Hệ xương

Trong lĩnh vực sinh học, hệ xương hay khuôn xương là một khung cứng, giúp bảo vệ và cấu trúc trong nhiều loại động vật, đặc biệt là trong ngành động vật có dây sống và Siêu ngành Động vật lột xác. Có hai loại hệ xương khác nhau: hệ xương bên ngoài, đó là vỏ bọc ngoài cứng của một sinh vật, và hệ xương bên trong, là cấu trúc hỗ trợ bên trong cơ thể. Ngoài ra còn có hai hình thức khác của hệ xương được gọi là khuôn xương thủy tĩnh (hydroskeleton) và khuôn tế bào (cytoskeleton).

Hệ xương bên ngoài tồn tại ở nhiều động vật không có xương sống; chúng bao quanh các mô và cơ quan mềm của cơ thể. Hệ xương bên ngoài có thể trải qua quá trình lột xác khi động vật lớn lên. Hệ xương bên trong, như ở những động vật có xương sống, thường được bao phủ bởi da và cơ bắp, bảo vệ các cơ quan quan trọng. Hệ xương của con người chiếm khoảng 14% khối lượng cơ thể.

Phân loại

Cấu trúc xương bên ngoài

Cấu trúc xương bên ngoài là kết cấu bao bọc và bảo vệ mô mềm và các cơ quan bên trong của cơ thể, được tìm thấy ở nhiều loài động vật không xương sống. Một số loài có cấu trúc xương bên ngoài trải qua quá trình lột xác định kỳ trong quá trình phát triển, như là trường hợp của các động vật chân đốt và giáp xác. Cấu trúc xương bên ngoài được tạo thành từ nhiều loại vật liệu khác nhau như kitin (ở động vật chân đốt), các hợp chất calci (ở san hô và động vật thân mềm) và silicat (ở tảo cát và radiolaria).

Cấu trúc xương bên ngoài của côn trùng không chỉ đóng vai trò như một lớp vỏ bảo vệ mà còn là bề mặt gắn kết cơ thể, chống thấm nước và khô, cũng như là cơ quan giác quan giúp động vật tương tác với môi trường xung quanh. Vỏ nhuyễn thể cũng thực hiện các chức năng tương tự, ngoại trừ việc thiếu các cơ quan giác quan trong nhiều trường hợp.

Cấu trúc xương bên ngoài có thể tạo nên một phần khối lượng lớn của cơ thể động vật, do đó trên cạn, động vật có cấu trúc xương bên ngoài thường nhỏ hơn so với kích thước tổng thể của chúng. Động vật lớn sống dưới nước có thể có cấu trúc xương bên ngoài lớn hơn để giảm trọng lượng khi ở dưới nước. Ví dụ như con ngao khổng lồ ở Thái Bình Dương, một loài ngao nước mặn cực lớn với vỏ có kích thước và trọng lượng lớn. Syrinx aruanus là một loài ốc biển có vỏ cực kỳ lớn.