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Exoskeleton

exoskeleton é um tipo de esqueleto aquele é um externo anatômico caracterize que sustentações e proteja animal'corpo de s, no contraste ao interno endoskeleton de, por exemplo, um ser humano. Whilst muitos, muitos outros invertebrate animais (tais como descascado mollusks) tenha exoskeletons no sentido das peças duras externas, a característica é o mais associado com artrópodes (isto é. insetos, aranhas, myriapods e crustáceos). Exoskeletons contem os componentes rígidos e resistentes que cumprem um jogo de papéis funcionais including a proteção, excretion, detetando, a sustentação, alimentando e (para organismos terrestrial) agindo como uma barreira de encontro ao desiccation. Exoskeletons apareceu primeiramente no registro fossil aproximadamente 550 milhão anos há, e sua evolução foi vista como um papel dirigindo crítico no Explosão Cambrian dos animais que ocorreram subseqüente a este tempo.

Exoskeletons do artrópode

Estrutura microscópica

Um exoskeleton típico do artrópode é uma estrutura multi-layered com quatro regiões funcionais: epicuticle, procuticle, epidermis e membrana do porão.^[1]. Destes, epicuticle é uma barreira externa multi-layered que, especialmente em artrópodes terrestrial, atos como uma barreira de encontro ao dessiccation. A força do exoskeleton é fornecida pelo subjacente procuticle, que por sua vez secreted pelo epidermis. O cuticle do artrópode é um biológico material composto, consistindo em duas parcelas principais: correntes fibrous do alfachitin dentro de uma matriz de seda-como e das proteínas globular, de que o mais well-known é a proteína rubbery chamada resilin. A abundância relativa destes dois componentes principais varia de aproximadamente 50/50 a 70/30 de proteína/chitin, com partes mais macias do exoskeleton que tem uma proporção mais elevada do chitin. Embora o cuticle seja relativamente macio quando secreted primeiramente, ele se endureça logo em um processo poorly-understood que envolva desidratação e/ou tanning mediado perto hydrophobic os produtos químicos chamaram-se phenolics. Os tipos diferentes de interação entre as proteínas e o chitin conduzem a variar propriedades mecânicas do exoskeleton.
Além ao composto chitino-proteinaceous do cuticle, muitos crustáceos, alguns myriapods e o extinct trilobites impregne mais mais o cuticle com os sais minerais, sobretudo o carbonato de cálcio, que pode compor até 40% do cuticle. Isto pode conduzir à força mecânica grande.

Organização

O exoskeleton do artrópode é dividido tipicamente em unidades funcionais diferentes para permitir a flexibilidade em uma estrutura frequentemente de outra maneira rígida. Por exemplo, a cabeça é uma cápsula fundida; e o tronco é dividido frequentemente em uma série dos sclerites de articulação chamados tergites. Além, os membros característicos dos artrópodes necessitam ser articulados. A superfície interna do exoskeleton é elaborada frequentemente em um jogo das estruturas especializadas chamadas os apodemes que permitem o acessório dos músculos. Tais componentes endoskeletal do esqueleto do artrópode podem ser altamente complexos, como nos caranguejos e nas lagostas.

Ecdysis

• Veja também o artigo principal: Ecdysis

A rigidez relativa do exoskeleton significa que o crescimento contínuo dos artrópodes não é possível. Conseqüentemente, o crescimento é periódico e concentrado em um período de tempo quando o exoskeleton é vertente, chamado moulting ou ecdysis, que está sob o controle de um hormone chamou-se ecdysone. Moulting é um processo complexo que seja invariàvel perigoso para o artrópode envolvido. Antes que o exoskeleton velho esteja vertente, o cuticle separa do epidermis com um apolysis chamado process. O cuticle novo excreted pelo epidermis subjacente, e os sais minerais são retirados geralmente do cuticle velho para reusar. Depois que o cuticle velho é vertente, o artrópode bombeia tipicamente acima de seu corpo (por exemplo, pela entrada do ar ou da água) para permitir que o cuticle novo expanda a um tamanho maior: o processo de endurecer-se pela desidratação do cuticle ocorre então. Os artrópodes recentemente molted parecem tipicamente pálidos ou brancos, e escurecem-se enquanto o cuticle se endurece.

Exoskeletons naturais

Excelente como o defensive adaptação, os exoskeletons podem não obstante causar os problemas onde as entidades carregam um peso excessivo à relação da superfície-área ou sempre que o crescimento do organismo requer uma ampliação do exoskeleton. Exoskeletons é encontrado em muitos tipos diferentes de organismos including o marisco e os insetos.

Tipos

• Osso e cartilage
  • Ostracoderms (peixes armoured extinct)
  • Tartarugas, Tartarugas de água doce e Tartarugas
• Chitin
  • Artrópodes
  • alguns Bactérias
• Cálcio compostos
  • Corais
  • Equinodermos
  • Mollusks
  • alguns Poliquetos
• Silicato
  • Diatoms
  • Radiolaria

Exoskeletons humanos artificiais

Seres humanos têm-se usado por muito tempo armour como um exoskeleton artificial para a proteção, especialmente no combate. As máquinas Exoskeletal começarem também ser usadas para finalidades médicas e industriais, quando exoskeletons humanos powered é uma característica da escrita do fiction de ciência, mas está movendo-se atualmente no estágio do protótipo. Orthoses é um formulário limitado, médico do exoskeleton.

Na história

Na medicina

orthosis (plural orthoses) são um dispositivo que una a um membro, ou o torso, à sustentação a função ou corrigem a forma desse membro ou do spine. Orthotics é o campo que trata dos orthoses, do seu uso, e da sua manufatura. orthotist é uma pessoa que projete e caiba orthoses.

Um membro prosthesis (plural prostheses) é um dispositivo que substitua para uma peça faltante de um membro. Se o prosthesis for um escudo oco e self-carregar, é exoskeletal. Se interno os tubos são usados no dispositivo e na tampa (cosmesis) criar a forma exterior é feito de um material macio, non-carregando, ele é endoskeletal. Prosthetics é o campo que trata dos prostheses, do uso, e da sua manufatura. A prosthetist é uma pessoa que projete e caiba prostheses.

Na tecnologia moderna e do próximo-futuro

Artigo principal: Exoskeleton Powered

Referências

Veja também

• Mechatronics
• Spiracle - Aberturas pequenas no exoskeleton que permitem que os insetos respirem

Ligações externas

Biologia

• Geometria e teste padrão na natureza 3: Os furos em testes radiolarian e do diatom

Tecnologia moderna

• Carregadores de Bionic
• PowerSkip
• Extremidade mais baixa Exoskeleton de Berkeley (BLEEX)
• Universidade do projeto do braço de Washington Exo
• Terno do poder de HAL de Cyberdyne