Sokongan, Pergerakan dan Pertumbuhan

Citah merupakan haiwan darat yang terpantas di Bumi dan boleh bergerak daripada 0 hingga 96 km sejam dalam masa tiga saat sahaja m/s 113.

6.1 Sokongan, Pergerakan dan Pertumbuhan Haiwan

Rangka ialah sistem sokongan kepada semua jenis haiwan, dan terdapat tiga jenis sokongan, iaitu rangka dalam, rangka luar dan rangka hidrostatik m/s 114. Rangka dalam ialah jenis sokongan bagi semua vertebrata termasuk manusia, terbina daripada tulang atau rawan m/s 114. Rangka dalam menyokong berat badan, melindungi organ dalaman, mengekalkan bentuk badan dan menjadi asas pautan bagi otot m/s 114. Rangka luar ialah jenis sokongan bagi kebanyakan invertebrata dan terdiri daripada lapisan keras kitin berlilin atau cangkerang m/s 114. Invertebrata berbadan lembut seperti cacing disokong oleh rangka hidrostatik, iaitu dinding berotot yang melitupi rongga badan yang diisi dengan bendalir m/s 115. Bendalir ini mengenakan tekanan pada dinding berotot dalam semua arah menyebabkan badan haiwan yang lembut menjadi tegar m/s 115.

Pertumbuhan boleh diukur dengan membina graf unit pertumbuhan, seperti tinggi (cm), isi padu, jisim segar (g) atau jisim kering (g), melawan masa, yang dinamakan lengkung pertumbuhan m/s 115. Lengkung pertumbuhan bagi semua organisma pada asasnya berbentuk sigmoid m/s 116. Rangka luar haiwan seperti lipas dan belalang terbina daripada kitin yang bersifat keras dan tidak boleh mengembang m/s 116. Haiwan ini menanggalkan rangka luar berulang kali sehingga mencapai peringkat dewasa, dan proses penanggalan kulit ini dinamakan ekdisis m/s 116. Semasa ekdisis, haiwan menyedut udara untuk memecahkan rangka luar lama, dan pertumbuhan pesat berlaku sebelum rangka luar yang baharu mengeras m/s 116. Bahagian melintang lengkung menunjukkan peringkat pertumbuhan sifar yang disebut instar m/s 116. Peringkat ekdisis ini yang menyebabkan graf lengkung pertumbuhan berbentuk tangga, dan hormon mengawal setiap peringkat ekdisis m/s 117.

Cacing tanah mempunyai rangka hidrostatik dan bergerak di atas tanah dengan bantuan keta, iaitu bulu kejur pada bahagian sisi badannya m/s 118. Apabila otot lingkar mengecut, otot membujur mengendur dan badan cacing menipis dan memanjang; apabila otot membujur mengecut, badan cacing menebal dan memendek m/s 118. Pada segmen yang memendek dan menebal, keta mencengkam tanah, manakala segmen lain memanjang dan ketanya melepaskan cengkaman supaya cacing tanah bergerak ke hadapan m/s 119.

Haiwan vertebrata darat memerlukan rangka yang kuat dan tegar, dan berat badannya disokong terutamanya oleh lengkungan pektoral dan lengkungan pelvis m/s 120. Vertebrata akuatik seperti ikan paus mempunyai lengkungan yang kecil dan lemah, kerana berat badannya disokong oleh daya apungan air m/s 121. Burung mempunyai tulang sternum yang pipih dan luas sebagai tempat perlekatan otot penerbangan, tulang yang berongga dan ringan, serta tengkorak yang kecil m/s 121.

Rangka manusia terdiri daripada 206 tulang dan dibahagikan kepada rangka paksi dan rangka apendaj m/s 122. Rangka paksi terdiri daripada tengkorak, turus vertebra, sternum dan tulang rusuk, manakala rangka apendaj terdiri daripada lengkungan pektoral, tulang tangan, lengkungan pelvis dan tulang kaki m/s 122. Lengkungan pektoral terdiri daripada tulang klavikel dan tulang skapula m/s 123. Tulang tangan terdiri daripada humerus, radius, ulna, karpus, metakarpus dan falanks m/s 123. Lengkungan pelvis terbentuk daripada sepasang tulang punggung dan menyokong berat badan, melindungi pundi kencing dan organ pembiakan m/s 123. Tulang kaki terdiri daripada femur, tibia, fibula, tarsus, metatarsus dan falanks m/s 123.

Gajah mempunyai tulang yang besar, padat dan kuat kerana keseluruhan berat badannya disokong oleh rangka dalam, manakala burung mempunyai tulang-tulang berongga untuk membolehkannya terbang m/s 124. Tulang berongga ringan dan kuat, membenarkan vertebrata bergerak dengan lebih cepat dan memerlukan kalsium dan fosforus yang kurang m/s 124. Eksperimen 6.1 menguji hipotesis bahawa tulang berongga lebih kuat daripada tulang yang padat, menggunakan silinder kertas yang menyokong buku teks m/s 124.

Kestabilan ialah kebolehan sesuatu objek mengekalkan kedudukan asalnya m/s 126. Objek dengan pusat graviti yang tinggi kurang stabil, dan objek dengan luas tapak yang besar lebih stabil m/s 126. Zirafah mengangkangkan kakinya untuk minum, yang menambahkan luas tapak dan merendahkan pusat graviti m/s 127. Kanggaru menggunakan ekornya sebagai tongkat untuk menambah luas tapak ketika tidak bergerak m/s 127.

6.2 Pergerakan dan Pertumbuhan Manusia

Pengecutan dan pengenduran otot rangka menghasilkan pergerakan m/s 128. Setiap pasang otot yang bertindak secara berlawanan dikenal sebagai otot berantagonis m/s 128. Sendi ialah tempat pertemuan antara dua atau lebih tulang: sendi bergerak seperti sendi engsel pada siku, atau sendi tak bergerak seperti sendi pada tengkorak m/s 128. Otot yang terlibat dalam pergerakan sendi engsel ialah otot biseps dan otot triseps m/s 128.

Ligamen ialah tisu penghubung yang liat, kenyal dan kuat yang menyambungkan dua tulang m/s 129. Tendon menyambungkan otot kepada tulang dan terdiri daripada gentian yang kuat dan tidak kenyal, jadi daya pengecutan otot dipindahkan ke tulang melalui tendon m/s 129. Cecair sinovial melicinkan sendi dan membekalkan nutrien kepada rawan, dan rawan bertindak sebagai kusyen dan mengurangkan geseran m/s 129. Masalah sendi dan otot yang sering berlaku ialah kecederaan akibat aktiviti fizikal dan sakit lutut dalam kalangan warga tua m/s 130. Pakar ortopedik merawat kecederaan seperti keretakan tulang, kecacatan tulang belakang atau osteoporosis m/s 130.

Pertumbuhan manusia ialah proses yang kekal dan tidak berbalik yang berlaku disebabkan pertambahan bilangan sel pada tubuh m/s 130. Peringkat bayi bermula daripada 0-3 tahun, apabila bayi lelaki dan perempuan mengalami pertumbuhan yang sama dan sangat pesat m/s 131. Pada peringkat kanak-kanak kadar pertumbuhan lebih perlahan, dan kanak-kanak lelaki membesar lebih cepat daripada kanak-kanak perempuan m/s 131. Pada umur 13-15 tahun kedua-dua jantina membesar dengan pesat dan remaja perempuan kebiasaannya lebih tinggi dan besar m/s 131. Pertumbuhan remaja perempuan mengurang dan berhenti pada umur 16-18 tahun, manakala remaja lelaki terus membesar sehingga umur 18-20 tahun m/s 131. Corak pertumbuhan manusia membentuk lengkung berbentuk S (sigmoid), dan pertumbuhan berhenti apabila mencapai kematangan m/s 132. Jisim badan, tinggi dan ukur lilit kepala diukur di klinik kesihatan untuk mengetahui perkembangan pertumbuhan bayi dan kanak-kanak m/s 133.

6.3 Sokongan, Pertumbuhan dan Kestabilan dalam Tumbuhan

Sokongan membantu tumbuhan berdiri tegak supaya daun terdedah kepada cahaya matahari untuk melakukan fotosintesis, dan menyediakan kekuatan untuk menentang tiupan angin m/s 133. Sokongan utama bagi tumbuhan ialah batang dan akar m/s 133. Tumbuhan berkayu seperti pokok rambutan dan pokok angsana disokong oleh tisu berkayu yang keras, kuat dan tegar yang dibina daripada lignin m/s 134. Tumbuhan tidak berkayu mendapat sokongan daripada kesegahan sel dan menjadi layu jika kekurangan air m/s 134. Sokongan tambahan pada tumbuhan berkayu ialah akar banir, akar sokong dan akar jangkang, dan pada tumbuhan tidak berkayu ialah sulur paut, akar cengkam dan batang berongga m/s 134. Akar jangkang menyokong pokok bakau di kawasan paya, dan sulur paut ada pada pokok timun, peria dan labu m/s 134.

Tumbuhan akuatik mendapat sokongan utama daripada daya apungan air, dibantu oleh ruang-ruang udara yang dibentuk oleh tisu aerenkima m/s 135. Sesetengah tumbuhan akuatik seperti pokok keladi bunting dan teratai mempunyai batang yang membengkak, berongga dan besar bagi menambah daya apungan m/s 135. Usia tumbuhan berkayu boleh ditentukan dengan memotong batang merentasi dan mengira gelang pertumbuhan, dengan satu gelang mewakili satu tahun m/s 135. Dalam cara kedua, pokok digerudi menggunakan gerudi khas sehingga separuh diameter pokok, dan cara ini menyelamatkan pokok daripada ditebang m/s 136.

Kestabilan tumbuhan dipengaruhi oleh pusat graviti dan keluasan tapak, dan semakin rendah pusat graviti, semakin stabil tumbuhan itu m/s 136. Pokok balak yang tinggi seperti pokok cengal mempunyai akar banir dan akar tunjang yang menusuk jauh ke dalam bumi m/s 136. Eksperimen 6.2 menguji hipotesis bahawa pola pertumbuhan anak benih kacang hijau adalah berbentuk sigmoid m/s 137.