تشريح
عِلمُ التَشرِيح، هوأحد فروع علم الأحياء، يُعنى بدراسة بنية الكائنات الحيّة وأجزائها. يرتبط علم التشريح بطبيعته بـعلم الأجنة، والتشريح المُقَارَن، وعلم الأحياء التطوَّرِي،لأنه ومن خلال العمليات التي تَدرُسُها هذه العلوم، ينشأ التشريح في إطار زمني فوري (علم الأجنة)، وعلى المدى الطويل (التطور). يُعتبر علم التشريح البشر بأحد العلوم الطبيّة الأساسيّة.
ينقسم التشريح إلى تشريح عياني ومجهري. يُعنى علم التشريح العياني بفحص أجزاء جسم الحيوان باستخدام البصر. يتضمن التشريح العياني فرع التشريح السطحي. بينما يتضمّن التشريح المجهري استخدام أدوات بصريّة في دراسة أنسجة البُنى المختلفة، ويُعرف كذلك باسم علم الأنسجة، ويتضمن أيضاً دراسة الخلايا.
اتّسم التشريح بالفهم التدريجي لوظائف أعضاء وبُنى الجسم البشري. وقد حسّنت الطرق في دراسة التشريح بشكل كبير، بدءاً من فحص الحيوانات، عبر تشريح جثثها وجيفها، حتى وصلت لاستخدام تقنيات التصوير الطبية في القرن العشرين، بما في ذلك الأشعة السينية، والموجات فوق الصوتية، والتصوير بالرنين المغناطيسي.
شكّل علما التشريح ووظائف الأعضاء زوجاً من العلوم التي تدرس معاً غالباً في اختصاصات عديدة، حيث يدرس هذان العلمان بنية الجسم ووظائفه على التوالي.
التشريح هوالدراسة العلمية لبنية الكائنات الحية، بما في ذلك الأجهزة والأعضاء والأنسجة. تشمل هذه الدراسة مظهر ووضعية الأجزاء المختلفة، والمواد التي تتألف منها هذه الأجزاء، ومواقعها وعلاقاتها مع بعضها. علم التشريح منفصلٌ بشكل واضح عن علم وظائف الأعضاء والكيمياء الحيوية، حيث تتعامل هذه العلوم مع وظائف تلك الأجزاء والعمليات الكيميائية التي تجري. على سبيل المثال، يهتم المُشرِّح بشكل، وحجم، وتوضُّع، وبنية، والتروية الدموية، وتعصيب الكبد، بينما يهتم عالم وظائف الأعضاء (الفيزيولوجي) في عملية إنتاج الصفراء، ودور الكبد في التغذية، وتنظيم وظائف الجسم.
يمكن تقسيم التشريح إلى عددمن الفروع، منها التشريح العياني والمجهري.التشريح العياني هودراسة البنى التي يكون حجمها كبيراً بما يكفي رؤيتها بالعين المجرّدة ، يتضمّن التشريح العياني فرع التشريح السطحي، وهودراسة ملامح الجسم الخارجية. بينمايُعنى التشريح المجهري بدراسة البنى على المستوى المجهري، بما في ذلك الأنسجة(علم الأنسجة)، ودراسة أعضاء الكائن الحي في حالتها غير الناضجة(علم الأجنة).
يُمكن أن يُدرس التشريح بوسائل خارجية أوغير خارجية بهدف الحصول على معلومات حول بنية وتنظيم الأعضاء والأجهزة.تتضمن الأساليب المستخدمة التشريح وهوفتح الجسم ودراسة أعضاءه، وتتضمن أيضاً التنظير حيث يتم إدخال أداة مزوّدة بكاميرا فيديوعبر شق صغير في جدار الجسم حيث يُستخدم هذا الأسلوب لاستكشاف الأعضاء وغيرها من الهياكل. كذلك أسلوب تصوير الأوعية الدموية باستخدام الأشعة السينية، أوتصوير الأوعية بالرنين المغناطيسي هي أساليب مستخدمة لتصوير الأوعية الدموية.
عادةًما يُقصد بمصطلح "التشريح" تشريح الجسم البشري. على أيّ حال، فإن الكثير من البنى والأنسجة مشتركة في مملكة الحيوان، وتشمل هذه الإشارة في مصطلح "التشريح"، تشريح باقي الحيوانات. كما أن مصطلح "علم تشريح الحيوان" يستخدم عادةً للإشارةللحيوانات على وجه الخصوص. بينما تكون بنى وأنسجة النباتات متشابهة على نحوكبير وتُدرس في علم تشريح النبات.
تحتوي المملكة الحيوانية على الكائنات متعددة الخلايا، وهي كائنات غيريّة التغذية وقادرة على الحركة (على الرغم من كون بعضها قد اعتمدت على أسلوب الحياة المتحركة بشكل ثانوي). معظم الحيوانات لديها أجسام تتكون من أنسجة منفصلة. لدى هذه الكائنات حجرة داخلية للهضم، مزوّدة بفتحة أوفتحتين، كذلك يتم إنتاج الأمشاج في الأعضاء التناسلية متعددة الخلايا، وتتضمن البيضة الملقّحة مرحلة الأرومة في التطوّر الجنيني. لا تشتمل المملكة الحيوانية على الإسفنجيات، على الرغم من امتلاكه خلايا عديدة إلا أنها غير متمايزة.
على عكس الخلايا النباتية، لا تمتلك الخلايا الحيوانية جداراً خلويّاً، وكذلك لا تشتمل على صانعات خضراء. كذلك فإن الفجوات العصارية في حال وجودها، تكون في الخلية الحيوانية أكثر عدداً وأصغر حجماً من نظيرتها الموجودة في الخلايا النباتية. تتكون أنسجةالجسم من أنماط عديدة من الخلايا، بما في ذلك تلك الموجودة في الجلد، والعضلات، والأعصاب. كل خلية تمتلك غشاءاً خلوياً يتكوّن من شحميات فوسفورية (فوسفوليبيدات)، وتمتلك أيضاً سيتوبلاسما (هيولى خلوية) ونواة. تُشتق كل الخلايا في الحيوان من الطبقات الإنتاشية الجنينية. تُدعى اللافقاريات الأبسط التي تتشكّل من طبقتين إنتاشيتين هما الأديم الظاهر والأديم الباطن بالكائنات مزدوجة الطبقة الإنتاشية، أما الحيوانات الأكثر تقدّماً والتي تتكوّن أعضاؤها وبناها من ثلاث طبقات إنتاشية، فتدعى بـثلاثية الأرومات.تُشتقّ جميع أنسجة وأعضاء الحيوانات ثلاثية الأرومات من الطبقات الإنتاشية الثلاث للجنين، وهي الأديم الظاهر، والأديم المتوسط، والأديم الباطن.
تُصنّف الأنسجة الحيوانية في أربع مجموعات رئيسية هي: النسيج الضام، والظهاري، والعضلي، والعصبي.
الأنسجة الضّامة ليفيّة، وهي تتكوّن من خلايا متناثرة في مادة لاعضويّة تدعى المطرق خارج الخلوي أوالمصفوفة خارج الخلوية. يمنح النسيج الضام الشكل للأجهزة. يُصنّف النسيج الضام إلى أنواع رئيسية هي النسيج الضام الرخو، والنسيج الضام الليفي، والنسيج الدهني، والغضاريف، والعظام. يحتوي المطرق خارج الخلوي على بروتينات، يعتبر الكولاجين البروتين الرئيسي والأكثر وفرةً في المطرق خارج الخلوي. يلعب الكولاجين دوراً رئيسياً في تنظيم الأنسجة والحفاظ عليها. يمكن تعديل المطرق خارج الخلوي ليُشكِّل هيكل عظمي لدعم وحماية الجسم. يكون الهيكل الخارجي للجسم سميكاً، يحوي بشرة صلبة يزيدها صلابة إما التمعدن كما هوالحال في القشريات، أوعبر ربط بروتينات لها كما هوالحال في الحشرات. أما الهيكل الداخلي يتوضّع داخلياً ويوجد في جميع الحيوانات المتقدّمة، وكذلك في العديد من الكائنات الأقل تطوراً.
يتكوّن النسيج الظهاري من خلايا معبئة، ترتبط بشكل وثيق ببعضها البعض بواسطة جزيئات معينة بين الخلايا، ورغم هذا تظل هناك مسافة ضئيلة بين الخلايا. يمكن للخلايا الظهارية أن تكون مسطّحة، أومكعّبة، أوعمودية، وترتكز بقية الخلايا على الصفيحة القاعدية، التي تمثّل الطبقة العليا من الغشاء القاعدي،بينما تكون الطبقة السفلية من الغشاء القاعدي شبكية ومرتكزة على النسيج الضام في المطرق خارج الخلوي المُفرز من قِبل الخلايا الظهارية.هناك أنواع مختلفة من الخلايا الظهارية، وهي معدّلة لتُناسِب وظائف معينة. في الجهاز التنفسي يوجد نوع من الظهارة المهدّبة المبطنة للجهاز. في الأمعاء الدقيقة هناك زغيبات على البطانة الظهارية. في الأمعاء الغليظة زغابات معويّة. يشتمل الجلد في طبقته الخارجية على ظهارة مسطحة مطبّقة كيراتينية تغطي السطح الخارجي لجسم الفقاريات. تشكّل الخلايا الكيراتينية قرابة 95% من الخلايا في الجلد.تفرز الخلايا الظهارية على السطح الخارجي للجسم مطرقاً خارج خلوي لتشكيل البشرة، أما في الحيوانات البسيطة تكون على شكل معطف من البروتينات السكّرية.في الحيوانات الأكثر تقدّماً، العديد من الغدد تتشكّل من خلايا ظهارية.
تشكّل الخلايا العضلية النسيج القلوص النشط في الجسم. تتضمن وظائف النسيج العضلي إنتاج القوّة التي تسبب الحركة، إما على مستوى الجسم أوعلى مستوى الأعضاء الداخلية. تتشكل العضلة من خيوط قلوصة دقيقة ومنفصلة إلى ثلاثة أنواع رئيسية هي: العضلية الملساء، والعضلية الهيكلية، والعضلية القلبية. لا تبدي الألياف العضلية الملساء أيَّة تخططات عند الفحص المجهري، تتقلّص ببطء، ولكن يستمر التقلص لمدة أطول، توجد تتقلص العضلات الهيكلية بسرعة ولكن بامتداد محدود، وتوجد في حركة الذيل والفك. العضلة المخططة بشكل مائل تتواسط بين النوعين السابقين. ويتواجد هذا النوع مثلاً في ديدان الأرض القادرة على التمدد ببطء أوالانكماش بسرعة.في الحيوانات الأرقى تكون العضلات المخططة بشكل حزم مرتبطة إلى عظام لتدعم حركتها. توجد العضلات الملساء في جدران الرحم، والمثانة، والأمعاء، والمعدة، والمريء، والطرق التنفسيّة، والأوعية الدمويّة. بينما ينحصر وجود الألياف العضلية القلبية في القلب فقط، حيث يسمح تقلص هذه الألياف للقلب بضخ الدم إلى سائر أنحاء الجسم.
يتكوّن النسيج العصبي من خلايا عصبية عديدة تُعرف باسم العصبونات، وهي تقوم بنقل المعلومات في الجسم. في بعض الحيوانات البحرية الشعاعية المتناظرة بطيئة الحركة كالctenophores والمجوّفات(التي تتضمن قنديل البحر)، في هذه الحيوانات تشكّل الأعصاب شبكة عصبية، ولكن في معظم الحيوانات تنتظم الأعصاب بشكل طولي في حزم. في الحيوانات البسيطة، يؤدي تنبيه خلية عصبية مستقبلة في جدار الجسم إلى ردة فعل محلية تجاه المنبه. أمّا في أكثر الحيوانات تعقيداً، فإن الخلايا الحسية المستقبلة المتخصصة كالمستقبلات الكيميائية والضوئية تتجمّع وتقوم بإرسال الرسائل على طولال شبكات عصبية إلى أجزاء أخرى من الكائن. يمكن أن تكون الخلايا العصبية متصلة في العُقد.في الحيوانات العليا، تكون المستقبلات المتخصصة أساساً لحواس، وهناك جهاز عصبي مركزي (دماغ ونخاع شوكي) وجهاز عصبي محيطي. يتكون الجهاز العصبي المحيطي من أعصاب حسية تنقل المعلومات من الحواس، وأعصاب حركية تؤثر على أعضاء مستهدفة معينة.ينقسم الجهاز العصبي المحيطي إلى جهاز عصبي جسدي ينقل الإحساس ويسيطر على العضلات الإرادية، وجهاز عصبي ذاتي وهويتحكم بالعضلات الملساء بشكل لا إرادي ويتحكم ببعض الغدد والأعضاء الداخلية، بما في ذلك المعدة.
تمتلك جميع الفقاريات نموذج أساسي للجسم، وفي مرحلة معينة خلال الحياة، معظمها في الحياة الجنينية، تشترك في هذه المرحلة الفقاريات في خصائص حبليّة رئيسيّة، مثل الحبل الظهري وهوعبارة عن قضيب متشنج، وكذلك تشترك في الأنبوب العصبي وهوعبارة عن أنبوب ظهري مجوّف من المادة العصبية، وا لأقواس البلعومية، ووجود ذيل وراء الشرج. تتم حمايةالحبل الشوكي بالعمود الفقري، ويقع الحبل الشوكي فوق الحبل الظهري، أما الصفيحة المعيدية فتكون أسفل الحبل الظهري والعمود الفقري.يُشتق النسيج العصبي من الأديم الظاهر، أما الأنسجة الضامة من الأديم المتوسط، أما القناة الهضمية من الأديم الباطن. يظهر في النهاية الخلفية ذيل، يعتبر استمراراً الحبل الشوكي والفقرات ولكن ليس للقناة الهضمية. يوجد الفم في النهاية الأمامية للحيوان، أما فتحة الشرج فعند قاعدة الذيل.إنما يميّز الفقاريات عن غيرها هوالعمود الفقري، المتشكل من تطور سلاسل مجزّأة من الفقرات. في معظم الفقاريات يتحول الحبل الظهري إلى النواة اللُّبيّة للأقراص الفقرية. على أي حال فإن عدداً قليلاً من الفقاريات، كسمك الحفش وشوكيات الجوف تحتفظ بالحبل الظهري حتى سن البلوغ.تتميّز الفقاريات الفكيّة بزوائد مقترنة أوزعانف أوساقين، قد تفقد بشكل ثانوي. تعتبر الأطراف في الفقاريات متماثلة، بسبب توريث البنية الهيكلية العظمية الأساسي من سلفها المشترك. وهي إحدى الحجج التي طرحها تشارلز داروين لدعم نظريته في التطور.
ينقسم جسم السمكة إلى رأس وجذع وذيل، على الرغم من أن هذا التقسيم ليست دائماً واضحة خارجياً. الهيكل، والذي يشكل البنية الداعمة داخل السمكة، إما غضروفي كما في الأسماك الغضروفية، أويتكون من العظام كما في الأسماك العظمية. يشكل العمود الفقري العنصر الهيكلي الرئيسي، وهويتألف من فقرات خفيفة الوزن وقوية. ترتكز الأضلاع على العمود الفقري، ولا يوجد هناك أطراف أوزنارات طرفية. الميّزات الخارجية الرئيسية في الأسماك هي الزعانف وهي تتكون من أشواك عظمية أوأشواك لينة تدعى بزعانف الشعاعية ليس لهااتصال مباشر مع العمود الفقري، باستثناء الزعانف الذيلية. تدعم العضلات الفقرات، وتشكل العضلات الجزء الرئيسي من الجذع. يمتلك القلب حجرتين، ويضخّ الدم عبر السطوح التنفسية على الخياشيم ومحيط الجسم في دورة دموية واحدة.تتكيّف العينان للرؤية تحت الماء. هناك أذن داخلية دون وجود أذن خارجية أووسطى. يتم الكشف لدى الأسماك عن الاهتزازات منخفضة التواتر عبر نظام الخط الجانبي لأعضاء الحواس التي تمتد على طول جانبي الأسماك،وتستجيب هذه الأعضاء للحركات التي تحدث بقربها وللتغيرات في ضغط الماء.
تعتبر أسماك القرش والشفنينيات أسماك أساسية ما تزال تشتمل على الخصائص التشريحية البدائية التي تشابه الميزات التي تواجدت في الأسماك القديمة، بما في ذلك الهياكل المكونة من غضاريف. تميل أجسامهم لأن تكون مسطحة ظهرياً وبطنياً، وعادةً ما تمتلك خمسة أزواج من الشقوق الخيشومية وفم كبير في قاعدة الرأس. تُغطى الأدمة بحراشف منفصلة. تمتلك هذه الأسماك مذرقاً تنفتح عليه الممرات البولية والتناسلية، لكنها لا تمتلك مثانة سباحة. تنتج الأسماك الغضروفية عدداً قليلاً من بيوضٍ محية كبيرة. بعض الأنواع تتكاثر بالبيوض وتتطور الصغار داخلياً، بينما أخرى تبيض وتنمواليرقات خارجياً ولكن داخل البيضة.
تظهر سلالة الأسماك العظمية صفات تشريحية أكثر اشتقاقية، حيث تظهر هذه الصفات مع تغيرات تطورية كبيرة تخضع لها خصائص الأسماك القديمة. تمتلك الأسماك العظمية هيكلاً عظمياً، وتتسطح عموماً في مستوى أفقي، وتمتلك خمسة أزواج من الخياشيم التي يحميها غطاء خيشومي، وتمتلك فماً عند قمة الخطم أوبالقرب منه. يُغطى الجلد بجداول متداخلة. تمتلك الأسماك العظمية مثانة سباحة، مما يساعدها على الحفاظ على عمق ثابت تحت الماء، ولكنها لا تمتلك مذرقاً. تفرز الأسماك العظمية عدداً كبيراً من البيوض الصغيرة قليلة المح.
البرمائيات هي طائفة من الحيوانات، تضمّ الضفادع والسلمندر والثعابنية. تصنّف البرمائيات كرباعيات أرجل، باستثناء الثعبانية وعدد قليل من أنواع السلمندر إما عديمة الأطراف، أوأن أطرافهم صغيرة الحجم. عظامهم الرئيسية جوفاء وخفيفة الوزن ومتعظمة تماماً، الفقرات متشابكة مع بعضها وتمتلك نواتئ مفصلية. أما الأضلاع فقصيرة عادةً ويمكن أن تلتحم بالفقرات. جماجمهم واسعة وقصيرة، وغالباً ما تتعظم بشكل غير مكتمل. يحتوي الجلد على القليل من الكيراتين وهويفتقر إلى الحراشف، ويحتوي الجلد على العديد من الغدد المخاطية، وفي بعض الأنواع، غدد سامة. تحتوي قلوب البرمائيات على ثلاث حجرات، هي أذينين وبطين واحد. تمتلك البرمائيات مثانة بولية وتُطرح الفضلات النيتروجينية في المقام الأول على شكل يوريا. تتنفس البرمائيات عن طريق ضخّ الشدق، وهوعمل مضخة يتم من خلالها سحب الهواء عبر فتحتي الأنف إلى المنطقة الشدقية البلعومية. تُغلق هذه المنطقة فيما بعد ويُجبر الهواء على الدخول إلى الرئتين عبر انقباض الحلق تُستكمل هذه العملية عبر تبادل الغازات من خلال الجلد، ويجب أن يبقى الجلد رطباً.
تضم طائفة الزواحف كلاً من السلاحف والطُراطرة (التُوتارا) والسحالي والثعابين والتماسيح. وتنتمي الزواحف إلى رباعيات الأطراف، باستثناء الثعابين وبعض أنواع السحالي فهي إما عديمة الأطراف أوضامرة الأطراف. تكون عظام الزواحف أكثر تعظماً وهياكلها أكثر قوة من البرمائيات، أما أسنانها فتكون مخروطية الشكل ومتناظرة حجماً. خلايا ظهارتها السطحية تشكل حراشف متقرنة تخلق طبقة مقاومة للماء، والزواحف غير قادرة على استخدام جلدها للتنفس كما تفعل البرمائيات، وإنما تمتلك جهازاً تنفسياً أكثر فعالية يقوم بتوجيه الهواء إلى رئتيها ويوسّع جوف الصدر لديها. يشابه القلب عند الزواحف القلب عند البرمائيات، إلا أن القلب عند الزواحف يحتوي على حاجزٍ يفصل مجريي الدم المؤكسج عن غير المؤكسج. أما الجهاز التناسلي فقد تطور ليصبح قادراً على الإخصاب الداخلي، على الرغم من وجود جهاز تزاوج عند معظم الأنواع. تُحاط البيوض بغشاء سلوي يمنع البيوض من الجفاف أوالسقوط على الأرض، أوتتطور داخلياً في بعض الأنواع. تكون المثانة صغيرة وهي تفرز الفضلات النيتروجينية كحمض البول.
تُعرف السلاحف بدرعها الواقي، حيث تمتلك السلاحف جذعاً غير مرن مغطى بدرع، يتكون من جزء محدب ظهري ومسطح بطني. يتكون هذا الدرع بدءاً من صفائح عظمية مطمورة في الأدمة وهي تتركب من صفائح متقرنة تنصهر جزئياً مع الأضلاع والعمود الفقري. تكون الرقبة عند السلاحف طويلة ومرنة وتكون السلحفاة قادرة على إدخال رأسها والأرجل داخل الدرع. السلاحف تكون نباتية وبدلاً عن أسنان الزواحف التقليدية، تمتلك السلاحف صفيحات متقرنة حادة. في الأنواع المائية من السلاحف تظهر زعانف بدلاً من الأطراف الأمامية.
تمتلك التوتارا مظهر السحالي خارجياً، على الرغم من أن الأنسال تباعدت في العصر الثلاثي أوالترياسي. لا توجد أنواع حية حالياً باستثناء Sphenodonpunctatus. تشتمل الجمجمة على فتحتين على كل جانب، ويرتبط الفك السفلي بالجمجمة بواسطة رباط جامد. يشتمل الفك السفلي على صف واحد من الأسنان بينما يشتمل الفك العلوي على صفين من الأسنان، ويتناسب كلا الصفان مع بعضهما أثناء المضغ. والأسنان عند هذه الحيوانات هي عبارة عن إسقاطات من المادة العظمية للفك. الدماغ والقلب بدائية أكثر من تلك الموجودة في الزواحف الأخرى، والرئتين تمتلك حجرة واحدة وهي عديمة القصبات الهوائية. وهي تمتلك أعيناً جدارية على جبينها.
تمتلك السحالي ثقبة في كل جانب من الجمجمة فقط، وقد فقدت الجزء السفلي من العظام تحت الثقبة، وهذا يسبب ارتباطاً أضعف للفك مما يسمح بفتح الفم على نطاق أوسع. معظم السحالي رباعيات أطراف، ويُرفع الجذع عن الأرض بواسطة أرجل قصيرة، ولكن توجد بعض الأنواع عديمة الأطراف، وهذه الأنواع تشابه الثعابين. تمتلك السحالي جفون تستطيع تحريكها، وتمتلك السحالي طبلة أذن، وفي بعض الأنواع تمتلك السحالي عيناً جدارية مركزية.
ترتبط الثعابين ارتباطاً وثيقاً بالسحالي، حيث انحدرتا كلاهما من سلف مشترك، وتفرعتا من نسل واحد أثناء العصر الطباشيري، وتشترك كلاهما في العديد من الخصائص المتماثلة. يتكون الهيكل من جمجمة وعظم لامي وعمود فقري وأضلاع على الرغم من أن أنواعاً قليلة تحتفظ بأثرة من الحوض وقرب الأطرف على شكل أظفار حوضية. تفقد الثعابين كذلك الشريط تحت الثقبة، وفكها يمتلك مرونة عالية مما يسمح للثعبان بابتلاع الفريسة كاملةً. لا تمتلك الثعابين جفوناً متحركة، وتُغطى العيون صفائح شفافة. لا تمتلك الثعابين طبلة أذن، ولكنها قادرة على الكشف عن الاهتزازات الأرضية عبر عظام الجمجمة. تستخدم الثعابين ألسنتها كأعضاء تذوق وبعض أنواع الثعابين تمتلك حفراً حسيّةً على رؤوسها تمكِنُها من تحديد فريستها ذات الدم الحار.