Ruch

Ruch jest jednym z przejawów życia zwierzęcia. W świecie zwierząt istnieje wiele różnych form ruchu. U najprostszych zwierząt ruch sprowadza się tylko do drobnych, słabych skurczów. Zwierzęta charakteryzujące się bardziej skomplikowaną budową mają zdolność do wykonywania złożonych ruchów. Potrafią w efektywny sposób pokonywać nawet duże odległości.

Ruch generowany jest przez skurcz mięśni. Mięśnie pobudzane są przez impulsy pochodzące z układu nerwowego. Wiele ruchów ma charakter mimowolny, są one związane z odruchami. Jednak większość ruchów powstaje w sposób świadomy i jest realizacją zamierzenia zwierzęcia. Koordynacja ruchowa mięśnia zachodzi w sposób automatyczny, za pośrednictwem bodźców generowanych przez ośrodkowy układ nerwowy. U pierwotniaków, będących organizmami jednokomórkowymi występują ruchowa reakcja na zewnętrzny bodziec fizyczny, lub chemiczny. Taki ruch nosi nazwę taksji. U zwierząt wielokomórkowych, pobudzenie dla mięśni pochodzi z układu nerwowego. W wyniku impulsu nerwowego kurczą się kolejne grupy mięśni, na skutek czego powstaje fala ruchowa. U zwierząt dysponujących bardziej skomplikowanym układem nerwowym w koordynacji ruchowej uczestniczy mózg, który generuje serie impulsów, rozprowadzanych przez włókna nerwowe. W ten sposób mózg steruje pracą każdego mięśnia.

Mięśnie

Mięśnie kręgowców są zbudowane z włókien, połączonych w pęczki. Pęczki te otoczone są błoną, zbudowaną z tkanki łącznej. Włókno mięśniowe to długa cylindryczne komórka. Zawiera ona wiele jąder. Błona komórkowa włókna mięśniowego tworzy wpuklenia do wnętrza. Tworzą one tak zwane kanaliki T. Wewnątrz włókna mięśniowego, wzdłuż jego długiej osi biegną filamenty, połączone w pęczki. Noszą one nazwę miofibryli. Składają się one z mniejszych elementów zwanych miofilamentami. We włóknie mięśniowym naprzemiennie poukładane są filamenty zbudowane z miozyny oraz filamenty zbudowane z aktyny. Filamenty miozynowe są grubsze niż filamenty aktynowe. Filamenty miozynowe tworzą wypustki, zwane mostkami poprzecznymi. Podstawową jednostką funkcjonalną mięśnia jest sarkomer. Jest to odcinek mięśnia ograniczony obustronnie przez linię Z. Gdy włókno mięśniowe jest pobudzone przez impuls nerwowy, filamenty grube, za pośrednictwem mostków poprzecznych przyczepiają się do filamentów cienkich. Filamenty grube wciągają filamenty cienkie pomiędzy siebie. W ten sposób dochodzi do skrócenia sarkomeru. Jeśli jednocześnie skróceniu ulega wiele sarkomerów, wówczas dochodzi do skurczu mięśnia.

Szkielet

U najprostszych zwierząt mięśnie oddziałują na galaretowaną substancję budującą ciało. U bardziej skomplikowanych zwierząt wykształca się szkielet, będący sztywną i twardą konstrukcją. Szkielet wewnętrzny stanowi rusztowanie dla organizmu, natomiast szkielet zewnętrzny ma postać puszki otaczającej miękkie tkanki. U bezkręgowców najczęściej występuje szkielet zewnętrzny. Szkielet zewnętrzny owadów to kutikula, skorupiaków to pancerz, a mięczaków-muszla. Szkielet zewnętrzny ochrania miękkie tkanki zwierzęcia, a ponadto jest miejscem przyczepu mięśni. Szkielet wewnętrzny występuje u wszystkich kręgowców oraz u gąbek, koralowców i szkarłupni. Szkielet bezkręgowców tworzą płytki, lub kolce, zbudowane z substancji mineralnej, lub białkowej. U niektórych bezkręgowców, zwłaszcza tych o miękkim ciele, występuje tak zwany szkielet hydrostatyczny. Szkielet hydrostatyczny stanowi płyn wypełniający jamę ciała. Znajduje się on pod dużym ciśnieniem. Na ten płyn oddziałują otaczające go mięśnie, które ułożone są w działające przeciwstawnie grupy. Szkielet hydrostatyczny występuje między innymi u pierścienic oraz obleńców. Szkielet kręgowców zbudowany jest z tkanki kostnej oraz chrzęstnej. Kości połączone są stawami.

Poruszanie się w wodzie

Woda odznacza się stosunkowo dużą gęstością. Gęstość wody zbliżona jest do średniej gęstości ciał zwierząt wodnych. Zwierzęta mogą się sprawnie poruszać w wodzie, dzięki opływowemu kształtowi ciała. Dzięki niemu zwierzę nie traci zbyt wiele energii na poruszanie się. W wodzie istnieje siła wyporu, dzięki czemu na zwierzęta nie oddziałuje siła grawitacji. Zwierzęta wodne nie wydatkują zatem energii na przeciwstawienie się tej sile. Woda jednak stawia większy opór niż powietrze, zatem najefektywniejsze są mało zamaszyste, drobne ruchy. Ryby wykonują takie ruchy płetwą, napędzając w ten sposób ruch całego ciała.

Niektóre zwierzęta wodne wykorzystują do poruszania siłę odrzutu. Tak postępują na przykład meduzy. Siła odrzutu wytwarzana przez meduzy jest niekiedy bardzo duża.

Inne zwierzęta wodne poruszają się dzięki nierównomiernym skurczom mięśni po obu stronach ciała. Gdy po jednej stronie ciała następuje skurcz mięsni, po drugiej następuje ich rozkurcz. W ten sposób przez całe ciało zwierzęcia przebiega fala. W miarę przesuwania się tej fali ku tyłowi ciała, generowana jest siła, która pcha ciało zwierzęcia do przodu. Innymi sposobami, wykorzystywanymi przez zwierzęta wodne do poruszania są ślizganie i wiosłowanie.

Aby poruszać się wolno i z precyzją ryba używa płetw bocznych, które normalnie spełniają funkcję stabilizującą. Mogą też jednak działać jak wiosła, zagarniając wodę do tyłu. Wykorzystując płetwy boczne ryba może sprawnie krążyć pomiędzy przeszkodami, a nawet pływać do tyłu.

Poruszanie się po lądzie

Na ladzie siła wyporu nie występuje, dlatego żyjące tam zwierzęta są bardziej narażone na działanie grawitacji. Poruszanie na lądzie jest zatem trudniejsze i wiąże się z większymi wydatkami energetycznymi.

Zwierzęta beznogie do poruszania się wykorzystują mechanizm pełzania. Polega on na falowych skurczach i rozkurczach mięśni, które wypychają ciało do przodu.

Zwierzęta, które dysponują odnóżami, poruszają się ruchem krocznym. Ponieważ zwierzęta lądowe muszą przeciwstawić się sile grawitacji, odnóża te muszą być wystarczająco silne. Niezbędna jest zatem obecność silnego szkieletu, którego poszczególne elementy połączone byłyby ruchomo, za pomocą stawów. Szkielet kończyn stawonogów ma postać sztywnych i twardych tub, wypełnionych mięśniami. Mięśnie te poruszają szkieletem. Odnóża stawonogów połączone są stawami.

U kręgowców występuje szkielet zewnętrzny. Kości, budujące szkielet są zanurzone w mięśniach. Mięśnie, stanowiące aktywny aparat ruchu oddziałują siłą na kości. Największą różnorodność w zakresie poruszania się obserwujemy w obrębie gromady ssaków.