读懂骨骼的故事：《生命的支撑—动物骨骼的奇妙探索》

余夫

早在奥陶纪时代，有一个身体细长呈管状、没有上下颌、长着歪尾形的尾鳍、样子像鱼的动物类群脱颖而出，开始了动物演化史上崭新的一页。由于它们体内都有一条由一串脊椎骨连接而成的脊柱，因此它们的出现也标志着脊椎动物正式登上了自然历史的舞台。从此，作为一种极其精巧的设计，脊椎动物的骨骼也在进化过程中不断改良和演化，以适合不同的生命形态。骨骼不仅在不同动物之间大小、轻重和形状都有所不同，如娇小的鬃毛利齿狐蝠头骨就与巨大的河马头骨相差悬殊；即使在同一个动物体内，不同部位的骨骼也是多种多样、无奇不有，例如人类大腿上长筒状的股骨，长度可超过半米，而中耳里形状像马镫一样的镫骨却只有一个米粒大小。

骨骼—生命的支撑

脊椎动物的骨骼系统是由许多骨骼借关节和韧带巧妙连接而形成的一个支架。骨骼的存在，意义非常重大。骨骼的第一大功能就是如同躯体“大厦”的“钢筋水泥”框架一样，支撑和维持着脊椎动物的身体形态。

骨骼的第二大功能是为肌肉提供附着的基础，由骨骼、关节和肌肉三个密切相关的部分构成人与动物的运动装置。人与动物各种动作的完成都是以骨骼为杠杆，关节为枢纽，肌肉的收缩作为动力来完成的。因此，正是由于骨骼系统所提供的坚实支撑，地球上才出现了鲸、大象、长颈鹿和恐龙那样的庞然大物；也正是由于通过骨骼连接起来的运动杠杆系统，才使脊椎动物无论在速度还是在灵敏度方面，都获得了高度的发展。

骨骼的第三大功能是像铠甲一样保护着脊椎动物身体的内部器官，使其在剧烈运动时能够保持内部稳定。身体中那些最重要的柔软器官，全都获得了骨骼周到而坚强的护卫。这样，动物的身体就经得起寻常的磕磕碰碰，甚至较小的意外打击。

从功能形态学的角度来看，动物在取食、呼吸、感觉和运动等各个方面的适应性变化无一不在骨骼上打下深刻的烙印。

对于人类来说，骨骼的形态结构受人体内外环境改变的影响，其中劳动、生活和体育锻炼及营养条件等是最主要的因素。例如，与现代人的骨骼不同，尼安德特人的骨骼特别坚固，这是“干体力活”的一个标志，说明为了生存，尼安德特人必须每天都从事繁重的体力劳动。而且，尼安德特人是惯用右手的人。因为骨骼受伤的部位通常引人注目地位于左侧，只有惯用右手的人对打时才会出现这种情况。骨骼甚至还能显露其主人的社会行为。研究人员从—个古老的尼安德特人的骨骼上发现了受过重伤的痕迹。这个人受重伤后仍生存下来，但他自己不能养活自己，这说明，有人照料他并为他提供食物。

动物为适应生存环境，其皮肤产生了多种多样的衍生物，它们执行的功能更为复杂。事实上，很多被人们认为是骨骼的东西，其实都是皮肤的衍生物，其中最主要的有牙齿、角（实角、洞角、犀牛角）、爪（蹄、甲）、喙以及鳞（角质鳞、硬鳞、圆鳞、栉鳞、盾鳞）、骨板、鳍条等。它们有的形成一些辅助结构协同骨骼对身体进行保护或者使动物拥有令人生畏的外形；有的可以与骨骼和肌肉一起完成某些运动，如哺乳动物的爪、蹄、甲可帮助它们行走、奔跑、攀登或抓握等；有的则是动物在生存竞争中捕捉猎物或者自身防御的一种武器，如牙齿、爪、喙、角等；而牛、羊、鹿、犀牛等动物头上的角，主要是雄性之间用于争夺雌性的一种武器，经过激烈角斗的优胜者，自然可以得到“妻妾成群”的奖赏。

因此，由于这些材质坚硬的皮肤衍生物所表现的“不是骨骼，胜似骨骼”的性质，以及在脊椎动物生活中所起的重要作用，也使它们赢得了“外骨骼”的美誉。

骨骼—生命的杰作

脊椎动物的骨骼充分展现了大自然的鬼斧神工所塑造出的生命杰作，尤其是那些堪称“巨无霸”的种类对人们充满着极大的诱惑力。它们身姿魁梧，野性十足，令人神往。個头大无疑是“力量”与“权势”的象征，既可以更强的实力去击败对手，又更容易俘获异性的“芳心”。高大而粗壮的骨骼则是拥有这一切的基础。此外，骨骼以及形形色色的“外骨骼”的造型也蕴涵了一种令人拍案叫绝的艺术之美，其中奇诡的螺旋曲线在美学鉴赏方面具有独特的吸引力。

对于人类来说，“颜值”是如此的重要，甚至已经使“靠脸吃饭”成为可能。不过，相貌或脸面并非人类独有，而且人的脸面也与动物的脸面有着许多相似之处，在我们日常使用的獐头鼠目、尖嘴猴腮、马脸等一类的词语中就可见一斑。事实上，从鲨鱼到松鼠等所有脊椎动物都有自己的脸面。自从脊椎动物进化出了颌骨，动物的脸面就应运而生了。随后，与之相关的骨骼也为动物拥有美丽动人的外表做出了巨大的贡献，更使许多动物“颜值爆表”。

在鸟类的“脸面”中最引人注目的无疑就是鸟喙，由头骨的前颌骨和下颌骨延伸并在外部包裹一层致密的角质鞘而成，上下两部分的形状可以相互吻合。它就像国人吃饭用筷子、西方人吃牛排使用刀叉一样，是鸟类取食的器官。不过，不同鸟类喙的形态结构及功能千差万别，都因其所司的特殊“工作”而有不同的设计，其“花样”之多，功能之巧，的确为其他动物所“望尘莫及”。

鸟喙这种差别的形成主要是鸟类由于食性的差异而出现的适应性变化，每种鸟的取食习惯都与其喙的形状和大小有着直接的关系。不同形状的鸟喙可用于捕捉、叼住、啄取、撕咬、分割以及从水中过滤食物，还要充当锤子、凿子、钳子、剪子、夹子、钩子、锥子、菜篮子（如鹈鹕）等各种工具，有时也用于攀登、修饰、争斗、攻击、自卫、筑巢和育雏等。

动物的骨骼不仅有优美的姿态，而且还凭借其精巧的设计以及与大自然的高度和谐，使我们感叹生命如此神奇！

骨骼—生命的记忆

由于骨骼的坚硬和易于形成化石，亿万年前生活过的古动物通过化石保存下来。没有任何其他学科像古生物学那样对脊椎动物的进化提供更多的直接证据，而古生物学几乎完全是基于对动物的骨骼等硬体部分的研究。对于有经验的古生物学工作者，通过骨骼系统的研究可以窥视到几乎所有器官系统：大部分肌肉的起点和止点均在骨块上，通过骨块上的嵴、突和瘢痕可以看出肌肉的位置和发达程度；重要的脑神经可以通过头骨上的孔道显示出其粗细和行径；脑不同部分的发达程度可以由脑颅各部分的比例和骨骼的相对位置而推测出来，不仅头骨上的鼻腔、眼窝和鼓室及岩乳部可以提供出嗅觉、视觉、听觉等器官方面的信息，甚至于某些血管都在骨骼上留有印记。

人们通过对不同时期地层中化石的研究，了解了生物发生发展的历史。又随着新的化石的发现，不断完善对生物进化历史的认识。在不同地层中保存的化石，清楚地反映了整个生物界的历史发展规律。同时在不同地层中保存某些化石种类数量的多少，又反映了不同种类生物的兴衰存亡的历史。

有些化石还能反映生物大类群之间的亲缘关系。例如，大家熟知的始祖鸟化石，它一方面保留了爬行类的许多特征：口中有牙齿，前肢指端有爪，胸骨不发达，没有龙骨突，尾部有许多尾椎骨等。但是它的前肢已经变成翅膀，而且翅膀、躯干和尾部已经有了羽毛等，这些又都是鸟类的特征。这些特征说明了鸟类是由古代的爬行动物进化而来的。这种化石又称为过渡类型的化石。

化石不仅能说明生物大类群的进化，而且还在生物种、属的进化方面，提供许多具体证据。这就是在上下连续的地层中，发现许多相似而不完全相同的化石，清楚地反映出由一个物种演化为另一个物种的过程，在这方面研究得比较清楚的有马、象和骆驼等。就拿马的进化来说，马的最早祖先出现于新生代第三纪的始新世，稱为始马，它的身体只有狐那么大，生活在气候温湿的森林里，吃鲜嫩的青草和树叶，始马的背脊弯曲上拱，四肢细长，前肢有四个趾着地，后肢三趾着地，不很善于奔跑。由于后来环境条件的变化，如气候变得干燥凉爽，森林越来越少，干燥的草原越来越多，“马”的食物由嫩草、树叶转为多纤维的野草。最后，到上新世末或第四纪初，就进化成真马，即现代马。从始新世的始马到第四纪初的现代马，约经历了5000多万年。从渐新世、中新世等地层中发现的“马”化石来看，它是向着体躯高大，头骨壮硕，背脊平直，中趾宽阔更适于草原奔跑的方向发展的，这一系列的“马”化石，生动地反映了马的进化过程。

可以说，自从出现骨骼，大地开始增加了关于生命的记忆。很多早期的物种，因为没有可以长远保存的结构，所有的痕迹荡然无存。然而，像岩石一般缄默的一块块埋葬在不同地层里的骨骼，却在怀抱着一个个生命的秘密入眠。

一场关于骨骼的探索之旅

毋庸置疑，不仅普通人能够接触到动物骨骼的机会不多，就是动物学工作者也很难系统地观察到各个动物类群的骨骼。因此，《生命的支撑—动物骨骼的奇妙探索》这本书能够展示出300多幅骨骼照片是非常难能可贵的。这些骨骼仿佛遵循着同一种逻辑，却又表现得千姿百态，从而展现出了迷人的魅力。

阅读本书，这些精美的骨骼似乎触手可及。从长相怪异的鸭嘴兽到体躯庞大的非洲象，从古老的“活化石”矛尾鱼到已经灭绝的渡渡鸟，这些最珍贵的生命遗存，无疑都曾经书写过一段生动的传奇故事。

在《生命的支撑—动物骨骼的奇妙探索》一书中，除了千姿百态的动物骨骼照片，还以优美的文字介绍了骨骼的特质、骨骼的组成、骨骼的作用、骨骼的进化、骨骼的鉴赏、生命的档案以及哺乳动物、鸟类、爬行动物、两栖动物、鱼类等动物类群不同骨骼的特点等内容。对于每个物种则介绍了该种动物的中文名、学名、分类地位、体型大小、分布等，而关于各个物种的骨骼的特殊意义和生物学特征则当仁不让地成为介绍的重点。

此外，书中还对每个物种配有活体状态的彩色照片，或绘制了精美的插图，从而使读者能够通过阅读该书，对书中介绍的动物物种以及相关的科学知识有一个较为深入和完整的了解，同时也通过直观的欣赏，得到美好的享受。