Hidroesqueleto: características e exemplos - Ciência - 2023

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UMA hidroesqueleto ou esqueleto hidrostático consiste em uma cavidade cheia de fluido que envolve as estruturas musculares e fornece suporte ao corpo do animal. O esqueleto hidrostático participa da locomoção, dando ao animal uma ampla gama de movimentos.

É comum em invertebrados que não possuem estruturas rígidas que permitem o suporte do corpo, como minhocas, alguns pólipos, anêmonas e estrelas do mar e outros equinodermos. Em seu lugar, existem esqueletos hidrostáticos.

Algumas estruturas específicas em animais funcionam por meio desse mecanismo, como o pênis de mamíferos e tartarugas e as pernas de aranhas.

Em contraste, há estruturas que usam o mecanismo de esqueleto hidrostático, mas não têm cavidade cheia de líquido, como os membros dos cefalópodes, a língua dos mamíferos e a tromba dos elefantes.

Entre as funções mais destacadas do esqueleto hidrostático está o suporte e a locomoção, pois é um antagonista muscular e auxilia na amplificação da força na contração muscular.

A funcionalidade de um esqueleto hidrostático depende de manter o volume constante e a pressão que ele gera - ou seja, o fluido que preenche a cavidade é incompressível.

Caracteristicas

Os animais requerem estruturas especializadas para suporte e movimento. Para isso, existe uma grande variedade de esqueletos que fornecem um antagonista para os músculos, transmitindo a força de contração.

No entanto, o termo "esqueleto" vai além das estruturas ósseas típicas dos vertebrados ou dos esqueletos externos dos artrópodes.

Uma substância fluida também pode atender aos requisitos de suporte utilizando uma pressão interna, formando o hidroesqueleto, amplamente distribuído na linhagem de invertebrados.

O hidrosqueleto consiste em uma cavidade ou cavidades fechadas preenchidas por fluidos que utilizam um mecanismo hidráulico, onde a contração da musculatura resulta na movimentação do fluido de uma região para outra, atuando no mecanismo de transmissão do impulso - antagonista muscular.

A característica biomecânica fundamental dos hidroesqueletos é a constância do volume que eles formam. Este deve ter a capacidade de compressão ao aplicar pressões fisiológicas. Este princípio é a base para o funcionamento do sistema.

Mecanismo de esqueletos hidrostáticos

O sistema de suporte é espacialmente organizado da seguinte forma: a musculatura circunda uma cavidade central cheia de fluido.

Também pode ser arranjado de forma tridimensional com uma série de fibras musculares que formam uma massa muscular sólida, ou em uma rede muscular que passa por espaços preenchidos com fluido e tecido conjuntivo.

Porém, os limites entre esses arranjos não são bem definidos e encontramos esqueletos hidrostáticos que apresentam características intermediárias. Embora haja grande variabilidade nos hidrosesqueletos dos invertebrados, todos funcionam de acordo com os mesmos princípios físicos.

Musculatura

Os três arranjos gerais de músculos: circulares, transversais ou radiais. A musculatura circular é uma camada contínua que se organiza ao redor da circunferência do corpo ou órgão em questão.

Os músculos transversais incluem fibras localizadas perpendiculares ao eixo mais longo das estruturas e podem ser orientadas horizontal ou verticalmente - em corpos com orientação fixa, convencionalmente as fibras verticais são dorsoventrais e as horizontais são transversais.

Os músculos radiais, por outro lado, incluem fibras localizadas perpendicularmente ao eixo mais longo do eixo central em direção à periferia da estrutura.

A maioria das fibras musculares em esqueletos hidrostáticos são estriadas obliquamente e possuem a capacidade de "superestirar".

Tipos de movimentos permitidos

Esqueletos hidrostáticos suportam quatro tipos de movimento: alongamento, encurtamento, flexão e torção. Quando uma contração no músculo diminui, a área da constante de volume, o alongamento da estrutura ocorre.

O alongamento ocorre quando qualquer um dos músculos, vertical ou horizontal, se contrai apenas mantendo o tônus voltado para a orientação. Na verdade, todo o funcionamento do sistema depende da pressão do fluido interno.

Vamos imaginar um cilindro de volume constante com comprimento inicial. Se diminuirmos o diâmetro por meio de uma contração dos músculos circulares, transversais ou radiais, o cilindro é esticado para os lados devido ao aumento da pressão que ocorre no interior da estrutura.

Em contraste, se aumentarmos o diâmetro, a estrutura encurta. O encurtamento está relacionado à contração de músculos com arranjos longitudinais. Esse mecanismo é essencial para órgãos hidrostáticos, como a língua da maioria dos vertebrados.

Por exemplo, nos tentáculos de um cefalópode (que usa um tipo de esqueleto hidrostático), é necessário apenas uma redução de 25% no diâmetro para aumentar 80% no comprimento.

Exemplos de esqueletos hidrostáticos

Esqueletos hidrostáticos são amplamente distribuídos no reino animal. Embora comum em invertebrados, alguns órgãos de vertebrados funcionam com o mesmo princípio. Na verdade, esqueletos hidrostáticos não se restringem a animais, certos sistemas herbáceos usam esse mecanismo.

Os exemplos variam desde a notocorda característica de ascídias, cefalocordes, larvas e peixes adultos até larvas de insetos e crustáceos. A seguir, descreveremos os dois exemplos mais conhecidos: pólipos e vermes

Pólipos

As anêmonas são o exemplo clássico de animais que possuem um esqueleto hidrostático. O corpo deste animal é formado por uma coluna oca fechada na base e com um disco oral na parte superior circundando a abertura da boca. A musculatura é basicamente a descrita na seção anterior.

A água entra pela cavidade da boca, e quando o animal a fecha o volume interno permanece constante. Assim, a contração que diminui o diâmetro do corpo aumenta a altura da anêmona.Da mesma forma, quando a anêmona estende os músculos circulares, ela se alarga e sua altura diminui.

Animais em forma de verme (vermiformes)

O mesmo sistema se aplica às minhocas. Esta série de movimentos peristálticos (eventos de alongamento e encurtamento) permite que o animal se mova.

Esses anelídeos são caracterizados por terem o celoma dividido em segmentos para evitar que o fluido de um segmento entre no outro, e cada um opera de forma independente.

Referências

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