UN idroscheletro o scheletro idrostatico è costituito da una cavità piena di liquido che circonda le strutture muscolari e fornisce supporto al corpo dell'animale. Lo scheletro idrostatico partecipa alla locomozione, dando all'animale un'ampia gamma di movimenti.
È comune negli invertebrati privi di strutture rigide che consentono il supporto del corpo, come i lombrichi, alcuni polipi, anemoni e stelle marine e altri echinodermi. Invece, ci sono scheletri idrostatici.
Al contrario, ci sono strutture che utilizzano il meccanismo scheletrico idrostatico ma mancano della cavità piena di liquido, come gli arti dei cefalopodi, la lingua dei mammiferi e il tronco degli elefanti..
Tra le funzioni più importanti degli scheletri idrostatici c'è il supporto e la locomozione, poiché è un antagonista muscolare e aiuta nell'amplificazione della forza nella contrazione muscolare..
La funzionalità di uno scheletro idrostatico dipende dal mantenimento di un volume costante e dalla pressione che genera, ovvero il fluido che riempie la cavità è incomprimibile..
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Gli animali richiedono strutture specializzate per il supporto e il movimento. Per questo, esiste un'ampia varietà di scheletri che forniscono un antagonista per i muscoli, trasmettendo la forza di contrazione..
Tuttavia, il termine "scheletro" va oltre le strutture ossee tipiche dei vertebrati o gli scheletri esterni degli artropodi..
Una sostanza fluida può anche soddisfare i requisiti di supporto utilizzando una pressione interna, formando l'idroscheletro, ampiamente distribuito nella stirpe degli invertebrati..
L'idroscheletro è costituito da una cavità o cavità chiuse riempite di fluidi che utilizzano un meccanismo idraulico, dove la contrazione della muscolatura si traduce nel movimento del fluido da una regione all'altra, lavorando sul meccanismo di trasmissione dell'impulso - muscolo antagonista.
La caratteristica biomeccanica fondamentale degli idroscheletri è la costanza del volume che formano. Questo deve avere la capacità di comprimersi quando si applicano pressioni fisiologiche. Questo principio è alla base del funzionamento del sistema.
Il sistema di supporto è disposto spazialmente come segue: la muscolatura circonda una cavità centrale piena di liquido.
Può anche essere disposto in modo tridimensionale con una serie di fibre muscolari che formano una massa muscolare solida, oppure in una rete muscolare che attraversa spazi pieni di fluido e tessuto connettivo..
Tuttavia, i limiti tra queste disposizioni non sono ben definiti e troviamo scheletri idrostatici che presentano caratteristiche intermedie. Sebbene vi sia un'ampia variabilità negli idroscheletri degli invertebrati, funzionano tutti secondo gli stessi principi fisici..
Le tre disposizioni generali dei muscoli: circolare, trasversale o radiale. La muscolatura circolare è uno strato continuo che è disposto attorno alla circonferenza del corpo o dell'organo in questione.
I muscoli trasversali includono fibre che si trovano perpendicolari all'asse più lungo delle strutture e possono essere orientate orizzontalmente o verticalmente - nei corpi con un orientamento fisso, le fibre convenzionalmente verticali sono dorsoventrale e le fibre orizzontali sono trasversali.
I muscoli radiali, d'altra parte, includono fibre situate perpendicolari all'asse più lungo dall'asse centrale verso la periferia della struttura..
La maggior parte delle fibre muscolari negli scheletri idrostatici sono striate obliquamente e hanno la capacità di "super allungamento".
Gli scheletri idrostatici supportano quattro tipi di movimento: allungamento, accorciamento, flessione e torsione. Quando una contrazione nel muscolo diminuisce, l'area del volume è costante, si verifica l'allungamento della struttura.
L'allungamento si verifica quando uno qualsiasi dei muscoli, verticale o orizzontale, si contrae mantenendo il tono solo verso l'orientamento. L'intero funzionamento del sistema, infatti, dipende dalla pressione del fluido interno.
Immagina un cilindro a volume costante con una lunghezza iniziale. Se diminuiamo il diametro per mezzo di una contrazione dei muscoli circolari, trasversali o radiali, il cilindro viene allungato ai lati a causa dell'aumento di pressione che avviene all'interno della struttura..
Al contrario, se aumentiamo il diametro la struttura si accorcia. L'accorciamento è correlato alla contrazione dei muscoli con disposizioni longitudinali. Questo meccanismo è essenziale per gli organi idrostatici, come la lingua della maggior parte dei vertebrati..
Ad esempio, nei tentacoli di un cefalopode (che utilizza un tipo di scheletro idrostatico), richiede solo una diminuzione del 25% del diametro per aumentare l'80% della lunghezza..
Gli scheletri idrostatici sono ampiamente distribuiti nel regno animale. Sebbene comuni negli invertebrati, alcuni organi vertebrati funzionano secondo lo stesso principio. In effetti, gli scheletri idrostatici non sono limitati agli animali, alcuni sistemi erbacei utilizzano questo meccanismo..
Gli esempi vanno dalla notocorda caratteristica degli schizzi di mare, dei cefalocordi, delle larve e dei pesci adulti, alle larve di insetti e crostacei. Di seguito descriveremo i due esempi più noti: polipi e vermi.
Gli anemoni sono il classico esempio di animali che hanno uno scheletro idrostatico. Il corpo di questo animale è formato da una colonna cava chiusa alla base e con un disco orale nella parte superiore che circonda l'apertura della bocca. La muscolatura è sostanzialmente quella descritta nella sezione precedente.
L'acqua entra dalla cavità della bocca e quando l'animale la chiude il volume interno rimane costante. Quindi, la contrazione che fa diminuire il diametro del corpo, aumenta l'altezza dell'anemone. Allo stesso modo, quando l'anemone estende i muscoli circolari si allarga e la sua altezza diminuisce.
Lo stesso sistema si applica ai lombrichi. Questa serie di movimenti peristaltici (eventi di allungamento e accorciamento) consente all'animale di muoversi.
Questi anellidi sono caratterizzati dall'avere il celoma diviso in segmenti per impedire al fluido di un segmento di entrare nell'altro, e ognuno opera in modo indipendente..
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