37. Опорно-двигательная система

Определения и обозначения

Опорно-двигательная система — система органов, которая поддерживает тело, придаёт ему форму и обеспечивает движение. Проще говоря, это общий «механизм» опоры и перемещения животного. Он нужен, чтобы тело не теряло форму, могло двигаться и сохраняло органы защищёнными.

Скелет — совокупность костей и их соединений, образующая опору тела и защищающая внутренние органы. Кости образуют прочный каркас, внутри или вокруг которого располагаются мягкие части тела. Благодаря скелету животное сохраняет положение, а многие органы получают защиту.

Сустав — подвижное соединение костей, позволяющее частям скелета двигаться относительно друг друга. В области сустава одна кость может изменять положение по отношению к другой. Это необходимо для сгибания, разгибания и других движений конечностей.

Мышца — орган, способный сокращаться и благодаря этому приводить в движение части тела. При сокращении мышца укорачивается и тянет кость, к которой прикреплена. Так мышцы превращают свою работу в движение скелета.

Как это устроено

Опорно-двигательная система состоит из скелета и мышц, потому что одна часть не может полноценно выполнять задачу другой. Скелет создаёт прочную опору, задаёт форму тела и образует рычаги. Мышцы прикрепляются к костям и создают силу, благодаря которой эти рычаги перемещаются.

Кости различаются по форме и выполняемым задачам, поскольку условия работы разных частей тела неодинаковы. Кости черепа образуют защитное вместилище для мозга, а позвоночник поддерживает тело и защищает спинной мозг. Кости конечностей должны быть одновременно прочными и удобными для движений, поэтому они служат рычагами.

Кости соединяются неподвижно, полуподвижно или подвижно, так как скелету нужны и прочность, и гибкость. Неподвижная связь лучше сохраняет форму и защищает органы, а полуподвижная допускает небольшие смещения. Подвижное соединение, то есть сустав, позволяет одной части скелета двигаться относительно другой.

При движении мышца сокращается и тянет кость, а не толкает её, потому что мышечная ткань способна укорачиваться. Если мышца прикреплена по разные стороны сустава, изменение её длины меняет положение кости. Кость действует как рычаг, сустав служит местом поворота, а мышца создаёт усилие.

Совместная работа костей, суставов и мышц позволяет животному двигаться, удерживать позу и защищать органы. Мышцы без твёрдой опоры не смогли бы эффективно передавать усилие, а кости без мышц оставались бы неподвижными. Поэтому результат зависит от согласованной работы всех частей системы.

Части опорно-двигательной системы и их функции

Таблица помогает сравнить основные части системы по строению и роли. Сначала найдите нужную часть в первом столбце, затем проследите, какая особенность связана с её функцией. Примеры показывают, где эта часть встречается в организме животного.

Разбор задач

Задача 1. Основные части системы

Условие. Назовите две основные части опорно-двигательной системы и укажите, какую роль выполняет каждая. Нужно не просто перечислить части, а связать каждую с её работой.

1. Вспомним состав системы: в него входят скелет и мышцы.
2. Для скелета определим опорную роль: он поддерживает тело, защищает органы и образует основу для движений.
3. Для мышц определим двигательную роль: они сокращаются и тянут кости.

Ответ. Скелет служит опорой, защищает внутренние органы и участвует в движении. Мышцы сокращаются и приводят кости и части тела в движение.

Задача 2. Виды соединения костей

Условие. Объясните, почему сгибание конечности возможно в месте соединения костей, но затруднено там, где кости соединены неподвижно. Сравним не форму костей, а характер их соединения.

1. При сгибании одна кость должна изменить положение относительно другой.
2. В суставе такое перемещение возможно, потому что сустав является подвижным соединением.
3. Неподвижное соединение не допускает заметного смещения костей, поэтому оно не подходит для сгибания.

Ответ. Конечность сгибается в суставе, где кости могут двигаться относительно друг друга. Неподвижное соединение сохраняет прочность и не даёт костям свободно изменить положение.

Задача 3. Как движется конечность

Условие. Проследите путь от сокращения мышцы до изменения положения кости. Нужно показать последовательную работу мышцы, места её прикрепления, кости и сустава.

1. Мышца получает сигнал и сокращается, становясь короче.
2. Сократившаяся мышца тянет кость в месте прикрепления, потому что мышца может тянуть, но не толкать.
3. Кость перемещается относительно другой кости вокруг сустава, который задаёт подвижное соединение.
4. Изменение положения костей приводит к движению конечности и всего тела.

Ответ. Сокращение мышцы создаёт тягу, тяга передаётся на кость, а кость поворачивается или смещается относительно другой кости в суставе. Так работа мышцы превращается в движение конечности.

Типичные ошибки

Считать, что движением управляют только кости. Ошибка возникает потому, что именно кости заметно меняют положение. Проверьте себя: спросите, что создаёт силу; правильный ответ — сокращающаяся мышца.

Путать сустав с любой связью между костями. Такое происходит, если не различать слово «соединение» и его вид. Проверьте себя: сустав должен позволять движение, а неподвижная связь — нет.

Называть скелет и опорно-двигательную систему одним и тем же. Скелет считают всей системой, когда забывают о мышцах. Проверьте определение: опорно-двигательная система включает скелет и мышцы.

Считать, что мышца толкает кость. Так думают, наблюдая движение конечности в разных направлениях. Проверьте себя: при сокращении мышца укорачивается и тянет кость, а обратное движение обычно обеспечивается другой мышцей.

Связь с другими темами

До изучения темы нужно знать основные части тела животного и понимать, что органы объединяются в системы органов. Это помогает увидеть в опорно-двигательной системе не отдельные кости, а взаимосвязанный комплекс.

Тема связана со строением позвоночных животных: особенности скелета и мышц объясняют, как животные передвигаются. Позже эти знания пригодятся при изучении разнообразия животных и того, как их строение приспособлено к среде обитания.

Что запомнить

• Опорно-двигательная система включает скелет и мышцы.
• Скелет поддерживает тело и защищает внутренние органы.
• Кости соединяются неподвижно, полуподвижно или подвижно.
• Сустав обеспечивает подвижное соединение костей.
• Сокращаясь, мышца тянет кость и вызывает движение.
• Движение обеспечивается совместной работой мышц, костей и их соединений.