الهيكل

هيكل

Skeleton - Squelette

الهيكل

الهيكل skeleton هو الجهاز الذي يدعم الكائن الحي، ويمنحه الشكل والصلابة. كما يمثل الهيكل مرتكزاً للعضلات، ويوفر لها الحماية من الصدمات، ويساعد الحيوانات على الحركة. وما الهيكل العظمي المعروف في الفقاريات إلا نمط واحد من هياكل الحيوانات. والواقع أن معظم الحيوانات التي تعيش على اليابسة تفقد وزنها تقريباً إذا ما جردت من هيكلها الداعم، كما يفقد الحيوان الذي يعيش في الماء شكله إذا لم يتوافر له إطار يحافظ به على شكله. وكثير من الحيوانات مجهزة بهياكل صلبة تحمي نسجها اللينة. فجمجمة الفقاريات ـ على سبيل المثال ـ تحمي الدماغ، والأضلاع تكون قفصاً يحمي القلب والرئتين والأعضاء الداخلية الأخرى، كما تساعد الهياكل على الحركة بمنح العضلات مرتكزاً لكي تقوم بوظيفتها.

الشكل(1) الهيكل الخلوي كما يبدو بالفلورة (إلى اليسار) وفي رسم تخطيطي (إلى اليمين)

الشكل (2) أنواع الخيوط التي تدعم الخلية

لا يقتصر وجود الهيكل على الكائنات الحية على مستوى المتعضِّيات، بل يتجاوزها إلى مستوى الخلية. فمن المعروف أن الخلية تتألف من غشاء سيتوبلاسمي يحيط بالسيتوبلاسما والنواة والعضيِّات organelles الأخرى الموجودة في الخلية. لكن ما يمنح الخلايا أشكالها المختلفة هو هيكل خلوي cytoskeleton يدعم غشاء الخلية، تماماً كما تدعم الأعمدة والحبال خيمة السيرك من الداخل، وكما تفعل الأعمدة التي تشكل هيكلاً لرفع البناء في أثناء تشييده (الشكل 1).

وقد بينت الدراسة بالفلورة وجود ثلاث مجموعات من الألياف منتشرة على السطح الداخلي لغشاء الخلية، بينه وبين النواة: الخيوط الدقيقة microfilaments والخيوط المتوسطة intermediate filaments والنبيبات الدقيقة microtubules، تتألف من وحدات مختلفة من البروتينات تسهم في دعم الغشاء وتسهيل حركة السيتوبلاسما داخل الخلية (الشكل 2).

أما على مستوى المتعضيات فيميز ثلاثة أنواع من الهياكل، هي الهيكل الساكن المائي hydrostatic والهيكل الخارجي external والهيكل الداخلي internal.

الشكل (3) شكل تخطيطي يبين آلية تحرك دودة الأرض بالحركات الحولية الناتجة من تقلص عضلات جدار الجسم بمساعدة الهيكل الساكن المائي

الهيكل الساكن المائي hydrostatic skeleton

يتألف الهيكل الساكن المائي من سائل مضغوط ضمن جوف الحيوان. وهذا هو النمط الأساسي للهياكل في معائيات الجوف [ر] Coelenterata والديدان المنبسطة [ر] Platyhelminthes والديدان الخيطية [ر] (الديدان الممسودة) Nematoda والحلقيات [ر] Annelida. وتتحكم هذه الحيوانات بشكلها وحركتها ـ مدعومة بالهيكـل المائي لها ـ بعضلات تغير شكل الأجـواف الممتلئة بالسائل. فالهيدرا من معائيات الجـوف ـ على سبيل المثال ـ يمكنها أن تزيد طول جسمها بإغلاق فمها واستخدام الخلايا المتقلصة الموجودة في جدار جسمها لعصر الجوف المعوي في داخلها. وبسبب عدم انضغاط الماء كثيراً فإن نقصان قطر الجوف يجبره على الاستطالة.

وفي الديدان المنبسطة ـ مثل البلاناريا ـ يبقى السائل الكائن بين الخلايا interstitial fluid بحالة انضغاط، ويقوم بدور الهيكل الساكن المائي الأساسي الذي يعطي البلاناريا شكلها. وتنجم حركة البلاناريا عن عضلات موجودة في جدار الجسم تبدي قوى مضادة للهيكل الساكن المائي. والديدان الخيطية تحجز في جوفها ـ الجوف العام الكاذب pseudocoelom ـ سائلاً بضغط عالٍ، وينجم عن تقلصات العضلات الطولية تحركات يندفع بسببها جسم الحيوان إلى الأمام. وكذلك الأمر في دودة الأرض والديدان الحلقية الأخرى، يقوم الجوف العام بدور الهيكل الساكن المائي. فالجوف العام في دودة الأرض تقسم بحواجز septa إلى حجرات تتوزع بين حلقات جسم الدودة. وهكذا يستطيع الحيوان أن يغير شكل كل حلقة من حلقاته على حدة، مستخدماً لذلك عضلات طولانية ودائرية موجودة في جدار جسمها. وهكذا يُمَكِّن الهيكلُ الساكن المائي ديدانَ الأرض ومُعْظَم الحلقيات الأخرى من التحرك بحركات حولية peristaltic، وهو نمط من الحركة ينجم عن موجات دورية من التقلصات العضلية، تنطلق من الرأس حتى الذيل (الشكل 3)، لذلك يمثل الهيكل المائي عند هذه الحيوانات الدعامة التي تساعد على زحفها على الأرض وحفرها أنفاقاً في التربة. كما يناسب الهيكل المائي أيضاً الماء، وهو يقوم أيضاً بدور الوسادة التي تقي الأعضاء الداخلية من الصدمات.

الهيكل الخارجي

الشكل (4) بنية القشيرة في جدار جسم القشريات

الشكل (5) الأشكال المختلفة لشويكات الإسفنجيات

الهيكل الخارجي غلاف على السطح الخارجي من الجسم. فمعظم الرخـويات [ر] Mollusca تغلفها قواقع كلسية يفرزها رداء mantle الحيوان الذي هو امتداد رقيق من جدار الجسم. وعندما يكبر الحيوان يزداد قطر القوقعة بإضافات جديدة إلى الحافة الخارجية لها. ويغلق المحار وذوات المصراعين [ر] Bivalvia الأخرى صدفاتها المتمفصلة بعضلات ملتصقة بالسطح الداخلي للهيكل الخارجي.

ويتمثل الهيكل الخارجي لمفصليات الأرجل [ر] Arthropoda بالقشيرة cuticle غير الحية التي تفرزها البشرة، ترتكز عليها من الداخل عضلات تمتد داخل جسم الحيوان، وتسبّب حركته. تتألف هذه القشيرة من 30 ـ 50% من مادة الكيتين، وهو سكر متعدد polysaccharide يشبه السلولوز يحيط بركيزة matrix من البروتين، فتتكون مادة مركبة تجمع بين القوة والمرونة. وهكذا تصبح القشيرة سميكة إذ تكون الحمايةُ بمركّبات عضوية تتشابك مع بروتينات الهيكل الخارجي مهمةً جداً. إضافة إلى ذلك قد تتصلب القشيرة بإضافة أملاح الكلسيوم إليها، كما في قشرة السرطان (الشكل 4) والكركند lobster بعكس مفاصل الأرجل إذ يتوجب أن تكون القشيرة رقيقة قليلة الأملاح غير العضوية لتسهل حركة الأرجل. هذا ويلزم طرح الهيكل الخارجي عند مفصليات الأرجل دورياً، ويتم ذلك بعملية الانسلاخ moulting ليحل محله غلاف جديد يكون ليناً في البداية، ثم يتصلب تدريجياً. وهكذا ينمو الحيوان على قفزات، وليس على نحو مستمر كما في الحيوانات الأخرى.

الهيكل الداخلي

الشكل (6) الوجه البعيد عن الفم لقنفذ البحر تبدو فيه الصفائح الكلسية التي تمثل هيكل شوكيات الجلد

يتألف الهيكل الداخلي من عناصر داعمة قاسية ـ مثل العظام ـ مندسة بين أنسجة الجسم اللينة. فالإسفنجيات تدعمها أشواك تتألف من مادة غير عضوية (الشكل 5) أو ألياف من البروتين (الإسفنجين spongin) في الإسفنجيات الغروية.

ولشوكيات الجلد[ر] Echinodermata هيكل داخلي مؤلف من صفائح قاسية توجد تحت الجلد مباشرة، تتألف من بلورات من كربونات الكلسيوم والمغنزيوم، يرتبط بعضها ببعض بألياف بروتينية. ولقنفذ البحر هيكل مؤلف من صفائح شديدة الارتباط بعضها ببعض (الشكل 6)، أما نجوم البحر فصفائحها أقل تماسكاً، الأمر الذي يسمح للحيوان أن يغير شكل أذرعه.

أما الهيكل الداخلي للحبليات Cordata فيتألف من غضاريف أو عظام أو مزيج منهما، ويتألف هيكل الثدييات من أكثر من 200 قطعة عظمية، يلتحم بعضها ببعض بدروز sutures، كما في عظام الجمجمة، أو يتصل بعضها الآخر ببعض بأربطة تسمح لها بالحركة.

ويقسم علماء التشريح هيكل الفقاريات [ر] Vertebrata إلى هيكل محوري axial يتألف من الجمجمة والعمود الفقري والقفص الصدري، وهيكل الأطراف appendicular الذي يتألف من عظام الأطراف وهيكل الزنارين الكتفي والحوضي اللذين يتوسطان ارتكاز الأطراف على الهيكل المحوري.

تجدر الإشارة إلى أن شكل الهيكل في الفقاريات يختلف باختلاف مجموعات الفقاريات. ففي الأسماك تَحَوَّرَ هيكل الأطراف إلى زعانف تساعد السمك على السباحة، وتزودت أطراف البرمائيات بأغشية بين أصابعها لتسهم في دفع الحيوان في الماء، وأصبح ارتكاز الأطراف على الهيكل المحوري عند الزواحف جانبيا؛ ما يسمح بحركة الحيوان زحفاً، أو اختفى نهائياً كما عند الحيات [ر] والأفاعي [ر]، وتحورت الأطراف الأمامية عند الطيور إلى أجنحة تسهم في طيرانها.

حسن حلمي خاروف

الحلقيات ـ مفصليات الأرجل.

ـ حسن حلمي خاروف وعيسى العسافين، علم الحياة الحيوانية (دار المستقبل للطباعة، 1982).

- C. P. HICKMAN Jr., L.S. ROBERTS & A. LARSON, Integrated Principles of Zoology (McGraw Hill 2001).

التصنيف : علم الحياة( الحيوان و النبات)

النوع : علوم

المجلد: المجلد الثاني والعشرون

رقم الصفحة ضمن المجلد : 58

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية