骨头的故事，你知道吗？ _小知识

请你坐下来和我一起享用一顿丰盛的大餐，席间听我讲一些有趣的生物学故事。

我们吃掉鸡腿上的肉，把中间的骨头扔一边；再敲开螃蟹腿上坚硬的外壳，去吃里面的肉。你已经注意到了，鸡腿和螃蟹腿正好是反着的，一个骨头在里面，一个骨头在外面。我们把它们分别称为内骨骼和外骨骼（图1）。脊椎动物和节肢动物是迄今为止最成功的两个动物类群，它们都进化出了骨骼。尽管内骨骼和外骨骼的起源完全没有关系，但它们却具有相似的功能（支撑身体，辅助运动），而且还有相似的化学成分（都含有蛋白质、多糖和丰富的钙质）。可见骨骼对于运动的重要性。

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脊椎动物的一个基本特征就是有内骨骼。人类有206块骨头，其中最长的是大腿骨（股骨），最小的是耳朵里的三块听小骨。当然，最奇特的还是那些使其得名的玲珑剔透的脊椎骨了。脊椎动物能够撑起庞大的身躯，又能灵活地扭头、弯腰就是仰仗由一串脊椎骨组成的脊柱。人类有33块脊椎骨，其中颈椎7块，胸椎12块，腰椎5块，骶椎5块（愈合成一块），尾椎4块（愈合成一块）。每一节胸椎上都长有一对肋骨，也就是说我们有12对肋骨（图2）。

不同脊椎动物的脊椎数变化很大，比如马通常有54块脊椎骨，蛙类有10块脊椎骨，而蛇类一般有200-400块脊椎骨（图3），有些种类的蛇的脊椎骨甚至可以超过500块。从图中我们还可以看到蛇的肋骨几乎遍布整个身体，也就是说，蛇的这么多脊椎骨大部分都是胸椎。我们看到的蛇的曼妙身材其实是它们的胸部，传说中的“水蛇腰”并不存在。

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那么，脊椎骨的数量又是如何控制的呢？尽管我们的身体并不像节肢动物那样分节，但我们在胚胎发育的某些阶段确实有一些叫做体节的沿身体前后轴周期性变化的结构。脊椎的数量就是由体节的数量决定的。
科学家们发现，体节的产生有赖于一些蛋白信号分子浓度的周期性变化。体节按照从头到尾的顺序一对一对地形成，从尾端传来的浓度信号每波动一个周期就有一对体节产生。信号分子浓度的周期性变化则是由编码它们的基因的周期性表达引起的。人们把这些基因形象地称为“时钟”基因，这个钟走得越快，胚胎产生的体节就越多。显然蛇的这个基因钟比我们的快得多（图4）。

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看看玉米蛇胚胎的发育过程，你会觉得它不是在长大，而是在长长（图5）。

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你或许听过类似的故事：某人的脑袋能转180° 。一次小偷从后面偷他的钱包，此人肩膀不动，脸一下转了过来，小偷当场吓死……这类故事当然是不可信的，至少我们都没见过这样的人。 Youtube视频里有一个人的头能转180° ，但需要用手帮忙才能很费力的转过去。
头部转动的角度是由颈椎决定的。颈椎就是脊柱最前面那几块脊椎骨，后面紧邻长肋骨的胸椎。尽管哺乳动物的脊柱骨数目多有不同，但绝大多数哺乳动物都有7块颈椎（图2）。尽管长颈鹿拥有极长的脖子，它也只有7块颈椎，只不过每一块都很长。