本刊編輯部
說到骨骼,也許同學們都知道,成人有206塊骨骼,兒童有217~218塊,初生嬰兒多達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物的骨骼有什么不同嗎?……今天,就讓我們一起走進骨骼世界,一探究竟吧!
動物和人的骨骼差異
在超過100萬種的各種動物中,只有人會用兩只腳直立行走(兩足直立行走),這主要是因為人有獨特的骨架結構(骨骼)。
因為人是兩腳直立行走的,所以和其他的動物有著不同的骨骼。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彎曲,但大致上是垂直的。而馬之類的用四條腿走路的動物,它們的脊柱大致都是水平的。此外,人的腿比上臂要稍長一些,骨頭也更粗大、結實;而四足行走的動物,前后的腿長基本一致,骨頭的粗細差距也沒有人的那么大。
通過觀察人的骨骼和以馬為例的四足行走的動物的骨骼,同學們會發(fā)現(xiàn)更多細小的不同。例如,人的手和動物的前足的支點,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;而四足行走的動物,其頭后部更加靠近脊柱。
骨骼有內(nèi)外之分
每種動物都形成了不同的骨骼,是因為它們的進化之路都不一樣。哺乳類、鳥類、魚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,但也存在著像章魚和烏賊一樣沒有骨骼的動物。而且像蝦和蟹之類的甲殼類,以及昆蟲之類的節(jié)肢動物,它們的身體內(nèi)部沒有骨骼,只是表面有骨骼,鎧甲一樣堅硬的外殼支撐著身體。
支撐身體是骨骼的作用。從內(nèi)側開始支撐的,是內(nèi)骨骼;從外側開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,必須要蛻殼。
骨骼每天都在修復
那么,同學們知道骨骼是由什么物質形成的嗎?骨骼的主要成分是鈣。內(nèi)骨骼的構成是磷酸鈣,外骨骼的構成有碳酸鈣和甲殼質兩種不同的區(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的是支撐身體,但像肋骨一樣以保護體內(nèi)重要器官(內(nèi)臟)而存在的骨頭也是有的。人體有200根骨頭用關節(jié)連接著,通過大約680個肌肉(骨骼?。﹣硪苿由眢w。光靠骨頭是不能活動的,骨頭和我們的身體是通過肌肉,以及控制肌肉的大腦和脊髓等神經(jīng)來實現(xiàn)運動的。
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)。手和腳尖因為需要做出扭轉的動作,人體便配置了2根骨頭和復雜的骨骼筋來方便活動。另外,膝關節(jié)的前側有膝蓋骨,肘部也有相似的突出來的骨頭。肘和膝在活動的時候,身體的外側會用力向前。這樣,在碰到什么東西時,就不會傷到關節(jié)。
大塊骨骼的空洞海綿狀的內(nèi)部充滿著骨髓,周圍是一種叫密質骨的堅硬部分,密質骨是由同心圓狀的骨單位堆疊成的。在這個同心圓的中心,有一個叫哈弗斯管的管道連接著血管,縫隙里有著骨芽細胞和破骨細胞。骨芽細胞創(chuàng)造新的骨質,破骨細胞破壞衰老的骨質。兩個同時進行工作,就可以使人在一天里創(chuàng)造約1克的新骨,幾年到10年左右的時間里,骨骼會被全部更換一次。
骨骼隨人類的進化而變化
骨骼與皮膚、肌肉不同,人或動物即使死了,骨骼依舊可以存在。雖然骨骼看起來不像活的組織;但實際上骨骼是在生長活動的,長度生長成型之后,每天也會有變化,這是為了健康地保持骨骼的堅固性的原因。也就是說,人一生中,骨骼中都在發(fā)生著變化。
從長遠的眼光看,人類從誕生開始到現(xiàn)在,骨骼變得越來越大。例如,熟練地運用手;喉嚨擴大,產(chǎn)生了語言;腦部變大,有了更高級的智慧……這些都影響了骨骼的形狀。
觸摸一下骨骼吧
平時,同學們在吃魚、蝦、蟹、雞、牛排時,都可以清晰地觀察到動物的骨骼。而我們的骨頭在身體里,所以無法直接觀察到,但我們有很多方法可以觀察到自己的骨骼,一種方法就是通過觸摸骨骼突出的部分。骨骼中有上臂和腿之類的“長骨”,有手背和腳背之類堅硬的“短骨”,有下顎和脊柱為代表的復雜形狀的“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,通過大小、形狀和厚度的變化,想象一下它們的構造吧!
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)院進行×光掃描的照片。
關節(jié)中的工程學
骨頭關節(jié)的活動,是同學們思考骨頭構造的重點。關節(jié)里有“軟骨”和帶有滑膜的“關節(jié)囊”,關節(jié)囊是一種柔軟且容易活動的組織。但是,不是所有的關節(jié)都相同,能活動的方向和范圍也不一樣。盡可能活動你的關節(jié),試著找找它們的不同吧!
另外,因年齡的不同和個人因素,即使是相同的關節(jié)部位,能活動的方向和范圍也會有所差異。感興趣的同學可以采訪周圍的人,總結一下關節(jié)的不同。