Στη Βιολογία, τι είναι ο Εξωσκελετός;

Στη βιολογία, ένας εξωσκελετός αναφέρεται στον χιτινώδη ή ασβεστοποιημένο εξωτερικό σκελετό που χρησιμοποιείται από πολλά είδη ζώων για δομική υποστήριξη και άμυνα κατά των αρπακτικών. Οι εξωσκελετές μπορούν να αντιπαραβάλλονται με τους ενδοσκελετούς (εσωτερικούς σκελετούς) που έχουν οι άνθρωποι και άλλα σπονδυλωτά. Στον κόσμο των ζώων, οι εξωσκελετές είναι πολύ πιο συνηθισμένοι από τους ενδοσκελετούς – εκατομμύρια είδη έχουν εξωσκελετούς, ενώ μόνο μερικές χιλιάδες έχουν ενδοσκελετές. Πιστεύεται ότι 18 γενεαλογίες έχουν αναπτύξει ασβεστοποιημένους εξωσκελετούς μόνο, με άλλες να εξελίσσουν χιτινώδεις και άλλους τύπους εξωσκελετών. Οι εξωσκελετές είναι ιδιαίτερα δημοφιλείς μεταξύ των αρθρόποδων και των μαλακίων, δύο από τις μεγαλύτερες φυλές ζώων που υπάρχουν.

Ο εξωσκελετός εμφανίζεται για πρώτη φορά στο αρχείο απολιθωμάτων πολύ νωρίς, περίπου 550 εκατομμύρια χρόνια πριν, όταν μικρά ζώα σε σχήμα σωλήνα που ονομάζονται Cloudina εμφανίζονται στο αρχείο απολιθωμάτων. Οι παλαιοντολόγοι δεν έχουν συμφωνήσει πλήρως σχετικά με το τι ήταν στην πραγματικότητα η Cloudina, αλλά η τρέχουσα δημοφιλής εικασία είναι ότι επρόκειτο για ένα πολυχαίτη – ένα θαλάσσιο ανήλινο. Το Cloudina είναι το πρώτο από τη μικρή πανίδα με όστρακο, πολυάριθμα ζώα με ανθρακικό κέλυφος που εξελίχθηκαν μόλις στην αρχή της περιόδου της Κάμβριας πριν από 545 εκατομμύρια χρόνια. Η εμφάνιση της μικρής οστρακοειδή πανίδα σηματοδοτεί την έναρξη της περιόδου της Κάμβριας.

Ένας εξωσκελετός έχει πολυάριθμα οφέλη για τον οργανισμό ή τη γενεαλογία που τον εξελίσσει — πρώτα και κύρια, παρέχει προστασία. Είναι προφανώς ένας από τους ευκολότερους μηχανισμούς άμυνας που εξελίχθηκε και πιθανότατα εμφανίστηκε στις πρώτες μέρες της θηρευτής των ζώων. Ακόμη και οι πρώτοι εξωσκελετικοί στο αρχείο απολιθωμάτων φαίνεται να έχουν γεωτρήσεις, ενδεικτικές της θήρευσης. Πολλά από τα πρώτα ζώα που εξέλιξαν έναν εξωσκελετό ήταν προφανώς μαλάκια. Το Kimberella, ένα πλάσμα που μοιάζει με μαλάκιο που υπήρχε πριν από 555 εκατομμύρια χρόνια, είχε ένα σκληρό κέλυφος, αλλά δεν ήταν μεταλλοποιημένο, με αποτέλεσμα να μην είναι πραγματικός εξωσκελετός. Οι μεταλλαγμένοι εξωσκελετές θα εμφανίζονταν σε μεγάλους αριθμούς λίγο αργότερα.

Εκτός από την προστασία από τη θήρα, ένας εξωσκελετός παρέχει δομική υποστήριξη σε ένα ζώο. Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτό τους επιτρέπει ένα μεγαλύτερο μέγιστο μέγεθος από αυτό που θα μπορούσαν να επιτύχουν διαφορετικά. Για παράδειγμα, ο Dunkelosteus, ένα ψάρι 6 μέτρων (20 πόδια) που θεωρείται ένας από τους πιο τρομακτικούς θαλάσσιους κυνηγούς όλων των εποχών, ήταν ένα πλακόδερμο, ένα ζώο του οποίου το μεγάλο μέγεθος έγινε εν μέρει δυνατό από την εύρωστη πανοπλία που κάλυπτε το κεφάλι του. Αν και τα σπονδυλωτά είναι γενικά μεγαλύτερα από τα ασπόνδυλα (εν μέρει επειδή κυριαρχούν στη γη), τα μεσαίου μεγέθους ασπόνδυλα με εξωσκελετό είναι γενικά καλύτερα από αυτά που δεν έχουν, όπως αποδεικνύεται από την επιτυχία της μεγαλύτερης φυλής στο ζωικό βασίλειο, των αρθρόποδων.