在面对捕食者时,这种天然护甲是一种非常有效的防御手段,很多捕食者都无法咬穿外骨骼,Huskey说:“人无我有。”
拉丁美洲和加勒比地区的赫克力士长戟大兜虫的外骨骼尤其坚硬。雄性长着两个长角,用来争夺雌性。狭路相逢,两只昆虫会像比试马上枪术一样厮打在一起,当一方用角举起另一方,并把它摔倒在地,则宣告胜利。雌性也青睐角更长的雄性,这是身强体壮的标志。
贝壳是最漂亮的外骨骼,可以保护身体柔软的软体动物,比如海螺、扇贝、鸡心螺。软体动物的最外层被称为外套膜,会分泌蛋白质和矿物质,形成独特的骨骼庇护所。
外骨骼的缺点是太硬了,动物无法生长。例如,龙虾的壳可以抵御饥肠辘辘的海豹,但当龙虾长大时,它必须蜕去原来的外壳,长出新壳。新壳需要几周时间才能完全变硬,在此期间,龙虾在面对捕食者时非常脆弱。
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板鳃亚纲鱼类有软骨内骨骼,比如这条背棘鳐。摄影:SCIENCE PHOTO LIBRARY, ALAMY
专为游泳打造的骨骼
鲨鱼、鳐鱼和乔氏银鲛都属于板鳃亚纲,这种鱼的内骨骼完全由软骨组成。软骨是一种强壮又灵活的组织,比骨头硬,但更轻,可以让鱼游得很快,同时节省体能。
包括人类在内,很多有内骨骼的脊椎动物也有软骨,它们赋予了鼻子和耳朵形状。在发育早期,大多数哺乳动物胎儿都有软骨骨骼,并慢慢骨化成为骨头。
一直以来,人们认为现代鲨鱼源于尚未进化出骨头的原始祖先。然而,2015年,科学家宣布在3.8亿年前的鲨鱼化石内发现了骨细胞,这意味着鲨鱼的祖先有骨头,但后来失去了骨头,由更轻便的软骨取而代之。
板鳃亚纲鱼类身上还覆盖着所谓的盾鳞。这是一种有纹理的鳞片,如果用错误的方式摩擦,它们就会像砂纸一样;而排列好之后,可以减小阻力,提高游速。
2017年的一项研究发现,有一种鳐鱼的盾鳞来自与牙齿相同的细胞。这印证了一种假设,即古代鱼类的鳞片可能进化成了我们今天的牙齿。牙齿被认为是骨骼的一部分,但它们由一种坚硬的矿物质牙釉质组成,而非骨头。
骨骼骤变
流体静力骨骼是无脊椎动物体内充满液体的柱状物或腔体,无脊椎动物包括水母、扁虫、线虫和蚯蚓等环节动物。肌肉和结缔组织围绕腔体,形成坚固的体壁,北卡罗来纳大学的生物学家Bill Kier解释说。
蚯蚓的体腔充满了玫瑰色的体液,本质上就像血液一样,Kier说。这些腔体分段,这样蚯蚓可以独立扩张和收缩肌肉,产生运动波,让自己在地面上蠕动。
海葵的内腔周围的肌肉也会一起运作,让海葵移动,躲避潜在的捕食者,这与我们的肱二头肌和肱三头肌调动上臂类似。