다양한 척추 동물 종의 축 골격의 비교 특징

진화적 발달 과정에 있는 다양한 포유류 종들은 각자의 생태적 지위를 차지해 왔으며, 특히 지구 중력장과 유기체의 상호작용 조건이 서로 다릅니다. 이것이 척추동물의 축골격이 진화 과정에서 상당한 변화를 겪은 이유입니다. 계통발생학적으로 척추의 원래 형태는 척삭(notochord, 척수)입니다. 척삭은 내배엽성 기원의 세포 가닥으로, 대다수의 척추동물과 인간에서 골격 요소로 대체됩니다. 척삭은 영구 기관으로서 일부 하등 척추동물에 존재합니다. 대부분의 척추동물에서 성체가 되면 척삭은 척추뼈 내부(어류), 척추뼈 몸체(양서류), 그리고 젤라틴 핵의 형태로(포유류) 유지됩니다. 개체발생 과정에서 축골격은 세 단계의 발달 과정을 거칩니다.

• 현판(현의 기초);
• 연골 요소로 부분적으로 대체됨
• 축골격의 출현.

따라서 두정골(acronia)에서 골격은 척삭(notochord)과 수많은 조밀한 젤라틴성 조직의 막대로 표현되며, 이는 짝을 이루지 않는 지느러미의 골격과 아가미 기관의 지지를 형성합니다. 란셋(lancelet)에서 척추는 거의 섬유질이 없는 세포 덩어리로 구성됩니다. 원반어류(cyclostome)에서 척삭은 평생 동안 보존되지만, 척삭 위에 고르게 위치한 작고 한 쌍의 연골 조직인 척추 흔적(vertebral rudiments)이 나타납니다. 이를 상부 아치(upper arches)라고 합니다. 원시 어류에서는 상부 아치 외에도 하부 아치가 나타나고, 고등 어류에서는 척추체가 나타납니다. 대부분의 어류와 고등 동물의 척추체는 척삭을 둘러싼 조직과 아치의 기저부로 형성됩니다. 상부 아치와 하부 아치는 척추체와 함께 자랍니다. 상부 아치의 끝부분은 함께 자라 척수가 위치한 관을 형성합니다. 아래쪽 아치에는 갈비뼈가 부착된 돌기가 보인다.

물고기의 척추뼈 사이에는 척수의 잔해가 보존되어 있습니다. 물고기의 척추는 몸통과 꼬리, 두 부분으로 이루어져 있습니다. 몸통은 내장을 지탱하는 역할을 하고, 꼬리는 몸의 움직임에 관여합니다.

척추체는 다양한 척추동물 군에서 척삭과는 독립적으로 발달했습니다. 척추뼈의 골질체는 결합 조직에서 먼저 얇은 원통형으로 발달합니다. 머리가 통째로 있고 호흡이 없는 동물에서는 척추체가 척삭 주위에 석회질 고리 모양의 퇴적물로 즉시 발달합니다.

계통발생학적으로 결합 조직 내골격은 연골로, 연골은 뼈로 대체됩니다. 개체발생 과정에서 이러한 순서가 반복됩니다. 척추의 추가적인 변화는 신체 움직임 중 근육과 축골격의 발달에 따라 달라집니다. 성인의 척추는 이러한 발달 경로의 흔적을 간직하고 있습니다.

성인의 척추는 몸의 수직적 위치와 관련된 특정한 적응적 특징을 보입니다. 직립 보행 시 머리의 무게가 척추에 영향을 미치고, 잘 발달되지 않은 얼굴 부위는 강한 후두 근육을 필요로 하지 않습니다. 따라서 인간의 후두 돌출부와 두개골의 다른 융기 및 불규칙성은 제대로 발달되지 않았습니다.

사람의 상지와 하지 구조의 차이는 직립 보행과 관련된 팔다리의 기능 차이에서 비롯됩니다. 동물의 앞다리는 뒷다리와 마찬가지로 온몸을 지탱하는 역할을 하며 운동 기관이기 때문에 구조적으로 큰 차이가 없습니다. 동물의 앞다리와 뒷다리 뼈는 크고 육중하며, 움직임은 모두 단조롭습니다. 동물의 팔다리는 인간 손의 특징인 다양하고 빠르고 민첩한 움직임을 전혀 수행할 수 없습니다.

인간 척추의 만곡(경추 및 요추 전만, 흉추 및 천미추 후만)은 균형을 유지하고 신체의 질량 중심을 수직으로 움직이는 것과 관련이 있습니다. 동물은 이러한 만곡을 가지고 있지 않습니다.

척추의 구조(5개 부분, 33~34개 척추뼈) 측면에서 인간은 포유류 중에서 일정한 위치를 차지합니다. 척추뼈는 서로 연결되어 두 개의 기둥을 형성하는데, 앞쪽은 척추뼈 몸체로 이루어졌고, 뒤쪽은 척추궁과 추간관절로 이루어졌습니다. 인간의 머리는 균형이 잘 잡혀 있으며, 네 발로 걷는 포유류의 머리는 주로 경추와 흉추의 극돌기에서 시작되는 인대와 근육에 의해 지지됩니다. 인간의 척추의 경추는 7개의 척추뼈로 이루어져 있습니다. 처음 두 개를 제외한 나머지 척추뼈들은 마지막 G를 향해 점차 확장되는 작고 낮은 척추체가 특징입니다. 다른 포유류의 경추는 매우 크고 아래로 갈수록 점차 짧아지는데, 이는 머리의 위치 때문입니다. 인간의 경추의 특징 중 하나는 두 갈래로 갈라진 극돌기입니다. 일반적인 경추 유형과는 다음과 같은 차이점이 있습니다. 척추체와 극돌기가 없는 환추(atlas)입니다. 제 ₇ 경추(축추)의 특징은 척추체에서 수직으로 위쪽을 향하는 치아가 있다는 것입니다. 이 치아를 중심으로 마치 축을 중심으로 회전하듯 환추는 두개골과 함께 회전합니다. 제7경추는 길고 갈라지지 않은 극돌기가 특징이며, 피부를 통해 쉽게 만져지므로 돌출형이라고 합니다. 또한, 긴 가로돌기가 있으며 가로 구멍이 매우 작습니다.

인간의 흉추는 12개의 척추뼈로 이루어져 있습니다. 13번째 갈비뼈를 가진 사람이 있습니다. 12쌍의 갈비뼈가 흉추 골격의 모든 부분을 비교적 단단한 시스템으로 연결하며, 갈비뼈의 관절면은 두 개의 인접한 척추뼈와 추간판의 관절 측면에 위치합니다. 흉추의 추간판은 측면에서 늑골척추관절로 덮여 있습니다. 예외는 12번째 척추뼈 수준이며, 때로는 11번째 척추에서도 관절이 디스크 수준이 아니라 척추뼈 몸체에서 직접 발생합니다. 흉추에서 추간판은 인접한 척추뼈의 몸체보다 넓고 앞쪽과 옆쪽 부분에서 한계를 약간 넘어 돌출되어 있지만 뒤쪽 부분에서는 관찰되지 않습니다.

흉추에서 성인의 횡돌기는 뒤쪽으로 강하게 휘어져 있으며, 이에 따라 갈비뼈는 거의 극돌기 높이까지 뒤쪽으로 돌출되어 있습니다. 이러한 구조적 특징과 척추뼈체의 아래쪽으로의 증가는 인간에게만 특이하며, 수직 자세에 대한 적응의 결과입니다. 이는 동물에서는 관찰되지 않습니다.

관절돌기의 위치는 척추 부위마다 다릅니다. 경추 부위에서 비스듬히 위치하기 때문에 머리의 무게는 몸통뿐만 아니라 관절돌기에도 분산됩니다. 포유류의 경우, 경추 부위에서 관절돌기는 서로 멀리 떨어져 있으며 목뼈 몸통과 마찬가지로 매우 강하게 발달되어 있습니다. 인간의 경우, 흉추와 요추 부위에서 관절돌기는 각각 전두엽과 시상면에 위치합니다. 이 경우, 관절돌기 위에 있는 부분의 무게는 주로 척추뼈 몸통에 분산되어 척추뼈의 질량 증가에 기여합니다.

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