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Warum sind menschliche Knochen normalerweise gekrümmt?

Warum sind menschliche Knochen normalerweise gekrümmt?


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Gibt es eine einfache Erklärung dafür, warum menschliche Knochen mehr gekrümmt als gerade sind und an den Enden dicker und in der Mitte dünner sind?


Durch die leichte Krümmung kann der Knochen Stöße besser absorbieren.

Diese Krümmung ermöglicht es dem Knochen, wie eine Feder zu wirken und sich ein wenig zu biegen. Ein Problem, wenn die Knochen älter werden, ist, dass sie härter und daher spröder werden, was dazu führt, dass ältere Menschen bei einem Sturz die Knochen brechen und jüngere Menschen nur einen blauen Fleck bekommen. Kleine Kinder bekommen oft Stock- oder "Spalt"-Brüche, bei denen der Knochen nicht bricht, sondern sich trennt, da der Knochen noch weich ist.

Die Enden sind in der Regel dicker, da dort die Fugen sind und Kräfte aufgenommen werden müssen.

Natürlich, wenn die Belastung auf den Knochen einfach zu groß ist oder es ein heftiger Stoß ist, dann brechen die Knochen, aber in Wirklichkeit ist das Skelett das Design der Natur für ein Aufhängungssystem, das es uns ermöglicht, das zu tun, was wir tun müssen, um zu gehen, zu laufen, stehen usw

Dieser Foliensatz ist eine gute Lektüre, mit Dingen wie "weniger duktil", "elastisches Verhalten" und "Druckfestigkeit", nach denen es sich lohnt zu suchen:

Knochenmechanik von Phillipe GILLET

Eine schnelle Suche ergab viele Ergebnisse, aber von diesen beiden wurde der erste angezeigt sehr Interessant aus Ingenieurssicht:

  1. stoßdämpfendes "Goo"

  2. Stoßdämpfung


Der Nagel besteht aus der Nagelplatte, der Nagelmatrize und dem darunter liegenden Nagelbett sowie den ihn umgebenden Rillen. [2]

Teile des Nagels Bearbeiten

Die Matrix, manchmal auch [3] genannt, die Matrix unguis, teratogene Membran, Nagelmatrix oder Onychostroma, ist das Gewebe (oder Keimmatrix), das der Nagel schützt. [4] Es ist der Teil des Nagelbetts, der sich unter dem Nagel befindet und Nerven, Lymphe und Blutgefäße enthält. [ Zitat benötigt ] Die Matrix produziert Zellen, die zur Nagelplatte werden. Die Breite und Dicke der Nagelplatte wird durch die Größe, Länge und Dicke der Matrize bestimmt, während die Form des Fingerspitzenknochens bestimmt, ob die Nagelplatte flach, gewölbt oder hakenförmig ist. [ Zitat benötigt ] Die Matrix wird weiterhin Zellen produzieren, solange sie Nahrung erhält und in einem gesunden Zustand bleibt. [5] Wenn neue Nagelplattenzellen hergestellt werden, schieben sie ältere Nagelplattenzellen nach vorne und auf diese Weise werden ältere Zellen komprimiert, flach und durchscheinend. Dadurch werden die Kapillaren im darunter liegenden Nagelbett sichtbar, was zu einer rosa Farbe führt. [ Zitat benötigt ]

Die Lunula ("kleiner Mond") ist der sichtbare Teil der Matrix, die weißliche halbmondförmige Basis des sichtbaren Nagels. [ Zitat benötigt ] Die Lunula ist am besten am Daumen zu erkennen und am kleinen Finger möglicherweise nicht sichtbar.

Das Nagelbett ist die Haut unter der Nagelplatte. [ Zitat benötigt ] Wie alle Haut besteht sie aus zwei Gewebearten: der tieferen Dermis, dem lebenden Gewebe, das Kapillaren und Drüsen umfasst, [ Zitat benötigt ] und die Epidermis, die Schicht direkt unter der Nagelplatte, die sich mit der Platte zur Fingerspitze bewegt. Die Epidermis ist mit der Dermis durch winzige Längsrillen verbunden, die als Matrixkämme bezeichnet werden (cristae matricis unguis). [4] Im Alter wird die Nagelplatte dünner und diese Rillen werden sichtbarer. [ Zitat benötigt ]

Die Nagelhöhle (Sinus unguis) ist dort, wo sich die Nagelwurzel befindet [4], d. h. die Basis des Nagels unter der Haut. Es stammt aus dem aktiv wachsenden Gewebe darunter, der Matrix. [ Zitat benötigt ]

Die Nagelplatte (Corpus unguis) [4] ist der harte Teil des Nagels, der aus durchscheinendem Keratinprotein besteht. Mehrere Schichten abgestorbener, verdichteter Zellen machen den Nagel stark, aber flexibel. Seine (Quer-)Form wird durch die Form des darunter liegenden Knochens bestimmt. [ Zitat benötigt ] Im allgemeinen Sprachgebrauch ist das Wort Nagel bezieht sich oft nur auf diesen Teil.

Die freie Marge (margo liber) oder distale Kante ist der vordere Rand der Nagelplatte entspricht der Schleif- oder Schneidkante des Nagels. [4] Das Hyponychium (informell als "Quick" bekannt) [6] ist das Epithel, das sich unter der Nagelplatte an der Verbindung zwischen dem freien Rand und der Haut der Fingerkuppe befindet. Es bildet eine Abdichtung, die das Nagelbett schützt. Das onychodermale Band ist die Dichtung zwischen der Nagelplatte und dem Hyponychium. Es befindet sich knapp unter dem freien Rand, in dem Teil des Nagels, wo das Nagelbett endet und ist bei hellhäutigen Menschen an seiner glasigen, gräulichen Farbe zu erkennen. Es ist bei einigen Personen nicht sichtbar, während es bei anderen stark ausgeprägt ist. [ Zitat benötigt ]

Eponychium Bearbeiten

Zusammen bilden das Eponychium und die Nagelhaut eine schützende Versiegelung. Die Nagelhaut ist die halbkreisförmige Schicht fast unsichtbarer abgestorbener Hautzellen, die "herausreiten" und die Rückseite der sichtbaren Nagelplatte bedecken, während das Eponychium die Hautfalte ist, die die Nagelhaut produziert. Sie sind fortlaufend, und einige Referenzen betrachten sie als eine Einheit in dieser Klassifikation, die Namen Eponychium, Kutikula, und Perionychium sind synonym. [7] Es ist die Nagelhaut (nicht lebender Teil), die während einer Maniküre entfernt wird, aber das Eponychium (lebender Teil) sollte wegen der Infektionsgefahr nicht berührt werden. [ Zitat benötigt ] Das Eponychium ist ein kleines Band lebender Zellen (Epithel), das sich von der Nagelhinterwand bis zur Nagelbasis erstreckt. [4] Das Eponychium ist das Ende der proximalen Falte, die sich in sich selbst zurückfaltet, um eine epidermale Hautschicht auf die neu gebildete Nagelplatte abzustoßen. [ widersprüchlich ] Der Perionyx ist der vorstehende Rand des Eponychiums, der den proximalen Streifen der Lunula bedeckt. [4]

Die Nagelwand (vallum unguis) ist die Hautfalte, die die Seiten und das proximale Ende des Nagels überlappt. Der seitliche Rand (margo lateralis) liegt unter der Nagelwand an den Seiten des Nagels und die Nagelrille oder -falte (Sulcus matricis unguis) sind die Hautschlitze, in die die Seitenränder eingebettet sind. [4]

Paronychium Bearbeiten

Das Paronychium ist die Weichteilgrenze um den Nagel herum, [8] und Paronychie ist eine Infektion in diesem Bereich.

Hyponychium Bearbeiten

Das Hyponychium ist der Epithelbereich, insbesondere der verdickte Teil, der unter dem freien Rand der Nagelplatte liegt. Es wird manchmal das Schnelle genannt, wie in der Phrase „Auf das Schnelle schneiden“.

Ein gesunder Fingernagel hat die Funktion, das Endglied, die Fingerkuppe und die umliegenden Weichteile vor Verletzungen zu schützen. Es dient auch dazu, die präzisen, feinen Bewegungen der distalen Finger durch Gegendruck auf die Pulpa des Fingers zu verbessern. [2] Der Nagel wirkt dann als Gegenkraft, wenn das Ende des Fingers einen Gegenstand berührt und erhöht dadurch die Empfindlichkeit der Fingerkuppe, [9] obwohl der Nagel selbst keine Nervenenden hat. Schließlich fungiert der Nagel als Werkzeug, das einen sogenannten "erweiterten Präzisionsgriff" (z. B. das Herausziehen eines Splitters im Finger) und bestimmte Schneid- oder Schabevorgänge ermöglicht.

Wachstum Bearbeiten

Der wachsende Teil des Nagels befindet sich unter der Haut am proximalen Ende des Nagels unter der Epidermis, die der einzige lebende Teil eines Nagels ist.

Bei Säugetieren hängt die Wachstumsrate der Nägel von der Länge der Endphalangen (äußersten Fingerknochen) ab. So wächst beim Menschen der Nagel des Zeigefingers schneller als der des kleinen Fingers und Fingernägel wachsen bis zu viermal schneller als Zehennägel. [10]

Beim Menschen wachsen Fingernägel im Durchschnitt ca. 3,5 mm (0,14 Zoll) pro Monat, während Zehennägel etwa halb so schnell wachsen (ca. durchschnittlich 1,6 mm (0,063 Zoll) pro Monat). [11] Fingernägel benötigen drei bis sechs Monate, um vollständig nachzuwachsen, und Zehennägel benötigen zwölf bis achtzehn Monate. Die tatsächliche Wachstumsrate hängt von Alter, Geschlecht, Jahreszeit, Trainingsniveau, Ernährung und erblichen Faktoren ab. Die längsten weiblichen Nägel, die je existierten, maßen insgesamt 8,65 m (28 ft 4,5 in). [13] Entgegen der landläufigen Meinung wachsen Nägel nach dem Tod nicht weiter, die Haut dehydriert und strafft sich, wodurch die Nägel (und Haare) zu wachsen scheinen. [14]

Durchlässigkeit Bearbeiten

Der Nagel wird oft als undurchlässige Barriere angesehen, aber das stimmt nicht. Tatsächlich ist es viel durchlässiger als die Haut [15] und die Zusammensetzung des Nagels enthält 7-12% Wasser. Diese Durchlässigkeit hat Auswirkungen auf das Eindringen von schädlichen und medizinischen Substanzen, insbesondere Kosmetika, die auf die Nägel aufgetragen werden, können ein Risiko darstellen. Wasser kann in den Nagel eindringen, ebenso wie viele andere Substanzen, darunter Paraquat, ein schnell wirksames Herbizid, das für den Menschen schädlich ist, Harnstoff, der oft ein Bestandteil von Cremes und Lotionen zur Anwendung auf Händen und Fingern ist, und verschiedene fungizide Wirkstoffe wie Salicylsäure, Miconazol der Marke Monistat, Natamycin und Natriumhypochlorit, das der Wirkstoff in üblichen Haushaltsbleichmitteln ist (normalerweise jedoch nur in einer Konzentration von 2–3%). [fünfzehn]

Gesundheitsdienstleister und präklinische Pflegekräfte (EMTs oder Sanitäter) verwenden die Fingernagelbetten häufig als oberflächlichen Indikator für die Durchblutung des distalen Gewebes von Personen, die dehydriert oder unter Schock sind. [16] Dieser Test gilt jedoch bei Erwachsenen als nicht zuverlässig. [17] Dies ist als CRT- oder Blanch-Test bekannt. Das Fingernagelbett wird kurz gedrückt, um das Nagelbett weiß zu färben. Wenn der Druck abgelassen wird, sollte die normale rosa Farbe innerhalb von ein oder zwei Sekunden wiederhergestellt werden. Eine verzögerte Rückkehr zur rosa Farbe kann ein Indikator für bestimmte Schockzustände wie Hypovolämie sein. [18] [19]

Die Aufzeichnung des Nagelwachstums kann die Geschichte der jüngsten gesundheitlichen und physiologischen Ungleichgewichte zeigen und wird seit der Antike als Diagnosewerkzeug verwendet. [20] Tiefe, horizontal transversale Rillen, die als "Beau-Linien" bekannt sind, können sich über den Nägeln bilden (horizontal, nicht entlang des Nagels von der Nagelhaut bis zur Spitze). Diese Linien sind normalerweise eine natürliche Folge des Alterns, obwohl sie auch auf eine Krankheit zurückzuführen sein können. Verfärbung, Verdünnung, Verdickung, Sprödigkeit, Spalten, Rillen, Mees-Linien, kleine weiße Flecken, zurückgezogene Lunula, Keulen (konvex), Flachheit und Löffeln (konkav) können auf Krankheiten in anderen Körperbereichen, Nährstoffmangel, Arzneimittelreaktionen hinweisen oder Vergiftung oder nur lokale Verletzung.

DNA-Profiling ist eine Technik, die von Forensikern an Haaren, Fingernägeln, Zehennägeln usw.

Gesundheit und Pflege Bearbeiten

Die beste Pflege für die Nägel besteht darin, sie regelmäßig zu kürzen. Das Feilen wird auch empfohlen, um zu verhindern, dass die Nägel zu rau werden, und um kleine Unebenheiten oder Grate zu entfernen, die dazu führen können, dass sich der Nagel in Materialien wie Stoff verheddert. [21]

Bläuliche oder violette Fingernagelbetten können ein Symptom einer peripheren Zyanose sein, die auf Sauerstoffmangel hinweist.

Nägel können austrocknen, genau wie Haut. Sie können sich auch schälen, brechen und infiziert werden. Zeheninfektionen können beispielsweise durch schmutzige Socken, bestimmte aggressive Sportarten (Langstreckenlauf), enges Schuhwerk und ungeschütztes Gehen in einer unreinen Umgebung verursacht oder verschlimmert werden. [ Zitat benötigt ] Häufige Organismen, die Nagelinfektionen verursachen, sind Hefen und Schimmelpilze (insbesondere Dermatophyten). [22]

Nagelwerkzeuge, die von verschiedenen Personen verwendet werden, können Infektionen übertragen. Standardmäßige Hygiene- und Hygienemaßnahmen vermeiden eine Übertragung. In einigen Fällen können anstelle einer Nagelhautschere auch Gel- und Creme-Nagelhautentferner verwendet werden.

Nagelerkrankungen können sehr subtil sein und sollten von einem Dermatologen mit einem Schwerpunkt in diesem speziellen medizinischen Bereich untersucht werden. In den meisten Fällen ist es jedoch ein Nageltechniker, der eine subtile Veränderung der Nagelerkrankung feststellt.

Der vererbte Zusatznagel des fünften Zehs tritt dort auf, wo der Zehennagel des kleinsten Zehs abgetrennt ist und einen kleineren "sechsten Zehennagel" in der äußeren Ecke des Nagels bildet. [23] Wie jeder andere Nagel kann er mit einem Nagelknipser geschnitten werden.

Wirkung der Ernährung Bearbeiten

Biotinreiche Lebensmittel [24] und Nahrungsergänzungsmittel können helfen, deine brüchigen Fingernägel zu stärken. Einige kleine Studien unterstützen die Verwendung von Biotin-Ergänzungen zu diesem Zweck. [25] Eine Studie mit 35 Personen mit brüchigen Fingernägeln ergab, dass 2,5 mg Biotin pro Tag für sechs Wochen bis sieben Monate die Symptome bei 63 % der Teilnehmer verbesserten. [26]

Vitamin A ist ein essentieller Mikronährstoff für das Sehvermögen, die Fortpflanzung, die Zell- und Gewebedifferenzierung und die Immunfunktion. Vitamin D und Kalzium wirken zusammen, um die Homöostase aufrechtzuerhalten, Muskelkontraktionen, Nervenimpulse, Blutgerinnung und Membranstruktur zu erzeugen. Ein Mangel an Vitamin A, Vitamin D oder Kalzium kann Trockenheit und Brüchigkeit verursachen.

Ein Mangel an Vitamin B12 kann zu übermäßiger Trockenheit, dunklen Nägeln und abgerundeten oder gebogenen Nagelenden führen. Eine unzureichende Zufuhr von Vitamin A und B führt zu brüchigen Nägeln mit horizontalen und vertikalen Grate. Einige rezeptfreie Vitaminpräparate wie bestimmte Multivitamine und Biotin können beim Wachstum starker Nägel helfen, obwohl dies recht subjektiv ist. Sowohl Vitamin B12 als auch Folsäure spielen eine Rolle bei der Produktion roter Blutkörperchen und dem Sauerstofftransport zu den Nagelzellen. Unzulänglichkeiten können zu einer Verfärbung Ihrer Nägel führen. [27]

Omega-3-Fettsäuren [28] können helfen, Ihre Nägel zu schmieren und zu befeuchten und ihnen ein glänzendes Aussehen zu verleihen. Diese Fettsäuren können auch Entzündungen in Ihrem Nagelbett reduzieren, was die Zellen, die Ihre Nagelplatte bilden, nährt und fördert. Ein Mangel an Omega-3-Fettsäuren kann zu trockenen und brüchigen Nägeln beitragen. [29] [30]

Protein ist ein Baumaterial für neue Nägel, daher kann eine geringe Proteinzufuhr über die Nahrung zu Anämie führen und das daraus resultierende reduzierte Hämoglobin im Blut, das die Kapillaren des Nagelbetts füllt, reflektiert unterschiedliche Mengen des auf die Nagelmatrix einfallenden Lichts, was letztendlich zu helleren Rosatönen führt in weißen Nagelbetten, wenn das Hämoglobin sehr niedrig ist. Wenn Hämoglobin in der Nähe von 15 oder 16 Gramm liegt, wird der größte Teil des Lichtspektrums absorbiert und nur die rosa Farbe wird reflektiert und die Nägel sehen rosa aus.

Essentielle Fettsäuren spielen eine große Rolle für gesunde Haut und Nägel. Das Aufspalten und Abblättern der Nägel kann auf einen Mangel an Linolsäure zurückzuführen sein.

Eine Eisenmangelanämie [31] kann zu einer blassen Farbe zusammen mit einer dünnen, spröden, gefurchten Textur führen. Eisenmangel kann im Allgemeinen dazu führen, dass die Nägel eher flach oder konkav als konvex werden. Da für gesunde Nägel Sauerstoff benötigt wird, kann ein Eisenmangel oder eine Anämie zu vertikalen Riefen in Ihren Nägeln führen oder Ihre Nägel können konkav oder „löffelförmig“ werden. [32] RDAs für Eisen variieren je nach Alter und Geschlecht erheblich. Die Empfehlung für Männer beträgt 8 mg pro Tag, für Frauen im Alter von 19 bis 50 Jahren 18 mg pro Tag. Wenn Frauen das 50. Lebensjahr erreichen oder die Wechseljahre durchlaufen, sinkt ihr Eisenbedarf auf 8 mg täglich. [33] [34]

Mode bearbeiten

Maniküre (für die Hände) und Pediküre (für die Füße) sind gesundheitliche und kosmetische Verfahren zum Pflegen, Trimmen und Lackieren der Nägel und zur Behandlung von Schwielen. Sie benötigen verschiedene Werkzeuge wie eine Nagelhautschere, Nagelschere, Nagelknipser und Nagelfeilen. Künstliche Nägel können zu kosmetischen Zwecken auch auf echten Nägeln befestigt werden.

Eine Person, deren Beruf darin besteht, Nägel zu schneiden, zu formen und zu pflegen sowie Overlays wie Acryl- und UV-Gel aufzutragen, wird manchmal als Nageltechniker bezeichnet. Der Ort, an dem ein Nageltechniker arbeitet, kann ein Nagelstudio oder ein Nagelgeschäft oder eine Nagelbar sein.

Acrylnägel bestehen aus Acrylglas (PMMA). Wenn es mit einem flüssigen Monomer (normalerweise Ethylmethacrylat gemischt mit einem Inhibitor) gemischt wird, bildet es eine formbare Perle. Diese Mischung beginnt sofort zu härten, bis sie innerhalb von Minuten vollständig fest ist. Acrylnägel können bis zu 21 Tage halten, können aber mit Ausbesserungen länger halten. Um Acrylnägeln Farbe zu verleihen, können Gelpolitur, Nagellack und Dip-Puder aufgetragen werden. [35]

Das Lackieren der Nägel mit farbigem Nagellack (auch Nagellack und Nagellack genannt) zur Verbesserung des Aussehens ist eine gängige Praxis, die mindestens 3000 v. Mit dem Aufkommen von Smartphones haben einige Analysten einen Trend der nelfie (Nagel-Selfie), bei dem Leute ihre Nagelkunst online teilen. [36] Gel-Nagelverlängerungen und Gel-Nagellack. Unten finden Sie verschiedene Maniküre-Tools, einschließlich einer UV-Lampe zum Aushärten von Gelnägeln. Gelnägel können verwendet werden, um künstliche Nagelverlängerungen herzustellen, können aber auch wie Nagellack verwendet werden. Sie werden mit ultraviolettem Licht gehärtet. Sie halten länger als normaler Nagellack und splittern nicht. Sie sind hochglänzend und halten zwei bis drei Wochen. [37]

Nagelfolien werden durch Schneiden von Glasfaserstücken, [38] Leinen, Seidengewebe oder einem anderen Material gebildet, das auf die Oberfläche des Nagels (oder eine zuvor angebrachte Spitze) passt und mit einer Harzschicht auf der Nagelplatte versiegelt wird oder Kleber. Sie beschädigen den Nagel nicht und verleihen dem Nagel auch Festigkeit, werden jedoch nicht verwendet, um ihn zu verlängern. Es kann auch verwendet werden, um abgebrochene Nägel zu reparieren. Die Behandlung ist jedoch teurer.

Bei der Dip-Puder-Methode wird eine klare Flüssigkeit auf einen Nagel gepinselt und der Nagel anschließend in pigmentiertes Puder gelegt. [39] Tauchnägel halten in der Regel etwa einen Monat, 2-3 Wochen länger als Gel- und Acrylnägel. Es kann auf Naturnägeln, Nägeln mit Spitzen getragen oder künstliche Nägel hergestellt werden. Tauchpulvernägel benötigen kein UV/LED-Licht zum Aushärten, sondern werden mit einem Aktivator ausgehärtet. Wenn sie in Aceton einweichen, rutschen sie sofort ab. [40] [41]

Längenaufzeichnungen Bearbeiten

Guinness Weltrekorde begann 1955 mit der Aufzeichnung von Rekord-Fingernagellängen, als ein chinesischer Priester mit Fingernägeln von 1 Fuß 10,75 Zoll (57,79 cm) Länge aufgeführt wurde.

Der aktuelle Rekordhalter bei den Männern laut Guinness, ist Shridhar Chillal aus Indien, der 1998 mit insgesamt 20 Fuß 2,25 Zoll (615,32 cm) Nägeln an seiner linken Hand den Rekord aufgestellt hat. Sein längster Nagel an seinem Daumen war 146,3 cm lang.

Die Rekordhalterin für Frauen ist Lee Redmond aus den USA, die 2001 den Rekord aufstellte und ab 2008 Nägel mit einer Gesamtlänge von 850 cm an beiden Händen hatte, wobei der längste Nagel an ihrem rechten Daumen bei 2 Zoll lag Füße 11 Zoll (89 cm). [42]

Der Nagel ist ein unguis, was eine Keratinstruktur am Ende einer Ziffer bedeutet. Andere Beispiele für Ungeheuer gehören die Klaue, Huf und Kralle. Die Nägel von Primaten und die Hufe rennender Säugetiere haben sich aus den Klauen früherer Tiere entwickelt. [43]

Im Gegensatz zu Nägeln sind Krallen typischerweise nach ventral (bei Tieren nach unten) gebogen und seitlich zusammengedrückt. Sie erfüllen eine Vielzahl von Funktionen – einschließlich Klettern, Graben und Kämpfen – und haben bei verschiedenen Tiertaxa zahlreiche Anpassungsänderungen erfahren. Die Krallen sind an ihren Enden spitz und bestehen aus zwei Schichten: einer dicken, tiefen Schicht und einer oberflächlichen, gehärteten Schicht, die einer Schutzfunktion dient. Der darunterliegende Knochen ist eine virtuelle Abformung der darüberliegenden Hornstruktur und hat daher die gleiche Form wie die Klaue oder der Nagel. Im Vergleich zu Krallen sind Nägel flach, weniger gekrümmt und reichen nicht weit über die Fingerspitze hinaus. Die Enden der Nägel bestehen meist nur aus der „oberflächlichen“, gehärteten Schicht und sind nicht krallenartig zugespitzt. [43]

Mit wenigen Ausnahmen behalten Primaten plesiomorphe (ursprüngliche, "primitive") Hände mit fünf Fingern, die jeweils entweder mit einem Nagel oder einer Klaue ausgestattet sind. Zum Beispiel haben fast alle lebenden strepsirhinischen Primaten Nägel an allen Fingern mit Ausnahme des zweiten Zehs, der mit einer Putzkralle ausgestattet ist. Koboldmakis haben eine Pflegekralle an der zweiten und dritten Zehe. Weniger bekannt ist eine Putzkralle auch am zweiten Tretfinger von Eulenaffen (Aotus), Titis (Callicebus) und möglicherweise andere Affen der Neuen Welt. [44] Das Nadelkrallen-Buschbaby (Euoticus) hat gekielte Nägel (der Daumen und der erste und der zweite Zeh haben Krallen) mit einem Mittelgrat, der in einer nadelartigen Spitze endet.

Eine Studie der Fingerkuppenmorphologie von vier kleinbäuchigen Neuweltaffenarten zeigte eine Korrelation zwischen zunehmender Nahrungssuche in kleinen Zweigen und:

  1. erweiterte apikale Pads (Fingerspitzen),
  2. entwickelte Epidermiskämme (Fingerabdrücke),
  3. verbreiterte distale Teile der distalen Phalangen (Fingerspitzenknochen) und
  4. reduzierte Beuge- und Streckhöcker (Ansatzbereiche für Fingermuskeln an Knochen).

Dies deutet darauf hin, dass, während Krallen auf Ästen mit großem Durchmesser nützlich sind, breite Fingerspitzen mit Nägeln und epidermalen Kämmen für die gewohnheitsmäßige Fortbewegung auf Ästen mit kleinem Durchmesser erforderlich waren. Es weist auch auf kielförmige Nägel von Callitrichine (eine Familie von Neuweltaffen) ist eher eine abgeleitete Haltungsanpassung als ein beibehaltener Vorfahrenzustand. [45]


Menschliche Evolution

Woher kam ich? Nun, daran möchte ich nicht denken. Ich möchte jedoch wissen, woher die menschliche Spezies stammt. Dieses Thema behandelt, wie wir in den letzten 170.000 Jahren entstanden sind (moderner H. sapiens) sowie unsere Abweichung von der Affenlinie vor etwa 7 Millionen Jahren. Es beantwortet die wichtigen Fragen, warum unsere Finger faltig werden, wenn sie nass werden und warum wir nicht mehr zwischen Bäumen schwingen und gerne vor Computern sitzen und etwas lernen Zweibeinigkeit, Werkzeuggebrauch, Kultur und der Blick auf die größeren Ideen unserer biologischen und kulturellen Evolution als Spezies. Hier sind ein paar Definitionen zu lernen.

  • Biologische Evolution ist die Übertragung / Weitergabe / Evolution genetischer Informationen (von Eltern zu Nachkommen).
  • Kulturelle Evolution ist die Übertragung / Weitergabe / Evolution von erlerntem Verhalten / Ideen / Wissen / nicht genetischer Information.

Die biologische Evolution ist schnell, während die kulturelle Evolution langsam ist. kulturelle Evolution kann innerhalb eines Lebens / einer Generation stattfinden. Biologische Evolution kann nur einmal von Generation zu Generation erfolgen / erfolgt über viele Generationen.

Evolution ist eine Erklärung für ein scheinbar unerklärliches Thema: das Leben. Leben existiert auf der ganzen Welt in den kleinsten Bakterien, im größten Wal und allem dazwischen. Die Varianz der Lebensformen und die Myriade der Vielfalt haben viele Männer zu der Frage veranlasst, wie es dazu gekommen ist. Die Antwort ist Evolution. Die Arbeitsdefinition des Lebens der NASA ist ein "sich selbst erhaltendes chemisches System, das in der Lage ist, eine darwinistische Evolution zu durchlaufen".

Evolution ist jede Änderung der Allelhäufigkeit von vererbten Merkmalen in einer Population, die von einer Generation zur nächsten auftritt.

Eine der größten Fallstricke, auf die Menschen bei der Betrachtung der Evolution stoßen, besteht darin, dass sie eine der Schlüsselkomponenten zum Verständnis dieses Konzepts nicht erkennen: Die Evolution verläuft schrittweise und wird über Generationen hinweg betrachtet, nicht über Individuen und innerhalb von Populationen derselben Art.

Das Leben definieren. Steven A. Benner. Astrobiologie. 10. Dezember 2010 (10): 1021–1030. doi: 10.1089/ast.2010.0524

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Der ultimative Leitfaden zu diesem Thema, der jedes Lehrbuch übertrifft, ist die Website der Waikato University. Hier ist ein Link

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In diesem Standard geht es um Trends. Was ist ein Trend? Nun, es ist eine allgemeine Richtung, in die sich etwas entwickelt oder ändert. Das bedeutet, dass sich unsere Spezies im Laufe der Zeit entwickelt oder verändert hat. Es ist jetzt Ihre Aufgabe herauszufinden und darüber nachzudenken, wie dieser Wandel zustande gekommen ist, was der Wandel ist und welche Weltveränderungen, sowohl abiotisch als auch biotisch, ihn möglicherweise vorangetrieben haben! Einfach!

Denken Sie über die Beweise für die menschliche Evolution nach?

Die Gruppierungen sind in der Humanbiologie wichtig. Die Primaten sind die Ordnung der Menschen, Affen, Affen und Lemuren. Die Hominiden (Hominidae) sind die Gruppe, die Menschen, afrikanische Affen und Orang-Utans umfasst. Die Hominins (homininae) sind der Stamm, der aus der Gattung Homo und mehreren Generationen früher zweibeiniger Affen besteht.

Bevor Sie beginnen, schauen Sie sich die folgenden 2 Power Points an (Alan Wilson Center)

Laden Sie die interaktive Software von http://www.becominghuman.org/ herunter.

Säugetiere haben die folgenden Eigenschaften

1. Sie säugen ihre Jungen

2. Sie haben (im Allgemeinen) Haare und Schweißdrüsen

3. Sie bringen (in der Regel) lebende Junge zur Welt

5. Sie haben ein Außenohr und 3 Mittelohrknochen (dies ermöglicht ein effizienteres Hören – andere Wirbeltiere haben nur einen)

6. Sie haben vier verschiedene Arten von Zähnen – Schneidezähne, Eckzähne, Prämolaren und Molaren.

7. Größeres Gehirn, insbesondere das Vorhirn: Großhirn

  1. Relativ großer Schädel
  2. nach vorne gerichtete Umlaufbahnen/binokulares Sehen
  3. Stirngrat
  4. zugemauerte Augenhöhlen
  5. generalisiertes Gebiss.
  6. Starke soziale Beziehungen. Sie leben oft in Gruppen.
  7. 5 Ziffern (Finger und Zehen) pro Hand oder Fuß. Ziffern sind lang und mobil
  8. Greifbare (greifende) Hände und oft Füße.
  9. Nägel statt Krallen
  10. Gliedmaßen sind plantigrad (der gesamte Fuß hat Bodenkontakt)
  11. Schlüsselbein (Schlüsselbein) ist groß, da es das Schultergelenk zum Aufhängen an Ästen stärkt.
  12. Hüft- und Schultermobil
  13. Großes Gehirn und große Augen
  14. Gewöhnlich haben nur einzelne Junge – schwer zu tragende Zwillinge in den Bäumen.
  15. Langzeitbetreuung des Nachwuchses.
  16. Reduziertes Riechzentrum des Gehirns (da das Sehen wichtiger wurde als der Geruch)
  17. Orbit (Augenhöhle) ist durch Knochen verschlossen
  18. Farbsehen – ermöglicht Primaten zu erkennen, wann Früchte reif sind
  19. Stereoskopisches, binokulares Sehen – die Augen sind nach vorne gerichtet, sodass sich zwei Sichtfelder überlappen.

Einige Primaten leben auf Bäumen, andere sind an das Leben auf dem Boden angepasst und einige verbringen Zeit sowohl in den Bäumen als auch auf dem Boden.

Baumhafte Fortbewegung

1. Quadrupedalismus – Arme und Beine sind mehr oder weniger gleich lang und wichtig, zB Lemuren.

2. Modifizierter Quadrupedalismus, dh Springen und Festhalten, Klettern. Der Rumpf des Tieres steht vor und nach jedem Sprung senkrecht, sowie in der Ruhestellung zB bei Koboldmakis.

3. Brachiation – dies beinhaltet die Verwendung der länger werdenden Arme, die verwendet werden, um den Körper während des Fütterns aufzuhängen und den Körper durch Armschwingen zu bewegen, z. B. Gibbons

Bodenbewegung

1. Quadrupedalismus zB Paviane

2. Knuckle Walking – Gehen auf den Rückseiten der Mittelteile des dritten und vierten Fingers jeder Hand, zB Schimpanse

3. Zweibeinigkeit – Gehen auf zwei Beinen zB beim Menschen

Wir sind Teil der Gruppe Primate. Hier ist ein ausgezeichnetes Video, das zeigt, wie Wissenschaftler nach den ersten Primatenvorfahren suchen.

Zweibeinigkeit ist eine Form der terrestrischen Fortbewegung, bei der sich ein Organismus mit seinen beiden hinteren Gliedmaßen oder Beinen bewegt. Ein Tier oder eine Maschine, die sich normalerweise in einem zweibeinig Weise wird als Zweibeiner bezeichnet

Was hat es getrieben? Auswahl Drücke/ Umgebung

Als das Klima in Afrika um 6 Millionen Jahre wärmer und trockener wurde, gingen die Wälder zurück und wurden zu vereinzelten Wäldern. Hominins mussten zu dieser Zeit längere Strecken zurücklegen, um Ressourcen zu sammeln. Brachiieren zu können würde an Bedeutung verlieren als effizientes Gehen, da das Gehen die häufigste Fortbewegungsart wäre.

Frühe Homininen, die in der Lage waren, die verfügbare Nahrung am effizientesten zu nutzen, wurden ausgewählt. Eine Möglichkeit, den Vorteil zu nutzen, besteht darin, mehr Lebensmittel auf einmal mitzunehmen. Die Personen, die dies tun könnten, indem sie sich auf zwei Beinen bewegen und beide Hände zum Tragen von Lebensmitteln verwenden, würden ausgewählt.

Normalerweise wird hier eine Affenart mit einem Homin/H. sapiens verglichen. Es wird das Gesamtskelett oder ein Abschnitt wie die Gliedmaßen (Beine und Arme), Füße/Hand oder der Schädel betrachtet. Sie müssen beide Arten in Bezug darauf diskutieren, ob sie zweibeinig oder vierbeinig sind. Dazu müssen Sie alle Unterschiede lernen / auswendig lernen.

Eine tolle Seite findet man hier, wo man Skelette von Primaten/Menschen vergleichen und gegenüberstellen kann - Link

Foramen magnum - das große Loch, durch das das Rückenmark in der Unterseite des Schädels geht.

Okzipitalkondylen - Seiten des FM, glatte, abgerundete Oberflächen, auf denen die Atlaswirbel ruhen. (diese sind bei Vierbeinern nach hinten und bei Zweibeinern zentral)

Wirbelsäule - Das Rückgrat von Schimpansen und Gorillas ist eine einfache Kurve. Zweibeiner haben ein S-förmiges Rückgrat.

Hüftgürtel - Lange Hüftknochen bei vierbeinigen Tieren (zur Unterstützung der Bauchorgane). Der Mensch hat einen schalenförmigen Gürtel, um die Belastung des Teils der Hüfte zu reduzieren, der das Körpergewicht überträgt.

Oberschenkel und Knie - Knie direkt unter der Mitte des Hüftgürtels.

Unter dem Füße, Truhe, Hände und Zähne/ Kiefer wird noch eingehender behandelt.

Früher Hominin vs. Aktuell

Affen (vierbeinig)

Großer Zeh von anderen getrennt

Becken ist lang und schmal

Femur wird vertikal am Knie befestigt

H. sapiens (zweibeinig)

Linie mit anderen Zehen in Hominin

Unterseite des Oberschenkelknochens abgestützt

Femur zum Unterschenkel abgewinkelt (Valguswinkel)

Änderungsgrund

Absorbiert Stöße der zweibeinigen Bewegung

Absorbiert Stöße – sanftere Bewegung und „Feder“

Fördert die lineare Bewegung (nicht von Seite zu Seite)

Zehen in Linie  verbesserte Fortbewegung als groß

Zehe fungiert als Drehpunkt für den Schub.

Unterstützt die Organe oben, muss auch zulassen

für größeren Kopf während der Geburt

Geändert Form des Hominin-Beckens

Änderungen Position des MuskelansatzesT

Effizientere Fortbewegung

Tragewinkel - effizienter

Fortbewegung weil Bewegung

nicht von Seite zu Seite (oder impliziert) /

Gleichgewicht / Stabilität beim Gehen.

Erhöhte Unterstützung der vertikalen Masse (direkte Belastung des Kniegelenks)

Ermöglicht eine bessere Gewichtsverteilung (Schwerpunkt über dem Knie), dadurch effizientere Bewegung

Wird nicht zum Verzweigen benötigt (umziehen in Bäumen)

Foramen magnum am Rücken – Gorilla ist vierbeinig und verlässt sich auf die Nackenkamm- / Nackenmuskulatur, um den Kopf aufrecht zu halten

Australopithecus

Foramen magnum weiter vorne – Australopithecus ist meist zweibeinig, verlässt sich jedoch auf die Nackenkamm- / Nackenmuskulatur, um den Kopf aufrecht zu halten.

Homo Sapiens (wir!)

Foramen magnum ist unter dem Schädel zentriert – H sapiens ist vollständig zweibeinig, wobei der Kopf auf der Wirbelsäule balanciert ist.

  • Der Valguswinkel in ihrem Femur, um die Füße / Knie unter die Hüften / direkt unter den Schwerpunkt zu bringen, was auf Bipedalismus hindeutet.
  • Der Valguswinkel – mehr Stabilität beim zweibeinigen Gehen
  • Das Foramen magnum unter dem Schädel, das zeigt, dass die Wirbelsäule vertikal war, weist auf Zweibeinigkeit hin
  • Reduzierter Nackenkamm bedeutet weniger Nackenmuskulatur, um den Kopf hochzuhalten, was auf Zweibeinigkeit hindeutet
  • Breites & flaches (schalenförmiges) Becken unterstützt (kein Schutz) innere Organe / bessere Befestigung für große Beinmuskeln.
  • Nicht divergierende Zehe ermöglicht „Stoß“ beim Gehen (NICHT Gleichgewicht).

abgerundetes Gehirngehäuse (vergrößertes Gehirn) mit reduzierten Stellen für Muskelanhaftungen, insbesondere solche, die zum Kauen und aggressiven Gesichtsdarstellungen verwendet werden, die nicht mehr erforderlich sind.

Flacheres Gehirngehäuse (kleineres Gehirn), das größere Muskelanheftungsstellen ermöglicht, die für aggressive Gesichtsdarstellungen benötigt werden.

• zweibeinig als Foramen magnum underskull / stärker zentralisiert• zweibeinig als reduzierter Nacken

• nicht zweibeinig, da sich das Foramen magnum hinten befindet.

Mehr DetailsForamen magnum underskull / more zentralized legt nahe, dass der Schädel auf der vertikalen Wirbelsäule balanciert ist, was auf Zweibeinigkeit hindeutet.

Hinweis: Drehpunkt und Hebel nicht akzeptiert – muss Schub / Druck sein

Schädelform (von http://humanevolutionb36.weebly.com/)

Menschen-gerundete Gehirnhülle (vergrößertes Gehirn) mit reduzierten Stellen für Muskelanhaftungen, insbesondere solche, die zum Kauen und aggressiven Gesichtsdarstellungen verwendet werden, die nicht mehr erforderlich sind

Affen - Flacheres Gehirngehäuse (kleineres Gehirn), das größere Muskelanheftungsstellen ermöglicht, die für aggressive Gesichtsdarstellungen benötigt werden. Schädelkapazität

Menschen - haben ein Gehirn von etwa 1350 ccm. Vergrößerte Frontallappen - führt zu erhöhter Denkfähigkeit und abstraktem Denken. Sehr großes Gehirn.

Affen-Gehirne sind 400-500cc. Eine kleinere Kapazität lässt weniger Spielraum für logisches Denken. Großes Gehirn.Struktur-

Menschen – Der Großteil des Gewichts ist jetzt im Schädel konzentriert. Die Muskeln haben sich aufgrund von Ernährungsumstellungen (Kochen) verkleinert, sodass weniger Muskelansatzstellen benötigt werden

Affen – Der Großteil des Gewichts konzentriert sich auf den Kiefer, um große Muskeln zu befestigen, um eine harte Diät zu kauen

Da sich das Klima änderte und weniger Wald zur Verfügung stand, hätte Ardi weiter laufen müssen, um Nahrung zu sammeln. Longer legs and straighter spine for bipedalism gave a height advantage, allowing Ardi to be able to see further, allowing her to find resources more easily. However, being taller might have made her more visible to predators. In addition having hands free means that she could carry items such as tools for gathering more food, or food from another place to consume at a later date. However, changes to bipedalism make Ardi less well adapted for arboreal life, potentially reducing protection and food gathering.

What would be driving bipedalism to happen?

Environmental change brought new selection pressures. A Change of Environment

About 20 million years ago, the Indian plate collided with Asia and thrust up the Himalayan range. The climate became drier and the forests of what is now Africa and Asia contracted. – The result was an increased area of savanna habitat, with fewer trees.

Bipedalism freed the hands which enabled hominins to develop tools, which have in turn enabled them to access meat, which is rich in protein and energy needed to increase brain development and therefore endocranial capacity, leading to development of speech, understanding and conceptual thought (Broca’s, Wernickes and increased cerebrum)

Bipedalism also freed the hands to allow for tool development and learning of more complex skills, and therefore selection for larger brains, requiring increased endocranial capacity.

In both the savannah andforest bipedal hominins would have been upright allowing them to seepredators. In the savannah they would have been less susceptible to heat exhaustion as less of their body surface is directly in the sun and they would be more exposed to cooler air breezes. In dem

forest it would have been easier to reach food.In both habitats movement is more efficient.

Why bipedality?

•can cover more distance to gather more resources as bipedal locomotion is more efficient.

•height makes her more visible to predators(vulnerability implied)

• Upright: Less likelihood of overheating when walking in the open / doing other activities

•The changing climate means that the niche is diminished, forcing her to leave the trees.

• As bipedalism leaves her hands free, can carry resources from place to place, giving her a survival advantage.

Thermoregulation- The upright posture exposed less surface to the tropical sun.

Efficient Locomotion- It is more economical than knuckle walking used by the other great apes. In a more fragmented woodland the hominids would have to travel further per day for resources.

Most of the questions have related to the size of the pelvis opening.

Increased diameter of inlet in sapiens so modern infants are born with a proportionally larger

head (cranial capacity) than erectus infants.

Trade-off between +ve and –ve

• Ability to give birth to largerbrained babies

• Impact on locomotion – more efficient with smaller pelvic inlet

Remember the definition!

Cultural evolution is the transmission / passing on / evolution of learned behaviour / ideas / knowledge / non genetic information.

Here is a quick overview.Here is a quick overview.

History of the world in 100 objects - Just cool!! https://www.bbc.co.uk/programmes/b00nrtd2/episodes/downloads?page=4

Evidence that is biological

  • The cranial capacity and shape of the skull can indicate ability for speech / language / tool making ability / high intelligence (must have consequence of high intelligence).
  • The (reduction in) sagittal crest / zygomatic arch / jaw size / tooth shape or size can indicate dietary change / cooked food.
  • DNA analysis could indicate how closely related the bone / fossil is to other fossils

Evidence that is cultural

  • The way in which the skeleton has been buried can indicate the development of spititual beliefs / greater level of care / sign of respect. The material used and the method used in making the tools can show that it had been produced at a different site.
  • ‘worked’fragments can indicate learned / cooperative behaviour / foresight / planning.
  • The presence of fire places can indicate a trend towards cooking food / dietary changes
  • The presence of large animal bones can indicate cooperative behaviour / communication / planning

The way the skeleton has been buried can be compared to other burial sites of the same age to identify significant similarities in the evolution of spiritual beliefs and care for the dead. The production of and the material used in the ‘worked’ fragments can be compared to sites of the same age, to establish a broader understanding about a particular tool culture. Charcoal from the fire places and skeletal bone can be dated using radiocarbon techniques, as the site is

likely to be Neandertal or archaic Homo sapiens and therefore not older than 50,000 years, for which radiocarbon dating can be used.The skull detail, such as cranial capacity, DNA and age can be analysed and compared to others of similar age and / or genus, to confirm existing evidence or identify new trends / variations in biological evolution of Neandertal.

Its over an hour but a good watch. Better than Shortland Street anyway and is based on the Neandertal.


The 5 types of bones according to their shape

Bones are divided into five types according to their shape: long bones, short bones, flat bones, sesamoids and irregular bones (a category that includes any bone that does not fit with the criteria that define the above). Let's look at their main differences and some representative examples of each of these types.

Lange Knochen

The differential characteristic of long bones concerning other types of human bones is the presence of diaphysis and epiphyses. The first is the central part of the bone, much longer than wide, while the epiphyses are the ends of the long bones. The diaphysis of the long bones is made up of compact bone tissue (compact bone), while its medullary cavity and other areas of spongy bone tissue contain bone marrow.

The most important long bones of the human body include the humerus, tibia and fibula. These type of bones make up most of the skeletal system of the limbs (including the fingers, formed by long bones although their small size may lead to confusion in this sense).

Kurze Knochen

Unlike long bones, the shape of short bones is approximately cubic -that is, none of their faces are much larger than the others. They are only formed by spongy tissue covered by a thin layer of compact bone. The two common examples of short bones in the human body are the tarsus and carpus, the main bones of the ankle and wrist, respectively.

Flache Knochen

Compared to other types of bones, flat bones stand out because they are thin and generally curved. They are made up of two parallel layers of compact bone and an internal layer of spongy bone tissue. The skull is mainly formed by flat bones: the frontal, occipital and parietal, unter anderen. The ribs, sternum, scapula, and coccyx are other examples of flat bones in the human body.

Sesamoidknochen

Sesamoid bones are a type of bone that we can find joined to a tendon and has the function of separating it from the joint, so it allows the movement of the muscle. We find sesamoid bones in the foot and the hand. The patella or kneecap is another excellent example of this type of bone.

Unregelmäßige Knochen

All those bones that aren't of any kind of the ones mentioned above are considered irregular bones. Their shape is complex and irregular, at least, compared to the long, short, flat and sesamoid bones. We can find irregular bones throughout the whole body. We can find irregular bones in the spine (vertebrae), in the skull (like the ethmoid and sphenoid) or the pelvis.

Verweise

Clarke, B. (2008). Normal Bone Anatomy and Physiology, Clinical Journal of the American Society of Nephrology, 3 (Suppl 3): S131–S139.

Hall, J. (2011). Textbook of Medical Physiology (12th ed.). Philadelphia: Elsevier.


Why Do Skulls Have So Many Bones? (It's Loads More Than You Think)

How many bones are in your skull? You might guess that animal skulls are made up of two bones: the upper region of the skull and the lower jaw. But skulls are actually far more complex — and have a lot more bones — than you may expect.

Some animals have more individual bones in their skulls when they're young and growing, though these later fuse together. However, some animals retain dozens of skull bones through adulthood.

Why are there so many bones in animal skulls, and which animals have the most? [What Is the Toothiest Animal on Earth?]

Human skulls have 22 bones: 8 cranial bones and 14 facial bones, according to the National Center for Biotechnology Information (NCBI). The forehead bone — a single bone called the frontal — is actually two separate bones in newborns that fuse as the baby grows.

By comparison, alligator skulls have around 53 bones. Researchers at the Witmer Lab at Ohio University recently demonstrated that astounding number with a photo of a disarticulated alligator skull that they shared on Twitter.

Mammal fetuses have approximately 43 bones that are developmentally distinct, "but some of them fuse as mammals grow," and the number of fused bones may differ among mammal groups, Jack Tseng, a functional anatomist at the University at Buffalo, told Live Science in an email.

"I would say that you could probably find marsupial species with close to that number of skull bones," Tseng said.

The greatest number of skull bones by far — 156 — occurs in the fossil of an extinct fish, said Brian Sidlauskas, an associate professor and Curator of Fishes with the Department of Fisheries and Wildlife at Oregon State University.

"Fishes vary in the number of bones in their heads," Sidlauskas told Live Science in an email. "Typically numbers are probably in the range of 130 or so," he said.

The number of bones in vertebrates' skulls, how they fit together and where they fuse to each other varies widely, and can reflect how the skull is used by the animal and how much flexibility it requires, said Larry Witmer, a professor of anatomy and paleontology with the Department of Biomedical Sciences at Ohio University.

Fish, for instance, have highly mobile skulls that mobility is possible because they have more skull bones and fewer fusions than most other vertebrates, Witmer told Live Science. Some types of fish even have a second set of jaws called pharyngeal jaws, which extend from inside the external jaws — just like those in the horrifying xenomorph in the "Alien" movies, according to Witmer.

"To maintain that movement within the skull, something we call cranial kinesis, you need a whole bunch of bones," Witmer said. "You need to maintain these mechanical linkages that allow muscles to move parts of the skull relative to other parts."

In addition to the skull bones that fish share with other animals, they also have opercular bones — four fused bones that cover their gills. Some amphibians retain these bones as well, though they are much smaller than the opercular bones in fishes, but all other vertebrates lack these skull bones, said Paolo Viscardi, curator of zoology at Ireland's Natural History Museum.

"The skull itself is more variable in fish than other vertebrates — unsurprising when you consider that all other vertebrates are derived from a single lineage of fish, so there would have been a bottleneck in cranial diversity at that point," Viscardi told Live Science in an email.

"This means that other vertebrates have a fairly conservative skull morphology, with most having 22 bones," he said. And unlike terrestrial vertebrates, fish don't have to deal with gravity constantly dragging at their skulls, so the bones overall tend to be lighter and more flexible than skull bones in animals that live on land, Viscardi explained.

Regarding birds, many of which also have highly flexible skulls, heightened mobility came from losing some bones that their dinosaur ancestors once had, according to Witmer. Birds tend to have a lot of individual skull bones as hatchlings, but many of them fuse together by the time they reach adulthood. However, they retain more than a dozen individual bones in their bony eye rings, or scleral rings.

"A lot of birds tend to have 14 or 15 of these bones in each eye, so that winds up being 30 bones right there," Witmer said. Lizards and some fish also have these scleral rings, but it's unclear what function they serve, he added.

As animals evolved over millions of years, some skull bones became bigger, some became smaller, some fused and some were lost entirely "this variation and flux in the numbers of bones among different groups is a fascinating thing that speaks to the rich fabric of evolution," Witmer said.


Chemische Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften

Je nach Art, Alter und Knochentyp machen Knochenzellen bei den meisten höheren Tieren bis zu 15 Prozent des Knochenvolumens im reifen Knochen aus, normalerweise machen sie nur bis zu 5 Prozent aus. Das nicht lebende interzelluläre Material des Knochens besteht aus einer organischen Komponente namens Kollagen (ein faseriges Protein, das in langen Strängen oder Bündeln angeordnet ist, die in Struktur und Organisation dem Kollagen von Bändern, Sehnen und Haut ähnlich sind), mit geringen Mengen an Proteinpolysacchariden, Glykoaminoglykanen (früher bekannt) als Mucopolysaccharide) chemisch an Protein gebunden und innerhalb und um die Kollagenfaserbündel dispergiert, und eine anorganische mineralische Komponente in Form von stäbchenförmigen Kristallen. Diese Kristalle sind parallel zu den Längsachsen der Kollagenbündel angeordnet und viele liegen tatsächlich in Hohlräumen innerhalb der Bündel selbst. Organisches Material macht 50 Prozent des Volumens und 30 Prozent des Trockengewichts des interzellulären Verbundmaterials aus, der Rest besteht aus Mineralien. Die wichtigsten Mineralien des interzellulären Verbunds sind Calcium und Phosphat. Bei der ersten Ablagerung ist das Mineral kristallographisch amorph, aber mit der Reifung wird es typisch für die Apatitminerale, wobei der Hauptbestandteil Hydroxyapatit ist. Karbonat ist ebenfalls vorhanden – in Mengen von 4 Prozent der Knochenasche bei Fischen und 8 Prozent bei den meisten Säugetieren bis zu mehr als 13 Prozent bei der Schildkröte – und kommt in zwei verschiedenen Phasen vor, Kalziumkarbonat und Karbonatapatit. Abgesehen von dem, das mit seinen zellulären Elementen verbunden ist, gibt es im Knochen von erwachsenen Säugetieren wenig freies Wasser (ungefähr 8 Prozent des Gesamtvolumens). Als Ergebnis erfolgt die Diffusion von Oberflächen in das Innere der interzellulären Substanz mit den langsameren Geschwindigkeiten, die für die Diffusion von Oberflächen von Festkörpern typisch sind als innerhalb von Flüssigkeiten.

Die Mineralkristalle sind für die Härte, Steifheit und die große Druckfestigkeit des Knochens verantwortlich, aber sie teilen mit anderen kristallinen Materialien eine große Spannungsschwäche, die aus der Tendenz resultiert, dass sich Spannungen auf Defekte konzentrieren und sich diese Defekte ausbreiten. Andererseits besitzen die Kollagenfibrillen des Knochens eine hohe Elastizität, eine geringe Druckfestigkeit und eine beträchtliche Eigenzugfestigkeit. Die Zugfestigkeit des Knochens hängt jedoch nicht allein von Kollagen ab, sondern von der engen Verbindung des Minerals mit Kollagen, die dem Knochen viele der allgemeinen Eigenschaften verleiht, die zweiphasige Materialien wie Glasfaser und Bambus aufweisen. Bei solchen Materialien verhindert die Dispergierung eines starren aber spröden Materials in einer Matrix ganz unterschiedlicher Elastizität die Ausbreitung von Spannungsversagen durch das spröde Material und erlaubt daher eine nähere Annäherung an die theoretische Grenzfestigkeit von Einkristallen.

Die Feinstruktur des Knochens hat bisher Versuche, die wahre Festigkeit des Mineral-Matrix-Verbundwerkstoffs auf der strukturellen Ebene der „Einheit“ zu bestimmen, zunichte gemacht. Es wurde festgestellt, dass kompakte (kortikale) Knochenproben eine Zugfestigkeit im Bereich von 700–1.400 kg pro Quadratzentimeter (10.000–20.000 Pfund pro Quadratzoll) und eine Druckfestigkeit im Bereich von 1.400–2.100 kg pro Quadratzentimeter (20.000– 30.000 Pfund pro Quadratzoll). Diese Werte sind in der gleichen Größenordnung wie bei Aluminium oder Baustahl, aber Knochen hat gegenüber solchen Materialien den Vorteil, dass er erheblich leichter ist. Die große Festigkeit des Knochens existiert hauptsächlich entlang seiner Längsachse und ist sowohl zur Kollagenfaserachse als auch zur Längsachse der Mineralkristalle ungefähr parallel.

Obwohl scheinbar steif, weisen Knochen eine beträchtliche Elastizität auf, die für die Schlagfestigkeit des Skeletts wichtig ist. Schätzungen des Elastizitätsmoduls von Knochenproben liegen in der Größenordnung von 420 bis 700 kg pro Quadratzentimeter (6.000 bis 10.000 Pfund pro Quadratzoll), ein Wert, der viel geringer ist als beispielsweise bei Stahl, was auf die viel größere Elastizität des Knochens hinweist. Bei Belastungen bis zu 30 bis 40 Prozent der Bruchfestigkeit darüber liegt eine perfekte Elastizität vor, es kommt zu „Kriechen“ oder allmählicher Verformung, vermutlich entlang natürlicher Defekte innerhalb der knöchernen Struktur. Der Elastizitätsmodul in Knochen hängt auffallend von der Geschwindigkeit ab, mit der Lasten aufgebracht werden, da Knochen bei schneller Verformung steifer sind als bei langsamer, dieses Verhalten deutet auf ein Element des viskosen Fließens während der Verformung hin.

Wie aus der Berücksichtigung der zweiphasigen Zusammensetzung des Knochens zu erwarten ist, führt eine Variation des Mineral-Kollagen-Verhältnisses zu Veränderungen der physikalischen Eigenschaften: weniger Mineral führt letztendlich zu größerer Flexibilität und mehr Mineral zu erhöhter Brüchigkeit. Optimale Verhältnisse, die sich in der maximalen Zugfestigkeit widerspiegeln, werden bei einem Aschegehalt von etwa 66 Prozent beobachtet, einem Wert, der für die tragenden Knochen von Säugetieren charakteristisch ist.


Biology with Miss Townsend

Bipedalism isn’t something that just sprung up overnight. There are intermediate states of bipedalism that we can see across the different Hominin species before we reach the fully-fledged locomotion of Homo sapiens.

Let me break it down for you a bit further…

When I say that the main difference between apes and humans is bipedalism, what am I on about?

Well put simply, I’m talking about the primary method of locomotion. Apes primarily move about in terrestrial environments in two main ways. Das erste ist brachiation – (from “brachium”, Latin for “arm”), or arm swinging, is a form of arboreal locomotion in which primates swing from tree limb to tree limb using only their arms. During brachiation, the body is alternately supported under each forelimb (thank you google). This is how apes move around in trees in terrestrial environments.

When they’re on the ground the primär form of locomotion is quadrupedalism – or pronograde posture is a form of terrestrial locomotion in animals using four limbs or legs. An animal or machine that usually moves in a vierbeinig manner is known as a quadruped, meaning “four feet” (from the Latin quad for “four” and ped for “foot”). The majority of quadrupeds are vertebrate animals, including mammals such as cattle, dogs and cats, and reptiles, like lizards (thank you wikipedia).

Chimpanzee standing on all four limbs.

I stress that it’s their primär form of terrestrial locomotion because sometimes apes will strut around on their two hind legs. The reason they are normally walking on four limbs rather than two limbs is that walking upright is a high tax on energy and thus it is not a sustainable form of locomotion for these animals.

Bipedalism is a form of terrestrial locomotion where an organism moves by means of its two rear limbs or legs. An animal or machine that usually moves in a zweibeinig manner is known as a biped /ˈbaɪpɛd/, meaning “two feet” (from the Latin bi for “two” and ped for “foot”) (thank you wikipedia).

So the main difference between apes and modern humans and apes is the form of locomotion.

Comparing Features of Apes and Humans – How do they relate to bipedalism?

Bipedalism table – Download this table of comparison – comparing the features of apes and humans and how these features relate to bipedalism.

Read the following excerpt from Roberts, A. & Sinclair, M. (2013) ESA Study Guide Level 3 Biology. Auckland, New Zealand. ESA Publications.

Use the information to fill in the table on bipedalism, answer the questions, make annotations and notes.


Why are human bones usually curved? - Biologie

2. any distinct piece of the skeleton of the body. See anatomic Table of Bones in the Appendices for regional and alphabetical listings of bones, and see color plates 1 and 2. Called also os. adj., adj bo´ny.

There are 206 separate bones in the human body. Collectively they form the skeletal system , a structure bound together by ligaments at the joints and set in motion by the muscles, which are secured to the bones by means of tendons. Bones, ligaments, muscles, and tendons are the tissues of the body responsible for supporting and moving the body.

Some bones have a chiefly protective function. An example is the skull, which encloses the brain, the back of the eyeball, and the inner ear. Some, such as the pelvis, are mainly supporting structures. Other bones, such as the jaw and the bones of the fingers, are concerned chiefly with movement. The bone marrow in the center manufactures blood cells . The bones themselves act as a storehouse of calcium , which must be maintained at a certain level in the blood for the body's normal chemical functioning.

Development . Cartilage forms the major part of bone in the very young this accounts for the great flexibility and resiliency of the infant skeleton. Gradually, calcium phosphate collects in the cartilage, and it becomes harder and more brittle. Some of the cartilage cells break loose, so that channels develop in the bone shaft. Blood vessels enter the channels, bearing with them small cells of connective tissue, some of which become osteoblasts, cells that form true bone. The osteoblasts enter the hardened cartilage, forming layers of hard, firm bone. Other cells, called osteoclasts, work to tear down old or excess bone structure, allowing the osteoblasts to rebuild with new bone. This renewal continues throughout life, although it slows down with age.

Cartilage formation and the subsequent replacement of cartilage by hard material is the mechanism by which bones grow in size. During the period of bone growth, cartilage grows over the hardened portion of bone. In time, this layer of cartilage hardens as calcium phosphate is added, and a fresh layer grows over it, and it too hardens. The process continues until the body reaches full growth. Long bones grow in length because of special cross-sectional layers of cartilage located near the flared ends of the bone. These harden and new cartilage is produced by the same process as previously described.


BONE CELLS STRUCTURE

A mature osteoblast is known as an osteocyte. While osteocytes are technically a different bone cell altogether, the osteoblast changes into an osteocyte over time. Osteoblasts have the unique ability to secrete bone tissue and form the tissue around itself like a protective wall of bone tissue. They are responsible for the healy maintenance of healthy bone by secreting enzymes and directing the mineral content of the bone.

The cells which are responsible for the breakdown of bone tissue, which releases calcium, are known as osteoclasts. Osteoclasts are larger than most bone cells because they are multi-nuclear and release and enzyme that destroys the bone tissue when necessary. This action releases calcium in the body. Magnesium and other minerals are also released into the blood stream when bone tissue is broken down. Osteoclasts are vital to the process of bone growth, the rebuilding of bone, and the bone’s ability to repair itself. Just like a forest, new growth often requires the devastation of older growth, only with bones the scale is much smaller.


Stresses

Bones such as the femur are subjected to a bending moment, and the stresses (both tensile and compressive) generated by this bending moment account for the structure and distribution of cancellous and cortical bone.

In the upper section of the femur, the cancellous bone is composed of two distinct systems of trabeculae. One system follows curved paths from the inner side of the shaft and radiates outwards to the opposite side of the bones, following the lines of maximum compressive stress. The second system forms curved paths from the outer side of the shaft and intersects the first system at right angles. These trabeculae follow the lines of maximum tensile stress, and in general are lighter in structure than those of the compressive system.

The thickness of the trabeculae varies with the magnitude of the stresses at any point, and by following the paths of the principal compressive and tensile stresses they carry these stresses economically. The greatest strength is therefore achieved with the minimum of material.

The distribution of the compact bone in the shaft is also due to the requirement to resist the bending moment stresses. To resist these stresses, the material should be as far from the neutral axis as possible. A hollow cylinder is the most efficient structure, again achieving the greatest strength with the minimum of material.

Diagram showing computed lines of constant stress from the analysis of various transverse sections



Bemerkungen:

  1. Bendision

    Das ist nicht der Witz!

  2. Fausar

    Vielen Dank für die Hilfe in dieser Angelegenheit.

  3. Jukinos

    gesunde Gedanken, aber schwer zu lesen, ich weiß nicht warum.

  4. Dunstan

    Danke für den Rat, wie kann ich mich bei Ihnen danken?

  5. Sedgewick

    Sicher ist nicht vorhanden.



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