чего они выполняют ту же функцию, что и крылья у птиц. И это лишь один из примеров того, как скелет помогает существу выживать в определенных условиях. Как известно, он представляет собой жесткий каркас, который защищает внутренние органы, обеспечивает поддержку тела и возможность движения. Наиболее распространенный тип скелета в животном мире — эндоскелет, которым обладают люди, животные, птицы и даже упомянутые выше летающие рыбы. Однако, кроме него существуют еще три других типа скелетов — экзоскелеты, хрящевые экзоскелеты и гидростатические скелеты.
Все существующие в природе скелеты бывают четырех основных типов
Эволюция скелетов
Каки другие части тела, скелеты эволюционировали в соответствии с образом жизни и средой обитания их владельцев. Кости птиц, например, полны воздушных карманов, которые не только облегчают их вес, но и могут удерживать в себе кислород во время полета. Панцири черепах представляют собой костные пластинки, сросшиеся с лопатками и позвоночником. Мало кто знает, что на самом деле они представляют собой ребра, которые были модифицированы в ходе эволюции. Панцирь черепахи служит броней, защищающей медленно движущееся животное от хищников. Причем эту функцию, судя по всему, он выполнял даже у гигантских черепах, живших во времена динозавров, таких как nanhsiungchelyids, яйцо которой было найдено в Китае. Кроме того, панцирь обеспечивал защиту от палящего солнца.
Панцирь черепахи — это ребра, модернизированные в ходе эволюции
У некоторых позвоночных, особенно у самцов, есть дополнительные элементы на черепе. Самцы хамелеона, к примеру, носят красочные костяные “капюшоны”, которые, вероятно, привлекают самок. Самцы семейства оленьих, такие как лоси, отращивают рога, которые представляют собой костяные продолжения черепа. Они нужны этим животным, чтобы привлечения самок, демонстрировать превосходство среди самцов, а также обороняться в случае нападения.
Экзоскелет — внешняя броня
Внешние скелеты, или экзоскелеты, представляют собой твердые оболочки, которые защищают членистоногих, таких как насекомые, ракообразные и пауки. Эта их естественная броня, которая обеспечивает защиту от хищников, многие из которых не могут прокусить экзоскелет.
У жуков-геркулесов из Латинской Америки и Карибского бассейна экзоскелет особенно прочный. Самцы этих насекомых имеют два длинных рога, которые они используют для борьбы за доступ к самкам. Два жука атакуют друг друга, словно участники спортивного соревнования. Побеждает тот, кто берет другого за рога, приподнимает и бьет об землю. Самки также предпочитают самцов с более длинными рогами, так как они являются признаком крепкого здоровья.
Морские ракушки — самые красивые обладатели экзоскелета
Среди самых красивых экзоскелетов — безусловно морские ракушки, которые защищают мягкотелых моллюсков, таких как раковины, гребешки и конические улитки. Один недостаток экзоскелета — он слишком жесткий, чтобы животное могло расти. Панцирь омара, например, может обеспечивает надежную защиту от хищников, но по мере того, как омар становится больше, он должен периодически сбрасывать панцирь, чтобы уступить место новому. Для полного затвердевания нового панциря может потребоваться несколько недель, в течение которых омар остается беззащитным.
Хрящевой скелет для плавания
Группа рыб, называемых эластожаберцами, к которым относятся акулы и скаты, имеют эндоскелеты, состоящие полностью из хряща — гибкой, но при этом прочной ткани. Такой гибкий и легкий скелет позволяет рыбе быстро плавать и экономит энергию. Как мы знаем, хрящи также имеются у всех позвоночных с эндоскелетами, включая людей. К примеру, один из хрящей придает форму носу. А на раннем этапе развития скелеты плодов млекопитающих вообще полностью состоят из хрящей, которые со временем окостеневают.
Скаты обладают хрящевым скелетом
Долгое время считалось, что современные акулы произошли от примитивных предков, у которых еще не развились кости. Однако в 2015 году ученые обнаружили костные клетки у окаменелой акулы возрастом 380 миллионов лет. В результате они сделали вывод, что современные акулы, наоборот, произошли от рыбы с костями, которые в ходе эволюции превратились в хрящи.
Гидростатические скелеты
Гидростатические скелеты представляют собой заполненные жидкостью полости внутри беспозвоночных, включая медуз, плоских червей, нематод и кольчатых червей, таких как дождевые черви. Их мышцы и соединительная ткань образуют прочную стенку тела вокруг полости.
У морских анемонов есть мускулы вокруг внутренней полости, которые работают вместе подобно тому, как наши мышцы управляют нашими предплечьями, чтобы животное могло двигаться и убегать от потенциальных хищников. Некоторые существа, такие как синие крабы, могут переключаться с экзоскелета на временный гидростатический скелет, после того как сбрасывают панцирь. В исследовании 2003 года ученые обнаружили, что во время линьки внутреннее давление воды у крабов сильно увеличивалось, в результате чего жидкость внутри мягких тел крабов действовала как гидростатический скелет, позволяющий животному двигаться. Примерно через три дня вновь сформированный экзоскелет становился достаточно прочным, чтобы снова выполнять функцию основы тела.
Медузы обладают гидростатическими скелетами
«Без скелета мы просто большой мешок с мышцами, которые лежат на полу и подергиваются», — говорит Стив Хаски, биолог из Университета Западного Кентукки и автор книги «Раскрытый скелет». «Мы никуда не денемся без скелета, который позволяет нам двигаться, питаться и вести тот образ жизни, который нам нравится».
Ученые утверждают, что скелеты современных животных — это невероятная работа, проделанная эволюцией. Каждый даже мельчайший его элемент имеет решающее значение для существа, его способности комфортно жить в окружающей его среде, и передвигаться в ней. Напоследок отмечу, что эволюция продолжается, в том числе продолжают эволюционировать и люди. Спустя какое-то время изменятся даже наши лица.