外骨骼详解
2023-01-25 本文已影响0人
黑雨赋能
最早出现的骨骼很可能是一种防御性武器,用来保护动物自身不受伤害。
当骨骼出现以后,主要是包裹在动物身体外侧、具有防御功能的外骨骼,也顺理成章地就成了动物骨骼中最重要、最主流的形态。
很多动物都有外骨骼,比如常见的软体动物、节肢动物,还有鲜为人知的外肛动物、帚虫动物等等。
其中最有代表性的当数节肢动物,它们的家族规模非常庞大,包括昆虫、螃蟹、蜘蛛,还有早已灭绝的三叶虫在内的上百万个物种。
在外骨骼的帮助下,三叶虫一度成为寒武纪最成功的动物,以至于今天几乎已经成了古生物化石的代名词。
之后节肢动物又在外骨骼的帮助下,成为最早一批从海洋走向陆地、又从陆地飞上天空的动物。
它们在大约4.25亿年前登陆,比内骨骼动物早了大约5000万年,又在大约4亿年前飞向天空,更是比内骨骼动物早了1.7亿年。
如今,拥有外骨骼的昆虫仍然是地球上种类和数量最多的一类物种。在所有这些进化的里程碑上,外骨骼都厥功甚伟。
虽然外骨骼有这样那样的好处,但它也有致命的缺陷,那就是会限制动物的体型。
虽然在很多科幻作品里存在着巨型的昆虫怪兽,但至少在地球上,外骨骼不可能支撑起大个头的生物。为什么呢?
这其实是一个工程学问题,因为动物要想生长,外骨骼必须也得随之生长,可动物该怎么带着个壳子生长呢?
有些动物,比如贝类,它们的解决方案是不断在现有外壳的边缘上长出新壳,但最大的贝壳类动物长度也只有1米多。
另外一些动物,比如蜘蛛和龙虾,它们的身体完全被外骨骼包围,只能通过定期的蜕壳来让身体不断增大,但蜕壳期间它们会变得很脆弱,容易受到攻击。
再加上随着体形的增大,它们的骨骼重量会以更快的速度增加,很容易压垮动物的内部组织。