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演化的痕迹锁骨 [复制链接]

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演化的痕迹---锁骨

自寒武纪脊椎动物诞生以来,完成了令人震撼的大进化。生命体把曾经历过的演化深深藏在了身体中,从长相怪异的鸭嘴兽到水中的哺乳动物海豚,从鸟类发达的胸肌到人类扭曲的胸肌,从人类能对握的拇指到马类退化而成的蹄。这些珍贵的遗存,无疑都曾经书写过一段生动的传奇故事。

如果我们拿起人类的骨骼,然后稍作调整:倾斜骨盆,缩短四肢,延长手脚,融合手指和脚趾,伸长上下颌并缩短前额,最后再拉长我们的脊椎,那么,这具骨骼将与马的骨架别无二致……”

——布封,

锁骨

锁骨是一根连接胸骨与肩胛骨的细长骨,也是上肢与中轴骨骼相连接的唯一桥梁。

人类锁骨

生物体上锁骨的存在与否和运动方式有密切关系。早期的两栖类、爬行动物没有进化出锁骨。从两栖动物登上陆地,开创了新的运动方式。

鱼类在水中有几种运动方式:

大多数鱼类靠扭动身体和尾完成运动,偶鳍起平衡作用。由于水有浮力,所以重力对鱼类等水生动物的影响较小;

Tips:(偶鳍:水生脊椎动物身体两侧成对的鳍,是成对的,分为胸鳍,腹鳍。)

有极少数鱼完全依靠鳍进行运动,它们的躯干是僵硬的,基本不能运动。比如河豚,完全依靠高速扇动的腹鳍,海马依靠背鳍的摆动来完成运动;

河豚

带有放电属性的鱼,比如线翎电鳗的腹鳍和臀鳍相连,呈波浪状摆动前进。可以把它们想象成一节节串联的电池。

魔鬼刀(线翎电鳗)

两栖动物登上陆地的四肢由胸鳍和腹鳍演化而来,与骤然增大的重力进行斗争,从而发育出强壮的脊椎骨和强有力的附肢骨骼。与鱼类的运动方式恰好相反,成对的附肢变成主要的运动器官,尾由前到后逐渐变细,在一定程度上变成了一个平衡器。

进入新生代后,哺乳动物迅速分化,为了具有更强的适应能力。除了一些选择在陆地生活的四足行走的动物外,还有一些哺乳动物选择了飞行,上树或挖洞隐藏在地下,这些动物演化出了锁骨,以增加上肢的强度。

一般促进锁骨的发达需要满足两个条件/p>

(1)手臂独立承担复杂运动;

(2)手臂需要力量。

例如,用前肢掘土的食虫目,鼹鼠、穿山甲等;

擅长攀援的灵长类,如人类,猩猩等;

需要扇动翅膀的鸟类和蝙蝠,随之发达的还有胸肌,在向前飞行时要克服风阻,所以鸟类向下扇动翅膀需要很大力量,这时背部肌肉的作用不大,所以我们在吃鸭子时就会发现,除胸肉和腿肉外几乎找不到其他大块的肌肉了。

长臂猿/蝙蝠骨骼

WikimediaCommons

鸭锁骨

如果将鸟类强大的锁骨类比到人身上。

锁骨硬核科普

《人体で表す动物図鑑》/川崎悟司

作为灵长类的一员,人类的锁骨也很发达,从而使前肢可以多方向转动,活动得到极大的增强,在劳动和使用工具的行为中发挥了重要的作用。

但是,善于跳跃、奔跑的哺乳动物的锁骨或完全退化(狗、马等),或只留下了一些残余的痕迹。比如猫就有一小块游离的锁骨,虽然退化了,但依然可以起作用,所以猫的前肢比狗灵活得多,可做开合动作。我们经常会看到一个有趣的现象,同样是捅蜂窝,猫咪大多是爪子被蛰,而狗大多是嘴被蛰,可见锁骨在其中起到了很大作用。

印证了那句俗话:“猫手贱,狗嘴贱”。

所有的有蹄类都缺失了锁骨,仅靠肌肉和韧带将前肢连接到脊柱上。只要保证行走时四条腿前后活动自如,就能顺畅地奔走,所以锁骨对他们来说并无大用。锁骨退化,肩胛骨就可以参与到前肢的运动中,从而增加了步距。这样的组合方式还可以缓解踏出每一步带来的冲击力。

例如,马的肩胛骨横于躯干前侧,下方与前肢相连,肘关节向后突出,肩胛骨的运动力量来自于其周围的肌肉,发展出一条又长又宽的条状肌肉——头臂肌,从头部和脖子处穿下去,直至肘部区域的前方,带动前肢进一步运动。

头臂肌

《ANIMALANATOMYFORARTISTS》/EliotGoldfinger

退化了的锁骨

《ANIMALANATOMYFORARTISTS》/EliotGoldfinger

如上图,头臂肌被一条水平的肌腱分为上部和下部,这条水平的肌腱就是退化了的锁骨。马和牛的锁骨被腱线所取代,而前文提到猫还有一小块游离的锁骨,和腱线内侧的半部分融合在一起了。

在鱼类和人体上也能找到相似的结构,肌间刺和肌腱划,人体的肌腱划和头臂肌的腱线构造相同,这些运动器官都都对生物体有一定作用。下篇预告:《演化的痕迹——肌间刺与肌腱划》。

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