Scheletro assile: componenti, funzioni e specializzazioni nella biologia

SCHELETRO ASSILE

comprende tutte quelle parti dello scheletro disposte lungo l'asse longitudinale corporeo

Scheletro della testa

(cranio) Scheletro appendicolare i componenti sono:

• Scheletro assiale postcraniale

Colonna vertebrale

Cinture - Colonna vertebrale Coste Sterno Arti b · NOTOCORDA: spesso in gran parte sostituita

COLONNA VERTEBRALE

· COSTE · STERNO PINNE IMPARI: dorsali, anali e caudali

• lo scheletro assile svolge numerosi funzioni: · definisce l'asse longitudinale del corpo dei vertebrati · ne impedisce la contrazione e ne sostiene la massa · protegge il midollo spinale, degli organi della cassa toracica e di vasi sanguigni · locomozione

COLONNA VERTEBRALE

le colonne vertebrali in tutti i vertebrati è costituita da una SUCCESSIONE DI ELEMENTI METAMERICI in direzione cefalo-caudale tra loro articolati dette VERTEBRE possono essere in numero variabile nei diversi rada e di natura ossea o cartilaginea le vertebre svolgono numerose funzioni: · protezione del midollo spinale e dell'aorta dorsale · fornire inserzione per i muscoli del tronco e della coda · sostegno del corpo e della locomozione nella maggior parte delle vertebre attuali queste presentano un PIANO ORGANIZZATIVO COMUNE sebbene caratterizzata da una morfologia diversa sia fra le differenti regioni della stessa colonna vertebrale sia fra i diversi taxa la vertebra presenta 2 parti FUSE TRA LORO: · CORPO VERTEBRALE · ARCO VERTEBRALE disposto dorsalmente a protezione del midollo spinalel'arco vertebrale si prolunga in un PROCESSO SPINOSO o SPINA NEURALE che fornisce un innesco per i muscoli strutturale comune: Spina neurale o Processo spinoso Arco vertebrale o neurale Processo trasverso Disco intervertebrale Zigoaposifi Forame o canale vertebrale vi sono altre regioni che servono ad Corpo vertebrale articolare una vertebra all'altra per evitare che non ci sia un eccessivo +Apofisi per l'articolazione con coste (ove presenti) attrito e non si disconnettano tra di loro: ZIGOAPOFISI presenti a livello dell'arco neurale sia nella regione anteriore che quella posteriore le zigoapofisi di una regione anteriore si poggiano nelle zigoapofisi anteriore della vertebra accanto sono presenti anche altri processi dette APOFISI che servono per articolare le vertebre alle coste ad esempio l'arco emale, posto ventralmente ad alcune vertebre, a protezione dei vasi sanguigni che si trova nella regione caudale della colonna vertebrale il corpo di una vertebra si articola a quello delle vertebre contigue mediante i DISCHI INTERVERTEBRALI di natura fibrocartilaginea e in cui permangono residui della notocorda embrionale le vertebre in cui si distingue il corpo vertebrale vengono dette SPONDILI, a seconda della MORFOLOGIA della SUPERFCIE ARTICOLARE del corpo vertebrale, possono essere distinte in:

Vertebre nei Pesci

• ANFICELI: presentano entrambe le superfici concave tipiche dei pesci

Vertebre negli Anfibi

• PROCELI: concave anteriormente tipiche degli anfibi

Vertebre nei Rettili

• OPISTOCELI: concave posteriormente tipiche dei rettili · ANFIPIANE: hanno entrambe le superfici piane · ETEROCELE: sono vertebre estremamente specializzate una ha la sella messa orizzontalmente e l'altra messa verticalmente: conferisce una grande motilità a livello del collo

Anfibi Rettili Canale vertebrale Centro Cuscinetto intervertebrale Notocorda anficele Forma a clessidra opistocele Superficie posteriore concava Parte del centro derivata dal corpo intervertebrale Anfibi Rettili Disco intervertebrale Mammiferi Uccelli procele Superficie anteriore concava anfipiana Superfici piatte Collo degli Uccelli Collo degli uccelli eterocele Superfici a sellaNerve cord Point of rotation le vertebre anficele e anfipiane sono adattate a forze di compressione: si crea un vuoto tra una vertebra e tra i cuscinetti che potranno compensare fino a un certo punto L le vertebre proceli e opistoceli hanno invece un maggior adattamento alla mobilità

EVOLUZIONE DELLE VERTEBRE

Elementi cartilaginei contenenti proteine ECM Ipotetico progenitore di tutti i vertebrati vi era un antenato in comune che avesse come struttura principale di sostegno la notocorda e che questa presentasse una serie di elementi cartilaginei dorsali o ventrali che si sono poi espansi fino a formare un corpo vertebrale vero e proprio tali elementi sono rimasti negli gnatostomi, nelle lamprede invece rimangono presenti sono gli elementi dorsali, nelle missine nella regione caudale vi o elementi ventrali a protezione dei vasi sanguigni

CICLOSTOMI

la notocorda viene conservata nell'adulto le missine NON PRESENTANO VERTEBRE: · hanno una lamina connettivale che avvolge la notocorda e il tubo neurale · nella regione della coda la lamina connettivale si espande anche ventralmente alla notocorda, per proteggere vasi ematici B Guaina neurale fibrosa Cartilagine neurale laterale Midollo- spinale Guaina della notocorda Notocorda nelle lamprede cominciano ad esserci dei PRIMORDI di VERTEBRE costituite da ARCHI CARTILAGINEI DORSALMENTE alla notocorda

• la lamina connettivale ad avvolgere la notocorda e tubo neurale · nella regione della coda la lamina connettivale si espande ventralmente alla notocorda per proteggere i vasi ematici i ciclostomi NON hanno STERNO o COSTEOLOCEFLI, CONDROSTEI (storioni), DIPNOI (polmonati) e LATIMERIA la notocorda è ben sviluppata ossia non regredisce totalmente le vertebre sono PRIVE di CORPO VERTEBRALE: ASPONDILI hanno una struttura composita:
• BASIDORSALI ben sviluppati: formano gli ARCHI NEURALI all'interno del quale passerà il midollo spinale Arco emale Basapofisi Costa Basiventrale Vertebra acentrica o aspondile
• BASI VENTRALI che nella regione causale formano gli ARCHI EMALI, mentre nella regione del tronco presentano dei processi ossei detti BASAPOFISI a cui si articolano le coste la regione caudale va incontro a una contrazione alternata dei fasci della coda che sollecita molto la colonna vertebrale, per questo i vasi ematici sarebbero schiacciati da tale oscillazione alternata se non vi fossero archi emali a proteggerli · COSTOLE LIBERE VENTRALMENTE, ossia non presentano lo sterno, e sono assenti in olocefali ELEMENTI OSSEI CARTILAGINEI in olocefali o PARZIALMENTE OSSIFICATI

ELASMOBRANCHI

sono delle vertebre SPONDILI: sono presenti per la 1º volta veri e propri CORPI VERTEBRALI elementi BASALI e INTERCALARI (interdorsali e interventrali) sono vertebre ANFICELE con voluminosi residui di notocorda; corpi vertebrali contigui si connettono solo lungo i bordi, tra l'una e l'altra sono presenti i dischi intervertebrali gli elementi basidorsali sono ben sviluppati a formare gli ARCHI NEURALI gli elementi basiventrali nella regione caudale formano gli archi emali, mentre nella regione del tronco presentano processi ossei ossia le basapofisi a cui si articolano le coste gli elementi ossei sono cartilaginei ma presentano regioni CALCIFICATE nel corpo vertebrale: la colonna vertebrale diventa un'asta semirigida Sopradorsale Arco vertebrale o neurale Basidorsale Interdorsale Notocorda Interventrale

TELEOSTEI

A Spina neurale Arco neurale Postzigapofisi Prezigapofisi Centro Diapofisi Arco emale Spina emale nella regione della coda gli archi emali si prolungano nelle SPINE EMALI che sono i punti di innesco dei muscoli pr. s. A ! a.n .. prez.d. postz.d.s -centro. postz. v. b.ap. a. e pr. s. postz.d. arco neurale postz.v .- arco emale b.ap. B arco neurale prez.d postz. d. cele esc.cr. C postz. v. prez. v. arco emale dantina calanna Vertebra in via di sviluppo Disposizione del miotomo (il muscolo è stato rimosso) Pelle Setto scheletogeno dorsale Setto Midollo spinale scheletogeno orizzontale Notocorda Aorta dorsale Poro della linea laterale Setto scheletogeno orizzontale Canale della linea laterale Mesentere dorsale Celoma Setto scheletogeno orizzontale Setto scheletogeno ventrale Costa intermuscolare Costa subperitoneale Miosetti vi è la comparsa di processi ossei a rinforzare l'articolazione fra i corpi vertebrali: sono presenti ZIGOAPOFISI in ogni vertebra

• nella parte anteriore: PRE-ZIGOAPOFISI · nella parte posteriore: POST-ZIGOAPOFISI nei pesci sono presenti anche le COSTE di tipo MONOCEFALO ossia si articolano alla vertebra mediante un'unica testa Arco neurale Costa dorsale Basapofisi Centro Costa ventrale sono distinte in DORSALI e VENTRALI secondo che si sviluppino ventralmente o dorsalmente rispetto al setto orizzontale che divide ciascun segmento muscolare nei pesci vi è una muscolatura metamerica grazie a dei setti di connettivo che separano i fasci epiassiali da quelli ipoassiali le coste rinforzano le fasce di connettivo metamerico a livello dei setti Vena cardinale posteriore esc. caud. le vertebre sono OSSIFICATE: costituite da un CORPO e ARCHI NEURALI ed EMALI ma intercalari sono stati persi e basali fusi al corpo le vertebre sono AFICELI: struttura a clessidranei tetrapodi le coste sono BICEFALE ossia si attaccano alla vertebra mediante 2 teste: CAPITELLO e TUBERCOLO che si connettono al corpo e all'arco vertebrale le coste si dividono in: · VERE: si articolano direttamente allo sterno attraverso un tratto cartilagineo
• SPURIE: si riuniscono tra loro prima di articolarsi con lo sterno Prezigapofisi Postzigapofisi Diapofisi Tubercolo Parapofisi Costa fluttuante Capitello Pleurocentro Costa spuria Intercentro Segmento costale Segmento sternale Sterno
• LIBERE O FLUTTUANTI: non connesse allo sterno a Cintura pettorale Presterno Mesosterno Xifisterno Svolgono un ruolo di sostegno e protezione di usata parte del corpo Sternel lepidotrich; nƒd radii archi neurali nfv radii 14. archi emali regione cloacale do Le

TETRAPODI

nei tetrapodi si presentano sollecitazioni del tutto nuove dettate dall'azione della forza di gravità e la colonna vertebrale assunse un ruolo di sostegno negli osteitti sono presenti i LEPIDOTRICHI OSSEI ossia costituiti da tessuto osseo, mentre nei condroitti sono presenti i CERATOTRICHI ossia fasci di fibre di collagene b in molti rettili sono presenti coste anche nella parete addominale dette GASTRALIA queste non sono direttamente connesse con le vertebre nei pesci la colonna vertebrale termina nella pinna caudale che ha funzioni propulsive coste