Управляемая костно-мышечная система

Позвоночные животные, в том числе земноводные, для передвижения в пространстве, а также движения отдельных частей тела и органов наделены превосходно укомплектованной всем необходимым, управляемой и четко координируемой костно-мышечной системой. Такой сложный опорно-двигательный аппарат представляет собой единый комплекс, состоящий из костей, суставов, связок, мышц, их нервных образований, анализаторов и т.п. Многочисленные звенья подвижно соединены в суставах, поэтому допускают поворот одного звена относительно другого, причем осей поворота может быть до трех. Соответственно, они обладают одной, двумя и тремя степенями свободы и придают телу высокую подвижность, гибкость и маневренность.

Прочную основу тела и защиту организма от повреждений осуществляет скелет. К его костям прикрепляются поперечно-полосатые мышцы, которые, благодаря целесообразно расположенным в них нервным окончаниям, управляются центральной нервной системой с помощью двигательного анализатора. Согласованная деятельность всей мускулатуры тела позволяет осуществлять многочисленные и разнообразные движения. При передвижении в пространстве (например, ходьба, бег, плаванье, ползанье, прыжки) и даже при стоянии и сидении опора тела требует активного напряжения мускулатуры.

Двигают тело, натягивая «рычаги» костей скелета, поперечно-полосатые мышцы. Они осуществляют внешние движения туловища, головы, конечностей, языка амфибий, в том числе все произвольные поведенческие действия. А гладкие мышцы удерживают внутренние органы и обеспечивают их непроизвольные движения. Они образуют, например, мускулатуру стенок кровеносных сосудов, пронизывают ткани внутренних органов и кожи. Что самое удивительное, все богатство движений живых существ обеспечивается тем единственным, чем наделена мышечная ткань – способностью сокращаться. Происходит это под влиянием электрического или химического раздражителя. А поскольку растягиваться и толкать вперед мышца не «умеет», то должна постоянно работать только с «напарницей». Например, существуют верхняя и нижняя мышцы предплечья. Когда сокращается одна из них – конечность идет вверх, а когда сокращается другая – вниз. Этим обеспечивается сгибание и разгибание, вытягивание и стягивание. Подобные парные мышцы-антагонисты действуют в противоположных направлениях. Они предназначены для создания тончайших синхронизированных комбинаций. И благодаря этому осуществляются самые сложные и точные движения.

Как протекает весь комплекс электрохимических процессов в мышцах при сокращении, ученые не знают. Однако известно, что коэффициент полезного действия мышц гораздо выше, чем этот коэффициент у двигателя внутреннего сгорания. Если бы удалось разобраться в сложном комплексе протекающих в мышцах процессов, системе управления и синхронизации, то был бы шанс создать невиданные по экономичности и своим возможностям двигатели и механизмы. И тогда рукотворные устройства смогли бы хотя бы в какой-то мере приблизиться по своим характеристикам к превосходным показателям мышц животных.


Пищевые стратегии насекомых
Потребление пищи и воды имеет большое значение для жизнедеятельности животных, в том числе и насекомых. Благодаря малым размерам удовлетворить такие потребности им гораздо проще, чем крупны ...

Кинетическая модель механизма компенсированного распада углеводородов на платине
Исследования химии углерода получили в последние годы мощный импульс в связи с открытиями в области материаловедения. А c точки зрения катализа до сих пор остаются актуальными проблемы пони ...

Земноводные. Социальный поведенческий комплекс
Существует еще один вид сложного поведения животных – это социальное (внутривидовое и межвидовое) поведение. Несмотря на то, что земноводным в основном свойственен «индивидуализм», для опре ...