6.3: Tipos de locomoción

Objetivos de aprendizaje

• Explicar diferentes tipos de locomoción con referencia a limitaciones ambientales y/o soporte de estructura dura para la función muscular

Los sistemas muscular y esquelético proporcionan soporte al cuerpo y permiten el movimiento. Los huesos del esqueleto protegen los órganos internos del cuerpo y soportan el peso del cuerpo. Los músculos del sistema muscular se contraen y tiran de los huesos, lo que permite movimientos tan diversos como pararse, caminar, correr y agarrar artículos. Nos centraremos en la conexión entre el sistema esquelético y muscular humano para ilustrar cómo estos dos sistemas de órganos se coordinan para generar locomoción.

Sistema esquelético humano

El esqueleto humano es un endoesqueleto que consta de 206 huesos en el adulto. Un endoesqueleto se desarrolla dentro del cuerpo en lugar de afuera como el exoesqueleto de los insectos. El esqueleto tiene cinco funciones principales: brindar soporte al cuerpo, almacenar minerales y lípidos, producir células sanguíneas, proteger los órganos internos y permitir el movimiento. El sistema esquelético de los vertebrados se divide en el esqueleto axial (que consiste en el cráneo, la columna vertebral y la caja torácica), y el esqueleto apendicular (que consiste en huesos de las extremidades, la cintura pectoral o escapular, y la faja pélvica).

Explora el esqueleto humano viendo el siguiente video con escultura digital 3D.

El esqueleto axial forma el eje central del cuerpo e incluye los huesos del cráneo, los huesecillos del oído medio, el hueso hioides de la garganta, la columna vertebral y la caja torácica (caja torácica) (Figura 6.5).

Figura 6.5. El esqueleto axial, mostrado en azul, consiste en los huesos del cráneo, huesecillos del oído medio, hueso hioides, columna vertebral y jaula torácica. El esqueleto apendicular, mostrado en rojo, consiste en los huesos de las extremidades pectorales, faja pectoral, miembro pélvico y faja pélvica. (crédito: modificación de obra de Mariana Ruiz Villareal)

Los huesos del cráneo sostienen las estructuras de la cara y protegen el cerebro. El cráneo consiste en huesos craneales y huesos faciales. Los huesos craneales forman la cavidad craneal, que encierra el cerebro y sirve como sitio de unión para los músculos de la cabeza y el cuello. En el adulto, están fuertemente articulados con tejido conectivo y los huesos contiguos no se mueven.

Los huesecillos auditivos del oído medio transmiten sonidos desde el aire como vibraciones a la cóclea llena de líquido. Los huesecillos auditivos constan de dos huesos de maleo (martillo), dos huesos de incus (yunque) y dos estribos (estribos), uno a cada lado. Los huesos faciales proporcionan cavidades para los órganos de los sentidos (ojos, boca y nariz), y sirven como puntos de unión para los músculos faciales.

El hueso hioides se encuentra debajo de la mandíbula en la parte frontal del cuello. Actúa como una base móvil para la lengua y está conectada a los músculos de la mandíbula, la laringe y la lengua. La mandíbula forma una articulación con la base del cráneo. La mandíbula controla la abertura a la boca y por lo tanto, a la vía aérea y al intestino.

La columna vertebral, o columna vertebral, rodea y protege la médula espinal, sostiene la cabeza y actúa como punto de unión para costillas y músculos de la espalda y el cuello. Consta de 26 huesos: las 24 vértebras, el sacro y el cóccix. Cada cuerpo vertebral tiene un gran orificio en el centro a través del cual la médula espinal pasa hasta el nivel de la primera vértebra lumbar. Por debajo de este nivel, el agujero contiene nervios espinales que salen entre las vértebras. Hay una muesca a cada lado del orificio a través de la cual los nervios espinales, pueden salir de la médula espinal para servir a diferentes regiones del cuerpo. La columna vertebral mide aproximadamente 70 cm (28 pulgadas) en adultos y es curva, lo que se puede ver desde una vista lateral.

Los discos intervertebrales compuestos por cartílago fibroso se encuentran entre las vértebras adyacentes desde la segunda vértebra cervical hasta el sacro. Cada disco ayuda a formar una articulación ligeramente móvil y actúa como un cojín para absorber los golpes de movimientos como caminar y correr.

La caja torácica, también conocida como caja torácica, consiste en las costillas, el esternón, las vértebras torácicas y los cartílagos costales. La jaula torácica encierra y protege los órganos de la cavidad torácica incluyendo el corazón y los pulmones. También proporciona soporte para las fajas hombreras y extremidades superiores y sirve como punto de unión para el diafragma, los músculos de la espalda, el pecho, el cuello y los hombros. Los cambios en el volumen del tórax permiten respirar. El esternón, o esternón, es un hueso largo y plano ubicado en la parte anterior del tórax. Al igual que el cráneo, se forma a partir de muchos huesos en el embrión, que se fusiona en el adulto. Las costillas son 12 pares de huesos largos y curvos que se adhieren a las vértebras torácicas y se curvan hacia la parte frontal del cuerpo, formando la caja torácica. Los cartílagos costales conectan los extremos anteriores de la mayoría de las costillas con el esternón.

El esqueleto apendicular está compuesto por los huesos de las extremidades superiores e inferiores. También incluye la faja pectoral, o escapular, que une las extremidades superiores al cuerpo, y la faja pélvica, que une las extremidades inferiores al cuerpo (Figura 6.5).

Los huesos de la faja pectoral transfieren la fuerza generada por los músculos que actúan sobre el miembro superior al tórax. Consiste en las clavículas (o clavículas) en la parte anterior, y las escápulas (o omóplatos) en la posterior.

La extremidad superior contiene huesos del brazo (hombro a codo), el antebrazo y la mano. El húmero es el hueso más grande y largo del miembro superior. Forma una articulación con el hombro y con el antebrazo en el codo. El antebrazo se extiende desde el codo hasta la muñeca y consta de dos huesos. La mano incluye los huesos de la muñeca, la palma y los huesos de los dedos.

La faja pélvica se adhiere a las extremidades inferiores del esqueleto axial. Dado que es responsable de soportar el peso del cuerpo y de la locomoción, la faja pélvica está firmemente unida al esqueleto axial por ligamentos fuertes. También tiene cuencas profundas con ligamentos robustos que se sujetan de forma segura al fémur. La faja pélvica está compuesta principalmente por dos huesos grandes de cadera. Los huesos de la cadera se unen en la parte anterior del cuerpo en una articulación llamada sínfisis púbica y con los huesos del sacro en la parte posterior del cuerpo.

La extremidad inferior consiste en el muslo, la pierna y el pie. Los huesos de las extremidades inferiores son más gruesos y más fuertes que los huesos de las extremidades superiores para soportar todo el peso del cuerpo y las fuerzas de la locomoción. El fémur, o fémur, es el hueso más largo, pesado y más fuerte del cuerpo. El fémur y la pelvis forman la articulación de la cadera. En su otro extremo, el fémur, junto con la espinilla y la rótula, forman la articulación de la rodilla.

Articulaciones y movimiento esquelético

El punto en el que dos o más huesos se encuentran se llama articulación, o articulación. Las articulaciones son responsables del movimiento, como el movimiento de las extremidades, y la estabilidad, como la estabilidad que se encuentra en los huesos del cráneo.

Hay dos formas de clasificar las articulaciones: en función de su estructura o en función de su función. La clasificación estructural divide las articulaciones en articulaciones fibrosas, cartilaginosas y sinoviales dependiendo del material que compone la articulación y la presencia o ausencia de una cavidad en la articulación. Los huesos de las articulaciones fibrosas se mantienen unidos por el tejido conectivo fibroso. No hay cavidad, ni espacio, presente entre los huesos, por lo que la mayoría de las articulaciones fibrosas no se mueven en absoluto, o solo son capaces de realizar movimientos menores. Las articulaciones entre los huesos del cráneo y entre los dientes y el hueso de sus cuencas son ejemplos de articulaciones fibrosas (Figura 6.6a).

Las articulaciones cartilaginosas son articulaciones en las que los huesos están conectados por cartílago (Figura 6.6b). Un ejemplo se encuentra en las articulaciones entre vértebras, los llamados “discos” de la columna vertebral. Las articulaciones cartilaginosas permiten muy poco movimiento.

Las articulaciones sinoviales son las únicas articulaciones que tienen un espacio entre los huesos adyacentes (Figura 6.6c). Este espacio se conoce como la cavidad articular y se llena de líquido. El fluido lubrica la articulación, reduciendo la fricción entre los huesos y permitiendo un mayor movimiento. Los extremos de los huesos están cubiertos de cartílago y toda la articulación está rodeada por una cápsula. Las articulaciones sinoviales son capaces del mayor movimiento de los tipos de articulaciones. Rodillas, codos y hombros son ejemplos de articulaciones sinoviales.

Figura 6.6 (a) Las suturas son articulaciones fibrosas que solo se encuentran en el cráneo. b) Las articulaciones cartilaginosas son huesos conectados por cartílago, como entre vértebras. (c) Las articulaciones sinoviales son las únicas articulaciones que tienen un espacio o “cavidad sinovial” en la articulación.

El amplio rango de movimiento permitido por las articulaciones sinoviales produce diferentes tipos de movimientos. Los movimientos angulares se producen cuando cambia el ángulo entre los huesos de una articulación. La flexión, o flexión, ocurre cuando disminuye el ángulo entre los huesos. Mover el antebrazo hacia arriba en el codo es un ejemplo de flexión. La extensión es lo opuesto a la flexión en que aumenta el ángulo entre los huesos de una articulación. El movimiento rotacional es el movimiento de un hueso ya que gira alrededor de su propio eje longitudinal. El movimiento de la cabeza como al decir “no” es un ejemplo de rotación.

Locomoción Animal

Los humanos están limitados a la locomoción terrestre en dos extremidades o a nadar con las cuatro extremidades. Otros animales exploran el reino acuático y aéreo más extensamente. Por ejemplo, las aves son excelentes nadadoras y volantes. Sin embargo, algunas aves no son buenas para moverse tanto en el aire como en el agua. Un ejemplo de aves con habilidades limitadas en vuelo son los pingüinos y otro son miembros de un grupo extinto Hesperirnithformes, que al igual que los pingüinos, no pudieron nadar en el agua y solo tenían una locomoción limitada en tierra.

Mira el video sobre locomoción de natación en Hesperornithiformes extintos para ayudarte a entender cómo se coordinan el esqueleto y los músculos para generar locomoción y por qué algunos animales pueden ser más limitados en locomoción en un tipo de ambiente.

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

¿Qué modo de locomoción crees que es menos eficiente en términos de gasto energético total si estás considerando animales de diferente tamaño?