מאפיינים השוואתיים של שלד צירי של מיני חוליות שונים

מיני יונקים שונים בתהליך ההתפתחות האבולוציונית תפסו נישות אקולוגיות, הנבדלות, בין היתר, בתנאי האינטראקציה של האורגניזם שלהם עם שדה הכבידה של כדור הארץ. זו הסיבה ששלד הציר של בעלי חוליות עבר שינויים משמעותיים בתהליך האבולוציה. הצורה המקורית מבחינה פילוגנטית של עמוד השדרה היא הנוטוכורד (חוט השדרה) - גדיל תאי ממקור אנדומסודרמלי, אשר ברוב המכריע של בעלי החוליות ובבני אדם מוחלף על ידי אלמנטים שלדיים. כאיבר קבוע, הנוטוכורד קיים בחלק מבעלי החוליות התחתונים. ברוב בעלי החוליות, בבגרות, הנוטוכורד נשמר בתוך החוליות (בדגים), בגופי החוליות (בדו-חיים) ובצורת גרעין ג'לטיני (אצל יונקים). השלד הציר באונטוגנזה עובר שלושה שלבי התפתחות:

• לוחות מיתר (בסיס של מיתר);
• החלפה חלקית שלו באלמנטים סחוסיים;
• הופעתו של השלד הצירי.

לכן, באקרניה, השלד מיוצג על ידי נוטוכורד ומוטות רבים של רקמה ג'לטינית צפופה, היוצרים את שלד הסנפירים הלא מזווגים ואת התמיכה של מנגנון הזימים. אצל השאנסלוט, החוליות מורכבות ממסה תאית כמעט חסרת סיבים. בציקלוסטומים, הנוטוכורד נשמר לאורך כל החיים, אך מופיעים ראשוני חוליות, שהם תצורות סחוס קטנות מזווגות הממוקמות באופן שווה מעל הנוטוכורד. הן נקראות קשתות עליונות. בדגים פרימיטיביים, בנוסף לקשתות העליונות, מופיעות קשתות תחתונות, ובדגים גבוהים יותר - גופי החוליות. גופי החוליות ברוב הדגים ובעלי החיים ממעמדות גבוהים יותר נוצרים מהרקמות המקיפות את הנוטוכורד, כמו גם מבסיסי הקשתות. הקשתות העליונות והתחתונות גדלות יחד עם גופי החוליות. קצוות הקשתות העליונות גדלים יחד ויוצרים תעלה שבה נמצא חוט השדרה. על הקשתות התחתונות מופיעים תהליכים שאליהם מחוברות הצלעות.

שרידי המיתר נשמרים בדגים בין גופי החוליות. לדגים שני חלקים של עמוד השדרה: גוף וזנב. תפקידו של הראשון הוא לתמוך באיברים הפנימיים, השני הוא להשתתף בתנועת הגוף.

גוף החוליה התפתח בקבוצות שונות של בעלי חוליות באופן עצמאי מהנוטוקרום. הגוף הגרמי של החוליה מתפתח ברקמת החיבור תחילה כגליל דק. בבעלי חיים בעלי ראש שלם ובעלי נשימה כפולה, גופי החוליה מתפתחים מיד כמשקעים טבעתיים גירניים סביב נוטוקרום.

מבחינה פילוגנטית, שלד החיבור הפנימי מוחלף בסחוס, והסחוס בעצם. במהלך ההתפתחות האונטוגנטית, רצף זה חוזר על עצמו. שינויים נוספים בעמוד השדרה תלויים בהתפתחות השרירים והשלד הצירי במהלך תנועות הגוף. עמוד השדרה של אדם בוגר שומר על עקבות של מסלול ההתפתחות שננקט.

אצל אדם מבוגר, עמוד השדרה מציג מאפיינים אדפטיביים ספציפיים הקשורים למצב האנכי של הגוף. בהליכה זקופה, משקל הראש משפיע על עמוד השדרה, ואזור הפנים הלא מפותח אינו דורש שרירי עורף חזקים. לכן, בליטה עורפית וגבהים ואי סדרים אחרים בגולגולת מפותחים בצורה גרועה אצל בני אדם.

ההבדל במבנה הגפיים העליונות והתחתונות של אדם נובע מההבדל בתפקודי הזרועות והרגליים בקשר להליכה זקופה. הגפיים הקדמיות של בעלי חיים, כמו הגפיים האחוריות, משמשות כתמיכה לגוף כולו והן איברי תנועה, כך שאין הבדל חד במבנה שלהן. עצמות הגפיים הקדמיות והאחוריות של בעלי חיים גדולות ומאסיביות, תנועותיהם מונוטוניות באותה מידה. גפה של בעל חיים אינה מסוגלת כלל לתנועות מגוונות, מהירות וזריזות, האופייניות ליד האדם.

נוכחותם של עקומות בעמוד השדרה האנושי (לורדוזיס צווארית ומותנית, קיפוזיס בית חזה וסקרוקוקסיגאלית) קשורה לשמירה על שיווי משקל ולהזזת מרכז המסה של הגוף למצב אנכי. לבעלי חיים אין עקומות כאלה.

מבחינת מבנה עמוד השדרה (חמישה חלקים, 33-34 חוליות), בני אדם תופסים מקום מסוים בקרב היונקים. החוליות, הממוקמות זו אחר זו, יוצרות שני עמודים - הקדמי, הבנוי על ידי גופי החוליות, והאחורי, הנוצרת על ידי הקשתות והמפרקים הבין-חולייתיים. אצל בני אדם, הראש מאוזן היטב, ואצל יונקים בעלי ארבע רגליים הוא תלוי על ידי רצועות ושרירים המתחילים בעיקר בחוליות הצוואר ובזיזים הקוציים של חוליות בית החזה. אצל בני אדם, החלק הצווארי של עמוד השדרה מורכב מ-7 חוליות. למעט שתי הראשונות, הן מאופיינות בגופים קטנים ונמוכים המתרחבים בהדרגה לכיוון ה-G האחרון. אצל יונקים אחרים, הן מסיביות ביותר ומתקצרות בהדרגה כלפי מטה, דבר הנובע ממיקום הראש. מאפיין של חוליות הצוואר האנושיות הוא הזיזים הקוציים המפוצלים. הבאים שונים מהסוג הכללי של חוליות צוואר: האטלס, שאין לו גוף וזיזים קוציים. מאפיין אופייני של חוליית האפיסטרופיוס _{השביעית} (חוליה צירית) הוא נוכחות של שן המכוונת אנכית כלפי מעלה מגוף החוליה, סביבה, כמו סביב ציר, מסתובב האטלס יחד עם הגולגולת. החוליה הצווארית השביעית מאופיינת בזיז קוצי ארוך ולא מפוצל, הניתן למישוש בקלות דרך העור, ולכן נקראת בולטת. בנוסף, יש לה זיזים רוחביים ארוכים, והפתחים הרוחביים שלה קטנים מאוד.

עמוד השדרה החזי של אדם מורכב מ-12 חוליות. ישנם מקרים של בני אדם עם צלע 13. שנים עשר זוגות צלעות מחברים את כל חלקי שלד בית החזה למערכת קשיחה יחסית, כאשר המשטחים המפרקיים של הצלעות ממוקמים על המשטחים הצדדיים המפרקים של שתי חוליות סמוכות ועל הדיסק הבין-חולייתי. הדיסקים הבין-חולייתיים בעמוד השדרה החזי מכוסים מהצד על ידי מפרקי קוסטו-ורטברלי. היוצא מן הכלל הוא גובה החוליה ה-12, ולפעמים גם ה-11, שם המפרק מתרחש לא בגובה הדיסק, אלא ישירות על גוף החוליה. בעמוד השדרה החזי, הדיסקים הבין-חולייתיים רחבים יותר מגופים של חוליות סמוכות ובולטים מעט מעבר לגבולותיהם בחלקים הקדמיים והצדדיים, בעוד שזה לא נצפה בחלק האחורי.

בעמוד השדרה החזי, הזחלים הרוחביים של אדם בוגר מוטים חזק לאחור, ובקשר לכך, הצלעות בולטות לאחור כמעט עד לגובה הזחלים הקוציים. מאפיין מבני זה, כמו גם העלייה כלפי מטה בגופי החוליות, ספציפיים רק לבני אדם ומהווים הסתגלות למצב האנכי. זה לא נצפה אצל בעלי חיים.

מיקום התהליכים המפרקיים אינו זהה בחלקים שונים של עמוד השדרה. בשל מיקומם האלכסוני באזור הצווארי, משקל הראש מתפזר לא רק על הגופים, אלא גם על התהליכים המפרקיים. אצל יונקים, באזור הצווארי, הם ממוקמים רחוקים זה מזה ומפותחים בצורה חזקה ביותר, כמו גם גופי חוליות הצוואר. אצל בני אדם, באזורי בית החזה והמותניים, התהליכים המפרקיים ממוקמים במישורים הקדמיים והסגיטליים, בהתאמה. במקרה זה, משקל החלקים שמעליה מתפזר בעיקר על גופי החוליות, מה שתורם לעלייה במסתן.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]