Костный скелет у акулы

Все об акулах

Скелет и мускулатуре акул

Мясо и хрящи хищницы

Скелет нужен акулам, как и остальным позвоночным животным, для поддержания, укрепления и защиты частей ее тела и внутренних органов. Он служит опорой мягких тканей, местом крепления мышц, вместилищем и защитой внутренних органов. Скелет акулы полностью состоит из множества хрящей, почти все они соединяются в одно целое с помощью суставов, связок, сухожилий других соединений.
Однако будет не совсем верно считать, что в организме акулы нет сильно кальцинированных (т.е. костных) элементов. К таковым относятся ее зубы и плактоидная чешуя, а также колючие шипы некоторых видов акул. Однако эти элементы тела акул не относятся к скелету, поскольку по определению скелет — орган, выполняющий опорные функции для организма.

Скелет акул

Скелет акулы полностью образован из хрящевых тканей и состоит из следующих основных отделов и участков:

Осевой скелет , основу которого составляет позвоночный столб, состоящий из многочисленных хрящевых позвонков. По каналам позвонка проходит хорда, пронизывая весь позвоночный столб. Позвонки скрепляются остатками хорды, которая сохраняется и внутри тела каждого позвонка;

Черепной отдел скелета , состоящий из двух частей — мозговой коробки и челюстно-ротовой, включающей жаберный аппарат. Череп акулы состоит из сплошной массивной хрящевой черепной коробки, в которой слиты обонятельный, зрительный, слуховой и затылочной отделы. Челюсти несут зубы, подвесочный, подъязычный аппараты и хрящевые жаберные дуги. В скелете головы акулы имеется от пяти до семи пар хрящевых жаберных дуг. Мозговая коробка черепа акул представляет собой сплошную хрящевую емкость, передний конец которой вытянут в рострум, поддерживающий рыло. На боковых поверхностях расположены глазницы, защищающие глаза; между стенок глазниц располагается небольшой головной мозг акулы;

Скелет плечевого и тазового поясов , непарных и парных плавников.
Пояс передних плавников акулы образован в виде хрящевой дуги, лежащей в толще мускульной стенки позади жаберного отдела, и никак не связан с осевым скелетом. На боковой поверхности этого пояса есть особый вырост, являющийся местом присоединения скелета плавника. Пояс брюшных плавников акулы имеет вид хрящевой пластины, которая лежит в мускулатуре брюшной клетки перед клоакой. К боковой поверхности пояса прикрепляется скелет брюшного плавника, который состоит из одного удлинённого базального элемента с прикрепленным к нему рядом радиальных хрящей. У самцов базальный элемент служит скелетной основой птеригоподия — копулятивного выроста. Скелет непарных плавников состоит из радиалий, погруженных в мускулатуру и проникающих в основание плавника.

Осевой скелет акулы задней частью входит в верхнюю лопасть хвостового плавника акулы, которая, как правило, больше нижней лопасти. Лопасти плавников поддерживаются эластострихиями — особыми эластиновыми тканями.

Несмотря на хрящевую структуру скелета акулы, он обладает достаточной жесткостью, необходимой для выполнения своих функций. Участки, несущие наибольшую физическую нагрузку (челюсти, позвоночник), укреплены за счет отложений фосфора и карбоната кальция в виде гранул, связанных между собой.
У многих акул, являющихся активными хищниками, верхняя челюсть не выполнена заодно с черепной коробкой, а прикреплена к ней с помощью подвижных связок, мускульных волокон и хрящей. Добыча акул по размерам может быть большой, а способность выдвигать верхнюю челюсть, позволяет вырывать более крупные куски из тела жертвы или, например, туши мертвого кита.

Хрящевой скелет значительно легче, чем костный, поэтому акулы могут сохранять известную плавучесть, даже при отсутствии плавательного пузыря. Кроме того, гибкость хрящевого скелета выше, чем у аналогичного кальцинированного. Все эти качества скелета позволяют акулам быть стремительными и поворотливыми созданиями.

Мускулатура акул

Мускулатура акул представлена следующими группами мышц:

Мышцы сердца — главного насоса кровеносной системы акулы. Эти мышцы, как и сердечные мышцы других животных, находятся в постоянной работе всю жизнь акулы.

Гладкая мускулатура внутренних органов , или, как ее еще называют, — висцеральная мускулатура . К гладким мышцам акулы относятся мышцы стенок кровеносных сосудов, желудка, кишечника и других внутренних органов. Как правило, клетки гладких мышц имеют удлиненную, веретенообразную форму с овальным ядром внутри. Внутри эти клетки заполнены особыми тонкими белковыми нитями — миофибриллами.

Поперечнополосатая, или соматическая мускулатура служит для совершения движений и перемещения тела акулы. Сюда относятся все скелетные мышцы: головы, плавников, туловища. Поперечнополосатые мышцы состоят из отдельных мышечных волокон, заполненных протоплазмой и ядрами. Внутри протоплазмы находятся миофибриллы, которые в этих мышцах имеют поперечную волокнистость.

В соматической, или поперечнополосатой мускулатуре различают красные и белые мышцы. По функциональному назначению ее можно разделить на мускулатуру головы, включая челюстно-лицевые мышцы и мышцы жаберного аппарата, мускулатуру плавников, приводящую в движение лопасти конечностей акулы и состоящую из отдельных пучков мышц, а также мускулатуру ее туловища, посредством функционирования которой акула может изгибать свое тело и двигать им. Мышцы туловища составляют наибольшую массу в общей мускулатуре акулы и образуют большой боковой мускул, разделяющийся соединительными прослойками — миосептами на мышечные сигменты — миомеры. Миомеры в виде конусов вложены один в другой. Число миомеров обычно соответствует числу позвонков осевого скелета акулы. Особенностью мускулатуры акул является ее относительная независимость от центральной нервной системы и мозга. Даже умерщвленная акула продолжительное время может шевелиться и двигать плавниками.

Для каждого вида акул характерен определенный цвет или оттенок цвета мышц. На цвет мышц различных видов влияют факторы внешней среды их обитания, поведенческие особенности существования и физиологическое состояние акулы.

Акулы

На протяжении многих лет эволюции, у этих водных существ появились уникальные механизмы адаптации, что позволило им обойти в этом плане другие, более древние виды. По мнению ученых, акулы появились на земле примерно 450 млн. лет назад и до сих пор считаются одними из самых совершенных водных животных.

Акулы: описание

Акулы представляют надотряд хрящевых рыб и подкласс пластиножаберных. При этом они отличаются своеобразным внешним видом, который сводится к тому, что у акул торпедообразная форма тела, несимметричный хвостовой плавник, а также голова с пастью, усеянной несколькими рядами достаточно острых зубов. К русским это название пришло от древнеисландского «hakall», что означало просто любую рыбу. Слово «акула» начали употреблять где-то в 18 веке, что так же означало любую рыбу.

Внешний вид

Большинство видов акул отличается наличием торпедообразного корпуса и овально-конической головы. Подобная форма тела позволяет этому морскому обитателю легко и с большой скоростью перемещаться в толще воды. Рыба перемещается за счет волнообразного движения тела, а также за счет работы всеми плавниками, особенно хвостовым. Хвостовой плавник так же выполняет роль руля и состоит из двух лопастей, нижней и верхней, причем в верхнюю часть заходит позвоночник.

За счет боковых плавников акула совершает маневры, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. За счет работы парных плавников, акула поддерживает равновесие в воде, при этом за счет наличия столь сложной системы передвижения акула способна совершать уникальные трюки. Единственный недостаток – акула не может двигаться назад, хотя ей это и не нужно.

Интересно знать! Некоторые виды акул ходят по дну на грудных и на брюшных плавниках, словно на ногах. Светящиеся акулы, длина которых составляет не больше метра, за счет грудных плавников как бы порхают в воде, словно колибри.

Скелет акулы состоит из хрящей, при этом он дополнительно усилен кальцием в местах, где он подвержен наибольшим нагрузкам. Благодаря такому строению скелета акула обладает уникальными возможностями подвижности и изворотливости. Ее уникальная по строению кожа, состоящая из плакоидных чешуек, прочность которых сопоставима с прочностью зубов, помогает хищнице преодолевать сопротивление водной среды. Если провести рукой по направлению от головы к хвосту, то кожа окажется гладкой, а если провести по направлению от хвоста к голове, то она покажется грубой, как наждачная бумага.

Кроме этого, железы постоянно выделяют слизь, которая снижает трение кожи акулы в разы, благодаря чему акула передвигается в толще воды с большой скоростью. Акулья кожа так же выделяет пигмент, который отвечает за окрас, в зависимости от вида подводного обитателя. Как правило, окрас рыбы зависит от мест обитания, поэтому он отвечает окрасу дна водоема и характеру водной растительности. Практически все рыбы, и акулы в том числе имеют специфическую раскраску: верх темный, а низ светлый. Поэтому акулы имеют камуфлированную защиту, как сверху, так и снизу. Эта особенность окраса тела применима практически ко всем рыбам.

Рыба или млекопитающее

Плащеносная акула по своему внешнему виду схожа с угрем или морской змеей. Ковровые и скатовые акулы обитают на самом дне и отличаются плоской формой тела, которое имеет неприметную песчаную окраску, что делает их незаметными на песчаном дне. Некоторые виды воббегонговых акул имеют кожистые выросты на рыле. Не меньший интерес представляет и акула-молот, которая отличается Т-образной формой головы.

Скелет акулы

Костная ткань у акулы отсутствует, все скелетные элементы состоят из хряща. Кроме осевого и висцерального блоков в процессе эволюции у акулы появился блок конечностей, включающий скелет парных плавников (рис. 52, 53).

Глотка акулы окружена не единой жаберной корзиной, а рядом пар­ных хрящевых жаберных дуг. Левая и правая дуга в каждой паре соединяются вентрально через непарный элемент (копулу). Дуги состоят из полуподвижно соединённых верхних и нижних ветвей. При сокращении мышц глотки дуги складываются и распрямляются, меняя давление в глотке (рис. 54).

Челюсти акулы (как и других рыб) — это две передние пары видоизме­ненных жаберных дуг. При этом челюсти оказываются подвижно подвешены под черепом (рис. 53) на верхних ветвях второй ду­ги — гиомандибуляре. На рисунках 54Б и 54В видно, что у рыб подвижны обе челюсти. На рис. 54А показано вероятное строение челюстей предковой формы.

Рис. 52. Скелет акулы. 1 — нижняя челюсть, 2 — верхняя челюсть, 3 — обонятельная капсула черепа, 4 — подве­сок, 5 — слуховая капсула черепа, 6 — пояс передних конечностей, 7 — плавниковый шип, 8 — спинной плавник, 9 — хвостовой плавник, 10 — анальный плавник, 11 — брюшной плавник, 12 — грудной плавник, 13 — плавниковые лучи, 14 — радиалии, 15 — базалии, 16 — позвонки, 17 — пояс задних конечностей (таз)

Рис. 53. Череп акулы — вид сбоку, сзади и сверху. 1 — хорда, 2 — межпозвоночный диск, 3 — тело позвонка, 4 — остистый отросток позвон­ка, 5 — спинной мозг, 6 — мозговая капсула черепа, 7 — слуховая капсула, 8 — обоня­тельная капсула, 9 — рострум, 10 — глазница, 11 — большое затылочное отверстие, 12 — затылочный мыщелок

Рис. 54. Челюсти (по Ромер, Парсонс, 1992). 1 — череп, 2 — обонятельная капсула, 3 — слуховая капсула, 4 — позвоночник, 5 — нёбно-­квадратный хрящ (верхняя челюсть), 6 — меккелев хрящ, 7 — гиомандибуляре, 8 — гиоид, 9 — брызгальце (первая недоразвитая жаберная щель), 10 — первая полная жаберная щель

Позвоночник акулы

Тела позвонков развиваются в каждом миомере вокруг хорды. При этом у акул, в отличие от большинства по­звоночных, хорда остаётся на всю жизнь. Между телами позвон­ков находятся эластичные межпозвонковые диски. Хвостовые по­звонки, в отличие от туловищных, имеют две дуги (невральную и гемальную) и два остистых отростка. В спинномозговом канале, об­разованном невральными дугами, находится спинной мозг; под защитой гемальных дуг проходят крупные кровеносные сосуды (рис. 55). К туловищным позвонкам неподвижно прирастают рёб­ра (у акул, вероятно, сформированы только верхние рёбра — см. рис. 55).

Акулы

Особенности устройства скелета и мускулатуры у акул

Карты океанов

Игры с акулами

Видеоматериалы:

Водные виды спорта

Скелет акул

Как мы уже отмечали, скелет у акул хрящевой. Это дает определенные преимущества хищницам в скорости и маневренности передвижения из-за легкости и гибкости. И именно эти свойства хрящевого скелета позволили акулам одержать убедительную победу в эволюционной битве с другими хищниками своей среды обитания.
Несмотря на хрящевую структуру, скелет конструктивно выполнен так, что полностью соответствует своему функциональному назначению — защите внутренних органов, мозга и опоры для двигательного аппарата и мускулатуры. Как известно, в организме акул присутствуют и кальцинированные (костные) образования — зубы, чешуя, шипы (у колючих акул). Но эти органы не относятся к скелету по определению, поскольку функции зубов, чешуи и колючих шипов отличаются от основных функций скелета.

В его конструкции можно выделить следующие основные элементы:

Осевой скелет

Позвоночный столб акулы, состоящий из отдельных звеньев — позвонков образует основу всего скелета. По внутренним каналам, имеющимся в каждом позвонке, проходит хорда, являющаяся осью позвоночника. Позвонки скреплены между собой за счет хорды.

Череп

Как и у всех позвоночных (хордовых), у акул имеется черепная коробка, основное назначение которой — защита головного мозга хищницы от механических повреждений.
Череп, как и весь скелет, образован хрящами и состоит из отделов: обонятельного, зрительного, слухового и затылочного. Кроме черепной коробки, скелет головы акулы включает челюсти, в которых закреплены зубы. К челюстям подсоединены жаберные дуги (5-7), подвесочный и подъязычный аппараты. Передняя часть черепа вытянута в рострум, являющийся опорой для рыла. Головной мозг расположен между глубокими глазницами.

Плечевой и тазовый пояс

Этот отдел скелета акулы выполняет функцию крепления и опоры парных и непарных плавников. Пояса брюшных и грудных плавников расположены в толще мускулатуры автономно от осевого скелета. и представляют собой хрящевые дуги или хрящевые пластины, на которых имеются выросты для крепления скелетной основы плавников. Скелет непарных плавников состоит из радиалий — тонких хрящевых образований, погруженных в мускулатуру плавника. Хвостовой плавник поддерживается задней частью осевого скелета (позвоночника), который входит в верхнюю лопасть.

Особенностями конструкции челюстного аппарата акул является шарнирно-независимая подвеска верхней челюсти у многих акул, позволяющая широко раскрывать пасть и выдвигать челюсть. Это позволяет хищнице эффективнее захватывать добычу и вырывать из ее тела куски. Для повышения прочности челюстей в них присутствуют укрепляющие элементы в виде фосфорно-кальцинированных гранул.

Мускулатура акул.

Мускулатура представлена тремя группами мышц — сердечной, гладкой (висцеральной) и поперечнополосатой (соматической).

Сердечные мышцы образуют двухкамерное сердце и обеспечивают беспрерывную работу кровеносной системы акулы в течение всей ее жизни.

Гладкие мышцы образует мускулатуру стенок кровеносных сосудов, желудка, кишечника и других внутренних органов. Клетки гладкой мускулатуры имеют веретенообразную форму с овальным ядром. Внутреннее тело клетки заполнено миофибриллами — тонкими белковыми нитями.

Соматическая, или поперечнополосатая мускулатура служит для приведения в действие органов перемещения и выполнения телом акулы различных движений.
Соматическая мускулатура включает все скелетные мышцы — головы, туловища, плавников. Мышцы состоят из отдельных мышечных волокон, заполненных протоплазмой с ядрами. Внутри протоплазмы располагаются миофибриллы, имеющие поперечную волокнистость.
Различают красные и белые мышцы.
Если рассматривать отдельные функциональные участки соматической мускулатуры акул, то можно выделить мускулатуру головы, плавников и туловища. Мышцы туловища составляют основную массу всей соматической мускулатуры. Они образуют большие боковые мускулы, разделенные на мышечные сегменты (миомеры) прослойками (миосептами). Число мышечных сегментов соответствует числу позвонков осевого скелета.
Цвет мускулатуры у разных видов акул отличается, и зависит от образа жизни, возраста и состояния организма.

Благодаря тому, что функции управления соматической мускулатурой в значительной мере принадлежат спинному мозгу, акула, даже умерщвленная долго сохраняет способность двигать частями тела и плавниками.