Exoskeleton

En Exoskelet er den eksterne skelet, der støtter og beskytter et dyrs krop, i modsætning til det indre skelet, for eksempel et menneske. I populær skik, er nogle af de større slags exoskeletons kendt som "skaller". Eksempler på Exoskeleton dyr omfatter insekter som græshopper og kakerlakker, og krebsdyr såsom krabber og hummere. Skallerne fra de forskellige grupper af afskallede bløddyr, herunder snegle, muslinger, brosme skaller, chitons og Nautilus, er også exoskeletons.

Nogle dyr, såsom skildpadden, har både en endoskelet og et ydre skelet.

Rolle exoskeleton

Exoskeletons indeholder stive og modstandsdygtige komponenter, der opfylder et sæt af funktionelle roller herunder beskyttelse, udskillelse, sensing, støtte, fodring og virker som en barriere mod udtørring i terrestriske organismer. Exoskeletons har en rolle i forsvar mod skadedyr og rovdyr, support og i at yde en vedhæftet fil rammer for muskulatur.

Exoskeletons indeholder kitin; tilsætning af calciumcarbonat gør dem hårdere og stærkere.

Ingrowths af leddyr exoskeleton kendt som apodemes tjener som bindingssteder for muskler. Disse strukturer er sammensat af chitin, og er cirka 6 gange så stærk og dobbelt så stiv som hvirveldyr sener. Svarende til sener, kan apodemes strække til at lagre elastisk energi til spring, især i græshopper.

Mangfoldighed

Mange forskellige arter producerer exoskeletons, som er sammensat af en række materialer. Bone, er brusk eller dentin anvendes i Ostracoderm fisk og skildpadder. Chitin former exoskelettet i leddyr herunder insekter, spindlere såsom edderkopper, krebsdyr såsom krabber og hummere, og i nogle svampe og bakterier. Calciumcarbonater udgør skaller af bløddyr, brachiopoder, og nogle rør-bygning polychaete orme. Silica danner exoskeleton i de mikroskopiske kiselalger og radiolaria. En art af bløddyr, skællet-fods havsnegle, selv gør brug af jernsulfider greigite og pyrit.

Nogle organismer, såsom nogle foraminiferer, agglutinere exoskeletons ved at stikke korn af sand og skallen til deres ydre. I modsætning til en almindelig misforståelse, behøver pighuder ikke i besiddelse af en ydre skelet, som deres test altid er indeholdt i et lag af levende væv.

Exoskeletons har udviklet sig uafhængigt mange gange; 18 slægter udviklet forkalkede exoskeletons alene. Endvidere har andre slægter produceret hårde ydre overtræk svarende til en ydre skelet, såsom nogle pattedyr og krybdyr.

Vækst i en Exoskeleton

Da exoskeletons er stive, de præsenterer nogle grænser for vækst. Organismer med åbne skaller kan vokse ved at tilføje nyt materiale til åbningen af ​​deres skal, som det er tilfældet i snegle, muslinger og andre molluscans. En sand Exoskeleton, ligesom der findes i leddyr skal kaste, når det er vokset fra. En ny Exoskelet produceres under den gamle. Som den gamle afstødes, den nye skelet er blød og bøjelig. Dyret vil pumpe sig selv op til at udvide den nye shell til maksimal størrelse, så lad det hærde. Når skallen er indstillet, kan den tomme plads inde i nye skelet fyldes op, som dyret spiser. Manglende kaste exoskeleton engang vokset kan resultere i dyret blive kvalt i sin egen skal, og vil stoppe subadults fra at nå modenhed, hvilket forhindrer dem i at reproducere. Dette er mekanismen bag nogle insekt pesticider, som azadirachtin.

Paleontological betydning

Exoskeletons, som hårde dele af organismer, er meget nyttige i at hjælpe konservering af organismer, hvis bløde dele som regel rådne, før de kan forstenede. Mineraliserede exoskeletons kan bevares "som er", som shell fragmenter, for eksempel. Besiddelse af en ydre skelet tillader også et par andre ruter til fossilstadiet. For eksempel kan den hårde lag modstå komprimering, tillader en form af organismen, der skal dannes under skelettet, som senere kan forfald. Alternativt kan undtagelsesvis konservering resultere i chitin væsen mineraliseret, som i Burgess Shale eller omdannes til resistente polymer keratin, som kan modstå forfald og udvindes.

Men vores afhængighed af forstenede skeletter også væsentligt begrænser vores forståelse af evolution. Kun de dele af organismer, der allerede var mineraliseret normalt bevaret, såsom skaller af bløddyr. Det hjælper, at exoskeletons ofte indeholder "muskel ar", mærker, hvor musklerne er blevet knyttet til ydre skelet, som kan tillade genopbygningen af ​​meget af en organismes indre dele fra sin Exoskeleton alene. Den mest markante begrænsning er, at, selv om der er 30-plus phyla af levende dyr, to tredjedele af disse phyla er aldrig blevet fundet som fossiler, fordi de fleste dyrearter er bløde og rørige og forfald, før de kan blive forstenet.

Mineraliserede skeletter først vises i fossile record kort før bunden af ​​den kambriske periode, 550 millioner år siden. Udviklingen af ​​en mineraliseret Exoskelet ses af nogle som et muligt drivkraft for den kambriske eksplosion af dyreliv, hvilket resulterer i en spredning af aggressiv og defensive taktikker. Men nogle prækambriske organismer producerede hårde ydre skaller, mens andre, såsom Cloudina, havde en forkalket Exoskelet. Nogle Cloudina skaller endda vise tegn på predation, i form af boringer.

Evolution

I det hele taget, den fossile record kun indeholder mineraliserede exoskeletons, da disse er langt de mest holdbare. Da de fleste slægter med exoskeletons menes at have startet ud med en ikke-mineraliseret exoskeleton som de senere mineraliseret, dette gør det vanskeligt at udtale sig om den meget tidlige udvikling af hver slægt s Exoskeleton. Vi ved, at i en meget kort med tiden lige før Cambrian periode exoskeletons fremstillet af forskellige materialer - silica, calciumphosphat, calcit, aragonit, og endda sammenlimede mineralske flager - sprang op i en række forskellige miljøer. De fleste slægter vedtaget i form af calciumcarbonat, der var stabil i havet på det tidspunkt, de første mineraliseret, og ikke ændre sig fra dette mineral morph - selv når det blev den mindre gunstige.

Nogle prækambriske organismer producerede hårde, men ikke-mineraliserede ydre skaller, mens andre, såsom Cloudina, havde en forkalket exoskeleton, men mineraliserede skeletter ikke blevet almindelig indtil begyndelsen af ​​den kambriske periode, med fremkomsten af ​​de "små Shelly fauna". Lige efter bunden af ​​Kambrium, disse miniature fossiler bliver varieret og rigelig - denne pludselige kan være en illusion, da de kemiske betingelser, som bevarede de små shellies optrådte samtidigt. De fleste andre shell danner organismer vises under den kambriske periode, med bryozoer er den eneste forkalkning phylum vises senere, i Ordovicium. Den pludselige udseende skaller er blevet knyttet til en ændring i havet kemi, hvilket gjorde calciumforbindelser som skallerne er konstrueret stabilt nok til at blive udfældet i en skal. Men dette er usandsynligt, at være en tilstrækkelig grund, som den vigtigste byggeomkostninger skaller er at skabe de proteiner og polysaccharider, der kræves for skallen er sammensatte struktur, ikke i udfældning af de mineralske komponenter. Skeletonisation optrådte også på næsten samme tid, som dyrene begyndte gravende at undgå predation, og en af ​​de tidligste exoskeletons var lavet af sammenlimede mineralske flager, hvilket antyder, at skeletonisation blev ligeledes en reaktion på øget pres fra rovdyr.

Ocean kemi kan også styre hvilke mineralske skaller er konstrueret af. Calciumcarbonat har to former, den stabile calcit og aragonit metastabile, som er stabil inden for et rimeligt række kemiske miljøer, men hurtigt bliver ustabil uden for dette område. Når havene indeholder en relativ høj andel af magnesium i forhold til calcium, aragonit er mere stabil, men som magnesiumkoncentrationen falder, bliver det mindre stabile, og dermed sværere at inkorporere en ydre skelet, som det vil have tendens til at opløse.

Med undtagelse af bløddyr, hvis skaller omfatter ofte begge former, de fleste slægter bruge bare én form af mineralet. Den anvendte form synes at afspejle havvand kemi - og dermed hvilken form blev lettere udfældet - på det tidspunkt, at den slægt først udviklede en forkalket skelet, og ændrer ikke derefter. Men den relative forekomst af calcite- og aragonite-hjælp afstamninger afvige efterfølgende havvand kemi - magnesium / kalcium forholdet havene synes at have en ubetydelig indvirkning på organismer succes, der i stedet styres hovedsageligt af hvor godt de komme sig masseudryddelser. En nyligt opdaget moderne havsnegle, der lever nær oceangående hydrotermiske væld illustrerer indflydelsen af ​​både gamle og moderne lokale kemiske miljøer: dens skal er lavet af aragonit, som findes i nogle af de tidligste fossile bløddyr; men det har også panserplader på siderne af foden, og disse er mineraliseret med jernsulfider pyrit og greigite, der aldrig før var blevet fundet i nogen metazo, men hvis bestanddele udledes i store mængder af ventilationsåbningerne.

  0   0
Forrige artikel Adam Jahn
Næste artikel Fernando Colomo

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha