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Exoskeleton

exoskeleton è un tipo di scheletro quello è un esterno anatomico caratterizzi che supporti e protegge animale'corpo di s, contrariamente all'interno endoskeleton di, per esempio, un essere umano. Mentre molti, molto altro invertebrato animali (come sgranato molluschi) abbia exoskeletons nel senso delle parti dure esterne, la caratteristica è il più collegato con artropodi (cioè. insetti, ragni, myriapods e crostacei). Exoskeletons contiene i componenti rigidi e resistenti che compio un insieme dei ruoli funzionali compreso protezione, escrezione, percepente, il supporto, alimentandosi e (per gli organismi terrestri) fungendo da barriera contro la dissecazione. Exoskeletons in primo luogo è comparso nell'annotazione fossile circa 550 milione anni fa ed il loro sviluppo è stato visto come ruolo movente critico in Esplosione cambriana degli animali che hanno avvenuto successivo a questo tempo.

Exoskeletons dell'artropodo

Struttura microscopica

Un exoskeleton tipico dell'artropodo è una struttura multi-layered con quattro regioni funzionali: epicuticle, procuticle, epidermide e membrana dello scantinato.^[1]. Di questi, epicuticle è una barriera esterna multi-layered che, particolarmente in artropodi terrestri, atti come barriera contro il dessiccation. La resistenza del exoskeleton è fornita dal di fondo procuticle, che a sua volta è secernuto dal epidermide. La cuticola dell'artropodo è un biologico materiale composito, consistendo di due parti principali: catene fibrose dell'alfachitina all'interno di una tabella di seta-come e delle proteine globulari, di cui il più ben noto è la proteina gommosa ha denominato resilin. L'abbondanza relativa di questi due componenti principali varia da circa 50/50 - 70/30 proteina/di chitina, con le parti più molli del exoskeleton che ha una proporzione elevata della chitina. Anche se la cuticola è relativamente molle una volta in primo luogo secernuta, esso presto si indurirà in un processo capito male che coinvolge disidratazione e/o abbronzatura mediato vicino idrofobo prodotti chimici denominati composti fenolici. I tipi differenti di interazioni fra le proteine e la chitina conduce a variare le proprietà meccaniche del exoskeleton.
Oltre che il composto chitino-proteinico della cuticola, molti crostacei, alcuni myriapods e l'estinto trilobites più ulteriormente impregni la cuticola di sali minerali, soprattutto carbonato di calcio, che può comporre fino a 40% della cuticola. Ciò può condurre a resistenza meccanica grande.

Organizzazione

Il exoskeleton dell'artropodo è diviso tipicamente nelle unità funzionali differenti per permettere la flessibilità in una struttura spesso al contrario rigida. Per esempio, la testa è una capsula fusa; ed il tronco è diviso spesso in una serie di sclerites d'articolazione denominati tergites. In più, le membra caratteristiche degli artropodi devono essere congiunte. La superficie interna del exoskeleton è elaborata spesso in serie delle strutture specializzate denominate apodemes che permettono il collegamento dei muscoli. Tali componenti endoskeletal dello scheletro dell'artropodo possono essere altamente complessi, come in granchi ed in aragoste.

Muta

• Veda inoltre l'articolo principale: Muta

La rigidità relativa del exoskeleton significa che lo sviluppo continuo degli artropodi non è possibile. Di conseguenza, lo sviluppo è periodico e concentrato in un periodo di tempo quando il exoskeleton è tettoia, denominato moulting o muta, che è sotto il controllo di un ormone denominato ecdysone. Moulting è un processo complesso che è invariabilmente pericoloso per l'artropodo in causa. Prima che il vecchio exoskeleton sia tettoia, la cuticola separa dall'epidermide con un'apolisi denominata trattata. La nuova cuticola è espulsa dall'epidermide di fondo ed i sali minerali sono ritirati solitamente dalla vecchia cuticola per riutilizzazione. Dopo che la vecchia cuticola sia tettoia, l'artropodo pompa tipicamente sul relativo corpo (per esempio, dalla presa dell'acqua o dell'aria) per permettere che la nuova cuticola si espanda ad un più grande formato: il processo di indurimento dalla disidratazione della cuticola allora avviene. Gli artropodi recentemente molted sembrano tipicamente pallidi o bianchi e si scuriscono mentre la cuticola si indurisce.

Exoskeletons naturali

Eccellente come defensive adattamento, i exoskeletons possono tuttavia causare i problemi dove le entità hanno un peso eccessivo al rapporto di superficie-zona o ogni volta che lo sviluppo dell'organismo richiede un ingrandimento del exoskeleton. Exoskeletons è trovato su molti tipi differenti di organismi compreso i crostacei e gli insetti.

Tipi

• Osso e cartilagine
  • Ostracoderms (pesci corazzati estinti)
  • Tartarughe, Tartarughe d'acqua dolce e Tortoises
• Chitina
  • Artropodi
  • alcuni Batteri
• Calcio residui
  • Corals
  • Echinodermi
  • Molluschi
  • alcuni Polychaetes
• Silicato
  • Diatomee
  • Radiolaria

Exoskeletons umani artificiali

Esseri umani lungamente hanno usato armatura come exoskeleton artificiale per protezione, particolarmente nel combattimento. Le macchine Exoskeletal inoltre stanno avviando essere utilizzate per gli scopi medici ed industriali, mentre exoskeletons umani alimentati è una caratteristica di scrittura della fantascienza, ma attualmente sta entrando nella fase del prototipo. Orthoses è una forma limitata e medica di exoskeleton.

Nella storia

Nella medicina

orthosis (plurale orthoses) è un dispositivo che fissa ad un membro, o il torso, a supporto la funzione o corregge la figura di quel membro o della spina. Orthotics è i orthoses dealing with del campo, il loro uso e la loro fabbricazione. orthotist è una persona che progetta e misura i orthoses.

Un membro protesi (plurale protesi) è un dispositivo che sostituisce una parte mancante di un membro. Se la protesi è lle coperture vuote e auto-trasportare, è exoskeletal. Se interno i tubi sono utilizzati nel dispositivo e nella copertura (cosmesis) generare la figura esterna è fatta di un materiale molle e non-trasportante, esso è endoskeletal. Prosthetics è il campo che si occupa delle protesi, dell'uso e della loro fabbricazione. A prosthetist è una persona che progetta e misura le protesi.

Nella tecnologia di vicino-futuro e moderna

Articolo principale: Exoskeleton alimentato

Riferimenti

Veda inoltre

• Mechatronics
• Spiracle - Piccole aperture nel exoskeleton che permettono che gli insetti respirino

Collegamenti esterni

Biologia

• La geometria e modello in natura 3: I fori nelle prove della diatomea e radiolarian

Tecnologia moderna

• Caricamenti del sistema di Bionic
• PowerSkip
• Estremità più bassa Exoskeleton (BLEEX) del Berkeley
• Università di progetto del braccio de Washington Exo
• Vestito di alimentazione del HAL del Cyberdyne