İskelet nedir, ne işe yarar? Hayvanlar ve insanlardaki iskeletlerin özellikleri, görevleri, yapısı hakkında bilgi.
İskelet İle İlgili Bilgi
İskelet; hayvanlarda, vücuda destek olmak üzere özelleşmiş yapı topluluğudur. Omurgasızlarda iskelet vücudun içinde ya da dışında yer alan sert, kemiksi dokulardan oluşurken, omurgalılarda genellikle vücudun içindedir ve büyük ölçüde kemik ve kıkırdak yapısındadır.
Hayvanlarda iskelet vücuda destek olmaktan başka, doku ve organları korur, hareketi kolaylaştırır ve belirli duyu işlevlerine yardımcı olur. Tekhücrelilerin çoğunda vücudu saran sert ve saydam bir kılıf (pelikula) hücreye destek olarak biçimini korumasını sağlar. Hareketsiz knidlilerde (örn. mercan), canlının içinde ve dışında yer alan ve gövdeye destek olan cansız yapılar vardır; hareket eden hayvanlarda bu işlevi iç ve dış iskeletler üstlenirken kimi hayvanlar dik durabilmek ya da biçimlerini korumak için bir tür hidrostatik iskeletten yararlanır.
İskelette koruyucu işlevi yüklenen yapılar kas dokusu içermez ve vücut yüzeyinde yer alabilir; balıklardaki pullar, derisidikenlilerdeki dikensi uzantılar, süngerlerin iğne biçimindeki çıkıntıları ve yengeçlerdeki kabuk bu tür koruyucu dokuya örnek olarak verilebilir. Omurgalılarda da beyin kafatasının kemikleri tarafından dıştan gelen etkilerden korunur.
Çeşitli hayvan türlerinde iskelet, canlının hareketini değişik yollarla kolaylaştırır.
Omurgalılardaki kemikler ile eklembacaklıların (örn. böcekler, örümcekler, yengeçler) iç ve dış iskeletleri, bükülme ve doğrulma gibi birbirine zıt hareketleri sağlayan kas gruplarını barındırır. Bazı türlerde sert iskelet dokusu, işitme yoluyla algılanan titreşimlerin vücutta iletilmesini sağlar. Kemiklibalıklar ve kalamarlarda iskelet, hayvanın değişik derinliklerde yüzerken özgül ağırlığını saptamasına yardımcı olan mekanizmanın oluşmasını da sağlar.
Omurgasızlar arasında iskeleti en fazla gelişmiş olanı derisidikenliler filumudur; mezoderm dokusundan gelişen iskelet, omurgalılarda olduğu gibi kireçlenerek sertleşir ve vücudun öbür bölümleriyle birlikte büyümeyi sürdürür. Ayrıca bazı türlerde gövdedeki beşli ışınsal bakışım, omurgalılardaki iki yanlı bakışımı andırır. Destek işlevi gören ve birbiriyle kaynaşan iskelet levhacıkları, üstüste binmiş omurlara benzer. Denizyıldızı gibi hareketli derisidikenlilerde bu levhacıklar eklemlenerek hızlı hareketi sağlar.
Bu yapılar, kimi türlerdeki dikenlerle birlikte yüzeye yakın sinirleri, ayrıca derisidikenlilere özgü bir tür hidrolik aygıt olan su kanalları sistemini de dış etkilerden korur. Bazı sınıflarda tabanı iskelet levhacıklarıyla eklemlenen dikenler canlının hareket etmesini sağlar. Bütün gelişmişliğine karşın, derisidikenlilerin ince iskelet yapısı omurgalılardaki kemikle hiçbir benzerlik taşımaz.
Omurgalılarda iskeleti oluşturan kemik ya da kıkırdak dokusu, omurgasızlardaki ölü dokular, depolanmış maddeler ya da kristallerin aksine, canlıyla birlikte büyür. Hayvanın boyu ne olursa olsun, kemiklerin birbiriyle ilişkileri ve gövdedeki yerleri, dokulara sağlam bir destek oluşturacak biçimde düzenlenir. Eklembacaklılardaki kaslar kütin yapısındaki iskeletin yalnız bir yanına yapışabilir; oysa, omurgalılarda kemiklerin bütün yüzeylerine yapışan kaslar vardır. Birbirine zıt etki yapan kaslar özgün bir yerleşme sayesinde aynı kemiğe birden çok hareket yaptırabilir.
Hayvanlarda iskelet, altı temel yapı türünden oluşur. Mekanik özellikleri birbirinden çok farklı olmasına karşın, farklı iskelet yapıları sıklıkla aynı kimyasal maddeleri içerir. Dahası, özellikle daha karmaşık ve üstün yapılı hayvanlarda, tek bir iskelet sisteminde birden çok yapı türü yer alabilir.
İskeletteki en temel yapı sert dokulardır.
Karmaşıklık açısından mercan kolonilerinin salgıladığı ve sertleşerek koloninin üzerinde büyüdüğü bir taban ve sığınma yeri işlevi gören keskin kenarlı yapılardan, omurgalıların daha karmaşık kemiklerine varıncaya kadar büyük bir çeşitlilik gösterir. Midyelerde kabuk, denizyıldızlarındaki dikenli iskelet ve eklembacaklılardaki sert dış iskelet de bu dokuya örnek olabilir. Eklembacaklıların dış iskeleti, deriden atılan ölü hücrelerden oluşur ve çoğu zaman büyümeye olanak vermesi için hayvanın yaşamı boyunca defalarca değiştirmesini gerektirecek kadar serttir.
Bu yapıların birçoğunun sertliği içerdikleri kalsiyum bileşiklerine, denizde yaşayan canlıların iskeletinin sert olması ise içerdikleri silikaya bağlı olabilir. Eklembacaklılarda sıvı kaybı da (dehidratasyon) dış iskeletin sertleşmesinde önemli bir etkendir.
Yarı sert iskelet yapılarına en iyi örnekler eklembacaklıların dış iskeletinde, eklem bölgelerinde harekete olanak tanıyan yumuşak bölümler ile omurgalılardaki kıkırdaktır. Yarı sert dokuların bir işlevi de canlıyı korumaktır.
Daha üstün yapılı çokhücrelilerde lifsi madde katmanları halinde bulunan ve çoğu zaman kollajen adlı bir proteinden oluşan bağdoku da iskeleti oluşturan yapılardan biridir. Eklembacaklılarda ve başka birçok hayvanda, kasların öbür dokulara bağlanmasını sağlayan bir araç olarak işlev görür. Eklembacaklılarda dış iskeletin içe bakan katmanından gelişir ve deri değiştirme sırasında atılmaz. Sölomlu hayvanlarda (örn. yersolucanı) iç organları yerinde tutan bağdoku, omurgalılarda, zarsı kemiklerin temelini oluşturur.
Hidrostatik iskelet canlıda çeşitli iskelet yapılarından yalnızca biri olabilir; yersolucanlarında olduğu gibi, ana iskelet yapısını da oluşturabilir. Sıvı içeren doku boşlukları, bir hortumun içindeki suyun uyguladığı basınca çok benzer biçimde dış katmanlara basınç yapar; bu basınç bazı hayvanlarda, kasların üzerinde hareket edebileceği bir temel oluşturur. Ancak, daha üstün yapılı hayvanlarda (örn. omurgalılar ve bazı eklembacaklılar) gerek iç, gerek dış sert iskelet gelişerek, hidrostatik iskeletin görevini üstlenir. Buna karşın, hidrostatik iskelet mekanizması, bazı omurgalılarda, kemik yapısının yanı sıra işlev görmeyi (örn. memelilerde erkek üreme organının sertleşmesini sağlayan süngersi doku) sürdürür.
Kasların kasılmasından sonra yeniden normal biçimini almalarını sağlayan esnek dokular da iskeleti oluşturan yapılardan biridir. Örneğin denizanası, çan biçimindeki vücudunu tümüyle kasıp suyu arkaya doğru iterek hareket eder; vücudunun esnek çatısı hayvanın yeniden suyla dolmasını sağlar. Omurgalılara gerilme yeteneğini kazandıran da kas yapısındaki esnek dokulardır.
Omurgalılarda kemik iskelet destek, hareket ve korunma işlevlerine yardımcı olur.
Eksensel ve yan iskelet olarak alt bölümlere ayrılır. Eksensel iskelet kafatası ve omurgayı, yan iskelet ise kollar ve bacaklar ile bunları eksensel iskelete tutturan kemerleri içine alır. Omurgalılar altfilumuna giren hayvanların büyük bir çeşitlilik göstermesine karşın, iskelet yapılarında temel özdeşlikler vardır.
Az sayıda omurgalı sırtipini (notokord) erişkin döneminde de korurken, bu yapı çoğu omurgalıda kısa zamanda kemiksi bölümlerden (omur) oluşan bir sütuna dönüşür. Omurlar, aralarında kıkırdaksı omurlararası diskler bulunacak biçimde dizilir ve kafadan kuyruğa doğru, sırasıyla boyun, göğüs, bel, kalça ve kuyruk bölgeleri olarak düzenlenirler. Her bölgede bulunan omur sayısı türden türe değişir. Omurganın tepesinde beyni koruyan, gözleri, kulakları, burnu ve ağzı barındıran kafatası yer alır.
Omurganın vücuttaki rolü çok önemlidir.
Öncelikle, omuriliği korur; aynı zamanda vücuttaki kasların birçoğunun yapışma yeri, kalbi, akciğerleri ve öbür iç organları koruyan kıkırdaksı ve kemiksi kaburga kemiklerinin eklemlendiği yapıdır. Yan iskeletin vücuda tutunmasını sağlar ve hayvanın serbest hareketine katkıda bulunur. Erişkinde “S” harfi biçimindeki insan omurgası, dik duruşunun sonucunda değişmiş ve gelişmiştir. Bu biçimdeki yapılanış, hareketin yarattığı sarsıntının azaltılmasına yardımcı olur.
İçbükey olduğu bölgeler de, iç organların daha fazla yer kaplamasını sağlar, organların taşınmasına katkıda bulunur ve iskeletteki kemiklerin kırılma tehlikesini azaltır. Sudan karaya geçiş, omurganın çok daha esnek hale gelmesine neden olmuştur. Çünkü balıklar suda hareket edebilmek için tüm vücutlarını öne-arkaya doğru hareket ettirirken, kara hayvanlarında kol ve bacaklar aşağıya ve yukarıya doğru hareket eder. Kol ve bacaklar ile bunların vücuda bağlandığı eklem bölgelerini içeren yan iskelet, balıklardaki yüzgeç çiftlerinin evrimleşmesiyle oluşmuştur.
Omuz kemeri önbacakları (kolları), leğen kemeri ise arka bacakları eksensel iskelete bağlar. Her bacak üç bölümden oluşur. Vücuda en yakın olanında büyük bir kemik, orta bölümde bir büyük ve bir küçük kemik, vücuda en uzak bölümde ise ayakları (primatlarda eller ve ayaklar) oluşturan, çok sayıda küçük kemik vardır. Bacakları vücuda bağlayan eklemler ise omurgalı iskeletinin büyük bir hareket yeteneğine sahip olmasını sağlar.
Omurgalılar altfilumunun öbür üyeleri gibi insanın iskeleti de vücuda destek olan ve dokuların içinde yer alan sert bir yapıdır. İnsan iskeleti kemik, kıkırdaklar ve iskeletin bütün yapılarıyla yakın ilişkide bulunan ve bağdokudan oluşan kiriş ve bağlardan oluşur. İnsanda iskelet üç bölümde incelenebilir: Omurga ve kafatasının büyük bir bölümünü kapsayan eksensel iskelet; altçene ile üstçenenin bir bölümünü de içeren gövde iskeleti; kollar, bacaklar, leğen kemeri ve omuz kemerini içine alan yan iskelet.
İnsanda iskeletin işlevleri, yapısı ve düzenlenmesi öbür omurgalılara, özellikle memelilere çok benzerse de aralarındaki en büyük farklılık, insanın iki ayak üzerinde yaşamaya en iyi uyarlanmış hayvan olmasıdır. İnsan vücudu, bir çift sütun üzerinde hareket eden bir kuleye benzetilebilir. Dik duruşun insana sağladığı pek çok yarardan en önemlisi, belki de ellerin başka işlevlerde kullanılmak üzere serbest kalmasıdır. Buna karşın, dik duruş, en önemlisi ağırlığın taşınması olan birçok mekanik soruna da neden olmuş, bu sorunlar, iskelet sisteminin geçirdiği uyarlanmalar yoluyla çözülmüştür.
