骨骼说的话

撰文/那颜

骨骼说的话

撰文/那颜

为什么鲸类长得很大， 虾却长不大？

为什么同为软体动物，乌贼跑得快，砗 却跑不动？

为什么不是骨头越硬，“ 头”也就越硬呢？

……

且听——

骨骼是为生物体提供支持作用的生命系统，最主要的功能就是支撑。作为一种支撑系统，骨骼的存在能使生物体的结构更符合力学原理。由于海洋提供了浮力支撑，海洋动物的骨骼结构没有陆地动物那么坚固。

从化学成分组成来看，骨骼可分为以无机矿物碳酸钙、磷酸钙和硅质为主的骨骼和有机质、几丁质为主的骨骼；从生物进化顺序来看，以无机矿物为主要成分的骨骼出现较早，以有机质为主要成分的骨骼出现较晚；从数量来说，大多数无脊椎动物的骨骼都是主要成分为无机矿物的外骨骼，几丁质的外骨骼仅见于较高等的无脊椎动物，如甲壳动物等。

寒武系最底部的“小壳化石”，是已知的最早具有硬质外骨骼的动物化石。这是一些只有几毫米长的锥形或异形小管，其矿物成分是碳酸盐或磷酸盐。

大不大，骨骼说了算

或许你也曾迷惑过，同在一个海洋世界，为什么须鲸是庞然大物，磷虾却是迷你小个子。冥冥中，是什么决定了它们的大小呢？其实，决定大小的秘密就在它们的骨骼上。

海洋动物的骨骼可分为外骨骼和内骨骼，外骨骼包裹整个身体，能容纳所有器官，虽然保护度较高，却也限制了海洋动物的体形；内骨骼仅能保护一些重要器官，虽然保护性不及外骨骼，却在一定程度上不会限制海洋动物的体形。在骨骼大小相同的情况下，大型的外骨骼与内骨骼相比所能支持的重量相对较小。因此大型海洋动物都是内骨骼，而无脊椎动物则是外骨骼。

外骨骼在给海洋动物提供保护的同时，也限制了它们的生长。那些不甘于一辈子“身材”迷你的外骨骼动物，就会采用“蜕皮”来应对。当长到一定时候，它们会“脱掉”已经不够大的外骨骼，生出新的外骨骼。刚长出的外骨骼是软的，得等到硬化完成后才算真的成功了。新长成的外骨骼比之前的要大一些，能提供足够的生长空间。对于这些动物来说，蜕皮是它们最脆弱的时候。

长壳的软体动物就比较幸运了，因为它们的外壳能随着身体一起生长，具体表现为外壳的直径增大、形状不变。这些幸运儿不需经历痛苦的蜕皮过程，只要舒舒服服地呆在“屋子”里就行了。或许是出于羡慕和嫉妒吧，寄居蟹并不满足于自身坚硬的外壳，它们强占了软体动物的“屋子”，以构成双重防御体系。

快不快，骨骼说了算

同为软体动物，贝类的移动速度慢得让人发指，而乌贼、章鱼却能在眨眼间“跑”得不见踪影。你知道软体动物的运动速度是由什么决定的吗？答案就在它们的骨骼上。

外骨骼的好处在于支撑、运动和防护三合为一，坏处也很明显，除了影响长个子之外，也直接影响了海洋动物的运动能力。这在软体动物的身上表现得尤为明显：厚重的外壳影响了运动能力，可外壳轻薄又减弱了防护能力。这简直就是一对不可调和的矛盾。

进化的过程中，软体动物中就出现了两种极端的现象：加固外骨骼，重点凸显防护能力；放弃外骨骼，重点凸显运动能力。前者的代表是砗磲，后者的代表则是乌贼。厚重坚实的外壳最大程度地保护了砗磲，却也让它付出丧失运动能力的代价。乌贼放弃了坚硬的外骨骼，获得的是高速率的移动。在柔软的肢体缺少保护时，“跑”得快便成为了最有用的护身法宝。

砗磲的贝壳又厚又沉，并且能随着年龄的增加而增厚。乌贼的贝壳退化后变成了一片白色的内骨，被称为“海螵蛸”。与乌贼做出了类似选择的，还有鱿鱼与章鱼等软体动物。与体内仍有明显贝壳残留的乌贼相比，它们放弃得更彻底，鱿鱼的内骨骼只是像叶子似的薄片，而章鱼更绝，压根儿就没有内骨骼。

为了跑得快，乌贼放弃了外骨骼。

砗磲选择更厚的外壳，放弃了运动能力。

四点蝴蝶鱼

四点蝴蝶鱼的x光片

角蝶鱼

角蝶鱼的x光片

比目鱼

比目鱼的x光片

强不强，骨骼说不算

内骨骼的出现要晚于外骨骼，且仅见于较高等的生物，如鱼类、哺乳类等脊椎动物亚门的成员。与支撑、运动和防护三合为一的外骨骼相比，内骨骼的主要功能是支撑和运动，防护功能已经由皮肤来承担。

节肢动物的外骨骼是以有机质几丁质为主

作为脊椎动物亚门中最庞大的家族，鱼类拥有典型的内骨骼系统。它们的骨骼按性质可分为软骨和硬骨两大类。软骨鱼类终生保持软骨，软质中因有石灰质的沉淀物，又叫“钙化软骨”；硬骨鱼类的骨骼主要是硬骨，可分为软化硬骨和膜骨两种。其中软化硬骨是在软骨原基上骨化形成的，而膜骨则是由真皮和结缔组织直接骨化形成的。无论软骨鱼类还是硬骨鱼类，其骨骼都可分为中轴骨骼和附肢骨骼两部分。中轴骨骼包括头骨和脊椎两种。

硬骨鱼类是脊椎动物中头骨数目最多的一类动物。现代硬骨鱼类的头骨由130块左右骨片组成，原始硬骨鱼类的头骨可多达180块。与硬骨鱼类相比，软骨鱼类的头骨构造就简单多了。大多软骨鱼类的脑颅是一个软骨腔，构造简单，无分界和缝合，仅背面留有脑囟由膜覆盖，因此被称作“软颅”。

从鱼类开始，脊椎的基本结构已形成。无论软骨鱼类还是硬骨鱼类，脊柱都是由许多块椎骨彼此连结而成的一条柱状骨，具有支撑身体、保护脊髓和主要血管的功能。鱼类的脊椎骨形状很特别，因其前后两面都向内凹陷而被称为“双凹椎体”。鱼类的肋骨与脊椎骨的横突相连，相比之下硬骨鱼类的肋骨大都较发达。这种结构也是鱼类所特有。

鱼类的附肢骨骼就是鳍骨骼，除了硬骨鱼类的肩带与头骨相连以外，所有的附肢骨与脊柱均没有直接联系。这是鱼类的运动方式（游泳）决定的，也是鱼类的典型特征之一。

在鱼类的世界里，骨头硬不硬，并不代表武力值的大小。骨头软的，并不一定好欺负；骨头硬的，也不代表就强大。软骨鱼类中，无论板鳃亚纲麾下还是全头亚纲麾下，都没有好欺负的孬种。毕竟，谁也没听说过鲨鱼会被蝴蝶鱼欺负。

透不透，都是水骨骼

你曾看过玛雅人的水晶头骨吗？是否曾惊讶于它们的晶莹剔透？其实在海洋世界里，也有长着水晶骨骼的动物，比如晶莹剔透的水母。

晶莹剔透水骨骼

很多人觉得水母没有骨骼，因为它全身都软绵绵的。其实不然，软绵绵的水母也有骨骼，这种骨骼被称为“水骨骼”。顾名思义，这种水骨骼与液体有关。它是海洋动物体内受微压的液体和与之颉颃的肌肉，加上表皮及其附属的角质层的总称。

水骨骼与外骨骼、内骨骼并称为三大骨骼系统。与其他两种骨骼的主要区别是，水骨骼没有坚硬的支撑结构。像水母这样拥有水骨骼的海洋动物，通过体腔内的液体所提供的静水压来支撑身体，并通过收缩液囊周围的肌肉来实现移动。

与外骨骼和内骨骼相比，水骨骼让人觉得有些陌生，似乎比较小众。其实不然，拥有水骨骼的海洋动物还不少呢。除了之前提到的软体动物以及棘皮动物和节肢动物外，其他无脊椎动物大多都拥有水骨骼。这其中就包括大家熟悉的水母、珊瑚虫、水蛭等。当然啦，水骨骼并不一定都是晶莹剔透的。但不管这副骨骼透不透，只要是符合水骨骼的特征就一定是水骨骼了。