本刊編輯部
說(shuō)到骨骼,也許同學(xué)們都知道,成人有206塊骨骼,兒童有217~218塊,初生嬰兒多達(dá)305塊;骨骼有大有小……除此之外,你還知道哪些呢?你近距離觀察過(guò)骨骼嗎?你知道每根骨骼的作用是什么嗎?你知道人體的骨骼和動(dòng)物的骨骼有什么不同嗎?……今天,就讓我們一起走進(jìn)骨骼世界,一探究竟吧!
動(dòng)物和人的骨骼差異
在超過(guò)100萬(wàn)種的各種動(dòng)物中,只有人會(huì)用兩只腳直立行走(兩足直立行走),這主要是因?yàn)槿擞歇?dú)特的骨架結(jié)構(gòu)(骨骼)。
因?yàn)槿耸莾赡_直立行走的,所以和其他的動(dòng)物有著不同的骨骼。四足行走跟兩足直立行走,除了脊椎的朝向和手腳的長(zhǎng)度不同外,其他地方也有許多不同。例如,人的脊柱雖然有一點(diǎn)彎曲,但大致上是垂直的。而馬之類的用四條腿走路的動(dòng)物,它們的脊柱大致都是水平的。此外,人的腿比上臂要稍長(zhǎng)一些,骨頭也更粗大、結(jié)實(shí);而四足行走的動(dòng)物,前后的腿長(zhǎng)基本一致,骨頭的粗細(xì)差距也沒(méi)有人的那么大。
通過(guò)觀察人的骨骼和以馬為例的四足行走的動(dòng)物的骨骼,同學(xué)們會(huì)發(fā)現(xiàn)更多細(xì)小的不同。例如,人的手和動(dòng)物的前足的支點(diǎn),也就是肩胛骨的形狀和大小是有區(qū)別的。另外,人的頭蓋骨的正下方基本上是和脊柱相連的;而四足行走的動(dòng)物,其頭后部更加靠近脊柱。
骨骼有內(nèi)外之分
每種動(dòng)物都形成了不同的骨骼,是因?yàn)樗鼈兊倪M(jìn)化之路都不一樣。哺乳類、鳥(niǎo)類、魚(yú)類和爬行類等生物雖然都跟我們一樣,身體內(nèi)部有著骨骼,但也存在著像章魚(yú)和烏賊一樣沒(méi)有骨骼的動(dòng)物。而且像蝦和蟹之類的甲殼類,以及昆蟲(chóng)之類的節(jié)肢動(dòng)物,它們的身體內(nèi)部沒(méi)有骨骼,只是表面有骨骼,鎧甲一樣堅(jiān)硬的外殼支撐著身體。
支撐身體是骨骼的作用。從內(nèi)側(cè)開(kāi)始支撐的,是內(nèi)骨骼;從外側(cè)開(kāi)始像外殼一樣包裹住支撐的,是外骨骼。外骨骼的生物為了使身體成長(zhǎng),必須要蛻殼。
骨骼每天都在修復(fù)
那么,同學(xué)們知道骨骼是由什么物質(zhì)形成的嗎?骨骼的主要成分是鈣。內(nèi)骨骼的構(gòu)成是磷酸鈣,外骨骼的構(gòu)成有碳酸鈣和甲殼質(zhì)兩種不同的區(qū)別,但基本上骨骼都是由鈣形成的。
骨骼的主要作用正如之前所說(shuō)的是支撐身體,但像肋骨一樣以保護(hù)體內(nèi)重要器官(內(nèi)臟)而存在的骨頭也是有的。人體有200根骨頭用關(guān)節(jié)連接著,通過(guò)大約680個(gè)肌肉(骨骼?。﹣?lái)移動(dòng)身體。光靠骨頭是不能活動(dòng)的,骨頭和我們的身體是通過(guò)肌肉,以及控制肌肉的大腦和脊髓等神經(jīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的。
我們的肘部有兩根骨頭(尺骨和橈骨),膝蓋下也有兩根骨頭(腓骨和脛骨)。手和腳尖因?yàn)樾枰龀雠まD(zhuǎn)的動(dòng)作,人體便配置了2根骨頭和復(fù)雜的骨骼筋來(lái)方便活動(dòng)。另外,膝關(guān)節(jié)的前側(cè)有膝蓋骨,肘部也有相似的突出來(lái)的骨頭。肘和膝在活動(dòng)的時(shí)候,身體的外側(cè)會(huì)用力向前。這樣,在碰到什么東西時(shí),就不會(huì)傷到關(guān)節(jié)。
大塊骨骼的空洞海綿狀的內(nèi)部充滿著骨髓,周?chē)且环N叫密質(zhì)骨的堅(jiān)硬部分,密質(zhì)骨是由同心圓狀的骨單位堆疊成的。在這個(gè)同心圓的中心,有一個(gè)叫哈弗斯管的管道連接著血管,縫隙里有著骨芽細(xì)胞和破骨細(xì)胞。骨芽細(xì)胞創(chuàng)造新的骨質(zhì),破骨細(xì)胞破壞衰老的骨質(zhì)。兩個(gè)同時(shí)進(jìn)行工作,就可以使人在一天里創(chuàng)造約1克的新骨,幾年到10年左右的時(shí)間里,骨骼會(huì)被全部更換一次。
骨骼隨人類的進(jìn)化而變化
骨骼與皮膚、肌肉不同,人或動(dòng)物即使死了,骨骼依舊可以存在。雖然骨骼看起來(lái)不像活的組織;但實(shí)際上骨骼是在生長(zhǎng)活動(dòng)的,長(zhǎng)度生長(zhǎng)成型之后,每天也會(huì)有變化,這是為了健康地保持骨骼的堅(jiān)固性的原因。也就是說(shuō),人一生中,骨骼中都在發(fā)生著變化。
從長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光看,人類從誕生開(kāi)始到現(xiàn)在,骨骼變得越來(lái)越大。例如,熟練地運(yùn)用手;喉嚨擴(kuò)大,產(chǎn)生了語(yǔ)言;腦部變大,有了更高級(jí)的智慧……這些都影響了骨骼的形狀。
觸摸一下骨骼吧
平時(shí),同學(xué)們?cè)诔贼~(yú)、蝦、蟹、雞、牛排時(shí),都可以清晰地觀察到動(dòng)物的骨骼。而我們的骨頭在身體里,所以無(wú)法直接觀察到,但我們有很多方法可以觀察到自己的骨骼,一種方法就是通過(guò)觸摸骨骼突出的部分。骨骼中有上臂和腿之類的“長(zhǎng)骨”,有手背和腳背之類堅(jiān)硬的“短骨”,有下顎和脊柱為代表的復(fù)雜形狀的“不規(guī)則骨”,還有頭蓋骨和肩胛骨之類的薄薄的“扁平骨”等各種形狀的骨骼。
輕輕地觸摸自己的手、腳和頭,通過(guò)大小、形狀和厚度的變化,想象一下它們的構(gòu)造吧!
除了觸摸法之外,我們還有一種方法可以近距離觀察自己的骨骼——你不小心骨折了,在醫(yī)院進(jìn)行×光掃描的照片。
關(guān)節(jié)中的工程學(xué)
骨頭關(guān)節(jié)的活動(dòng),是同學(xué)們思考骨頭構(gòu)造的重點(diǎn)。關(guān)節(jié)里有“軟骨”和帶有滑膜的“關(guān)節(jié)囊”,關(guān)節(jié)囊是一種柔軟且容易活動(dòng)的組織。但是,不是所有的關(guān)節(jié)都相同,能活動(dòng)的方向和范圍也不一樣。盡可能活動(dòng)你的關(guān)節(jié),試著找找它們的不同吧!
另外,因年齡的不同和個(gè)人因素,即使是相同的關(guān)節(jié)部位,能活動(dòng)的方向和范圍也會(huì)有所差異。感興趣的同學(xué)可以采訪周?chē)娜耍偨Y(jié)一下關(guān)節(jié)的不同。