Esqueleto

Un esqueleto es un marco estructural que soporta el cuerpo de un animal. Hay varios tipos de esqueleto diferentes: el exoesqueleto, que es la capa externa estable de un organismo, el endoesqueleto, que forma la estructura de soporte dentro del cuerpo, y el hidroesqueleto, un esqueleto flexible sostenido por la presión de un fluido. El término proviene del griego σκελετός (skeletós) 'secado'.

Tipos de esqueletos

Hay dos tipos principales de esqueletos: sólidos y fluidos. Los esqueletos sólidos pueden ser internos, llamados endoesqueleto, o externos, llamados exoesqueleto, y pueden clasificarse además como flexibles (elásticos/móviles) o rígidos (duros/no móviles). Los esqueletos fluidos son siempre internos.

Exoesqueleto

Los exoesqueletos son externos y se encuentran en muchos invertebrados; encierran y protegen los tejidos blandos y los órganos del cuerpo. Algunos tipos de exoesqueletos experimentan mudas o ecdisis periódicas a medida que el animal crece, como es el caso de muchos artrópodos, incluidos insectos y crustáceos.

El exoesqueleto de los insectos no es solo una forma de protección, sino que también sirve como superficie para la unión de los músculos, como protección impermeable contra la desecación y como órgano sensorial para interactuar con el medio ambiente. El caparazón de los moluscos también realiza todas las mismas funciones, excepto que en la mayoría de los casos no contiene órganos de los sentidos.

Un esqueleto externo puede ser bastante pesado en relación con la masa total de un animal, por lo que en tierra, los organismos que tienen un exoesqueleto son en su mayoría relativamente pequeños. Los animales acuáticos un poco más grandes pueden soportar un exoesqueleto porque el peso es menos importante bajo el agua. La almeja gigante del sur, una especie de almeja de agua salada extremadamente grande en el Océano Pacífico, tiene un caparazón que es enorme tanto en tamaño como en peso. Syrinx aruanus es una especie de caracol de mar con un caparazón muy grande.

Endoesqueleto

El endoesqueleto es la estructura interna de soporte de un animal, compuesto por tejido mineralizado y es típico de los vertebrados. Los endoesqueletos varían en complejidad, desde funcionar únicamente como soporte (como en el caso de las esponjas), hasta servir como un sitio de unión para los músculos y un mecanismo para transmitir las fuerzas musculares. Un verdadero endoesqueleto se deriva del tejido mesodérmico. Tal esqueleto está presente en equinodermos y cordados.

Esqueletos flexibles

Los esqueletos flexibles son capaces de moverse; por lo tanto, cuando se aplica tensión a la estructura del esqueleto, se deforma y luego vuelve a su forma original. Esta estructura esquelética se usa en algunos invertebrados, por ejemplo, en la bisagra de las conchas de bivalvos o en la mesoglea de cnidarios como las medusas. Los esqueletos flexibles son beneficiosos porque solo se necesitan contracciones musculares para doblar el esqueleto; tras la relajación muscular, el esqueleto volverá a su forma original. El cartílago es un material del que puede estar compuesto un esqueleto flexible, pero la mayoría de los esqueletos flexibles se forman a partir de una mezcla de proteínas, polisacáridos y agua.Para una estructura o protección adicional, los esqueletos flexibles pueden estar sostenidos por esqueletos rígidos. Los organismos que tienen esqueletos flexibles suelen vivir en el agua, que soporta la estructura del cuerpo en ausencia de un esqueleto rígido.

Esqueletos rígidos

Los esqueletos rígidos no son capaces de moverse cuando están estresados, lo que crea un fuerte sistema de apoyo más común en los animales terrestres. Este tipo de esqueleto utilizado por animales que viven en el agua es más para protección (como percebes y caracoles) o para animales que se mueven rápidamente y que requieren el apoyo adicional de la musculatura necesaria para nadar en el agua. Los esqueletos rígidos se forman a partir de materiales que incluyen quitina (en artrópodos), compuestos de calcio como carbonato de calcio (en corales pétreos y moluscos) y silicato (para diatomeas y radiolarios).

Esqueletos fluidos

Esqueleto hidrostático (hidroesqueleto)

Un esqueleto hidrostático es una estructura de tejido blando semirrígido lleno de líquido bajo presión, rodeado de músculos. Los músculos longitudinales y circulares alrededor de sus sectores corporales permiten el movimiento alternando el alargamiento y las contracciones a lo largo de sus longitudes. Existen ejemplos comunes tanto en bilaterales (algunos menos avanzados) como en cnidarios, lo que implica que un ancestro común lo tiene.

Citoesqueleto

El citoesqueleto ( cito, que significa célula ) se utiliza para estabilizar y preservar la forma de las células. Es una estructura dinámica que mantiene la forma celular, protege la célula, permite el movimiento celular (usando estructuras como flagelos, cilios y lamelipodios) y juega papeles importantes tanto en el transporte intracelular (el movimiento de vesículas y orgánulos, por ejemplo) como en el celular. división. A pesar de ser llamado "esqueleto", el uso de la palabra está comúnmente más restringido a los animales que los tienen como, por ejemplo, una célula vegetal tiene una pared celular y una vacuola llena de líquido en el interior que proporciona un marco estructural a pesar de que no se llaman juntos un hidroesqueleto.

Organismos con esqueletos

Invertebrados

Los endoesqueletos de los equinodermos y algunos otros invertebrados de cuerpo blando, como las medusas y las lombrices de tierra, también se denominan hidrostáticos; una cavidad corporal el celoma está lleno de líquido celómico y la presión de este líquido actúa junto con los músculos circundantes para cambiar la forma del organismo y producir movimiento.

Esponjas

El esqueleto de las esponjas consiste en espículas microscópicas calcáreas o silíceas. Las demosponjas incluyen el 90% de todas las especies de esponjas. Sus "esqueletos" están hechos de espículas que consisten en fibras de la proteína espongina, el mineral sílice o ambos. Cuando hay espículas de sílice, tienen una forma diferente a las de las esponjas de vidrio, por lo demás similares.

Equinodermos

El esqueleto de los equinodermos, entre los que se encuentran las estrellas de mar, está compuesto de calcita y una pequeña cantidad de óxido de magnesio. Se encuentra debajo de la epidermis en el mesodermo y está dentro de grupos de células de células formadoras de marcos. Esta estructura formada es porosa y por lo tanto firme y al mismo tiempo ligera. Se fusiona en pequeños huesecillos calcáreos (placas óseas), que pueden crecer en todas las direcciones y, por lo tanto, pueden reemplazar la pérdida de una parte del cuerpo. Conectadas por articulaciones, las partes esqueléticas individuales pueden ser movidas por los músculos.

Vertebrados

En la mayoría de los vertebrados, el principal componente esquelético es el hueso. Los huesos componen un sistema esquelético único para cada tipo de animal. Otro componente importante es el cartílago que en los mamíferos se encuentra principalmente en las zonas articulares. En otros animales, como los peces cartilaginosos, entre los que se encuentran los tiburones, el esqueleto está compuesto enteramente por cartílago. El patrón segmentario del esqueleto está presente en todos los vertebrados (mamíferos, aves, peces, reptiles y anfibios) repitiéndose las unidades básicas. Este patrón segmentario es particularmente evidente en la columna vertebral y la caja torácica.

Los huesos además de sostener el cuerpo también sirven, a nivel celular, como almacenamiento de calcio y fosfato.

Pescado

El esqueleto, que forma la estructura de soporte dentro del pez, está hecho de cartílago como en el (Chondrichthyes) o de huesos como en el (Osteichthyes). El principal elemento esquelético es la columna vertebral, compuesta por vértebras articuladas que son livianas pero fuertes. Las costillas se unen a la columna vertebral y no hay extremidades ni cinturas. Están sostenidos únicamente por los músculos. Las principales características externas de los peces, las aletas, están compuestas por espinas óseas o blandas llamadas rayos que, con la excepción de la aleta caudal (aleta de la cola), no tienen conexión directa con la espina dorsal. Están sostenidos por los músculos que componen la parte principal del tronco.

Aves

El esqueleto de las aves está muy adaptado para el vuelo. Es extremadamente liviano, pero lo suficientemente fuerte como para soportar el estrés del despegue, el vuelo y el aterrizaje. Una adaptación clave es la fusión de los huesos en osificaciones individuales, como el pigóstilo. Debido a esto, las aves suelen tener una menor cantidad de huesos que otros vertebrados terrestres. Las aves también carecen de dientes o incluso de una verdadera mandíbula, y en su lugar han desarrollado un pico, que es mucho más ligero. Los picos de muchos pajaritos tienen una proyección llamada diente de huevo, que facilita su salida del huevo amniótico.

Mamíferos marinos

Para facilitar el movimiento de los mamíferos marinos en el agua, las patas traseras se perdieron por completo, como en las ballenas y los manatíes, o se unieron en una sola aleta caudal como en los pinnípedos (focas). En la ballena, las vértebras cervicales suelen estar fusionadas, una adaptación que intercambia flexibilidad por estabilidad durante la natación.

Humanos

El esqueleto consta de huesos fusionados e individuales sostenidos y complementados por ligamentos, tendones, músculos y cartílagos. Sirve como un andamio que sostiene los órganos, ancla los músculos y protege órganos como el cerebro, los pulmones, el corazón y la médula espinal. Aunque los dientes no consisten en tejido que se encuentra comúnmente en los huesos, los dientes generalmente se consideran miembros del sistema esquelético. El hueso más grande del cuerpo es el fémur en la parte superior de la pierna y el más pequeño es el estribo en el oído medio. En un adulto, el esqueleto comprende alrededor del 13,1% del peso corporal total, y la mitad de este peso es agua.

Los huesos fusionados incluyen los de la pelvis y el cráneo. No todos los huesos están interconectados directamente: hay tres huesos en cada oído medio llamados huesecillos que se articulan solo entre sí. El hueso hioides, que se encuentra en el cuello y sirve como punto de unión para la lengua, no se articula con ningún otro hueso del cuerpo y está sostenido por músculos y ligamentos.

Hay 206 huesos en el esqueleto humano adulto, aunque este número depende de si los huesos pélvicos (los huesos de la cadera de cada lado) se cuentan como uno o tres huesos de cada lado (ilion, isquion y pubis), si el coxis o el hueso de la cola se cuenta como uno o cuatro huesos separados y no cuenta los huesos wormianos variables entre las suturas del cráneo. De manera similar, el sacro generalmente se cuenta como un solo hueso, en lugar de cinco vértebras fusionadas. También hay un número variable de pequeños huesos sesamoideos, que se encuentran comúnmente en los tendones. La rótula o rótula de cada lado es un ejemplo de un hueso sesamoideo más grande. Las patelas se cuentan en el total, ya que son constantes. La cantidad de huesos varía entre individuos y con la edad: los bebés recién nacidos tienen más de 270 huesos, algunos de los cuales se fusionan.Estos huesos están organizados en un eje longitudinal, el esqueleto axial, al que se une el esqueleto apendicular.

El esqueleto humano tarda 20 años en desarrollarse por completo y los huesos contienen médula, que produce células sanguíneas.

Existen varias diferencias generales entre los esqueletos masculino y femenino. El esqueleto masculino, por ejemplo, es generalmente más grande y más pesado que el esqueleto femenino. En el esqueleto femenino, los huesos del cráneo son generalmente menos angulares. El esqueleto femenino también tiene un esternón más ancho y más corto y muñecas más delgadas. Existen diferencias significativas entre la pelvis masculina y femenina que están relacionadas con la capacidad de embarazo y parto de la mujer. La pelvis femenina es más ancha y menos profunda que la masculina. Las pelvis femeninas también tienen una salida pélvica agrandada y una entrada pélvica más ancha y circular. Se sabe que el ángulo entre los huesos púbicos es más agudo en los hombres, lo que da como resultado una pelvis más circular, más estrecha y casi en forma de corazón.

Partes

Hueso

Los huesos son órganos rígidos que forman parte del endoesqueleto de los vertebrados. Funcionan para mover, apoyar y proteger los diversos órganos del cuerpo, producir glóbulos rojos y blancos y almacenar minerales. El tejido óseo es un tipo de tejido conectivo denso. Los huesos tienen una variedad de formas con una estructura interna y externa compleja, también son livianos, pero fuertes y duros. Uno de los tipos de tejido que componen el tejido óseo es el tejido mineralizado y esto le da rigidez y una estructura interna tridimensional similar a un panal de abejas. Otros tipos de tejido que se encuentran en los huesos son la médula, el endostio y el periostio, los nervios, los vasos sanguíneos y el cartílago.

Huesos extraesqueléticos en mamíferos

Estos huesos, que se forman principalmente por separado en los tejidos subcutáneos, incluyen los cascos (como el núcleo óseo de los cuernos, las astas y los osicones), el osteodermo y el pene/clítoris.

Cartílago

Durante el desarrollo embrionario, el precursor del desarrollo óseo es el cartílago, que en su mayoría se reemplaza por hueso, después de que se haya formado carne, como el músculo, a su alrededor. El cartílago es un tejido conectivo rígido e inflexible que se encuentra en muchas áreas, incluidas las articulaciones entre los huesos, la caja torácica, la oreja, la nariz, el codo, la rodilla, el tobillo, los bronquios y los discos intervertebrales. No es tan duro ni rígido como el hueso, pero es más rígido y menos flexible que el músculo.

El cartílago está compuesto por células especializadas llamadas condrocitos que producen una gran cantidad de matriz extracelular compuesta por fibras de colágeno tipo II (excepto el fibrocartílago que también contiene colágeno tipo I), abundante sustancia fundamental rica en proteoglicanos y fibras de elastina. El cartílago se clasifica en tres tipos, cartílago elástico, cartílago hialino y fibrocartílago, que difieren en las cantidades relativas de estos tres componentes principales.

A diferencia de otros tejidos conectivos, el cartílago no contiene vasos sanguíneos. Los condrocitos se suministran por difusión, ayudados por la acción de bombeo generada por la compresión del cartílago articular o la flexión del cartílago elástico. Por lo tanto, en comparación con otros tejidos conectivos, el cartílago crece y se repara más lentamente.

Ligamento

Un ligamento es una pieza de tejido gomoso que conecta un hueso con otro hueso. Se confunde comúnmente con el tendón, una estructura similar que conecta el músculo con el hueso.

Tendón

Un tendón es un tejido similar a una banda elástica que conecta el músculo con el hueso. No debe confundirse con el ligamento, un tejido similar que conecta hueso con hueso.