Значение скелета для человека. Особенности скелета

Скелетные ткани.

(см. лекцию 7-11 – соединительная ткань: хрящевая и костная ткань)

КОСТНАЯ ТКАНЬ – вид соединительной ткани, состоящая из клеток и плотного межклеточного вещества, содержащего соли кальция и белки (гл.обр. коллаген) и обеспечивающего ее твердость и эластичность.

МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КОСТИ

Рис. СТРОЕНИЕ ТРУБЧАТОЙ КОСТИ

Губчатое вещество - вещество кости состоящее из перемычек и балок (трабекул), образующих многочисленные ячейки.

Трабекулы пересекаются в разных направлениях, их расположение соответствует направлению сил сжатия и растяжения, действующих на кость. Промежутки между трабекулами заполнены красным костным мозгом.

Губчатое вещество находится в диафизах трубчатых костей, в коротких губчатых и плоских костях.

ЭПИФИЗ - головка трубчатой кости. Заполнен губчатым веществом, в котором красный костный мозг.

ДИАФИЗ - образует тело трубчатой кости из компактного вещества. Внутри костномозговая полость с желтым костным мозгом.

МЕТАФИЗ - участок кости между диафизом и эпифизом.

АПОФИЗ - место прикрепления мышц и сухожилий.

КРАСНЫЙ КОСТЫЙ МОЗГ - его клетки выполняют кроветворную функцию.

ЖЕЛТЫЙ КОСТНЫЙ МОЗГ - из жировой и кроветворной соединительной ткани.

РОСТ КОСТЕЙ

Регулирует соматотропный гормон, паратгормон, тиреокальцитонин.

Недостаток витамина А и D уменьшает прочность кости.

· В толщину кость растет за счет внутреннего слоя клеток надкостницы – остеобластов. Одновременно с нарастанием снаружи костное вещество разрушается остеокластами изнутри кости. Эта же система работает и при переломах.

· Рост кости в длину за счет хрящевых прослоек между диафизом и эпифизом. Полное окостенение к 20-25 годам.

Замена старого костного вещества новым идет всю жизнь. Костное вещество перестраивается под влиянием нагрузки. Чем больше нагрузка, тем прочнее костное вещество.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КОСТЕЙ:

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА (30%)

Оссеин и коллагеновые волокна - это органические вещества кости придающие гибкость и упругость.

ОПЫТ, ДОКАЗЫВАЮЩИЙ ИХ НАЛИЧИЕ :

При погружении кости в соляную кислоту удаляются соли кальция и кость становится настолько гибкой, что ее можно завязать в узел;

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА (70%)

Гидроксиапатиты, карбонаты и фосфаты кальция, натрия, магния, калия, хлор, фтор.

ОПЫТ, ДОКАЗЫВАЮЩИЙ ИХ НАЛИЧИЕ:

При прокаливании кости сгорают органические вещества и распадаются на твердые частицы, которые придавали кости твердость.

ТИПЫ КОСТЕЙ

Губчатые кости - из губчатого вещества покрытого компактным (рёбра, грудина, кости запястья, предплюсны).

Плоские кости - из 2х пластинок компактного вещества, между которым губчатое (крыша черепа, пояса конечностей).

Смешанные кости - имеют сложную форму и состоят из нескольких частей разного строения (позвонки, кости основания черепа).

Воздухоносные кости - имеют в своём теле полость, выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухом (лобная, клиновидная, решетчатая, верхняя челюсть).

Трубчатые кости - кости тех отделов скелета, где совершаются движения с наибольшей амплитудой (конечности). Например, длинные (плечо, предплечье, бедро, голень); короткие (пясти, плюсны, фаланги пальцев).

СОЕДИНЕНИЕ КОСТЕЙ:

· ПРЕРЫВИСТОЕ

СУСТАВ (подвижное) - прерывистое соединение костей из следующих элементов: суставных поверхностей, суставных хрящей, суставной капсулы (сумки), суставной полости (здесь давление ниже атмосферного), суставной жидкости.

Прочность суставов обеспечивает :

плотная суставная сумка, связки,
отрицательное давление в суставной сумке и ее герметичность.

Подвижность суставов обеспечивает:

форма соединения костей,
малое трение из-за суставных хрящей, суставной жидкости.

НЕПРЕРЫВНОЕ :

ШВЫ (неподвижное) - непрерывное соединение краёв костей крыши черепа прослойками соединительной ткани.

ПОЛУСУСТАВЫ (симфизы) (частично подвижное) - хрящевые соединения между позвонками и лобковыми костями.

СКЕЛЕТ ЧЕЛОВЕКА

1 . череп. 2 . ключица и лопатка. 3. грудина и ребра. 4 . плечо - плечевая кость. 5. лучевая и 6 . локтевая кости предплечья. 7 . позвоночник 8 . таз. 9 . крестец. 10 . бедро - бедренная кость. 11. большая и 12. малая берцовые кости голени. 13 . стопа. 14. кисть.

Отдел скелета	Строение отдела
Осевой скелет – скелет головы и туловища: 1. Череп – скелет головы	Мозговой череп- вместилище для мозга. Лицевой череп - костная основа лица, вместилище органов чувств. Череп из 23 костей -8 парных, 7- непарных МОЗГОВОЙ ЧЕРЕП. 1. Парные кости – височные и теменные. 2. Непарные кости – лобная, затылочная, клиновидная и решетчатая. ЛИЦЕВОЙ ЧЕРЕП. 1. Парные кости – слезные, носовые, скуловые, небные, верхняя челюсть. 2. Непарные кости – нижняя челюсть, подъязычная, сошник.
2.Скелет туловища – грудная клетка и позвоночник.	Позвоночник -осевой скелет позвоночных и человека. Состоит из: 7-шейных позвонков (первый - АТЛАНТ, второй - ОСЕВОЙ ), 12-грудных, 5-поясничных, 5-крестцовых (срослись), 4-5-копчиковых позвонков (срослись - рудимент хвоста). Позвоночник делает 4 изгиба: 1. шейный, 2. грудной, 3. поясничный, 4. крестцовый. Лордоз - изгиб позвоночника вперед (шейный, поясничный). Кифоз - изгиб позвоночника назад (грудной, крестцовый). СТРОЕНИЕ ПОЗВОНКА 1. дуга позвонка, 2. поперечный отросток, 3. позвоночное отверстие. 4. верхний суставной отросток. 5. реберные ямки. 6. остистый отросток. 7. тело позвонка Грудная клетка – совокупность грудных позвонков, ребер и грудины, образующая прочную опору для плечевого пояса. ГРУДИНА= рукоятка + тело + мечевидный отросток. Истинные ребра- через хрящ соединяются с грудиной их 7 пар. Ложные ребра- соединяются хрящами с выше расположенными, это 8, 9, 10 пары рёбер. Колеблющиеся - не соединяются с грудиной, это 11, 12пары.
Добавочный скелет – скелет конечностей и их поясов. 1. Пояса конечностей - кости крепящие конечность к скелету (плечевой и тазовый).	Плечевой пояс - 2 ключицы+2 лопатки Тазовый пояс - 2 тазовые кости, каждая из которых состоит из подвздошной, седалищной, лобковой.
2.Скелет конечностей: А) скелет свободной верхней конечности Б) скелет свободной нижний окнечности	А) плечо (плечевая кость), предплечье (лучевая и локтевая кости), кисти (запястье, пясть, фаланги пальцев). Б) бедро (бедренная кость), голень (большая и малая берцовая кости), стопа (предплюсна, плюсна, фаланги пальцев), а самые большие кости стопы - пяточная и таранная.

Особенности скелета, связанные с прямохождением и трудом.

Скелет человека приспособлен:

к прямохождению:

S – образные изгибы позвоночника – пружинит и смягчает толчки;
Прикрепление черепа к позвоночнику вблизи от его центра тяжести;
Широкий таз прочно связан с крестцом;
Грудная клетка плоская, расширена в стороны;
Массивные кости нижних конечностей;
Сводчатая стопа пружинит и смягчает толчки;

к трудовой деятельности:

· подвижный плечевой пояс;

· способность лучевой кости двигаться вокруг локтевой и вращать кисть;

· противопоставление большого пальца остальным пальцам кисти;

развитие мозга и речи:

· привело к преобладанию мозгового черепа над лицевым;

· уменьшению челюстного аппарата и развитию подбородочного выступа. К которому крепятся мышцы, участвующие в речи

МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА

Миология - наука о мышцах, их строении, происхождении, функциях.

Мышцы - органы тела, состоящие из мышечной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов.

Мышечная система - совокупность мышц, обеспечивающая движение, равновесие, дыхательные движения, транспортировку пищи, крови, мимику, формирование речи.

МЫШЕЧНАЯ ТКАНЬ - основа мышц, осуществляет их сократительную функцию, за счет особых сократительных структур. Обладает сократимостью и возбудимостью. Различают гладкую, поперечнополосатую, сердечную.

(см. лекцию 7-11: строение мышечной ткани и ее виды)

Опорно-двигательная система выполняет в организме важнейшие функции. Это перемещение тела в пространстве и поддержание его формы, защита внутренних органов от механических повреждений, а также их поддержание в определенном положении. Значение скелета для человека также велико. Это основа, без которой опора и движение невозможно.

Биология: скелет и особенности его строения

Основу опорно-двигательной системы составляет совокупность костей - скелет. У человека он состоит из нескольких частей: череп, туловище, пояса и их свободные конечности. Строение их составных частей обусловлено вертикальным расположением организма в пространстве. Рассмотрим их подробнее.

Способы соединения костей

В зависимости от выполняемых функций кости соединяются по-разному. Неподвижное соединение называется швом. Таким способом соединяются все кости черепа. У новорожденного ребенка черепа состоит из хрящевой ткани, которая со временем заменяется на костную. Это необходимо для того, чтобы во время рождения плод мог пройти через достаточно узкие женские половые пути. Благодаря такому строению череп способен изменять свой объем.

При помощи полуподвижного соединения объединяются кости позвоночника человека. Между ними находятся хрящевые прослойки, способные к сжатию и растяжению. Поэтому подвижность позвоночника ограничена. Такое строение имеет свои преимущества: хрящевая ткань смягчает толчки во время резких движений.

Подвижные соединения костей называется суставами. Основное значение скелета для человека заключается в обеспечении двигательной активности. Эту функцию обеспечивают именно они. Каждый сустав состоит из двух головок, покрытых хрящом. Снаружи эта структура дополнительно защищена суставной сумкой, к которой прикрепляются связки и мышцы. Она также выделяет в полость особую жидкость, уменьшающую процесс трения.

Локтевой сустав способен двигаться только в одном направлении, коленный - в двух. Это признак, положенный в основу их классификации. В зависимости от количества направлений движения различают одно -, двух -, трехосевые суставы. Примером последнего является тазобедренный.

Череп

Скелет головы представлен неподвижно соединенными костями. И только нижняя челюсть способна к движению, благодаря чему мы поглощаем пищу и разговариваем.

Еще одно значение скелета для человека - защита. Кости черепа оберегают головной мозг от механических повреждений.

Эта часть скелета человека состоит из двух частей: лицевой и мозговой. Они, в свою очередь, состоят из парных и одиночных костей. Например, самыми крупными составными частями лицевого отдела являются скуловые и верхнечелюстные. Всего же их общее количество насчитывает 15 костей. Мозговой отдел черепа через отверстие в затылочной части соединяется с каналом позвоночника. В результате становится возможной анатомическая взаимосвязь головного и спинного мозга, которая является необходимым условием для нормального функционирования нервной регуляции организма человека.

Скелет туловища

Он представлен позвоночником и грудной клеткой. Скелет туловища служит основой, к которой прикрепляются пояса и свободные конечности.

Каждый позвонок состоит из тела и отростков, кроме первого из них. Он называется "атлант" и состоит просто из двух дуг. К нему своим крепится эпистрофей - второй по счету. Такое строение обеспечивает повороты головы человека. В целом эта часть скелета состоит из 33-34 позвонков, образуя канал, в полости которого находится спинной мозг.

Строение грудной клетки вполне оправдывает свое название. Она защищает внутренние органы от ударов и деформации. Она состоит из плоской кости грудины, 12 пар ребер, которые крепятся к грудному отделу позвоночника.

Скелет поясов

Для чего носят пояс? Чтобы удерживать одежду. Так ответит каждый. Точно так же и пояс конечностей, который обеспечивает важное значение скелета. Человека невозможно представить без движения. К костям поясов крепятся кости свободных конечностей.

Верхние - ключицы и лопатки. К относят тазовые и крестцовую кости. Первые образуют полусустав, называемый Крестец состоит из 5-ти костей, сросшихся в одну.

Верхние свободные конечности

Состоят из 3-х частей: плечо, предплечье и кисть. Они соединены подвижно, образуя суставы. К лопатке крепится плечевая кость. Предплечье образовано сразу двумя костями: локтевой и лучевой. В кисти, в свою очередь, различают запястье, пястье и фаланги пальцев.

Нижние свободные конечности

В этой части выделяют бедро, голень и стопу. Строение их аналогично верхним конечностям. К прикрепляется бедренная кость - самая длинная в организме человека. Голень состоит из большой и А стопа - из предплюсны, плюсны и фалангов пальцев.

Скелет и прямохождение

Какое значение скелета для человека и его жизнедеятельности, мы выяснили. Но существует еще один важный аспект. Все особенности скелета человека связаны с его горизонтальным положением в пространстве.

Таблица "Скелет человека и черты его строения в связи с прямохождением" наглядно это демонстрирует.

Часть скелета	Особенности строения
Череп	Мозговая часть развита больше, чем лицевая.
Грудная клетка	Сплюснута в спинно-брюшном направлении, расширена в стороны.
Позвоночник	Образует несколько изгибов, которые смягчают толчки во время движения и действуют как амортизаторы при ходьбе.
Верхние конечности	Большой палец кисти противопоставлен остальным, что связано со способностью человека к труду.
Нижние конечности	Тазовые кости расширены, образуя своеобразную чашу, помогающую удерживать тело в горизонтальном положении. Стопа сводчатая, строение которой позволяет облегчить толчки при ходьбе, прыжков и бега.

Уменьшение лицевой части черепа связано с увеличением объема головного мозга человека. На его развитие повлияло развитие речи и абстрактного мышления.

Антропология - наука о происхождении человека, утверждает, что он является результатом эволюционных процессов. Один из их движущих факторов - естественный отбор. Его суть заключается в том, что в результате выживали особи, способные изготовить простейшие орудия труда и работать ими. Это возможно только при условии особого строения кисти. Грудная клетка у животных вытянута книзу. Передвигаться на двух ногах таким организмам достаточно сложно.

Таким образом, скелет человека имеет все черты, необходимые для пряхождения, обеспечивая способность к изменению положения отдельных частей и всего тела в пространстве.

1. Особенности скелета, свойственные только человеку
А) наличие ключиц
Б) наличие подбородочного выступа
В) облегчение массы костей верхних конечностей
Г) наличие пятипалых конечностей
Д) S-образная форма позвоночного столба
Е) сводчатая стопа

Ответ

2. В связи с прямохождением у человека
А) освобождаются верхние конечности
Б) стопа приобретает сводчатую форму
В) большой палец руки противостоит остальным
Г) таз расширяется, его кости срастаются
Д) мозговой отдел черепа меньше лицевого
Е) уменьшается волосяной покров

Ответ

3. Скелет человека в отличие от скелета млекопитающих животных имеет
A) прямой позвоночник без изгибов
Б) грудную клетку, сжатую в спинно-брюшном направлении
B) грудную клетку, сжатую с боков
Г) позвоночник S-образной формы
Д) сводчатую стопу
Е) массивный лицевой отдел черепа

Ответ

4. В чем состоит сходство скелета человека и скелетов млекопитающих животных?
А) позвоночник имеет пять отделов
Б) стопа имеет свод
B) мозговой отдел черепа больше лицевого
Г) имеются парные суставные конечности
Д) в шейном отделе семь позвонков
Е) форма позвоночника S-образная

Ответ

5. У человека в отличие от млекопитающих животных
A) тело расположено вертикально
Б) позвоночник не имеет изгибов
B) позвоночник образует четыре плавных изгиба
Г) грудная клетка расширена в стороны
Д) грудная клетка сжата с боков
Е) лицевой отдел черепа преобладает над мозговым

Ответ

6. Человек, в отличие от животных
A) влияет на среду обитания в процессе жизнедеятельности
Б) имеет S-образный позвоночник
B) образует различные популяции
Г) имеет первую сигнальную систему
Д) обладает второй сигнальной системой
Е) создает и использует орудия труда

Ответ

7. Какие признаки млекопитающих НЕ характерны для человека?
A) наличие диафрагмы
Б) наличие подшерстка
B) наличие семи шейных позвонков
Г) хвостовой отдел тела
Д) подвижная ушная раковина
Е) альвеолярное легкое

Ответ

8. Человек в отличие от животных
A) имеет кору больших полушарий
Б) образует различные природные популяции
B) обладает второй сигнальной системой
Г) может создавать искусственную среду обитания
Д) имеет первую сигнальную систему
Е) может создавать и использовать орудия труда

Ответ

Опорно-двигательная система состоит из скелета и м ышц . Она позволяет человеку совершать различные движения, а также защищает внутренние органы от повреждения. Скелет определяет форму тела, к нему прикрепляются мышцы. В организме человека насчитывается более 220 костей, образующих скелет головы, туловища, верхних и нижних конечностей и их поясов. У мужчин масса костей скелета составляет 18 % от массы тела, а у женщин - 16 %.

Соединение костей в скелете подразделяется на три типа: неподвижное, полуподвижное и подвижное. Неподвижное соединение представлено костями черепа, полуподвижное - соединением позвонков или рёбер с грудиной, осуществляющимися с помощью хрящей и связок. Наконец, подвижно соединяются суставы. Каждый сустав состоит из суставных поверхностей, сумки и жидкости, находящейся в суставной полости. Суставная жидкость уменьшает трение костей при движении. Суставы чаще всего укреплены связками, которые и ограничивают амплитуду движений.

Скелет человека состоит из костей. Различают длинные (кости плеча, предплечья, бедра, голени), короткие (кости кисти и стопы) и плоские (кости черепа, лопатки) кости. Сверху кости покрыты плотной оболочкой - надкостницей, через мелкие отверстия которой проходят кровеносные сосуды, питающие кость. Благодаря надкостнице обеспечивается рост костей в толщину и срастание костей при переломе. Концы кости покрыты хрящом. За счет деления клеток хряща кость растет в длину. За надкостницей расположено компактное плотное вещество, пропитанное солями кальция, а под ним - губчатое вещество кости, которое состоит из множества перекрещивающихся костных пластинок, придающих им прочность. Длинные трубчатые кости внутри имеют полость, заполненную костным мозгом.

Скелет составляют кости головы (череп), туловища, верхних и нижних конечностей.

Скелет туловища образуют позвоночник и грудная клетка. Позвоночник включает в себя 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 5 крестцовых и 4-5 копчиковых позвонков, в соответствии с которыми и различают пять отделов позвоночника - шейный, грудной, поясничный, крестцовый и копчиковый. Позвоночник человека, в отличие от позвоночника животных, имеет четыре изгиба. Их появление связано с прямохождением и способствует смягчению толчков при ходьбе, беге, прыжках, предохранению внутренних органов и спинного мозга от сотрясений. Каждый позвонок состоит из тела и дуги с несколькими отростками. Внутри позвоночника проходит позвоночный канал, окружающий спинной мозг.

Грудные позвонки, ребра и грудная кость (грудина) образуют грудную клетку, которая находится в верхней части туловища. Грудная клетка защищает от повреждений расположенные в ней сердце и лёгкие. У человека 12 пар плоских дугообразно изогнутых рёбер. Рёбра подвижно сочленены с позвонками сзади, а спереди они (кроме двух пар нижних рёбер) при помощи гибких хрящей соединяются с грудиной, расположенной по средней линии груди. Это позволяет грудной клетке расширяться или сужаться при дыхании.

Скелет верхней конечности (руки), состоит из трёх отделов: плеча, предплечья и кисти. Длинная плечевая кость образует плечо. Две кости - локтевая и лучевая - составляют предплечье. С предплечьем соединяется кисть, состоящая из мелких косточек запястья и пясти, образующих ладонь, и гибких подвижных пальцев (их у человека пять, причём большой палец, в отличие от животных, противопоставлен остальным четырем). При помощи лопаток и ключиц, образующих плечевой пояс, кости руки прикрепляются к костям туловища.

Нижняя конечность (нога) состоит из бедра, голени и стопы. Бедро образовано бедренной костью, которая является самой крупной костью нашего тела. Голень состоит из двух берцовых костей, а стопа - из нескольких костей, самая крупная из которых пяточная. Нижние конечности прикреплены к туловищу с помощью пояса нижних конечностей (тазовых костей). У человека тазовые кости шире и массивнее, чем у животных. Кости конечностей соединяются между собой подвижно при помощи суставов.

Неправильное положение тела длительное время (например, сидение за столом с постоянно наклонённой головой, неправильная поза и т.п.), а также некоторые наследственные причины приводят (особенно в сочетании с плохим питанием и слабым физическим развитием) к нарушению осанки. Нарушение осанки можно предотвратить, выработав правильную посадку за столом, а также занимаясь спортом (плаванием, специальными гимнастическими комплексами). Другим распространённым нарушением скелета является плоскостопие - деформация стопы, возникающая под действием болезней, переломов или длительной перегрузки стопы в период роста организма. При плоскостопии стопа касается пола всей площадью подошвы. В качестве профилактических мер рекомендуется более внимательно подбирать обувь, применять специальный комплекс упражнений для мышц голени и стопы.

В результате действия слишком сильной физической нагрузки на кость может произойти её перелом. Переломы разделяются на открытые (то есть с наличием раны) и закрытые. Три четверти всех переломов возникают на руках и ногах. Признаками перелома являются сильная боль в области травмы, деформация конечности в области перелома и нарушение её функции. При подозрении на перелом травмированному человеку нужно оказать первую помощь: остановить кровотечение, прикрыть место перелома стерильным бинтом (в случае открытого перелома), обеспечить неподвижность травмированного места, наложив шину (какой-либо жёсткий предмет, который привязывают к конечности выше и ниже места перелома так, чтобы обездвижить и повреждённую кость, и оба сустава) и доставить больного в медицинское учреждение. Там методами рентгенодиагностики локализуется место перелома и определяется, смещены ли обломки. Затем обломки кости совмещают (ни в коем случае не стоит это делать самостоятельно) и накладывают гипсовую повязку, обеспечивая сращивание кости. Менее тяжёлой травмой является ушиб (повреждение мышц при ударе, часто сопровождающееся подкожным кровоизлиянием). Местное применение холода (повязка со льдом, струя холодной воды) позволяет уменьшить боль при небольших ушибах.

Вывихом называется стойкое смещение суставных концов костей, что вызывает нарушение функции сустава. Не пытайтесь вправить вывих самостоятельно; это может вызвать дополнительную травму. Необходимо обездвижить повреждённый сустав и приложить к нему холод; согревающие компрессы в этом случае противопоказаны. Затем пострадавшего необходимо срочно передать врачу.

Станислав Владимирович Дробышевский

Научный редактор АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ, к.б.н., доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ им. Ломоносова

Достающее звено

Специально для портала "Антропогенез.РУ".
Авторский проект С.Дробышевского. Электронная книга даст читателям базовую информацию о том, что известно современной науке о древней родословной человека.

Его комплекс определяется следующими основными признаками.

Расположение большого затылочного отверстия: слева направо — горилла, сахелянтроп, австралопитек африканский, Homo ergaster, современный человек.

http://warrax.net/85/m1.html

Слево направо — таз: человек, австралопитек афарский, ардипитек рамидус, шимпанзе.

Положение большого затылочного отверстия – у прямоходящих находится в центре длины основания черепа, открывается вниз; у четвероногих – в задней части основания черепа, повернуто назад. Соответственно, основание черепа укорочено у двуногих и удлинено у четвероногих. Вариант промежуточного типа известен уже у Sahelanthropus tchadensis около 6-7 млн. лет назад, а типичный для прямохождения – у Ardipithecusramidusramidus 3,9-4,4 млн. лет назад.

Строение таза – у прямоходящих таз широкий и низкий; у четвероногих таз узкий, высокий и длинный. Промежуточный вариант обнаруживается у Ardipithecus ramidus 4,4 млн. лет назад. Бипедальный вариант известен, начиная с Australopithecus afarensis3,2 млн. лет назад.

Строение длинных костей ног – у прямоходящих ноги длинные, тазобедренные суставы сильно разведены друг от друга вследствие большой ширины таза, а колени сведены вместе, так что бедренные кости при взгляде спереди наклонены, а кости голени вертикальны, стопы сближены, при взгляде сбоку колени выпрямлены; у четвероногих приматов руки длиннее ног, колени разведены в стороны "колесом" и всегда полусогнуты, стопы разнесены друг от друга, так что при двуногом хождении обезьяна двигается очень неуклюже, враскачку, компенсируя неустойчивость сильными боковыми колебаниями туловища. Обоим вариантам соответствуют определённые характерные формы коленных и голеностопных суставов. Бипедальное строение бедренных костей известно, начиная с Orrorin tugenensis6,2 млн. лет назад.

Стопа Homo habilis.
Палеонтологический музей, Москва.
Фото: А. Соколов

Строение стопы – у прямоходящих выражены продольный и поперечный своды (подъёмы) стопы, пальцы прямые, короткие, большой палец не отведён в сторону и малоподвижен; у четвероногих стопа плоская, пальцы длинные, изогнутые, подвижные, большой палец имеет хватательную функцию, может сильно отводиться в сторону, что имеет отражение в большей длине его мышц и характерной форме суставов. У Ardipithecus ramidus 4,4 млн. лет назад присутствуют своды стопы, но пальцы длинные и изогнутые, а большой палец способен отводиться далеко в сторону. В стопеAustralopithecus anamensis 4,1 млн. лет назад, судя по строению большой берцовой кости, большой палец был малоподвижен. УAustralopithecus afarensis 2,5-3,9 млн. лет назад cводы стопы хорошо выражены,большой палец мог слегка противопоставляться другим, но намного слабее, чем у современных обезьян, отпечаток ноги был почти как у современного человека. В стопе Australopithecus africanusи Paranthropus robustusбольшой палец был сильно отведён от других, пальцы были очень подвижные, строение промежуточное между обезьянами и человеком.

Особенности прямохождения

У всех австралопитеков пальцы стопы были достаточно длинные и изогнутые. У Homo habilisстопа уплощённая, без выраженного свода, но пальцы прямые, короткие, абольшой палец полностью приведён к остальным.

Строение рук – у полностью прямоходящих гоминид руки не приспособлены к хождению по земле или лазанию по деревьям, руки короткие, фаланги пальцев прямые; у разных приматов имеются многочисленные морфологические адаптации к цеплянию за ветви (включая варианты с редукцией большого или других пальцев, или со срастанием пальцев в единый "крючок"), а у высших человекообразных – к хождению по земле с опорой на фаланги согнутых пальцев (включая особую скошенность суставной поверхности лучевой кости). Черты приспособления к хождению по земле или лазанию по деревьям есть у австралопитековOrrorintugenensis, Ardipithecuskadabba, Ardipithecusramidus, Australopithecusanamensis, Australopithecusafarensis, Australopithecusafricanus, Paranthropusrobustus и даже Homohabilis. В частности, не исключено, что Australopithecusanamensis часто передвигались на четвереньках с опорой на фаланги согнутых пальцев.

Строение позвоночника – у прямоходящих позвоночник ориентирован вертикально и имеет характерные изгибы – лордозы вперёд и кифозы назад, размеры позвонков закономерно увеличиваются сверху-вниз, крестец широкий и короткий; у четвероногих нет шейного и поясничного лордозов, а размеры позвонков различаются не столь закономерно, крестец узкий и длинный. У австралопитеков Australopithecusafarensis и Australopithecusafricanus изгибы, вероятно, были как у современного человека, но некоторые детали строения позвонков (например, вытянутость тела позвонков спереди-назад) сближают их с обезьянами. Строение крестца у известных австралопитеков – начиная с Ardipithecusramidus и Australopithecusafarensis – типично гоминидное.

Назад: Что отличает нас от обезьян? Уникальные признаки человека

Задания уровня А.

Выберите один правильный ответ из четырех предложенных.

А1. О принадлежности человека к классу Млекопитающие свидетельствует

4) волосяной покров и живорождение

А2. Человека относят к отряду

2) Приматы

А3. Рудимент человека

1) аппендикс

А4. Прародина человека

4) Восточная Африка

А5. Анатомический признак человека, связанный с прямохождением

2) пружинная стопа

А6. Для эволюции человека характерно

3) единство действия биологических и социальных факторов

А7. Общим предком человекообразных обезьян и человека является

3) дриопитек

А8. К современному человеку относится

3) кроманьонец

А9. К древнейшим людям относится

3) австралопитек

А10. Биологическим фактором эволюции человека является

4) естественный отбор

А11. Предком человека является

4) ни одна из перечисленных обезьян

А12. Человека отличается от всех других животных

3) наличием второй сигнальной системы

Задания уровня В.

Выберите три правильных ответа из шести предложенных.

II. Новый материал

Приспособления к древесному образу жизни у предковых приматов и современных человекообразных обезьян

2) все конечности имеют по пять пальцев

4) сильное развитие двигательных отделов мозга

6) сильное развитие плечевого пояса

В2. Отличительные черты человека (по сравнению с человекообразными обезьянами)

1) подбородочный выступ на нижней челюсти

2) стопа с сильное развитым большим пальцем, имеющего своды

4) относительно сильное развитие мозгового черепа

В3. Данные сравнительной эмбриологии, доказывающие животное происхождение человека

2) червеобразный отросток слепой кишки

3) двухкамерное сердце у двухнедельного эмбриона

Установите соответствие между содержанием первого и второго столбцов.

В4. Установите соответствие между признаками человека и систематической группой, для которой они характерны.

А) потовые и сальное железы кожи

Б) нервная трубка на спинной стороне тела

В) сердце на брюшной стороне тела

Г) наличие ключицы

Д) бехъядерные эритроциты

Е) расширенные конечные фаланги пальцев с ногтями

СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ГРУППА

1) признаки, свидетельствующие о принадлежности человека к типу Хордовые

2) призаки, свидетельствующие о принадлежности человека к классу Млекопитающие

3) признаки, свидетельствующие о принадлежности человека к отряду Приматы

В5. Установите соответствие между признаками и группой, к которой они относятся.

ПРИЗНАКИ

А) копчик

Б) остатки мигательной перепонки глаза

В) лишние поры молочных желез

Г) червеобразный отросток слепой кишки

Д) сплошной волосяной покров на лице

Е) мышцы ушной раковины

1) рудиментарные органы

2) атавизмы

В6. Установите соответствие между факторами исторического развития человека и группой, к которой они относятся.

А) мутационная изменчивость

Б) трудовая деятельность

В) естественный отбор

Г) изоляция

Д) дрейф генов

Е) общественный образ жизни

1) биологические факторы

2) социальные факторы

В7. Установите соответствие между признаками и расами, для которых они характерны.

ПРИЗНАКИ

А) эпикантус

Б) курчавые волосы

В) узкий разрез глаз

Г) неширокий, сильно выступающий нос

Д) широкие скулы

Е) толстые губы

1) австрало-негроидная

2) многолоидная

3) европеоидная

Установите правильную последовательность биологический процессов, явлений, практический действий.

В8. Установите последовательность этапов появления и эволюции человека, начиная с наиболее древнего.

А) питекантроп

Б) кроманьонец

В) дриопитек

Г) австралопитек

Д) неандерталец

В9. Определите систематическое положение человека как биологического вида, расположив таксоны в необходимой последовательности, начиная с вида.

А) члеовек

Б) приматы

В) человек разумный

Г) млекопитающие

Е) позвоночные

Ж) плацентраные

З) хордовые

Особенности прямохождения

В процессе эволюции человека постепенно сформировались признаки прямохождения: сбалансированная посадка головы, S-образный позвоночник, сводчатая стопа, широкий таз, широкая и плоская грудная клетка, массивные кости нижних конечностей, ориентация лопаток во фронтальной плоскости. S-образный позвоночник является своеобразным амортизатором при осевых нагрузках.

Как известно, выделяют изгиб вперёд в шейном отделе - шейный лордоз, изгиб назад в грудном отделе - грудной кифоз, изгиб вперёд в поясничном отделе - поясничный лордоз. За счёт естественных изгибов увеличивается прочность позвоночника к осевой нагрузке. При резких и чрезмерных нагрузках позвоночник как бы «складывается» в S-образную форму, предохраняя диски и связки позвоночника от травмы, а затем расправляется как пружина.

Прямостоящий скелет позволяет человеку передвигаться, в отличие от других животных, на двух ногах, перенося вес с пятки на передний отдел стопы, что превращает каждый шаг в упражнение по балансированию. Нагрузка передаётся через большеберцовую кость. Точка опоры приходиться на носок Усилие создаётся ахиллесовым сухожилием, которое при сокращении мышц икры, поднимает пятку Своды стопы «гасят» инерционные нагрузки при приземлении, которые достигают до 200 % веса тела. Естественная, сбалансированная посадка головы, позволяет длинным осям орбит быть обращёнными вперёд. Это отличительный признак человека от его человекообразных «собратьев», у которых голова подвешена на затылочных мышцах (антропологи определяют положение головы по строению основания черепа и шейных позвонков).

Стопа человека: чудо прямохождения

Сбалансированное положение головы исключает растяжение задних связок шеи и необходимость постоянного напряжения мышц шеи, главным образом, в отличие от животных, - мышцы - верхней трапеции. В процессе исторического развития человечество прошло сложный путь.

Признаки прямохождения: сбалансированная посадка головы, S-образный позвоночник, сводчатая стопа, широкий таз, широкая и плоская грудная клетка, массивные кости нижних конечностей, ориентация лопаток во фронтальной плоскости.

С развитием цивилизации изменялись требования к опорно-двигательной системе. Если древние люди находились или в вертикальном или в горизонтальном положении (охотились, собирали, воевали, лежали, отдыхая), то уже в XVII столетии 10 % населения выполняли сидячую работу. В XXI столетии число таких работников увеличилось до 90 %. В процессе эволюции человек перестал приспосабливаться к окружающей среде и стал приспосабливать среду к себе, и это не могло не сказаться на осанке. Изобретение скамьи, стула (это вероятно XV век) существенно изменило биомеханику человека, появилась новая проблема - «осанка сидящего на стуле». Современный человек большую часть своего времени проводит сидя на работе, дома, в транспорте, работая, обучаясь, отдыхая, ожидая, принимая пищу.

Поза «сидя», - оптимальная для выполнения конторской работы и обучения, является тяжким испытанием для опорно-двигательной системы. Именно в этой позе чаще всего страдает осанка. Именно длительная поза сидя является причиной боли в спине, и причиной различных заболеваний. 18 век - век массового школьного обучения. Этот прогрессивный исторический процесс имеет и оборотную сторону. По данным российского института детской ортопедии у 40-80 % детей выявляются нарушения осанки, а у 3 %-10 % из них - различные искривления позвоночника так называемые школьные сколиозы.

С развитием цивилизации изменяются содержание, организация и методы людского труда. Офисные работники - новая массовая профессия, численность которых составляет более 60 % всего работающего населения. Необходимость длительного соблюдения сидячей рабочей позы (работая за компьютером, с документами, с клиентами) приводит к росту числа заболеваний опорно-двигательной системы взрослого населения. Число таких заболеваний неуклонно растёт, они молодеют и эта тенденция, вероятно, сохранится в обозримом будущем.

Один из наиболее важных вопросов в проблеме происхождения человека — какой из способов передвижения приматов являлся предпосылкой к двуногому хождению.
Ч.Дарвин считал, что наши предки были древесными животными.
Одна из теорий — "брахиаторная", — считала, что только брахиация могла привести к хорошему развитию ключицы, к широкой грудной клетке, к способности супинации и пронации конечностей. Согласно этой теории общий предок гоминид и понгид был брахиатором.
Сторонники другой теории — исходно четвероногого хождения — сходство рук обезьяны и человека считали конвергентным: и труд, и лазание по ветвям привели, по мнению этих исследователей, к одинаковому результату. Изучая особенности стопы у человека, обезьян и других млекопитающих — ежа, крысы, сурка и др. — они считали, что стопа человека ближе всего к типу стопы макака, т.е. у человека не было приспособлений ни к брахиации, ни к передвижению прыжками, как это считал Джонс Вуд, сторонник происхождения человека от долгопята, минуя стадию обезьян.

Брахиация в настоящее время рассматривается как крайнее приспособление к древесному образу жизни.
Одна из теорий, — теория крурации: согласно ей двуногому хождению предшествовало хождение по ветвям в полувыпрямленном положении (крурация). Некоторые авторы считают что предок человека мог при этом опираться на пальцы рук, как это делают современные крупные человекообразные обезьяны, другие авторы считают важным для возникновения двуногости вертикальное лазание.

Надо отметить, что ни один из сторонников древесной стадии не имел в виду исключительно древесную жизнь. При всей приспособленности стопы к наземному передвижению она сохраняет черты древесной локомоции предков, например, имеется мышца, отводящая первый палец. Способность к отведению первого пальца развита у многих лазающих млекопитающих, например у крысы, сумчатых и некоторых грызунов. Одной из предпосылок к развитию прямохождения, возможно, было прямосидение, которое свойственно всем приматам.

Данные палеонтологии не дают достаточных материалов для разрешения этой дискуссии. Египтопитек, вероятно, был четвероногой древесной обезьяной, сходной с ревуном, он подвешивался к веткам кистями и стопами. Дриопитек, проконсул, плиопитек имеют генерализованный скелет, сходный с широконосыми, тонкотелыми и человекообразными обезьянами. Строение их плечевого сустава показывает большую свободу руки. Локомоция их могла включать и брахиацию. Считают, что группа миоценовых гоминоидов была неоднородной по развитию локомоции, плиопитек был древесным четвероногим, проконсул — полубрахиатором, дриопитек — ходил на суставах передних конечностей. У миоценовых гоминоидов обнаруживаются признаки выпрямления тела, но только начальные признаки. У некоторых более поздних форм — например ореопитека — наблюдается более выпрямленное положение тела. Об этом свидетельствуют пять массивных поясничных позвонков, структура верхнего конца бедра, большая ширина подвздошной кости и другие признаки. В передней конечности были и признаки брахиации — передвижения на руках: это удлинение передней конечности, подвижность запястного сустава, изогнутость фаланг и пясти. У современных понгид сохранился брахиаторный комплекс. Способность рук к размаху до 180 градусов, к широкой пронации и супинации, хватательный тип кисти с противопоставлением первого пальца являются важной аргументацией в пользу древесной стадии приматов.

В процессе антропогенеза черты брахиаторной специализации могли вытесняться, но еще сохранялись у ранних австралопитековых. У них передние конечности длиннее задних, фаланги пальцев ног длинные и изогнутые, по строению скелета они сходны с человекообразными обезьянами.
Способность к выпрямленному положению тела является одной из основных особенностей приматов. По некоторым предположениям, исходным типом локомоции было вертикальное цепляние и прыгание. Все современные приматы при сидении принимают выпрямленное положение тела и многие способны к вертикальным формам передвижения, в том числе и к двуногости, особенно хорошо эта способность выражена у человекообразных обезьян, у которых увеличивается опорная роль задней конечности. Однако двуногое передвижение человекообразных обезьян — это двуногое передвижение четвероногого животного, ставшего на две ноги. Тело при этом наклонено вперед, позвоночник изогнут, поясничный лордоз отсутствует. При выпрямлении тела оно запрокидывается назад вместе с тазом. Нижние конечности согнуты в коленных суставах, отсутствует вращательное движение таза, и тело как бы переваливается при каждом шаге.

http://otvet.mail.ru/question/13315969
http://www.examens.ru/otvet/8/9/680.html
http://www.sunhome.ru/journal/16241
http://medbiol.ru/medbiol/antrop/00010554.htm

Ученые Ливерпульского университета пришли к выводу, что развилась у наших предков еще до того, как они отказались от древесного образа жизни и перешли к обитанию на земле. Сенсационное открытие привело исследователей к еще одному важному выводу: по словам британских биологов, хождение на двух ногах всегда было особенностью поведения больших обезьян, а предки человека никогда не проходили через стадию хождения на четвереньках.

На протяжении десятилетий антропологи были убеждены, что прямохождение является уникальным качеством homo sapiens и его ближайших предков - homo habilis (человек умелый) и homo erectus (человек прямоходящий). Однако ученые, изучавшие поведение единственных больших обезьян, ведущих древесный образ жизни, - орангутанов, живущих на острове Суматра, - обнаружили у них ту же самую способность. Правда, вертикальное положение туловища орангутаны используют для передвижения не по земле, а по ветвям деревьев.

«Гипотез возникновения двуногого хождения (бипедии) немало, - рассказал нашему изданию ведущий научный сотрудник Института и Музея антропологии МГУ кандидат биологических наук Виталий Харитонов. - В соответствии с одной из них комплекс анатомических способностей, необходимых для прямохождения, развился у предков человека уже после того, как он поменял среду обитания: перешел от древесного образа жизни к наземному. Согласно другой точке зрения, наш предок действительно мог обучаться прямохождению уже во время жизни на деревьях. Это две альтернативные друг другу гипотезы. Точно можно указать лишь время, когда совершился переход к бипедии: на сегодняшний день древность австралопитеков, являющихся первыми членами нашего эволюционного ствола, по данным археологических находок, достигает 6-7 млн лет. Кости австралопитеков, живших в эту эпоху, уже имеют особенности, связанные с прямохождением». Однако оно, вероятно, было эпизодическим: древние австралопитеки в основном передвигались на четырех ногах, но в случае необходимости могли стоять и только на задних конечностях. «Вполне возможно, что прямохождение встречалось и раньше, однако переход австралопитеков к бипедии как предпочтительному способу передвижения начинается именно 6-7 млн лет назад, - рассказывает г-н Харитонов. - А уже 2-3 млн лет назад у африканских австралопитеков все признаки, необходимые для бипедии, объединились в единый анатомический комплекс».

Орангутаны, за поведением которых наблюдали ученые Университета Ливерпуля, держат торс вертикально, а передвигаясь по гибким ветвям, которые упруги, как мягкая почва, захватывают их пальцами ног. От падения обезьяну страхуют передние конечности, которыми орангутан держится за высокие ветви. Это, как видно, оптимальный для орангутанов способ перемещения по веткам.

«Все человекообразные приматы склонны к прямохождению, - Причина лежит в условиях обитания: на открытых пространствах саванны примат не может укрыться от хищника с той же легкостью, как в тропическом лесу. Наличие перманентной опасности потребовало от приматов ряда социобиологических адаптаций: сюда можно отнести не только прямохождение, но и навыки социальной коммуникации, впоследствии давшие начало сперва невербальной, а затем вербальной речи».

«Прямохождение очень эффективно по ряду своих качеств, - говорит Виталий Харитонов. - Во-первых, в условиях африканской саванны этот способ дает возможность уйти от перегрева: площадь, на которую падают лучи солнца, становится меньше. Во-вторых, наличие свободных передних конечностей позволяет самке нести детеныша. В-третьих, обзор у двуногого животного гораздо больше, чем у четвероногого: встав на две ноги, обезьяны научились замечать хищника еще издали».

Скорее всего, австралопитеки уже пользовались орудиями труда: палками, дубинами, камнями, крупными костями животных. Правда, изготавливать их они еще не умели: эти отдаленные предки человека лишь подбирали их в природе, но совершенно не могли обрабатывать. Вот почему никаких следов искусственной обработки на находках этой эпохи нет.

«Теория о развитии прямохождения во время жизни приматов на деревьях имеет право на жизнь, - рассказал РБК daily завлабораторией антропологии Института этнологии и антропологии РАН Сергей Васильев. - Недаром и многие современные приматы способны держаться на задних ногах». Есть и третья, весьма правдоподобная версия развития бипедии: наша предковая форма, предшествующая двуногим приматам, передвигалась не на четырех конечностях, а тем же самым способом, как и современные человекообразные обезьяны Африки, - они стоят на двух задних конечностях, опираясь на землю лишь пальцами кистей рук, которыми они как бы помогают ногам. В соответствии с этой гипотезой подобный способ передвижения был стартовым для наших предков.

«Есть и четвертая, очень модная в последнее время гипотеза, - отмечает Виталий Харитонов.

Тема 4. Опорно-двигательная система

Согласно ей, наши предшественники, испытывавшие постоянную нужду в воде, часто заходили в водоемы, невольно распрямляясь, чтобы держать голову над поверхностью. Поскольку пища, находимая в водоемах, - моллюски, рыба и т.д. - составляла важную часть рациона наших предков, приматы постепенно переходили к прямохождению».

Большинство антропологов все же полагают, что навыки вертикального хождения выработались у человека именно тогда, когда наши предки спустились с деревьев в связи с

Прямохождение

Особенности строения скелета человека, которые он приобрел в процессе эволюции, связаны с прямохождением и использованием верхних конечностей - рук - в качестве органа труда.

Эти особенности следующие:

Мозговая часть черепа преобладает по объему над лицевой в 4 раза, в то время как у приматов это соотношение равно 1:1.
Нижняя челюсть дугообразная, с выступающим подбородком, что связано с развитием мускулатуры языка и речевой деятельностью.
Позвоночник имеет 4 изгиба: два вперед - шейный и поясничный лордозы и два назад - грудной и крестцовый кифозы, благодаря которым он приобрел S-образную форму и пружинит при ходьбе.
Масса тел позвонков увеличивается в направлении от шейного к поясничному отделу, что связано с возрастанием нагрузки на позвонки нижних отделов позвоночника.
Грудная клетка плоская и широкая.
Таз массивный, чашеобразный, поддерживает лежащие над ним органы и является опорой для нижних конечностей.
Кости верхних конечностей легче, подвижнее и короче нижних. Устойчивое положение туловища обеспечивается укорочением позвоночника. Большой палец кисти противопоставлен остальным.
Кости стопы образуют свод, смягчающий толчки тела при ходьбе.