발생학의 사지 골격 뼈

거의 모든 척추동물은 두 쌍의 다리를 가지고 있습니다. 따라서 어류는 옆주름의 중간엽에서 발달하는 한 쌍의 가슴지느러미와 배지느러미를 가지고 있습니다.

척추동물이 수생 환경에서 육지로 이동하면서 생활 환경이 변화했고, 이는 신체 구조의 상당한 재구조화를 초래했습니다. 육상 동물은 앞다리와 뒷다리를 발달시켰는데, 이 다리의 골격은 여러 개의 연결 고리로 이루어진 뼈 지렛대처럼 구성되어 육지에서 움직일 수 있도록 했습니다. 사지띠는 어류에서 이미 원시적인 형태로 존재하지만, 양서류를 시작으로 육상 종에서 가장 크게 발달했습니다. 사지는 사지띠를 통해 몸과 연결됩니다. 어깨띠 골격의 가장 원시적인 형태는 상어류에서 관찰되는데, 등쪽과 배쪽 연골궁이 몸의 배쪽 쪽에 더 가깝게 융합되어 있습니다. 양쪽에서 이러한 궁이 융합된 지점에서 지느러미의 자유로운 부분이 분리됩니다. 고등 어류와 육상 척추동물 모두에서 원시 어깨띠의 등쪽 연골궁에서 견갑골이 형성됩니다. 관절와(glenoid fossa)는 팔다리의 자유로운 부분의 골격과 관절을 이루기 위해 견갑골 근처에 형성됩니다.

복측 연골궁은 오훼골을 형성하며, 양서류, 파충류, 조류에서는 흉골과 융합합니다. 태생 포유류에서는 오훼골이 부분적으로 축소되어 부리 모양의 돌기 형태로 견갑골 위로 자랍니다. "전오훼골"이라고 하는 또 다른 돌기가 같은 기저부에서 발달하며, 이를 바탕으로 외피골인 쇄골이 형성됩니다. 쇄골은 안쪽 끝에서 흉골에, 바깥쪽 끝에서 견갑골에 연결됩니다. 이러한 뼈들은 사지의 자유 부분이 모든 축을 중심으로 움직일 수 있는 포유류에서 발달합니다. 달리기와 수영을 할 때 한 축을 중심으로만 움직이는 동물(유제류, 육식동물, 고래류)에서는 쇄골이 축소됩니다.

어류의 골반대는 미발달하여 척추뼈와 연결되지 않습니다. 어류는 천골이 없기 때문입니다. 상어류의 골반대는 등쪽과 배쪽 연골궁으로 나타납니다. 뒤쪽 지느러미는 이 두 가지가 합쳐지는 지점에서 뻗어 나옵니다. 육상 동물의 골반대의 등쪽 연골궁은 장골로 발달합니다. 어깨띠의 오훼돌기와 전오훼돌기에 해당하는 좌골과 치골은 배쪽 연골궁에서 시작됩니다. 골반뼈의 이 세 가지 미발달은 뒷다리 자유부와 관절을 이루기 위해 관절와가 형성되는 지점에서 서로 연결됩니다. 포유류의 경우, 나이가 들면서 세 뼈가 모두 하나의 골반뼈로 합쳐지고, 그 사이의 연골은 완전히 사라집니다. 고등 척추동물, 특히 원숭이와 인간의 경우, 두 골반뼈는 배쪽 끝에서 연결되어 있고, 천골은 등쪽에서 두 골반뼈 사이에 끼어 있습니다. 이는 골반이라는 뼈 고리를 형성합니다. 동물의 경우 골반은 뒷다리를 지탱하는 역할을 하며, 인간의 경우 수직으로 위치하기 때문에 하지를 지탱합니다. 인간의 경우, 장골은 옆으로 상당히 확장되어 복강의 내부 장기를 지탱하는 기능을 합니다.

어류의 사지 자유 부분의 골격은 광선 형태로 배열되어 지느러미의 견고한 기반을 형성하는 여러 개의 연골 또는 골질 분절로 구성됩니다. 육상 척추동물의 사지 골격에서 광선의 수는 5개로 줄어듭니다. 동물의 앞다리와 뒷다리, 그리고 인간의 상지와 하지의 골격은 공통적인 구조적 평면을 가지고 있으며 서로 연결된 세 개의 연결 고리로 표현됩니다. 근위 연결 고리(상완골과 골반뼈), 중간 연결 고리(요골과 척골, 경골과 비골), 그리고 원위 연결 고리(손, 발)입니다. 손과 발은 근위 부분에서 작은 뼈로 구성되고 원위 부분에서는 손가락이라고 하는 다섯 개의 자유 광선으로 구성됩니다. 표시된 모든 뼈 조각은 두 사지에서 상동입니다.

육상 척추동물의 생존 조건으로 인해 사지의 원위 연결 부위에 있는 개별 뼈 요소들이 하나의 뼈로 융합되거나 환원되었습니다. 드물지만 추가 뼈가 발달하는 경우도 관찰되는데, 대부분은 종자골(슬개골, 두상골 등)입니다. 육상 동물에서는 사지의 해부학적 구조뿐만 아니라 위치도 변했습니다. 따라서 양서류와 파충류에서는 두 쌍의 사지 자유 부분의 근위 연결 부위가 몸통에 직각을 이루고, 근위 연결 부위와 중간 연결 부위 사이의 굽힘 또한 안쪽으로 열린 각을 형성합니다. 고등 척추동물에서는 자유 부분이 몸통에 대해 시상면에 위치하는 반면, 앞다리의 근위 연결 부위는 뒤로, 뒷다리의 근위 연결 부위는 앞으로 회전합니다. 결과적으로 팔꿈치 관절은 뒤로, 하지의 무릎 관절은 앞으로 회전합니다.

척추동물이 더욱 발달함에 따라 앞다리는 뒷다리보다 더 복잡한 기능에 적응하기 시작했습니다. 이와 관련하여 앞다리의 구조 또한 변화했습니다. 예를 들어 새의 날개는 비행 기관으로 사용되었습니다. 기어오르는 포유류는 마주 보는 엄지손가락을 가진 움켜쥐는 다리를 발달시켰습니다. 원숭이의 네 다리는 모두 이러한 기능을 가지고 있습니다.

모든 척추동물 중 유일하게 수직 자세를 취한 인간은 뒷다리(하지)에만 의존하게 되었습니다. 수직 자세로 인해 위쪽으로 발달한 인간의 앞다리는 공간 내에서 몸을 움직이는 기능에서 완전히 자유로워져 때로는 매우 정교한 움직임을 할 수 있게 되었습니다. 이러한 점에서 팔뼈는 다리뼈와 달리 가볍고 구조가 미세합니다. 팔뼈와 다리뼈는 가동 관절로 서로 연결되어 있습니다. 인간의 상지 움직임의 자유는 자유로운 상지를 옆으로 움직이는 쇄골의 존재 여부에도 달려 있습니다. 인간의 손은 노동 활동에 적응했습니다. 즉, 손목뼈는 작고 서로 가동적으로 연결되어 있으며, 손가락은 길어지고 가동성을 갖추게 되었습니다. 엄지손가락은 중족골과 거의 직각을 이루며 매우 유연하고 다른 모든 손가락과 마주보며 복잡한 작업을 수행할 때 손의 쥐는 기능을 보장합니다.

사람의 하지(肢)는 몸을 수직으로 지지하고 공간 내에서 움직이는 지지 기능을 수행합니다. 이러한 측면에서 하지의 뼈는 크고, 각 관절 사이의 관절은 상지보다 움직임이 적습니다. 인간의 상지와 하지의 기능 차이는 말단 관절인 손과 발에 가장 큰 영향을 미쳤습니다.

손은 분만 기관으로서 발달하고 향상됩니다. 발은 몸을 지탱하고 모든 무게를 지탱합니다. 발가락은 몸을 지탱하는 데 중요한 역할을 하지 못하고 매우 짧아졌습니다. 엄지발가락은 다른 발가락들과 같은 줄에 위치하며 특별히 움직이지 않습니다.

발은 기계적으로 복잡한 아치형 구조로 되어 있어 탄력 있는 지지대 역할을 하며, 걷기, 달리기, 점프할 때 충격과 진동을 완화하는 데 도움이 됩니다.

인간의 개체발생 과정에서 사지의 기초는 배아 발달 3주차에 배아 몸의 측면 주름에 중간엽 세포 덩어리로 나타나 물고기 지느러미와 유사합니다. 이 주름은 확장되어 판을 형성하고, 이 판에서 손과, 그보다 조금 후에 발이 형성됩니다. 이 기초에서 손가락은 아직 구분할 수 없으며, 나중에 5개의 방사상으로 형성됩니다. 장래 사지 구성 요소의 발달 순서는 사지의 원위 연결부에서 근위 연결부 방향으로 관찰됩니다.

쇄골을 제외한 모든 사지 뼈는 연골 단계를 거치지 않고 결합 조직을 기반으로 발달하며 세 단계의 발달을 거칩니다. 이 경우 모든 뼈의 골간은 자궁 기간에 골화되고 골단과 골돌기는 출생 후에 골화됩니다. 일부 골단만 출생 직전에 골화되기 시작합니다. 각 뼈에는 특정 수의 골화 중심이 있으며 특정 순서대로 나타납니다. 관형 뼈의 골간에서 주요 골화 중심은 자궁 내 생후 2개월 말에서 3개월 초에 나타나 근위 및 원위 골단 방향으로 자랍니다. 신생아의 이러한 뼈의 골단은 여전히 연골이며, 이차 골화 중심은 출생 후 첫 5~10년 동안 형성됩니다. 골단은 15~17세, 심지어 20세 이후에도 골간부로 성장합니다. 개별 뼈 형성 과정에서 주요 골화점이 나타나는 시기에 특별한 주의를 기울여야 합니다.

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