Biologische Skelettsysteme im Überblick

Exoskelette

Hauptartikel: Exoskelett

Externe Skelettsysteme unterstützen proportional weniger Gewicht als ein gleich großes Endoskelett, weshalb größere Tiere wie Wirbeltiere interne Skelettsysteme besitzen.

Wichtige Entwicklungen bei Exoskeletten finden sich bei den Arthropoden (Gliederfüßern), einigen wirbellosen Tieren, bei denen das Exoskelett eine Schale oder äußere Struktur bildet, die die inneren Organe schützt.

Da Exoskelette das Wachstum der Tiere begrenzen, haben Arten mit dieser Funktion verschiedene Lösungen entwickelt:

• Die meisten Weichtiere bilden Kalkschalen, die mit dem Tier mitwachsen, indem sie den Durchmesser ihrer Morphologie anpassen.
• Andere Tiere, wie Arthropoden, scheiden das alte Exoskelett aus, um zu wachsen – ein Prozess, der als Häutung bekannt ist. Das neue Exoskelett wird anschließend durch Verkalkung und Verknöcherung gehärtet.

Das Exoskelett von Arthropoden weist häufig interne Erweiterungen auf, die als Apodeme bekannt sind, obwohl sie in Wirklichkeit ein Endoskelett darstellen.

Internes Skelett

Hauptartikel: Endoskelett

Ein internes Skelett besteht aus starren oder semi-rigiden Strukturen im Inneren des Körpers, die durch ein Muskelsystem bewegt werden. Wenn solche Strukturen mineralisiert oder verknöchert sind, wie beim Menschen und anderen Säugetieren, werden sie als Knochen bezeichnet. Ein weiterer Bestandteil des Skelettsystems ist der Knorpel, der die Struktur ergänzt. Beim Menschen werden beispielsweise Nase und Ohren durch Knorpel gestützt. Einige Organismen besitzen ein Skelett, das vollständig aus Knorpel besteht und keine verkalkten Knochen aufweist, wie etwa Haie. Die Knochen und andere starre Strukturen sind durch Bänder und Muskeln verbunden, wobei das System durch Sehnen ergänzt wird.

Das innere Skelett des Menschen ist ein Endoskelett; es ist eine Struktur aus Knochen, die einen stabilen Rahmen bildet und gleichzeitig Gelenke ermöglicht.

Flüssigkeits- oder hydrostatisches Skelett

Hauptartikel: Hydrostatisches Skelett

Das hydrostatische Skelett besteht aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Hohlraum (coelomatisch oder pseudocoelomatisch), der von Muskeln umgeben ist. Der Flüssigkeitsdruck und die Wirkung der umgebenden Muskeln werden genutzt, um den Körper neu zu gestalten und Bewegungen wie Graben oder Schwimmen zu erzeugen. Die Kontraktion verschiedener Metamere, die mit Bündeln aus Ring- und Längsmuskelfasern versehen sind, ermöglicht durch Streckung und Schwellung von Körperteilen eine horizontale Fortbewegung. Hydrostatische Skelette spielen eine Rolle bei der Fortbewegung von Stachelhäutern (Seesterne, Seeigel), Anneliden, Nematoden und anderen Wirbellosen.

Es ist charakteristisch für coelomate Organismen wie Anneliden. Diese Tiere können sich durch die Kontraktion der Muskeln um den Flüssigkeitssack fortbewegen, wodurch ein Druck im Inneren entsteht, der die Bewegung verursacht. Einige Regenwürmer nutzen ihr hydrostatisches Skelett, um ihre Form während der Fortbewegung zu verändern, indem ihr Körper abwechselnd kontrahiert und dilatiert.