Ein Hautskelett ist das Außenskelett, das unterstützt und einen Körper eines Tieres, im Gegensatz zum inneren Skelett (Endoskelett), zum Beispiel, ein Mensch schützt. Im populären Gebrauch sind einige der größeren Arten von Hautskeletten als "Schalen" bekannt. Beispiele von Hautskelett-Tieren schließen Kerbtiere wie Grashüpfer und Küchenschaben und Krebstiere wie Krabben und Hummer ein. Die Schalen der verschiedenen Gruppen von geschälten Weichtieren, einschließlich derjenigen von Schnecken, Muscheln, Stoßzahn-Schalen, chitons und nautilus, sind auch Hautskelette.

Hautskelette von Mineralized sind zuerst in der Fossil-Aufzeichnung über erschienen, und, wie man betrachtet, hat ihre Evolution von einigen eine Rolle in der nachfolgenden walisischen Explosion von Tieren gespielt.

Einige Tiere, wie die Schildkröte, haben sowohl ein Endoskelett als auch ein Hautskelett.

Rolle des Hautskelettes

Hautskelette enthalten starre und widerstandsfähige Bestandteile, die eine Reihe funktioneller Rollen einschließlich Schutzes, Ausscheidung, Abfragung, Unterstützung, Fütterung und Handelns als eine Barriere gegen die Trocknung in Landorganismen erfüllen. Hautskelette haben eine Rolle in der Verteidigung von der Pest und den Raubfischen, der Unterstützung, und in der Versorgung eines Verhaftungsfachwerks für die Muskulatur.

Hautskelette enthalten chitin, und wenn Kalzium-Karbonat hinzugefügt wird, wächst das Hautskelett in der Kraft und Härte.

Ingrowths des arthropod Hautskelettes bekannt als apodemes dienen als Verhaftungsseiten für Muskeln. Diese Strukturen werden aus chitin zusammengesetzt, und sind etwa 6mal so stark und zweimal so steif wie Wirbelsehnen. Ähnlich Sehnen kann sich apodemes strecken, um elastische Energie für das Springen namentlich in Heuschrecken zu versorgen.

Ungleichheit

Viele erzeugen Hautskelette, die aus einer Reihe von Materialien zusammengesetzt werden. Knochen, Knorpel oder Zahnbein werden im Fisch von Ostracoderm und den Schildkröten verwendet. Chitin bildet das Hautskelett in arthropods einschließlich Kerbtiere, Spinnentiere wie Spinnen, Krebstiere wie Krabben und Hummer (sieh arthropod Hautskelett), und in einigen Fungi und Bakterien. Kalzium-Karbonate setzen die Schalen von Mollusken ein (sieh Molluske-Schale), brachiopods, und ein Tube-Gebäude polychaete Würmer. Kieselerde bildet das Hautskelett in den mikroskopischen Kieselalgen und radiolaria.

Einige Organismen, wie ein foraminifera, agglutinieren Hautskelette durch das Durchstechen von Körnern von Sand und Schale zu ihrem Äußeren. Gegen einen häufigen Irrtum besitzen Echinodermen kein Hautskelett, weil ihr Test immer innerhalb einer Schicht des lebenden Gewebes enthalten wird.

Hautskelette haben sich unabhängig oft entwickelt; 18 Abstammungen haben verkalkte Hautskelette allein entwickelt. Weiter haben andere Abstammungen zähe Außenüberzüge erzeugt, die einem Hautskelett wie einige Säugetiere analog sind - (gebaut vom Knochen im Gürteltier, und Haar im pangolin) - und Reptilien (werden Schildkröte und Rüstung von Ankylosaur des Knochens gebaut; Krokodile haben knochigen scutes und hornige Skalen).

Wachstum in einem Hautskelett

Da Hautskelette starr sind, präsentieren sie einige Grenzen zum Wachstum. Organismen mit offenen Schalen können durch das Hinzufügen neuen Materials zur Öffnung ihrer Schale wachsen, wie in Schnecken, zweischaligen Muscheln und anderem molluscans der Fall ist. Ein wahres Hautskelett, wie das, das in in arthropods gefunden ist, muss verschüttet werden (hat) sich (gemausert), wenn ihnen entwachsen wird. Ein neues Hautskelett wird unter dem alten erzeugt. Da der alte verschüttet wird, ist das neue Skelett weich und biegsam. Das Tier wird sich bis dazu pumpen breiten die neue Schale zur maximalen Größe aus, lassen es dann hart werden. Als die Schale untergegangen ist, kann der leere Raum innerhalb des neuen Skelettes voll gefüllt werden, weil das Tier isst. Misserfolg, das einmal entwachsene Hautskelett zu verschütten, kann auf das Tier hinauslaufen, das innerhalb seiner eigenen Schale wird erstickt, und wird Suberwachsene verhindern, Reife zu erreichen, so sie davon abhaltend, sich zu vermehren. Das ist der Mechanismus hinter einigen Kerbtier-Schädlingsbekämpfungsmitteln wie Azadirachtin.

Paläontologische Bedeutung

Hautskelette, als harte Teile von Organismen, sind in der helfenden Bewahrung von Organismen sehr nützlich, deren weiche Teile gewöhnlich faulen, bevor sie versteinert sein können. Hautskelette von Mineralized können bewahrt werden, "wie" als Schale-Bruchstücke zum Beispiel ist. Der Besitz eines Hautskelettes erlaubt auch einige andere Wege zur Fossilisation. Zum Beispiel kann die zähe Schicht compaction widerstehen, einer Form des Organismus erlaubend, unter dem Skelett gebildet zu werden, das später verfallen kann. Wechselweise kann außergewöhnliche Bewahrung auf chitin hinauslaufen, der mineralized, als im Bürger-Schieferton, oder umgestaltet ins widerstandsfähige Polymer keratin ist, der Zerfall widerstehen und wieder erlangt werden kann.

Jedoch beschränkt unsere Abhängigkeit von versteinerten Skeletten auch bedeutsam unser Verstehen der Evolution. Nur die Teile von Organismen, die bereits mineralized waren, werden gewöhnlich wie die Schalen von Weichtieren bewahrt. Es hilft, dass Hautskelette häufig "Muskelnarben", Zeichen enthalten, wo Muskeln dem Hautskelett beigefügt worden sind, das die Rekonstruktion von vielen inneren Teilen eines Organismus von seinem Hautskelett allein erlauben kann. Die bedeutendste Beschränkung ist, dass, obwohl es 30 - plus Unterabteilungen von lebenden Tieren gibt, zwei Drittel dieser Unterabteilungen als Fossilien nie gefunden worden sind, weil die meisten Tierarten weich verkörpert werden und Zerfall, bevor sie versteinert werden können.

Skelette von Mineralized erscheinen zuerst in der Fossil-Aufzeichnung kurz vor der Basis der walisischen Periode. Die Evolution eines mineralized Hautskelettes wird von einigen als eine mögliche treibende Kraft der walisischen Explosion des Tierlebens gesehen, auf eine Diversifikation der Raub- und Verteidigungstaktik hinauslaufend. Jedoch, ein Vorwaliser (Ediacaran) Organismen haben zähe Außenschalen erzeugt, während andere, wie Cloudina, ein verkalktes Hautskelett hatten.

Einige Cloudina-Schalen zeigen sogar Beweise des Raubs in der Form von borings.

Evolution

Im Großen und Ganzen, das Fossil registrieren nur enthält mineralised Hautskelette, da diese bei weitem am haltbarsten sind. Da, wie man denkt, die meisten Abstammungen mit Hautskeletten mit einem non-mineralised Hautskelett aufgebrochen sind, das sie später mineralised das es schwierig macht, sich über die sehr frühe Evolution des Hautskelettes jeder Abstammung zu äußern. Wir wissen wirklich, dass an einen sehr kurzen Zeitlauf kurz vor den walisischen Periode-Hautskeletten, die aus verschiedenen Materialien gemacht sind - Kieselerde, Kalzium-Phosphat, Kalkspat, aragonite, und sogar zusammen geklebte Mineralflocken - in einer Reihe von verschiedenen Umgebungen aufgekommen sind. Die meisten Abstammungen haben die Form des Kalzium-Karbonats angenommen, das im Ozean zurzeit sie zuerst mineralised stabil war, und sich von diesem Mineral morph nicht geändert hat - selbst wenn es das weniger günstige geworden ist.

Ein Vorwaliser (Ediacaran) Organismen haben zähe, aber non-mineralized Außenschalen erzeugt, während andere, wie Cloudina, ein verkalktes Hautskelett hatten, aber mineralized Skelette sind bis zum Anfang der walisischen Periode, mit dem Anstieg der "kleinen shelly Fauna" nicht üblich geworden. Gerade nach der Basis des Walisers werden diese Miniaturfossilien verschieden und reichlich - diese Plötzlichkeit kann ein Trugbild sein, seitdem die chemischen Bedingungen, die den kleinen shellies bewahrt haben, zur gleichen Zeit erschienen sind. Die meisten anderen Schale-Formen-Organismen erscheinen während der walisischen Periode mit Bryozoans, der die einzige verkalkende Unterabteilung ist, um später in Ordovician zu erscheinen. Das plötzliche Äußere von Schalen ist mit einer Änderung in der Ozeanchemie verbunden worden, die die Kalzium-Zusammensetzungen gemacht hat, von denen die Schalen stabil genug gebaut werden, um in eine Schale hinabgestürzt zu werden. Jedoch wird das kaum eine genügend Ursache sein, wie die Hauptaufbaukosten von Schalen im Schaffen der Proteine und des Polysaccharids sind, das für die zerlegbare Struktur der Schale erforderlich ist, nicht im Niederschlag der Mineralbestandteile. Skeletonisation ist auch an fast genau derselben Zeit erschienen, dass Tiere angefangen haben sich einzugraben, um Raub zu vermeiden, und eines der frühsten Hautskelette aus zusammen geklebten Mineralflocken gemacht wurde, darauf hinweisend, dass skeletonisation ebenfalls eine Antwort auf den vergrößerten Druck von Raubfischen war.

Ozeanchemie kann auch kontrollieren, dessen Mineralschalen gebaut werden. Kalzium-Karbonat hat zwei Formen, den stabilen Kalkspat und den metastable aragonite, der innerhalb einer angemessenen Reihe von chemischen Umgebungen stabil ist, aber schnell nicht stabil außerhalb dieser Reihe wird. Wenn die Ozeane ein relativ hohes Verhältnis von Magnesium im Vergleich zu Kalzium enthalten, ist aragonite stabiler, aber weil die Magnesium-Konzentration fällt, wird es weniger stabil, folglich härter, sich in ein Hautskelett zu vereinigen, weil es dazu neigen wird sich aufzulösen.

Mit Ausnahme von den Weichtieren, deren Schalen häufig beide Formen umfassen, verwenden die meisten Abstammungen gerade eine Form des Minerals. Die verwendete Form scheint, die Meerwasser-Chemie - so zu widerspiegeln, welche Form leichter - zurzeit hinabgestürzt wurde, dass die Abstammung zuerst ein verkalktes Skelett entwickelt hat, und sich danach nicht ändert. Jedoch widerspiegelt der Verhältnisüberfluss an Kalkspat - und Aragonite-Verwenden-Abstammungen nachfolgende Meerwasser-Chemie nicht - das Verhältnis des Magnesiums/Kalziums der Ozeane scheint, einen unwesentlichen Einfluss auf den Erfolg von Organismen zu haben, der stattdessen hauptsächlich dadurch kontrolliert wird, wie gut sie sich von Massenerlöschen erholen. Ein kürzlich entdeckter moderner Gastropode, der in der Nähe von Tiefseehydrothermalöffnungen lebt, illustriert den Einfluss sowohl von alten als auch von modernen lokalen chemischen Umgebungen: Seine Schale wird aus aragonite gemacht, der in einigen der frühsten Fossil-Weichtiere gefunden wird; aber es hat auch Rüstungsteller auf den Seiten seines Fußes, und das ist mineralized mit dem Eisensulfid-Pyrit und greigite, der nie vorher in jedem metazoan gefunden worden war, aber dessen Zutaten in großen Mengen durch die Öffnungen ausgestrahlt werden.

Künstliche "Hautskelette"

Menschen haben lange Rüstung als ein künstliches Hautskelett für den Schutz besonders im Kampf verwendet. Maschinen von Exoskeletal (auch genannt angetriebene Hautskelette) fangen auch an, zu medizinischen und industriellen Zwecken verwendet zu werden, während angetriebene menschliche Hautskelette eine Eigenschaft des Sciencefictionsschreibens sind, aber zurzeit in Prototyp-Bühne umziehen.

Orthoses sind eine beschränkte, medizinische Form des Hautskelettes. Ein orthosis (Mehrzahlorthoses) ist ein Gerät, das einem Glied oder dem Rumpf anhaftet, um die Funktion zu unterstützen oder die Gestalt dieses Gliedes oder des Stachels zu korrigieren. Orthotics ist das Feld, das sich orthoses, ihr Gebrauch und ihre Fertigung befasst. Ein orthotist ist eine Person, die entwirft und orthoses passt. Eine Prothese (Mehrzahlprostheses) ist ein Gerät, das einen fehlenden Teil eines Gliedes auswechselt. Wenn die Prothese eine hohle Schale und das Selbsttragen ist, ist es exoskeletal. Wenn innere Tuben im Gerät verwendet werden und der Deckel (cosmesis), um die Außengestalt zu schaffen, aus einem weichen, nichttragenden Material gemacht wird, ist es endoskeletal. Prosthetics ist das Feld, das sich mit prostheses befasst, verwenden Sie und ihre Fertigung. Ein prosthetist ist eine Person, die entwirft und prostheses passt.

Vielleicht waren die ersten Tiere, um ein natürlich vorkommendes "künstliches Hautskelett" zu verwenden, die Bernhardskrebse, von denen die Mehrheit ständig verpflichtet sind, eine leere Gastropode-Schale "zu tragen", um ihre weichen Abdomen zu schützen.

Parenthetisch ist das Hautskelett als ein architektonisches Modell als im Insellicht von St. Martin verwendet worden. Die Bautechnik wird monocoque genannt, und wird in der Architektur und im Aufbau von Autos und Flugzeugen verwendet.

Siehe auch

• Mechatronics
• Angetriebenes Hautskelett
• Atemloch - kleine Öffnungen im Hautskelett, die Kerbtieren erlauben, zu atmen
• Hydrostatisches Skelett
• Endoskelett

Links

Biologie

• Geometrie und Muster in der Natur 3: Die Löcher in radiolarian und Kieselalge prüfen

Moderne Technologie

• Bionische Stiefel
• PowerSkip
• Berkeley niedrigeres Hautskelett des äußersten Endes (BLEEX)
• Universität Kaliforniens - Santa Cruz - Exo Arm-Projekt
• Die HAL Macht des Kyberdyns passt an