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人類的腿骨還需進化嗎?

最近科學家想到了一個有趣的問題,那就是人類的骨骼結構為何不曾進化得像昆蟲一樣堅固呢?

被「鎧甲」保護的腿

我們常常聽到身邊的人因為摔了一跤就骨折了,又是打石膏、又是喝骨頭湯,靜養兩三個月才能完全康復;而生活在自然環境下,看起來骨骼脆弱無比的節肢類動物卻很少出現同樣的問題。這其中的原因到底是什麼呢?

原來,草猛等昆蟲的腿部覆蓋著一層我們稱之為「外骨骼」的東西,它是由一種叫做角質層的特殊材料所構成的。這種材料可以算得上是生物界最為堅固的自然材料之一了,有了它的保護,昆蟲就像是披上了一層堅硬的鎧甲,自然也就不容易受到傷害了。

這種「外骨骼」事實上是一種進化的勝利。數百萬年以來,那些擁有外骨骼的動物——諸如昆蟲、蜘蛛、甲殼類——一直活躍在世界各地的所有生態系統當中,無論其他的物種如何變換,也沒有什麼能夠阻止它們的繁衍與蔓延。

木棍與竹節

此外,科學家們發現昆蟲內外骨骼的結構與人類的骨骼大不相同。人類的腿骨有著相對較厚的管壁;而昆蟲和螃蟹等動物的腿部管壁則要薄得多。

我們可以將骨頭設想成為一個普通的圓管。如果你手上只有有限的材料,你將會如何打造這個圓管使它更加堅固呢?是選擇製作一個非常細的實心固體還是選擇一個中空的、有著薄壁管的圓柱體呢?這兩者的差別就像是一根木棍和一塊竹節:在同樣多的材料下,木棍雖然是實心的,但是由於它的直徑纖細,因此無法承受過大的壓力,很容易被壓折;相反,竹節雖然是空心的,但是由於它的直徑較大,受力點也就相對分散,因此不易折斷,只是會在承受不住時扭曲變形,但是總體來說,竹節的抗壓能力要比木棍強得多。

人類的腿骨就有點像是細而實的木棍,而昆蟲的腿骨則更像是粗卻薄的竹節,從骨骼結構上來說,孰優孰劣自然是不言而喻了。

人類腿骨無需太強大

體重不同的物種其最佳骨骼結構與形狀肯定是有所區別的。比如螃蟹的目前的「八爪」型長腿是對它們來說最理想的形態了,這樣的腿既能隨意彎曲又有著強大的抗壓能力,非常方便螃蟹在水中行走;而蝗蟲的腿對它們來說也已經是完美形態了,它們堅固的材質和結構可以讓蝗蟲承受跳躍時所產生的巨大壓力。

為什麼人類的腿骨未曾進化出「外骨骼」這類良好的材質和像竹節這樣良好的中空結構呢?科學家認為,這或許是遵循了進化中的「經濟原則」。雖然現在很多運動員會需要高強度的運動和抗壓能力,但是絕大部分人類都並不需要有過於堅硬的腿骨。我們的雙腿主要負責的活動就是走路和跑步,而這兩種活動我們目前的腿骨強度完全可以「勝任」,這樣一來,人類自然也就沒有必要進化出過於堅硬和具有彈性的外骨骼了。

這樣看來,人體進化的方向並非是「最完美」,反而是「最實用」,因此,我們也不必羨慕昆蟲的腿骨比我們還要堅硬,因為我們在進化的其他方面花費了更多的力氣,比如大腦,這使得我們成為萬物之靈長。

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