Мышцы
Скелетная мышечная ткань в комплексе с сухожилиями является активной частью аппарата движения животного. Закрепляясь на костях скелета как на системе рычагов, она образует прочные мышечно-костные комплексы и обеспечивает перемещение всего организма, его отдельных частей (головы, шеи, конечностей), а также дыхательные движения, жевание, глотание и т.п., поддерживает скелет в определенном положении, сохраняя форму всего организма.
Мускулатура млекопитающих
Мускулатура млекопитающих, как соматическая, так и висцеральная, гораздо сложнее и дифференцированнее мускулатуры рептилий, хотя от последней она происходит филогенетически, и источник развития каждой мышцы млекопитающих может быть найден у рептилий.
На голове некоторому изменению подверглась висцеральная мускулатура. Особенного развития достигают у млекопитающих жевательные мышцы. У хищных и насекомоядных сильно развиты только височные мышцы, как служащие для простого приведения нижней челюсти. При сильном своем развитии они вызывают образование на черепе, в теменной и затылочной областях гребней. У грызунов и у копытных в связи с энергичным пережевыванием пищи большего развития достигает собственно жевательная мышца, которая не только поднимает (приводит) нижнюю челюсть, но и толкает ее сзади наперед; мышца эта начинается от скуловой дуги и прикрепляется к углу нижней челюсти.
Особенности мышечной системы млекопитающих
Мышечная система — одна из основных биологических подсистем у высших животных, благодаря которой в организме осуществляется движение во всех его проявлениях.
Мышечная система отсутствует у одноклеточных и губок, однако и эти животные не лишены способности к движению.
Мышечная система представляет собой совокупность способных к сокращению мышечных волокон, объединённых в пучки, которые формируют особые органы — мышцы или же самостоятельно входят в состав внутренних органов. Масса мышц намного больше, чем масса других органов: у позвоночных животных она может достигать до 50 % массы всего тела, у взрослого человека — до 40 %. Мышечная ткань животных также называется мясо и, наряду с некоторыми другими составляющими тел животных, употребляется в пищу. В мышечных тканях происходит превращение химической энергии в механическую энергию и теплоту.
У позвоночных мускулатуру разделяют на две основных группы:
Соматическая (т. е. заключенная в стенках полостей тела («сомы») , заключающих в себе внутренности, а также образующая основную массу конечностей) :
Скелетные мышцы (они же поперечнополосатые, или произвольные) . Прикрепляются к костям. Состоят из очень длинных волокн, длина от 1 до 10 см, форма — цилиндрическая. Их поперечная исчерченность обусловлена наличием чередующихся двоякопреломляющих проходящий свет дисков — анизотропных, более темных, и однопреломляющих свет — изотропных, более светлых. Каждое мышечное волокно состоит из недифференцированной цитоплазмы, или саркоплазмы, с многочисленными ядрами расположенными по периферии, которая содержит большое число дифференцированных поперечнополосатых миофибрилл. Периферия мышечного волокна окружена прозрачной оболочкой, или сарколеммой, содержащей фибриллы коллагеновой природы. Небольшие группы мышечных волокон окружены соединительнотканной оболочкой — эндомизием, endomysium; более крупные комплексы представлены пучками мышечных волокон, которые заключены в рыхлую соединительную ткань — внутренний перемизий, perimysium internum; вся мышца в целом окружена наружным перимизием, perimysium externum. Все соединительнотканные структуры мышцы, от сарколеммы до наружного перимизия, являются продолжением друг друга и непрерывно связаны между собой. Всю мышцу одевает соединительнотканный футляр — фасция, fascia. К каждой мышце подходит один или несколько нервов и кровоснабжающие её сосуды. И те и другие проникают в толщу мышцы в области так называемого нервнососудистого поля, area nervovasculosa. С помощью мышц сохраняется равновесие тела, производится перемещение в пространстве, осуществляются дыхательные и глотательные движения. Эти мышцы сокращаются усилием воли под действием импульсов, поступающих к ним по нервам из центральной нервной системы. Характерны мощные и быстрые сокращения и быстрое развитие утомления.
Висцеральная (т. е. входящая в состав внутренностей, функционально не приспособленные к передвижению тела в пространстве) :
Гладкие мышцы (непроизвольные) . Они находятся в стенках внутренних органов и сосудов. Для них характерны длина: 0,02 -0,2 мм, форма: веретеновидная, одно ядро овальное в центре, нет исчерчености. Эти мышцы участвуют в транспортировке содержимого полых органов, например, пищи по кишечнику, в регуляции кровяного давления, сужении и расширении зрачка и других непроизвольных движений внутри организма. Гладкие мышцы сокращаются под действием вегетативной нервной системы. Характерны медленные ритмические сокращения, не вызывающие утомления.
Сердечная мышца. Она имеется только в сердце. Эта мышца неутомимо сокращается в течение всей жизни, обеспечивая движение крови по сосудам и доставку жизненно важных веществ к тканям. Сердечная мышца сокращается самопроизвольно, а вегетативная нервная система только регулирует её работу.
В теле человека около 400 поперечнополосатых мышц, сокращение которых управляется центральной нервной системой.
Опорно-двигательная система и мускулатура млекопитающих.
Опорно-двигательная система. Скелет млекопитающих, в общем, имеет такое же строение, как и у пресмыкающихся, но есть некоторые отличия. Например, череп млекопитающих имеет хорошо развитый мозговой отдел, что обусловлено увеличением размеров головного мозга из-за его лучшего развития. Все млекопитающие имеют хорошо развитые небные кости, которые отделяют ротовую полость от носовой.
Как и у пресмыкающихся, позвоночник млекопитающих имеет шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отдел. Есть одно существенное отличие: все виды млекопитающих имеют одинаковое количество позвонков в шейном отделе – семь штук. Это количество постоянно даже для такого животного, как жираф. Другие отделы позвоночника млекопитающих могут иметь различное для разных видов зверей количество позвонков. Большая часть ребер соединяется с грудиной – грудной костью. Ребра с грудиной образуют грудную клетку.
Определенные различия имеются также в строении скелета конечностей и их поясов у млекопитающих и пресмыкающихся. Например, в скелете пояса передних конечностей млекопитающих вороньи кости прирастают к лопаткам во время эмбрионального развития.
Мускулатура млекопитающих. У млекопитающих имеется особая группа мышечных волокон, которая называется диафрагма – она разделяет полость тела на брюшную и грудную части. Диафрагма также принимает активное участие в дыхательных движениях, изменяя объем грудной полости при сокращении. У млекопитающих хорошо развиты мышцы конечностей и их поясов, спины, а также жевательные мышцы, которые приводят нижнюю челюсть. Также у некоторых групп млекопитающих (например, обезьян) отлично развиты мимические мышцы, которые находятся на морде. Эти мышцы отображают эмоции животного: удивление, удовлетворение, страх и т.д.
Мышечная система
Мускулатура млекопитающих сложно дифференцирована и имеет видовые особенности в зависимости от среды обитания и образа жизни животных. Специфика мускулатуры туловища и конечностей во многом определяется степенью активности и способами передвижения зверей. Сложная мышечная система, состоящая из сгибателей и разгибателей, расположена на конечностях животных.
Разнообразие способов передвижения млекопитающих обусловлено их обитанием в разных средах и местообитаниях (лес, поле, водоём, околоводное пространство и др.). Многие млекопитающие способны передвигаться разными способами в зависимости от ситуации (ходьба, бег, лазание, плавание, рытьё и т. д.). При этом и мышечная система разных участков тела нагружается неодинаково.
Имеются варианты передвижения при опоре на обе пары конечностей и одну пару (передние либо задние). При использовании всех четырёх конечностей наиболее распространены следующие способы движения: галоп – задние ноги при прыжках выбрасываются впереди передних (копытные, зайцеобразные, многие грызуны и др.); шаг и рысь, когда конечности переставляются по диагонали либо попарно их левой и правой стороной (иноходь).
Иной характер движений и расположения мускулатуры у животных, передвигающихся галопом на задних конечностях (тушканчики, кенгуру, ряд приматов и др.). Полуводные звери (выхухоль, бобр, ондатра, выдра и др.), плавающие с помощью задних конечностей и хвоста, имеют хорошо развитые мышцы задней половины тела.
Водные млекопитающие плавают с помощью изгибания тела; при этом основную толчковую силу определяет либо хвостовой плавник (киты), либо задние конечности (ластоногие). Быстро летающие животные (летучие мыши, крыланы) обладают машущим полётом, напрягая сильную мускулатуру грудины и передних конечностей.
Скорость передвижения также различна. Многие мелкие животные бегают со скоростью до 4–7 км в час. Кролик и слон развивают скорость до 40 км, а копытные – до 80. Самым быстрым зверем считается гепард, развивающий скорость до 110 км в час, преследуя добычу. Быстрому бегу гепарда способствуют длинные конечности и сильная мускулатура.
У млекопитающих хорошо развита подкожная мускулатура, которая у большинства видов образует сплошной чехол, охватывающий почти всё туловище и шею. Она обеспечивает движение кожи и волосяного покрова, в том числе вибрисс, выполняющих осязательную функцию. Благодаря её сокращениям, происходит ощетинивание зверей, обеспечивается сворачивание тела в клубок у ежей, панголинов и броненосцев. Кроме того, она имеет большое значение в общении животных, определяя их мимику, особенно развитую у приматов и хищных зверей. У приматов туловищная часть подкожной мускулатуры отсутствует.
Всем млекопитающим присуща особая куполообразная мышца – диафрагма, разделяющая грудную и брюшную полости и принимающая активное участие в механизме дыхания. Сложная жевательная мускулатура, характерная для большинства зверей, обусловлена активным захватом пищи и её механическим размельчением.
В мышцах содержатся сложные белки – миозин и миоглобин, обеспечивающие их активную сократительную деятельность. Миозин является белком сократительных волокон мышц, составляя около 40–60% всех мышечных белков. Он преобразует химическую энергию в механическую энергию мышечного сокращения. Миоглобин связывает кислород, переносимый гемоглобином крови от лёгких к тканям, и передаёт его окислительным системам клеток. Высвобождение кислорода из миоглобина и передача его в мышцу происходит в момент её сокращения.
УЧЕНИЕ О МЫШЦАХ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ. РАЗВИТИЕ МЫШЦ
Мышечная система развивается параллельно с развитием нервной системы как ее исполнительный орган. В филогенезе она появляется на основе свойств сократимости элементов клеток простейших многоклеточных организмов, отвечающих на раздражение. Вначале в организме животных появляется гладкая мышечная ткань, еще хорошо сохраняющая клеточное строение и связанная с нервной системой через два нейрона. (Эфферентная связь с центрами нервной системой осуществляется через периферический нейрон.) С совершенствованием форм поступательного движения и связанных с ним опорных элементов тела — скелета появляется скелетная (соматическая) мышечная ткань, у которой уже осуществляется прямая эфферентная связь с центральной нервной системой.
Если у кишечнополостных животных мышечные элементы еще не обособлены, а представлены специальными мышечными отростками эпителиальных клеток, которые дифференцируются на продольно расположенные (в эктодерме) и кольцеобразно (в эндодерме), то у червей они обособляются, уже не связаны с эпителием и образуют кожно-мышечный мешок.
У хордовых, более подвижных животных, все мышцы разделяются на соматические и висцеральные. У взрослых особей соматические мышцы исчерченные. Они представлены продольным пластом парной боковой мышцы, поделенной перепонками на отдельные метамеры (сегменты). В сосудах и кишечнике у ланцетника по-прежнему остается гладкая мышечная ткань. У позвоночных животных, как и у ланцетника, мышцы делятся на соматические и гладкие, различающиеся не только строением, но и характером нервных связей.
Чем сложнее в филогенезе становится организм позвоночных животных, тем больше скелетные мышцы теряют метамерность, тем более дифференцированными они становятся, разделяясь вначале на дорсальные и вентральные пласты, а затем на отдельные слои, отделы, группы мышц и мышцы.
У наземных позвоночных все скелетные мышцы подразделяются уже на группы: мышцы туловища, головы и конечностей. Гладкая мышечная ткань по-прежнему остается главным образом в стенках сосудов и внутренних органов. Как бы ни была сложна скелетная мышца как орган, она связана с определенными сегментами мозга.
Эта связь устанавливается с первых моментов появления мышечных элементов и не нарушается при филогенетических преобразованиях, В связи с этим было установлено — группа мышечных волокон, получающих нервные окончания (нервные бляшки) от одной нервной клетки, является «мышечной единицей». Из какого сегмента развивается мышца у эмбриона, из того же сегмента она иннервируется в дальнейшем. Если в процессе развития мышца перемещается, за ней следует и нерв (яркий пример этого — диафрагма, расположенная позади грудного мозга). Если мышца дифференцируется на отдельные части, нерв подвергается той же дифференцировке; если мышца сливается, сливаются и нервы. Редукция мышцы приводит к редукции и нервной связи. Такая неизменная связь позволяет выявить пути развития мышцы в эмбриогенезе и филогенезе, дает возможность установить, за счет каких сегментов зародыша она сформировалась.
В процессе индивидуального развития (в онтогенезе) мышцы развиваются из нескольких источников мезодермы; 1) за счет материала миотомов мезодермы; 2) из несегментированной мезодермы в области жабер. Поэтому мышцы, развивающиеся за счет мезенхимы жаберного аппарата, называют висцеральными. Вначале у зародыша закладка мышечных элементов, как и в филогенезе, сегментирована и дифференцируется на отдельные метамеры, разделенные соединительнотканными перегородками.
В онтогенезе повторяются основные этапы, особенно раннего периода филогенеза. Вначале боковая мышца закладывается вдоль тела как продольный парный тяж, сегментированный соединительнотканными перегородками на метамерно расположенные миотомы, и каждый миотом получает уже нерв определенного нервного сегмента. Затем появляется продольная соединительнотканная перегородка, разделяющая миотом на дорсальную и вентральную части. В дальнейшем на месте этой продольной перегородки развиваются поперечные отростки позвонков и ребер. В такой же последовательности идет разделение и нервных ветвей, сохраняющих связь с теми же нервными сегментами. За счет материала дорсальных частей миотомов в дальнейшем развиваются мышцы позвоночного столба, а за счет вентральных — мышцы боковых грудных и брюшных стенок.
В зачатки конечностей несколько позже врастают мышечные пучки от дорсальных и вентральных участков миотомов (от пяти миотомов в грудных и от восьми — в тазовых конечностях). Дифференциацией мышечных пластов на отдельные мышцы скелетная мускулатура еще более усложняется, особенно с выделением мышц конечностей, иннервируемых тоже главным образом вентральными ветвями спинномозговых нервов.
Мышцы головы и некоторые мышцы шеи развиваются из несегментированной мезодермы области пяти первых жаберных дуг. Из зачатков первой жаберной дуги развиваются жевательные мышцы, связанные с V парой черепных нервов, из второй — мимические, связанные с VII парой черепных нервов.
Мышечная ткань благодаря свойству сокращаться в процессе филогенеза сформировалась в отдельные органы — мышцы — лентообразные двигатели, обладающие силой, способной поднимать большие тяжести, удерживать на ногах массу тела, наносить удары, развивать большую скорость при передвижении и т. д.
Мышцы, сокращаясь, не только вызывают движение (выполняют динамическую работу), но и обеспечивают тонус мышц, укрепляя суставы под определенным углом сочетания при неподвижном теле, сохраняя определенную позу (выполняют статическую работу). Статическая работа, особенно у крупных (тяжелых) копытных животных, чрезвычайно трудна.
Определенный тонус мышц выполняет и антигравитационную функцию. Вместе с сухожилиями, фасциями и связками скелета мышцы обладают свойствами упругости, благодаря которым являются надежными амортизаторами, придающими конечностям большую рессорность, а также работают как микронасосы, способствующие выведению крови и лимфы из органов (Н. И. Ариинчин, 1987).
У каждого вида животного в процессе эволюции мышцы, развиваясь, определяют свои пределы силы, скорости движения, выносливости, а также и массы, которая находится в прямой зависимости от вида, возраста, пола, породы животного и их тренировки. Масса мышц составляет у крупного рогатого скота и лошадей примерно 42—47% от общей массы тела, у овец 34, а у свиней 31%. Только работа (тренировка) мышц способствует наращиванию их массы как за счёт увеличения диаметра мышечных волокон (гипертрофия), так и за счет увеличения их количества (гиперплазия).
Работа мышц теснейшим образом связана с органом равновесия и в значительной мере с другими органами чувств. Благодаря этой связи мышцы обеспечивают равновесие тела, точность движений, силу. Мышцы — мощный генератор перехода химической энергии пищи в тепловую энергию, энергии упругих деформаций в механическую, использующуюся для продвижения крови по сосудам и возбуждения афферентных импульсов, посылаемых в мозг, а также перехода в тепловую энергию.
Источники
Скелетная мышечная ткань в комплексе с сухожилиями является активной частью аппарата движения животного. Закрепляясь на костях скелета как на системе рычагов, она образует прочные мышечно-костные комплексы и обеспечивает перемещение всего организма, его отдельных частей (головы, шеи, конечностей), а также дыхательные движения, жевание, глотание и т.п., поддерживает скелет в определенном положении, сохраняя форму всего организма.
Мускулатура млекопитающих
Мускулатура млекопитающих, как соматическая, так и висцеральная, гораздо сложнее и дифференцированнее мускулатуры рептилий, хотя от последней она происходит филогенетически, и источник развития каждой мышцы млекопитающих может быть найден у рептилий.
На голове некоторому изменению подверглась висцеральная мускулатура. Особенного развития достигают у млекопитающих жевательные мышцы. У хищных и насекомоядных сильно развиты только височные мышцы, как служащие для простого приведения нижней челюсти. При сильном своем развитии они вызывают образование на черепе, в теменной и затылочной областях гребней. У грызунов и у копытных в связи с энергичным пережевыванием пищи большего развития достигает собственно жевательная мышца, которая не только поднимает (приводит) нижнюю челюсть, но и толкает ее сзади наперед; мышца эта начинается от скуловой дуги и прикрепляется к углу нижней челюсти.
Особенности мышечной системы млекопитающих
Мышечная система — одна из основных биологических подсистем у высших животных, благодаря которой в организме осуществляется движение во всех его проявлениях.
Мышечная система отсутствует у одноклеточных и губок, однако и эти животные не лишены способности к движению.
Мышечная система представляет собой совокупность способных к сокращению мышечных волокон, объединённых в пучки, которые формируют особые органы — мышцы или же самостоятельно входят в состав внутренних органов. Масса мышц намного больше, чем масса других органов: у позвоночных животных она может достигать до 50 % массы всего тела, у взрослого человека — до 40 %. Мышечная ткань животных также называется мясо и, наряду с некоторыми другими составляющими тел животных, употребляется в пищу. В мышечных тканях происходит превращение химической энергии в механическую энергию и теплоту.
У позвоночных мускулатуру разделяют на две основных группы:
Соматическая (т. е. заключенная в стенках полостей тела («сомы») , заключающих в себе внутренности, а также образующая основную массу конечностей) :
Скелетные мышцы (они же поперечнополосатые, или произвольные) . Прикрепляются к костям. Состоят из очень длинных волокн, длина от 1 до 10 см, форма — цилиндрическая. Их поперечная исчерченность обусловлена наличием чередующихся двоякопреломляющих проходящий свет дисков — анизотропных, более темных, и однопреломляющих свет — изотропных, более светлых. Каждое мышечное волокно состоит из недифференцированной цитоплазмы, или саркоплазмы, с многочисленными ядрами расположенными по периферии, которая содержит большое число дифференцированных поперечнополосатых миофибрилл. Периферия мышечного волокна окружена прозрачной оболочкой, или сарколеммой, содержащей фибриллы коллагеновой природы. Небольшие группы мышечных волокон окружены соединительнотканной оболочкой — эндомизием, endomysium; более крупные комплексы представлены пучками мышечных волокон, которые заключены в рыхлую соединительную ткань — внутренний перемизий, perimysium internum; вся мышца в целом окружена наружным перимизием, perimysium externum. Все соединительнотканные структуры мышцы, от сарколеммы до наружного перимизия, являются продолжением друг друга и непрерывно связаны между собой. Всю мышцу одевает соединительнотканный футляр — фасция, fascia. К каждой мышце подходит один или несколько нервов и кровоснабжающие её сосуды. И те и другие проникают в толщу мышцы в области так называемого нервнососудистого поля, area nervovasculosa. С помощью мышц сохраняется равновесие тела, производится перемещение в пространстве, осуществляются дыхательные и глотательные движения. Эти мышцы сокращаются усилием воли под действием импульсов, поступающих к ним по нервам из центральной нервной системы. Характерны мощные и быстрые сокращения и быстрое развитие утомления.
Висцеральная (т. е. входящая в состав внутренностей, функционально не приспособленные к передвижению тела в пространстве) :
Гладкие мышцы (непроизвольные) . Они находятся в стенках внутренних органов и сосудов. Для них характерны длина: 0,02 -0,2 мм, форма: веретеновидная, одно ядро овальное в центре, нет исчерчености. Эти мышцы участвуют в транспортировке содержимого полых органов, например, пищи по кишечнику, в регуляции кровяного давления, сужении и расширении зрачка и других непроизвольных движений внутри организма. Гладкие мышцы сокращаются под действием вегетативной нервной системы. Характерны медленные ритмические сокращения, не вызывающие утомления.
Сердечная мышца. Она имеется только в сердце. Эта мышца неутомимо сокращается в течение всей жизни, обеспечивая движение крови по сосудам и доставку жизненно важных веществ к тканям. Сердечная мышца сокращается самопроизвольно, а вегетативная нервная система только регулирует её работу.
В теле человека около 400 поперечнополосатых мышц, сокращение которых управляется центральной нервной системой.
Опорно-двигательная система и мускулатура млекопитающих.
Опорно-двигательная система. Скелет млекопитающих, в общем, имеет такое же строение, как и у пресмыкающихся, но есть некоторые отличия. Например, череп млекопитающих имеет хорошо развитый мозговой отдел, что обусловлено увеличением размеров головного мозга из-за его лучшего развития. Все млекопитающие имеют хорошо развитые небные кости, которые отделяют ротовую полость от носовой.
Как и у пресмыкающихся, позвоночник млекопитающих имеет шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отдел. Есть одно существенное отличие: все виды млекопитающих имеют одинаковое количество позвонков в шейном отделе – семь штук. Это количество постоянно даже для такого животного, как жираф. Другие отделы позвоночника млекопитающих могут иметь различное для разных видов зверей количество позвонков. Большая часть ребер соединяется с грудиной – грудной костью. Ребра с грудиной образуют грудную клетку.
Определенные различия имеются также в строении скелета конечностей и их поясов у млекопитающих и пресмыкающихся. Например, в скелете пояса передних конечностей млекопитающих вороньи кости прирастают к лопаткам во время эмбрионального развития.
Мускулатура млекопитающих. У млекопитающих имеется особая группа мышечных волокон, которая называется диафрагма – она разделяет полость тела на брюшную и грудную части. Диафрагма также принимает активное участие в дыхательных движениях, изменяя объем грудной полости при сокращении. У млекопитающих хорошо развиты мышцы конечностей и их поясов, спины, а также жевательные мышцы, которые приводят нижнюю челюсть. Также у некоторых групп млекопитающих (например, обезьян) отлично развиты мимические мышцы, которые находятся на морде. Эти мышцы отображают эмоции животного: удивление, удовлетворение, страх и т.д.
Мышечная система
Мускулатура млекопитающих сложно дифференцирована и имеет видовые особенности в зависимости от среды обитания и образа жизни животных. Специфика мускулатуры туловища и конечностей во многом определяется степенью активности и способами передвижения зверей. Сложная мышечная система, состоящая из сгибателей и разгибателей, расположена на конечностях животных.
Разнообразие способов передвижения млекопитающих обусловлено их обитанием в разных средах и местообитаниях (лес, поле, водоём, околоводное пространство и др.). Многие млекопитающие способны передвигаться разными способами в зависимости от ситуации (ходьба, бег, лазание, плавание, рытьё и т. д.). При этом и мышечная система разных участков тела нагружается неодинаково.
Имеются варианты передвижения при опоре на обе пары конечностей и одну пару (передние либо задние). При использовании всех четырёх конечностей наиболее распространены следующие способы движения: галоп – задние ноги при прыжках выбрасываются впереди передних (копытные, зайцеобразные, многие грызуны и др.); шаг и рысь, когда конечности переставляются по диагонали либо попарно их левой и правой стороной (иноходь).
Иной характер движений и расположения мускулатуры у животных, передвигающихся галопом на задних конечностях (тушканчики, кенгуру, ряд приматов и др.). Полуводные звери (выхухоль, бобр, ондатра, выдра и др.), плавающие с помощью задних конечностей и хвоста, имеют хорошо развитые мышцы задней половины тела.
Водные млекопитающие плавают с помощью изгибания тела; при этом основную толчковую силу определяет либо хвостовой плавник (киты), либо задние конечности (ластоногие). Быстро летающие животные (летучие мыши, крыланы) обладают машущим полётом, напрягая сильную мускулатуру грудины и передних конечностей.
Скорость передвижения также различна. Многие мелкие животные бегают со скоростью до 4–7 км в час. Кролик и слон развивают скорость до 40 км, а копытные – до 80. Самым быстрым зверем считается гепард, развивающий скорость до 110 км в час, преследуя добычу. Быстрому бегу гепарда способствуют длинные конечности и сильная мускулатура.
У млекопитающих хорошо развита подкожная мускулатура, которая у большинства видов образует сплошной чехол, охватывающий почти всё туловище и шею. Она обеспечивает движение кожи и волосяного покрова, в том числе вибрисс, выполняющих осязательную функцию. Благодаря её сокращениям, происходит ощетинивание зверей, обеспечивается сворачивание тела в клубок у ежей, панголинов и броненосцев. Кроме того, она имеет большое значение в общении животных, определяя их мимику, особенно развитую у приматов и хищных зверей. У приматов туловищная часть подкожной мускулатуры отсутствует.
Всем млекопитающим присуща особая куполообразная мышца – диафрагма, разделяющая грудную и брюшную полости и принимающая активное участие в механизме дыхания. Сложная жевательная мускулатура, характерная для большинства зверей, обусловлена активным захватом пищи и её механическим размельчением.
В мышцах содержатся сложные белки – миозин и миоглобин, обеспечивающие их активную сократительную деятельность. Миозин является белком сократительных волокон мышц, составляя около 40–60% всех мышечных белков. Он преобразует химическую энергию в механическую энергию мышечного сокращения. Миоглобин связывает кислород, переносимый гемоглобином крови от лёгких к тканям, и передаёт его окислительным системам клеток. Высвобождение кислорода из миоглобина и передача его в мышцу происходит в момент её сокращения.
УЧЕНИЕ О МЫШЦАХ. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ. РАЗВИТИЕ МЫШЦ
Мышечная система развивается параллельно с развитием нервной системы как ее исполнительный орган. В филогенезе она появляется на основе свойств сократимости элементов клеток простейших многоклеточных организмов, отвечающих на раздражение. Вначале в организме животных появляется гладкая мышечная ткань, еще хорошо сохраняющая клеточное строение и связанная с нервной системой через два нейрона. (Эфферентная связь с центрами нервной системой осуществляется через периферический нейрон.) С совершенствованием форм поступательного движения и связанных с ним опорных элементов тела — скелета появляется скелетная (соматическая) мышечная ткань, у которой уже осуществляется прямая эфферентная связь с центральной нервной системой.
Если у кишечнополостных животных мышечные элементы еще не обособлены, а представлены специальными мышечными отростками эпителиальных клеток, которые дифференцируются на продольно расположенные (в эктодерме) и кольцеобразно (в эндодерме), то у червей они обособляются, уже не связаны с эпителием и образуют кожно-мышечный мешок.
У хордовых, более подвижных животных, все мышцы разделяются на соматические и висцеральные. У взрослых особей соматические мышцы исчерченные. Они представлены продольным пластом парной боковой мышцы, поделенной перепонками на отдельные метамеры (сегменты). В сосудах и кишечнике у ланцетника по-прежнему остается гладкая мышечная ткань. У позвоночных животных, как и у ланцетника, мышцы делятся на соматические и гладкие, различающиеся не только строением, но и характером нервных связей.
Чем сложнее в филогенезе становится организм позвоночных животных, тем больше скелетные мышцы теряют метамерность, тем более дифференцированными они становятся, разделяясь вначале на дорсальные и вентральные пласты, а затем на отдельные слои, отделы, группы мышц и мышцы.
У наземных позвоночных все скелетные мышцы подразделяются уже на группы: мышцы туловища, головы и конечностей. Гладкая мышечная ткань по-прежнему остается главным образом в стенках сосудов и внутренних органов. Как бы ни была сложна скелетная мышца как орган, она связана с определенными сегментами мозга.
Эта связь устанавливается с первых моментов появления мышечных элементов и не нарушается при филогенетических преобразованиях, В связи с этим было установлено — группа мышечных волокон, получающих нервные окончания (нервные бляшки) от одной нервной клетки, является «мышечной единицей». Из какого сегмента развивается мышца у эмбриона, из того же сегмента она иннервируется в дальнейшем. Если в процессе развития мышца перемещается, за ней следует и нерв (яркий пример этого — диафрагма, расположенная позади грудного мозга). Если мышца дифференцируется на отдельные части, нерв подвергается той же дифференцировке; если мышца сливается, сливаются и нервы. Редукция мышцы приводит к редукции и нервной связи. Такая неизменная связь позволяет выявить пути развития мышцы в эмбриогенезе и филогенезе, дает возможность установить, за счет каких сегментов зародыша она сформировалась.
В процессе индивидуального развития (в онтогенезе) мышцы развиваются из нескольких источников мезодермы; 1) за счет материала миотомов мезодермы; 2) из несегментированной мезодермы в области жабер. Поэтому мышцы, развивающиеся за счет мезенхимы жаберного аппарата, называют висцеральными. Вначале у зародыша закладка мышечных элементов, как и в филогенезе, сегментирована и дифференцируется на отдельные метамеры, разделенные соединительнотканными перегородками.
В онтогенезе повторяются основные этапы, особенно раннего периода филогенеза. Вначале боковая мышца закладывается вдоль тела как продольный парный тяж, сегментированный соединительнотканными перегородками на метамерно расположенные миотомы, и каждый миотом получает уже нерв определенного нервного сегмента. Затем появляется продольная соединительнотканная перегородка, разделяющая миотом на дорсальную и вентральную части. В дальнейшем на месте этой продольной перегородки развиваются поперечные отростки позвонков и ребер. В такой же последовательности идет разделение и нервных ветвей, сохраняющих связь с теми же нервными сегментами. За счет материала дорсальных частей миотомов в дальнейшем развиваются мышцы позвоночного столба, а за счет вентральных — мышцы боковых грудных и брюшных стенок.
В зачатки конечностей несколько позже врастают мышечные пучки от дорсальных и вентральных участков миотомов (от пяти миотомов в грудных и от восьми — в тазовых конечностях). Дифференциацией мышечных пластов на отдельные мышцы скелетная мускулатура еще более усложняется, особенно с выделением мышц конечностей, иннервируемых тоже главным образом вентральными ветвями спинномозговых нервов.
Мышцы головы и некоторые мышцы шеи развиваются из несегментированной мезодермы области пяти первых жаберных дуг. Из зачатков первой жаберной дуги развиваются жевательные мышцы, связанные с V парой черепных нервов, из второй — мимические, связанные с VII парой черепных нервов.
Мышечная ткань благодаря свойству сокращаться в процессе филогенеза сформировалась в отдельные органы — мышцы — лентообразные двигатели, обладающие силой, способной поднимать большие тяжести, удерживать на ногах массу тела, наносить удары, развивать большую скорость при передвижении и т. д.
Мышцы, сокращаясь, не только вызывают движение (выполняют динамическую работу), но и обеспечивают тонус мышц, укрепляя суставы под определенным углом сочетания при неподвижном теле, сохраняя определенную позу (выполняют статическую работу). Статическая работа, особенно у крупных (тяжелых) копытных животных, чрезвычайно трудна.
Определенный тонус мышц выполняет и антигравитационную функцию. Вместе с сухожилиями, фасциями и связками скелета мышцы обладают свойствами упругости, благодаря которым являются надежными амортизаторами, придающими конечностям большую рессорность, а также работают как микронасосы, способствующие выведению крови и лимфы из органов (Н. И. Ариинчин, 1987).
У каждого вида животного в процессе эволюции мышцы, развиваясь, определяют свои пределы силы, скорости движения, выносливости, а также и массы, которая находится в прямой зависимости от вида, возраста, пола, породы животного и их тренировки. Масса мышц составляет у крупного рогатого скота и лошадей примерно 42—47% от общей массы тела, у овец 34, а у свиней 31%. Только работа (тренировка) мышц способствует наращиванию их массы как за счёт увеличения диаметра мышечных волокон (гипертрофия), так и за счет увеличения их количества (гиперплазия).
Работа мышц теснейшим образом связана с органом равновесия и в значительной мере с другими органами чувств. Благодаря этой связи мышцы обеспечивают равновесие тела, точность движений, силу. Мышцы — мощный генератор перехода химической энергии пищи в тепловую энергию, энергии упругих деформаций в механическую, использующуюся для продвижения крови по сосудам и возбуждения афферентных импульсов, посылаемых в мозг, а также перехода в тепловую энергию.