克勞德管蟲化石
在地球上出現(xiàn)生命以后的相當(dāng)長一段時間內(nèi),有機體都是在沒有骨骼的情況下生存的。但是,自從5.5 億年前生物體首次出現(xiàn)了骨骼,一場史詩般的進(jìn)化就拉開了序幕。克勞德管蟲是最早擁有骨骼的生物之一。這是一種小型海底生物,其外部骨骼是為了應(yīng)對捕食者而進(jìn)化來的。科學(xué)家在一具保存完好的克勞德管蟲化石中發(fā)現(xiàn),其外骨骼中多達(dá)五分之一的面積有被攻擊過的痕跡。
之后,為了應(yīng)對捕食者和其他挑戰(zhàn),生物進(jìn)化出了多樣性的骨骼?,F(xiàn)在的骨骼有多種形狀和尺寸,包括海洋微小浮游生物分泌的微小碳酸鹽和硅酸鹽外殼以及藍(lán)鯨的巨型骨架。有的研究者甚至認(rèn)為木材也是一種骨架。
科學(xué)家在研究骨骼的各種功能后發(fā)現(xiàn),外骨骼除了具有保護(hù)身體的作用外,還常常作為生物肌肉和其他組織的框架。對于第一批離開海洋的動物(以及今天生活在干旱環(huán)境中的許多生物)來說,外骨骼有助于防止脫水。
然而,外骨骼還不夠完美。例如,蜘蛛或蝎子完全被外骨骼包裹,而某一階段它們必須褪掉這層“盔甲”,這會讓它們脆弱的身軀暴露在環(huán)境中,從而增加被捕食的風(fēng)險。另一方面,脊椎動物則進(jìn)化出身體內(nèi)部的骨骼,例如鯨魚和大象。由于骨骼的支撐它們可以長出巨大體形,但因為缺乏外骨骼的保護(hù),它們就必須掌握額外的自衛(wèi)和求生手段。
隨著新技術(shù)的發(fā)展,人造骨骼應(yīng)運而生。從保護(hù)中世紀(jì)騎士的金屬外骨骼(盔甲)到今天幫助截癱者行走的可穿戴假肢設(shè)備,從某種意義上來說,都是骨骼進(jìn)化的體現(xiàn)。