骨骼是如何形成的?
最初的答案是:骨头是如何形成的?
在人类和其他脊椎动物中,骨形成有两个过程,称为膜内骨化和软骨内骨化。在这个胎儿中,胭脂红染色只染色钙化的骨,而骨骼中未钙化的膜和软骨部分相对未染色。我用这两种方法来标记骨骼的形成——基本上,头骨是膜内的,而头部以下的一切都是软骨内的(这种简单的二分法并非100%正确,但我认为你不会想知道细节)。
膜内骨化基本上是从一种纤维膜开始的,这种纤维膜是由一种叫做间充质的胚胎软组织凝结而成的。凝结的组织薄片被血管侵犯,其胶原纤维逐渐钙化,转化为骨骼,将血管限制在越来越狭窄的间隙。这种模式适用于相对较少的骨骼,主要是头骨。这仍在进行中,你可以感觉到婴儿头骨的“软点”(囟门);这些颅骨间隙仍然被膜内骨化所填补。这里没有太多的描述性细节,这是我的教科书数字总结过程(如果你点击放大它会更清晰)。
软骨内骨化始于即将到来的骨的透明软骨“模型”(endo- =“内部”;chondr- =“软骨,软骨”)。几乎所有的骨骼都是通过这种方法形成的:脊柱、肋骨、骨盆和胸骨,以及四肢骨骼。(不过,部分锁骨是通过膜内方法形成的。)
软骨内成骨是一个更复杂的过程,需要很多空话和昂贵的词汇来描述。(尽管软骨细胞这个词很有用,但对我下面的插图来说,它的意思是软骨细胞。)软骨内成骨基本上不涉及软骨向骨的转化(许多教科书给出的错误印象),而是软骨被骨取代。软骨被侵蚀,钙化的骨头沉积在那里。也许这个教科书插图的总结足以满足你的兴趣。我是以胎儿的掌骨为基础的因为这里的骨化解剖结构比肱骨或股骨这样复杂的骨头要简单得多。比较我这篇文章最后一张照片中的掌骨x光片。
这是我最喜欢的照片之一(特别是在我用彩色区域修饰了原图之后)。它以细胞的细节描绘了上面骨骼图的蓝色和紫色区域。这是一个延长孩子和青少年的胳膊和腿的过程,使人长高。在上面的胎儿照片中,这是亮红色的肢体骨骼钙化轴(下面5区)和苍白的关节软骨(下面1区)之间的边界。
直到十几岁到二十岁出头,你在前一张照片中看到的是四肢骨骼的典型骺板(生长板)。照片上方的软骨在x光下是半透明的,所以在儿童或青少年的四肢x光片上,我们看到的是横切的暗线或长骨头部(骨骺)和骨干(骨干)之间的缝隙。当软骨枯竭,这些缝隙闭合,肢体就不能再生长,人也不能再长高。此x射线对应图7.9中的阶段5。注意到在这个阶段腕骨是多么的小。8个腕骨中的一个,豆状骨,直到9到12岁才形成——可能是体内所有软骨内骨化事件中最新的一个。(手和脚的一些可变籽骨甚至可能在更晚的时候形成。)
骨骼系统的分类
骨骼系统通常分三种-外骨骼、内骨骼和水骨骼。共有206块,但是水骨骼在分类时也可以和其他两种分开来,因为其没有坚硬的支持结构。 在骨骼大小相同的情况下,大型的外骨骼结构与内骨骼相比所能支持的重量相对较小,因此,许多大型动物,例如脊椎动物具有内骨骼结构。外骨骼动物例如节肢动物、软体动物和一些昆虫,它们的骨骼是一层保护内部器官的壳。
节足动物和软体动物都具有外骨骼。由于外骨骼限制了动物的生长,这些外骨骼动物找到了不同的解决办法。大部分软体动物具有石灰质的壳,并且随着生长,壳的直径增大,形状不变。节肢动物在生长的过程中蜕去旧皮,这个过程称为蜕皮。生出新的外骨骼后,外骨骼通过不同的方式硬化(例如石灰质、骨质)。 内骨骼由体内坚硬的组织构成,由肌肉系统提供动力。矿物质化或骨质化的内骨骼被称为骨,例如人类和哺乳动物的骨骼。软骨是骨骼系统中另一重要的组成部分,起支持和补充骨骼的作用。人的耳和鼻由软骨定型。有些动物的骨骼完全由软骨构成而没有骨质化的骨,例如鲨鱼。骨于其他坚硬的结构由韧带相互连接,而与肌肉系统之间由肌腱连接。
较高等的生物,例如哺乳类、爬虫类、鸟类等,才有内骨骼,大多数都是脊索动物门的成员。 水骨骼则好像是充满水的气球。腔肠动物(例如水母、珊瑚虫等)和环节动物(例如水蛭)这些具有水骨骼的动物体腔内充满液体. 提供静水压支撑身体,能通过收缩液囊周围的肌肉实现移动,例如蚯蚓通过改变身体的形状向前移动。
动物的骨骼非常结实还能够生长对吗?
所有动物生长,也都是有一个极限的,长到一定程度也不会再长了,骨骼结实说明了身体健康,并不会无限制地生长。节肢动物的外骨骼是怎么构成的?
节肢动物门身体附肢分节具有几丁质外骨骼的动物。节肢动物的骨骼长在身体外面,叫做外骨骼。它是由几丁——蛋白质构成的,是皮细胞层的分泌物,一旦形成后,便不能再生长。因此,节肢动物都有蜕皮现象。在蜕皮过程中,身体才能生长。节肢动物是动物界最大的一门动物,大约有100万种。仅就其呼吸系统的特点而言,它们之中有鳃呼吸的虾、蟹类,也有用书鳃和书肺呼吸的鲎蛛类,还有用气管呼吸的蜈蚣和昆虫类。