السمات المقارنة للهيكل العظمي المحوري لمختلف أنواع الفقاريات

خلال تطورها التطوري، اتخذت أنواع مختلفة من الثدييات بيئاتها البيئية الخاصة، والتي تختلف، من بين أمور أخرى، في ظروف تفاعل أجسامها مع مجال جاذبية الأرض. ولهذا السبب، خضع الهيكل العظمي المحوري للفقاريات لتغييرات كبيرة خلال عملية التطور. الشكل الأصلي للعمود الفقري من الناحية التطورية هو الحبل الشوكي (الحبل الشوكي)، وهو خيط خلوي من أصل أديم وسطي، والذي في الغالبية العظمى من الفقاريات والبشر، يُستبدل بعناصر هيكلية. يوجد الحبل الظهري، كعضو دائم، في بعض الفقاريات الدنيا. في معظم الفقاريات، يبقى الحبل الظهري داخل الفقرات (في الأسماك)، وفي أجسام الفقرات (في البرمائيات)، وعلى شكل نواة هلامية (في الثدييات). يمر الهيكل العظمي المحوري في مرحلة التطور بثلاث مراحل:

• الصفائح الوترية (أساس الوتر)؛
• استبداله جزئيا بعناصر غضروفية؛
• ظهور الهيكل المحوري.

وهكذا، في حالة انعدام الجمجمة، يُمثَّل الهيكل العظمي بحبل ظهري وقضبان عديدة من نسيج جيلاتيني كثيف، تُشكِّل هيكل الزعانف غير المزدوجة ودعامة الجهاز الخيشومي. أما في الحُصَيْنَات، فتتكون الفقرات من كتلة خلوية شبه خالية من الألياف. أما في ذوات الفم الحلقي، فيبقى الحبل الظهري محفوظًا طوال الحياة، ولكن تظهر بدايات فقرية، وهي تكوينات غضروفية صغيرة مقترنة تقع بالتساوي فوق الحبل الظهري. وتُسمى هذه الأقواس بالأقواس العلوية. في الأسماك البدائية، بالإضافة إلى الأقواس العلوية، تظهر أقواس سفلية، وفي الأسماك العليا - أجسام الفقرات. تتكون أجسام الفقرات في معظم الأسماك والحيوانات من الأصناف العليا من الأنسجة المحيطة بالحبل الظهري، وكذلك من قواعد الأقواس. تنمو الأقواس العلوية والسفلية مع أجسام الفقرات. تنمو أطراف الأقواس العلوية معًا، لتشكل قناة يقع فيها الحبل الشوكي. تظهر على الأقواس السفلية نتوءات تتصل بها الأضلاع.

تُحفظ بقايا الحبل الشوكي في الأسماك بين أجسام الفقرات. للأسماك قسمان من العمود الفقري: الجذع والذيل. وظيفة الأول دعم الأعضاء الداخلية، والثاني المشاركة في حركة الجسم.

تطور جسم الفقرة في مجموعات مختلفة من الفقاريات، بشكل مستقل عن الحبل الظهري. يتطور الجسم العظمي للفقرة في النسيج الضام أولًا على شكل أسطوانة رفيعة. في الحيوانات ذات الرأس الكامل والحيوانات التي لا تتنفس، تتطور أجسام الفقرات فورًا على شكل رواسب كلسية حلقية الشكل حول الحبل الظهري.

من الناحية التطورية، يُستبدل النسيج الضام للهيكل العظمي الداخلي بنسيج غضروفي، والنسيج الغضروفي بعظم. ويتكرر هذا التسلسل خلال التطور الجيني. وتعتمد التغيرات الإضافية في العمود الفقري على نمو العضلات والهيكل العظمي المحوري أثناء حركات الجسم. ويحتفظ العمود الفقري للبالغين بآثار مسار النمو الذي سلكوه.

لدى البالغين، يُظهر العمود الفقري سمات تكيفية محددة مرتبطة بالوضع العمودي للجسم. عند المشي منتصبًا، يؤثر وزن الرأس على العمود الفقري، ولا تتطلب منطقة الوجه ضعيفة النمو عضلات مؤخرة قوية. لذلك، يكون النتوء القذالي وغيره من الارتفاعات والتشوهات في الجمجمة ضعيفة النمو لدى البشر.

يُعزى اختلاف بنية الأطراف العلوية والسفلية للإنسان إلى اختلاف وظائف الذراعين والساقين عند المشي. تعمل الأطراف الأمامية للحيوانات، مثل الأطراف الخلفية، كدعامة للجسم بأكمله، وهي أعضاء حركة، لذا لا يوجد اختلاف كبير في بنيتها. عظام الأطراف الأمامية والخلفية للحيوانات كبيرة وضخمة، وحركاتها رتيبة بنفس القدر. أطراف الحيوان غير قادرة على القيام بحركات متنوعة وسريعة وبارعة، وهي سمة مميزة لليد البشرية.

يرتبط وجود انحناءات في العمود الفقري البشري (الحدبة العنقية والقطنية، والحدبة الصدرية والعجزية العصعصية) بالحفاظ على التوازن وتحريك مركز كتلة الجسم في وضع رأسي. لا توجد مثل هذه الانحناءات في الحيوانات.

من حيث بنية العمود الفقري (خمسة أقسام، 33-34 فقرة)، يحتل البشر مكانة معينة بين الثدييات. تقع الفقرات واحدة تلو الأخرى، وتشكل عمودين - الأمامي، الذي بنيته أجسام الفقرات، والخلفي، الذي تشكله الأقواس والمفاصل الفقرية. في البشر، يكون الرأس متوازنًا جيدًا، وفي الثدييات ذات الأرجل الأربع يتم تعليقه بواسطة الأربطة والعضلات التي تبدأ بشكل رئيسي على الفقرات العنقية والعمليات الشوكية للفقرات الصدرية. في البشر، يتكون القسم العنقي من العمود الفقري من 7 فقرات. باستثناء الفقرتين الأوليين، تتميز بأجسام منخفضة صغيرة تتوسع تدريجيًا نحو آخر حرف G. في الثدييات الأخرى، تكون ضخمة للغاية وتقصر تدريجيًا إلى الأسفل، ويرجع ذلك إلى وضع الرأس. ومن سمات فقرات عنق الإنسان العملية الشوكية المتشعبة. تختلف الفقرات العنقية التالية عن النوع العام للفقرات العنقية: فقرة الأطلس، التي لا تحتوي على جسم أو نتوء شوكيّ. من السمات المميزة للفقرة العنقية _{السابعة} (الفقرة المحورية) وجود سنّ موجه رأسيًا لأعلى من جسم الفقرة، يدور حوله الأطلس مع الجمجمة، كما هو الحال حول محور. تتميز الفقرة العنقية السابعة بنتوء شوكيّ طويل وغير متفرّع، يسهل جسّه عبر الجلد، ولذلك يُطلق عليه اسم الفقرة البارزة. بالإضافة إلى ذلك، لها نتوءات عرضية طويلة، وفتحاتها العرضية صغيرة جدًا.

يتكون العمود الفقري الصدري للإنسان من 12 فقرة. هناك حالات لأشخاص لديهم ضلع ثالث عشر. يربط اثنا عشر زوجًا من الأضلاع جميع أقسام الهيكل العظمي الصدري في نظام صلب نسبيًا، حيث تقع الأسطح المفصلية للأضلاع على الأسطح الجانبية المفصلية لفقرتين متجاورتين والقرص الفقري. تُغطى الأقراص الفقرية في العمود الفقري الصدري من الجانب بالمفاصل الضلعية الفقرية. الاستثناء هو مستوى الفقرة الثانية عشرة، وأحيانًا الحادية عشرة، حيث يحدث المفصل ليس على مستوى القرص، ولكن مباشرة على جسم الفقرة. في العمود الفقري الصدري، تكون الأقراص الفقرية أوسع من أجسام الفقرات المجاورة وتبرز إلى حد ما خارج حدودها في الأجزاء الأمامية والجانبية، بينما لا يُلاحظ ذلك في الجزء الخلفي.

في العمود الفقري الصدري، تنحرف النتوءات المستعرضة للإنسان البالغ بشدة إلى الخلف، وفي هذا السياق، تبرز الأضلاع إلى الخلف حتى تكاد تصل إلى مستوى النتوءات الشوكية. هذه السمة الهيكلية، بالإضافة إلى الارتفاع النزولي في أجسام الفقرات، خاصة بالبشر فقط، وهي تكيف مع الوضع العمودي. ولا تُلاحظ هذه الخاصية لدى الحيوانات.

يختلف موضع النتوءات المفصلية في أجزاء مختلفة من العمود الفقري. وبسبب وضعها المائل في منطقة العنق، يتوزع وزن الرأس ليس فقط على أجسامها، بل أيضًا على النتوءات المفصلية. في الثدييات، تقع النتوءات المفصلية في منطقة العنق، وهي متباعدة ومتطورة للغاية، وكذلك أجسام الفقرات العنقية. أما في البشر، فتقع النتوءات المفصلية في المنطقتين الصدرية والقطنية في المستويين الأمامي والسهمي على التوالي. في هذه الحالة، يتوزع وزن الأجزاء العلوية بشكل رئيسي على أجسام الفقرات، مما يساهم في زيادة كتلتها.

[ 1 ]، [ 2 ]، [ 3 ]، [ 4 ]، [ 5 ]، [ 6 ]