Sebuah hydroskeleton atau hidrostatik kerangka terdiri dari rongga berisi cairan yang mengelilingi struktur otot dan menyediakan dukungan untuk tubuh hewan. Kerangka hidrostatik berpartisipasi dalam penggerak, memberikan hewan berbagai gerakan.
Hal ini umum pada invertebrata yang tidak memiliki struktur kaku yang memungkinkan dukungan tubuh, seperti cacing tanah, beberapa polip, anemon, dan bintang laut dan echinodermata lainnya. Sebaliknya, ada kerangka hidrostatik.
Sumber: Oleh Rob Hille [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons
Beberapa struktur khusus pada hewan bekerja melalui mekanisme ini, seperti penis mamalia dan kura-kura, dan kaki laba-laba.
Sebaliknya, ada struktur yang menggunakan mekanisme kerangka hidrostatik tetapi tidak memiliki rongga berisi cairan, seperti anggota badan cephalopoda, lidah mamalia, dan belalai gajah.
Di antara fungsi yang paling menonjol dari kerangka hidrostatik adalah dukungan dan penggerak, karena merupakan antagonis otot dan membantu dalam penguatan kekuatan dalam kontraksi otot.
Fungsi kerangka hidrostatik tergantung pada mempertahankan volume konstan dan tekanan yang dihasilkannya – yaitu, cairan yang mengisi rongga tidak dapat dimampatkan.
Indeks artikel
Karakteristik
Hewan membutuhkan struktur khusus untuk mendukung dan bergerak. Untuk ini, ada berbagai macam kerangka yang memberikan antagonis bagi otot, mentransmisikan kekuatan kontraksi.
Namun, istilah “kerangka” melampaui struktur tulang khas vertebrata atau kerangka luar artropoda.
Zat cair juga dapat memenuhi persyaratan dukungan menggunakan tekanan internal, membentuk kerangka hidro, didistribusikan secara luas dalam garis keturunan invertebrata .
Hidroskeleton terdiri dari rongga atau rongga tertutup berisi cairan yang menggunakan mekanisme hidrolik, dimana kontraksi otot mengakibatkan pergerakan cairan dari satu daerah ke daerah lain, bekerja pada mekanisme transmisi impuls – antagonis otot. .
Karakteristik biomekanik mendasar dari hidroskeleton adalah keteguhan volume yang mereka bentuk. Ini harus memiliki kapasitas kompresi ketika menerapkan tekanan fisiologis. Prinsip ini merupakan dasar dari fungsi sistem.
Mekanisme kerangka hidrostatik
Sistem pendukung diatur secara spasial sebagai berikut: otot-otot mengelilingi rongga pusat berisi cairan.
Itu juga dapat diatur secara tiga dimensi dengan serangkaian serat otot yang membentuk massa otot yang solid, atau dalam jaringan otot yang melewati ruang berisi cairan dan jaringan ikat.
Namun, batas antara pengaturan ini tidak didefinisikan dengan baik dan kita menemukan kerangka hidrostatik yang menyajikan karakteristik menengah. Meskipun ada variabilitas yang luas dalam hidroskeleton invertebrata, mereka semua berfungsi sesuai dengan prinsip fisik yang sama.
otot
Tiga susunan umum otot: melingkar, melintang, atau radial. Otot-otot melingkar adalah lapisan kontinu yang tersusun di sekitar lingkar tubuh atau organ yang bersangkutan.
Otot transversal termasuk serat yang terletak tegak lurus terhadap sumbu terpanjang struktur dan dapat diorientasikan secara horizontal atau vertikal – dalam tubuh dengan orientasi tetap, serat vertikal konvensional adalah dorsoventral dan serat horizontal melintang.
Otot radial, di sisi lain, termasuk serat yang terletak tegak lurus terhadap sumbu terpanjang dari sumbu pusat menuju pinggiran struktur.
Sebagian besar serat otot dalam kerangka hidrostatik memiliki lurik miring dan memiliki kemampuan untuk “meregangkan super”.
Jenis gerakan yang diizinkan
Kerangka hidrostatik mendukung empat jenis gerakan: pemanjangan, pemendekan, pembengkokan, dan puntiran. Ketika kontraksi pada otot berkurang, area volume konstan, pemanjangan struktur terjadi.
Pemanjangan terjadi ketika salah satu otot, vertikal atau horizontal, berkontraksi hanya menjaga nada ke arah orientasi. Faktanya, seluruh operasi sistem bergantung pada tekanan fluida internal.
Bayangkan sebuah silinder volume konstan dengan panjang awal. Jika kita mengecilkan diameter melalui kontraksi otot melingkar, melintang atau radial, silinder diregangkan ke samping karena peningkatan tekanan yang terjadi di dalam struktur.
Sebaliknya, jika kita memperbesar diameter, strukturnya akan memendek. Pemendekan tersebut berkaitan dengan kontraksi otot dengan susunan memanjang. Mekanisme ini penting untuk organ hidrostatik, seperti lidah kebanyakan vertebrata.
Misalnya, pada tentakel cephalopoda (yang menggunakan jenis kerangka hidrostatik), hanya membutuhkan 25% penurunan diameter untuk meningkatkan 80% panjangnya.
Contoh kerangka hidrostatik
Kerangka hidrostatik tersebar luas di dunia hewan . Meskipun umum pada invertebrata, beberapa organ vertebrata bekerja dengan prinsip yang sama. Faktanya, kerangka hidrostatik tidak terbatas pada hewan, sistem herba tertentu menggunakan mekanisme ini.
Contohnya berkisar dari karakteristik notochord dari sea squirt, cephalochord, larva dan ikan dewasa, hingga larva serangga dan krustasea. Di bawah ini kita akan menjelaskan dua contoh paling terkenal: polip dan cacing.
polip
Anemon adalah contoh klasik hewan yang memiliki kerangka hidrostatik. Tubuh hewan ini dibentuk oleh kolom berongga yang tertutup di dasarnya dan dengan cakram mulut di bagian atas yang mengelilingi bukaan mulut. Otot pada dasarnya adalah yang dijelaskan di bagian sebelumnya.
Air masuk melalui rongga mulut, dan ketika hewan menutupnya, volume internal tetap konstan. Dengan demikian, kontraksi yang mengurangi diameter tubuh meningkatkan tinggi anemon. Demikian pula, ketika anemon memanjangkan otot melingkar, ia melebar dan tingginya berkurang.
Hewan berbentuk cacing (vermiform)
Sistem yang sama berlaku untuk cacing tanah. Rangkaian gerakan peristaltik ini (peristiwa pemanjangan dan pemendekan) memungkinkan hewan untuk bergerak.
Annelida ini dicirikan dengan memiliki selom yang dibagi menjadi beberapa segmen untuk mencegah cairan dari satu segmen memasuki yang lain, dan masing-masing beroperasi secara independen.
Referensi
- Barnes, RD (1983). Zoologi invertebrata . Interamerika.
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2005). Invertebrata . McGraw-Hill.
- Prancis, K., Randall, D., & Burggren, W. (1998). Eckert. Fisiologi Hewan: Mekanisme dan Adaptasi. McGraw-Hill.
- Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2001). Prinsip-prinsip zoologi yang terintegrasi (Vol. 15). McGraw-Hill.
- Irwin, MD, Stoner, JB, & Cobaugh, AM (Eds.). (2013). Zookeeping: pengantar ilmu pengetahuan dan teknologi . Pers Universitas Chicago.
- Kier, WM (2012). Keragaman kerangka hidrostatik. Jurnal Biologi Eksperimental , 215 (8), 1247-1257.
- Marshall, AJ, & Williams, WD (1985). Ilmu hewan. Invertebrata (Vol. 1). saya terbalik.
- Rosslenbroich, B. (2014). Tentang asal usul otonomi: pandangan baru tentang transisi besar dalam evolusi (Vol. 5). Ilmu Pengetahuan & Media Bisnis Springer.
- Starr, C., Taggart, R., & Evers, C. (2012). Volume 5 Struktur & Fungsi Hewan . Cengage Belajar.