§ 51. Внешнее строение, скелет и мускулатура млекопитающих

Определения и обозначения

Волосяной покров — характерный для млекопитающих покров тела, состоящий из волос. Он защищает кожу от повреждений и помогает удерживать тепло, поэтому животное меньше зависит от изменений температуры окружающей среды.

Диафрагма — мышечная перегородка, отделяющая грудную полость от брюшной и участвующая в дыхании. Её сокращение и расслабление меняют объём грудной полости, помогая воздуху двигаться в лёгкие и из них.

Пояс конечностей — часть скелета, которая соединяет свободную конечность с туловищем. Он нужен, чтобы передавать нагрузку на туловище и обеспечивать прочную опору конечности во время движения.

Шейный отдел позвоночника — часть позвоночного столба, обычно состоящая у млекопитающих из семи позвонков. Он поддерживает голову и позволяет ей двигаться; число позвонков обычно одинаково даже у животных с очень разной длиной шеи.

Как это устроено

Тело млекопитающего обычно можно разделить на голову, шею, туловище, конечности и, у многих видов, хвост. Такое деление помогает различать части тела, но их пропорции и форма неодинаковы. У бегущего животного конечности приспособлены к быстрому перемещению, у плавающего — к движению в воде. Значит, внешний облик связан с тем, где и как животное живёт.

Кожа покрывает тело и служит его защитой, а волосы образуют волосяной покров. Воздух между волосками плохо проводит тепло, поэтому покров замедляет его потерю и помогает поддерживать температуру тела. Кожа также содержит чувствительные окончания: благодаря им животное воспринимает прикосновение и другие раздражители. Защитные свойства покрова особенно важны при контакте с окружающей средой.

Скелет складывается из нескольких связанных отделов. Череп защищает головной мозг и образует опору для органов головы; позвоночник состоит из позвонков и делится на шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отделы. К грудным позвонкам прикрепляются рёбра, которые вместе с грудиной образуют грудную клетку. Скелет конечностей включает пояса и отходящие от них свободные части.

Отделы скелета выполняют разные задачи, поэтому их строение не случайно. Позвоночник поддерживает тело и служит местом прикрепления мышц, а грудная клетка защищает сердце и лёгкие. Пояса соединяют конечности с туловищем, а кости свободных конечностей образуют опору и рычаги для движения. Изменение формы костей и их соединений связано с тем, какие движения чаще выполняет животное.

Мускулатура — совокупность мышц организма — приводит скелет в движение и помогает удерживать тело в определённом положении. Мышцы сокращаются и тянут кости, к которым прикреплены; сами кости при этом служат опорой. Работа мышц конечностей обеспечивает разные способы передвижения, а мышцы туловища участвуют в движениях тела. Диафрагма отделяет грудную полость от брюшной и при движении меняет объём грудной полости, помогая дыханию.

Отделы скелета млекопитающих и их функции

Пользуйся таблицей, чтобы сначала определить отдел скелета, а затем связать его части с выполняемой функцией. При разборе конечности не смешивай пояс и свободную часть: пояс соединяет конечность с туловищем. Функция показывает, почему соответствующий отдел необходим животному.

Разбор задач

1. Части тела животного

Назовите основные части тела млекопитающего и укажите, какие из них хорошо различимы у выбранного животного. Рассмотрим собаку: нужно не перечислить только те части, которые особенно заметны, а соотнести её тело с общим планом строения. Затем отметим особенности внешнего вида, связанные с образом жизни.

1. Перечислим общий план: голова, шея, туловище и конечности; у многих млекопитающих есть хвост.
2. Найдём эти части у собаки: хорошо различимы голова, шея, туловище и четыре конечности.
3. Уточним, что хвост есть, хотя его длина и заметность зависят от породы; шерсть покрывает тело.

Ответ: у собаки различимы голова, шея, туловище, четыре конечности и хвост. Пропорции и внешний вид частей помогают животному передвигаться и зависят от его образа жизни.

2. Распределение костей по отделам

Распределите перечисленные кости по отделам скелета: череп, позвоночник, грудная клетка, пояса и свободные конечности. Допустим, даны грудина, шейный позвонок, плечевая кость, лопатка и кость черепа. Чтобы не распределять их наугад, выясним положение каждой кости и её связь с другими частями.

1. Кость черепа относим к черепу, потому что она образует его мозговой или лицевой отдел.
2. Шейный позвонок входит в позвоночник, а грудина — в грудную клетку, где соединяется с рёбрами.
3. Лопатка относится к поясу передних конечностей, а плечевая кость — к свободной передней конечности.

Ответ: кость черепа — череп; шейный позвонок — позвоночник; грудина — грудная клетка; лопатка — пояс передних конечностей; плечевая кость — свободная передняя конечность. Проверка: пояс соединяет конечность с туловищем, а плечевая кость находится в самой конечности.

3. Конечности и способ передвижения

Сравните строение конечностей двух млекопитающих с разным способом передвижения и объясните, какие особенности помогают каждому животному двигаться. Сравним крота, который роет землю передними конечностями, и летучую мышь, которая летает. Нужно связать особенности скелета не просто с названием животного, а с выполняемой конечностью работой.

1. У крота передние конечности приспособлены к копанию: они сильные, а широкие кисти помогают разрыхлять почву.
2. У летучей мыши передняя конечность преобразована в крыло; удлинённые пальцы поддерживают кожную перепонку.
3. В обоих случаях мышцы двигают кости, но форма и расположение частей конечности соответствуют разным движениям.

Ответ: у крота передние конечности помогают рыть, а у летучей мыши — летать. Различия в их строении связаны с разной функцией, тогда как общий план конечности млекопитающего сохраняется.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что конечности всех млекопитающих выглядят одинаково. Так думают, потому что у них общий план строения, но общий план не означает одинаковую форму. Конечности могут быть приспособлены к бегу, плаванию, лазанию или полёту. Проверь себя: сравни не только число конечностей, но и их форму и функцию.

Ошибка — путать пояс конечности со свободной конечностью. Их легко смешать, потому что обе части входят в скелет конечности и связаны между собой. Пояс соединяет конечность с туловищем, а свободная часть отходит от пояса и участвует в движении. Проверка простая: выясни, какая часть обеспечивает связь с туловищем.

Ошибка — представлять позвоночник как одинаковую цепочку костей. Такое впечатление возникает из-за того, что его отделы соединены друг с другом. Но позвоночник делится на шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отделы, позвонки которых различаются. Проверяя ответ, указывай отдел позвонка и учитывай его положение.

Ошибка — считать, что движение обеспечивается одним скелетом. Кости действительно поддерживают тело и работают как рычаги, поэтому их роль легко переоценить. Однако движение возникает, когда мышцы сокращаются и тянут кости; мышцы также помогают удерживать позу. Проверь себя вопросом: какая ткань приводит кость в движение?

Связь с другими темами

Для понимания скелета млекопитающего нужно знать основные части скелета позвоночных и представлять, как кости соединяются в опорную систему. Тема связана с дыханием: грудная клетка и диафрагма участвуют в дыхательных движениях. Строение костей и мышц помогает объяснить, как животные передвигаются и приспосабливаются к среде. Поэтому наблюдения за конечностями дают подсказки об образе жизни животного.

Что запомнить

• Тело млекопитающего обычно разделено на голову, шею, туловище и конечности.
• Волосяной покров защищает тело и помогает сохранять тепло.
• Скелет включает череп, позвоночник, грудную клетку и скелет конечностей.
• Пояса конечностей соединяют свободные конечности с туловищем.
• Строение конечностей связано со способом передвижения животного.
• Мышцы обеспечивают движение костей и поддержание позы.
• Диафрагма отделяет грудную полость от брюшной и участвует в дыхании.