Kas bioloģijā ir eksoskelets?

Bioloģijā eksoskelets attiecas uz hitīnu vai pārkaļķotu ārējo skeletu, ko izmanto daudzi dzīvnieku taksoni strukturālam atbalstam un aizsardzībai pret plēsējiem. Eksoskeletus var pretstatīt endoskeletiem (iekšējiem skeletiem), kas ir cilvēkiem un citiem mugurkaulniekiem. Dzīvnieku pasaulē eksoskeleti ir daudz izplatītāki nekā endoskeleti — miljoniem sugu ir eksoskeleti, savukārt tikai dažiem tūkstošiem sugu ir endoskeleti. Tiek uzskatīts, ka 18 līnijas ir attīstījušas tikai pārkaļķotus eksoskeletus, bet citas attīstījušas hitīna un cita veida eksoskeletus. Eksoskeleti ir īpaši populāri starp posmkājiem un mīkstmiešiem, kas ir divi no lielākajiem dzīvnieku filiem.

Pirmo reizi eksoskelets fosilajos ierakstos parādās ļoti agri, apmēram pirms 550 miljoniem gadu, kad fosilā ierakstā parādās mazi caurulītes formas dzīvnieki, ko sauc par Cloudina. Paleontologi nav pilnībā vienojušies par to, kas patiesībā bija Cloudina, taču pašreizējais populārais minējums ir, ka tā bija daudzdzimtene – jūras anelīds. Cloudina ir pirmā no mazajām čaumalu faunām, daudziem karbonātu apvalkiem, kas attīstījās tieši kembrija perioda sākumā pirms 545 miljoniem gadu. Mazās gliemežvāku faunas parādīšanās iezīmē kembrija perioda sākumu.

Eksoskeletam ir daudz priekšrocību organismam vai izcelsmei, kas to attīsta — pirmkārt un galvenokārt, tas nodrošina aizsardzību. Acīmredzot tas ir viens no vienkāršākajiem aizsardzības mehānismiem, kas var attīstīties, un, iespējams, radās pirmajās dzīvnieku plēsonības dienās. Šķiet, ka pat agrākajos eksoskeletos fosilajos ierakstos ir urbumi, kas liecina par plēsoņām. Daudzi no pirmajiem dzīvniekiem, kas attīstīja eksoskeletu, acīmredzot bija mīkstmieši. Kimberellai, moluskam līdzīgai būtnei, kas pastāvēja pirms 555 miljoniem gadu, bija izturīgs apvalks, taču tas nebija mineralizēts, tādējādi padarot to par īstu eksoskeletu. Drīz pēc tam lielā skaitā parādīsies mineralizēti eksoskeleti.

Eksoskelets ne tikai aizsargā pret plēsoņām, bet arī nodrošina dzīvnieka strukturālu atbalstu. Dažos gadījumos tas ļauj tiem iegūt lielāku maksimālo izmēru, nekā tie būtu spējīgi sasniegt citādi. Piemēram, Dunkelosteus, 6 m (20 pēdas) gara zivs, kas tiek uzskatīta par vienu no visu laiku briesmīgākajiem jūras medniekiem, bija plakoderms — dzīvnieks, kura lielo izmēru daļēji padarīja iespējamas izturīgās bruņas, kas sedza tā galvu. Lai gan mugurkaulnieki parasti ir lielāki par bezmugurkaulniekiem (daļēji tāpēc, ka tie dominē uz zemes), vidēji lieli bezmugurkaulnieki ar eksoskeletiem parasti ir labāki nekā tie, kuriem nav, par ko liecina dzīvnieku valstībā lielākās dzimtas — posmkāju — panākumi.