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Lexikon der Biologie: Wirbelsäule

Wirbelsäule, Rückgrat, Columna vertebralis, Spina dorsalis, Achsenskelett von Wirbeltieren und Mensch ( ä vgl. Abb. ), das den Körper im Rückenbereich stützt. Die Wirbelsäule entsteht ontogenetisch als Nachfolgestruktur der Chorda dorsalis ( Chordatiere ) und besteht aus hintereinander angeordneten Einzelelementen, den Wirbeln, die im Grundbauplan untereinander identisch sind (seriale Homologie; Homonomie). Zwischen allen Wirbeln, außer den obersten beiden Halswirbeln, liegt jeweils eine druckelastische Bandscheibe. Die Fortsätze der Wirbel berühren einander an Gelenkflächen (Gelenk). Dies erlaubt eine Funktion der Wirbelsäule als elastische, biegsame und in sich verdrehbare Achse. Für die Bewegungen verantwortlich sind die Rücken-Muskulatur (Rücken) sowie die Längs-Bänder, die sich entlang der Vorder- und Rückseite (hier innerhalb des Wirbelkanals) der Wirbelkörper erstrecken, und die Zwischenbogenbänder, welche die Wirbelfortsätze (Wirbelbögen) verbinden. Bei Tetrapoden ist das vordere (obere) Ende der Wirbelsäule gelenkig mit dem Schädel verbunden. Das hintere (untere) Ende stützt den meist frei vom Rumpf abstehenden Schwanz. Am mittleren Bereich der Wirbelsäule sind Schultergürtel, Rippen und Beckengürtel befestigt. So erhalten die Extremitäten ein festes Widerlager, um bei der Fortbewegung den Vorschub auf den Rumpf zu übertragen, und die den Brustbereich stützenden und schützenden Rippen haben einen Verankerungspunkt. – Im Laufe der Stammesgeschichte hat eine Regionenbildung der Wirbelsäule stattgefunden ( ä vgl. Tab. ). Bei Fischen ( Bauplan ) setzt kein Extremitätengürtel an der Wirbelsäule an, und alle Wirbel tragen Rippen, so daß die Wirbelsäule von vorn bis hinten einheitlich gebaut ist. Bei den Tetrapoden (Vierfüßer) wurde zunächst der Beckengürtel mit der Wirbelsäule verbunden. Die mit dem Becken verwachsenen Wirbel werden als Kreuzwirbel bezeichnet, dieser Abschnitt der Wirbelsäule entsprechend als Kreuzregion. Der hinter der Kreuzregion liegende Bereich ist die Schwanzregion (Schwanzwirbel). Hier wurden die Rippen reduziert, sind aber meist noch als Hämalbögen nachweisbar. Der Bereich vor der Kreuzregion wurde weiter spezialisiert: Die vordersten Wirbel bildeten die Halsregion (Halswirbel), in der ebenfalls die Rippen reduziert wurden. Sie sind bei manchen Gruppen noch als rudimentäre Halsrippen vorhanden. Zwischen Hals- und Kreuzregion liegt bei den Amphibien und den meisten Reptilien die Rumpfregion, die durch deutlich ausgebildete Rippen gekennzeichnet ist. Bei den Säugetieren, Vögeln, Krokodilen sowie einigen Arten der Eidechsen wurde die Rumpfregion nochmals untergliedert. Hier tragen nur die oberen Rumpfwirbel Rippen, die unteren dagegen nicht. Man unterscheidet den rippentragenden Bereich als Brustregion (Brustwirbel) vom rippenfreien als Lendenregion (Lendenwirbel). Die Ausbildung der Lendenregion wird als Verbesserung für die seitliche Beweglichkeit der Wirbelsäule angesehen. Im Zusammenhang mit dem aktiven Flug (Flugmechanik, Flugmuskeln) haben die Vögel ihre Lendenwirbel in das Synsacrum mit eingeschmolzen (Kreuzwirbel), da beim aktiven Flug eine steifere Körperlängsachse von Vorteil ist. Das gleiche gilt für das Notarium oder Os dorsale, eine Verschmelzung mehrerer Brustwirbel der Vögel. Auch in der Schwanzregion der Wirbelsäule treten Verschmelzungen auf, so das Pygostyl der Vögel, das Urostyl der Amphibien und das Steißbein des Menschen. Biomechanik, Organsystem (Abb.), Rückenmark; Mensch II , Nervensystem II , Skelett , Wirbeltiere I Wirbeltiere II .

A.K.



Wirbelsäule

Die Wirbelsäule des Menschen besteht aus 33–34 Wirbeln und Zwischenwirbelscheiben (Bandscheiben, Disci intervertebrales). Die Wirbel können in 7 Halswirbel, 12 Brustwirbel, 5 Lendenwirbel, 5 Kreuzwirbel und 4–5 Steißwirbel unterschieden werden. Die Kreuzwirbel verschmelzen zum Kreuzbein (Os sacrum), das daher und aufgrund seiner gelenkigen Verbindung (Iliosakralgelenk) zu den anderen Beckenknochen, obwohl Teil des Beckenrings, funktionell zur Wirbelsäule gehört. Die Steißwirbel verschmelzen ebenfalls zum Steißbein (Os coccygis). Durch den zweibeinigen Gang (Bipedie) und die aufrechte Haltung (aufrechter Gang) des Menschen zeigt die Wirbelsäule eine Tendenz zur Verlagerung in die Körpermitte, um als Mittelachsenstab zu dienen. Im Unterschied dazu ist bei den vierbeinigen Tieren der Rumpf an der Wirbelsäule wie an einer Stange aufgehängt. Ähnliche Tendenzen wie bei der Wirbelsäule des Menschen zeigen sich auch bei derjenigen der Menschenaffen. Da die Wirbelsäule des Menschen nicht gerade ist, sondern in ihrer Form ein doppeltes S beschreibt, wirkt sie beim Gehen wie eine Feder, die den Trittstoß dämpft, der sonst ungebremst das Gehirn erreichen würde.

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