Позвонки

Позвонки (vertebrae) — это костные или хрящевые (например, у акуловых рыб) элементы, из которых состоит позвоночник. Их формирование в процессе эволюции (филогенезе) и индивидуального развития (онтогенезе) происходило множественными путями у разных групп позвоночных.

Происхождение и эволюция:

  • У круглоротых (миноги) развиваются две пары верхних дуг.
  • У рыб могут формироваться до двух пар верхних и двух пар нижних дуг.
  • Из оснований этих дуг развиваются элементы тела позвонка:
    • из верхних дуг — эпицентр и верхний плевроцентр;
    • из нижних дуг — гипоцентр и нижний плевроцентр.

В эволюции позвоночных наиболее постоянными элементами оказались гипоцентр и верхний плевроцентр:

  • У большинства рыб эпицентры и гипоцентры срастаются в кольцо, а плевроцентры редуцируются.
  • У большинства пресмыкающихся, а также у всех птиц и млекопитающих позвонки образованы в основном верхними плевроцентрами, в то время как гипоцентры, как правило, редуцируются.

Строение типичного позвонка

Типичный позвонок состоит из двух основных частей:

  1. Тело позвонка — массивная цилиндрическая часть, несущая основную нагрузку.
  2. Дуга позвонка (дорсальная), которая срастается с телом, образуя позвоночное отверстие. Ряд позвоночных отверстий создаёт позвоночный канал, защищающий спинной мозг.

От дуги отходят несколько отростков:

  • Остистый отросток — непарный, направлен назад (у человека — вниз).
  • Поперечные отростки — парные, отходят в стороны. У наземных позвоночных на них часто есть суставные поверхности (фасетки) для соединения с рёбрами.
  • Суставные отростки — парные верхние и нижние, обеспечивают подвижное соединение позвонков друг с другом.

У рыб поперечные отростки отходят непосредственно от тела позвонка и прочно сращены с рёбрами. Хвостовые позвонки дополнительно несут нижние (гемальные) дуги, которые защищают хвостовые кровеносные сосуды и заканчиваются нижним остистым отростком.

Форма и подвижность

Форма тел позвонков определяет степень подвижности позвоночного столба:

  • Амфицельные (двояковогнутые) — у рыб, некоторых земноводных и пресмыкающихся.
  • Процельные (вогнутые спереди) и опистоцельные (вогнутые сзади) — у большинства земноводных и пресмыкающихся, обеспечивают большую подвижность.
  • Гетероцельные (седлообразные) — у птиц в шейном отделе, позволяют максимальную подвижность во всех плоскостях, кроме вращения.
  • Платицельные (с плоскими поверхностями) — у млекопитающих. Между такими позвонками расположены межпозвоночные диски (хрящи), которые амортизируют нагрузку и обеспечивают гибкость.

Специализация позвонков

Позвонки разных отделов позвоночника (шейного, грудного, поясничного, крестцового, хвостового) имеют характерные отличия. Особенно специализированы два первых шейных позвонка:

  • Атлант — лишён тела, имеет форму кольца и сочленяется с черепом.
  • Эпистрофей — имеет зубовидный отросток, вокруг которого вращается атлант вместе с черепом.

В некоторых отделах соседние позвонки могут срастаться, образуя единые костные структуры для увеличения прочности (например, крестец, копчик, пигостиль у птиц, уростиль у земноводных).