不同脊椎动物轴状骨骼的比较特征

各种哺乳动物在进化过程中占据着各自的生态位，这些生态位的差异尤其体现在其机体与地球引力场相互作用的条件上。因此，脊椎动物的中轴骨骼在进化过程中发生了显著的变化。脊柱在系统发育上的原始形态是脊索（脊髓），这是一种源自中胚层的细胞束，在绝大多数脊椎动物和人类中，脊索被骨骼元素取代。脊索作为一种永久性器官，存在于一些低等脊椎动物中。大多数脊椎动物成年期的脊索保留在椎骨内（鱼类）、椎骨体内（两栖动物）以及以胶状核的形式存在（哺乳动物）。个体发育过程中的中轴骨骼经历三个发育阶段：

• 弦板（弦的基本构件）；
• 用软骨元素部分替换它；
• 轴骨骼的出现。

因此，在无头鱼（acrania）中，骨骼由脊索和众多致密的胶状组织杆构成，构成不成对鳍的骨架并支撑鳃部。文昌鱼的椎骨由几乎无纤维的细胞团构成。圆口鱼的脊索终生保存，但会出现脊椎残骸，它们是均匀分布在脊索上方的小的成对软骨结构。它们被称为上弓。原始鱼类除了上弓外，还出现下弓，高等鱼类则出现椎骨体。大多数鱼类和高等动物的椎骨体由脊索周围的组织以及椎骨基部形成。上弓和下弓与椎骨体一起生长。上弓的末端共同生长，形成一个脊髓所在的管道。在下部足弓处，出现了肋骨附着的突起。

鱼类的脊索残骸保存在椎骨之间。鱼类的脊柱分为两节：躯干和尾部。前者的功能是支撑内脏器官，后者的功能是参与身体的运动。

椎体在各种脊椎动物中独立于脊索发育。椎骨的骨体最初在结缔组织中发育，呈细长的圆柱体。在全头动物和呼吸动物中，椎体立即发育为围绕脊索的钙质环状沉积物。

从系统发育的角度看，结缔组织内骨架被软骨取代，软骨又被骨取代。在个体发育过程中，这一过程不断重复。脊柱的进一步变化取决于身体运动过程中肌肉和中轴骨架的发育。成年人的脊柱保留了发育路径的痕迹。

成年人的脊柱表现出与身体垂直位置相关的特定适应性特征。直立行走时，头部的重量会影响脊柱，而面部区域发育不良，不需要强大的枕骨肌肉。因此，人类的枕骨隆突以及头骨上的其他隆起和不规则结构发育不良。

人类上下肢结构的差异，源于直立行走时手臂和腿部功能的差异。动物的前肢与后肢一样，支撑着整个身体，也是运动器官，因此它们的结构并无明显差异。动物前后肢的骨骼庞大而笨重，其运动也同样单调。动物的肢体完全无法像人类的手那样，做出变化多端、快速灵巧的动作。

人体脊柱的弯曲（颈椎和腰椎前凸，胸椎和骶尾椎后凸）与保持平衡以及将身体重心移至垂直位置有关。动物没有这样的弯曲。

就脊柱结构而言（分为五段，共33-34块椎骨），人类在哺乳动物中占据着一定的位置。椎骨依次排列，形成两列——前列由椎体构成，后列由椎弓和椎间关节构成。人类的头部结构平衡良好，而四足哺乳动物的头部则由韧带和肌肉支撑，这些韧带和肌肉主要始于颈椎和胸椎的棘突。人类的颈段脊柱由7块椎骨组成。除前两块椎骨外，其余椎骨均较小，并向最后的椎骨G逐渐增大。其他哺乳动物的椎骨则非常粗大，并向下逐渐缩短，这是由于头部的位置决定的。人类颈椎的一个特征是棘突分叉。以下部位与普通颈椎不同：寰椎没有椎体和棘突。_第七颈椎（中轴椎）的特征是椎体上有一个垂直向上的齿状突起，寰椎像绕轴一样围绕齿状突起与颅骨一起旋转。第七颈椎的特点是棘突较长且不分叉，易于通过皮肤触摸，因此被称为突出型。此外，它的横突较长，横突开口很小。

人体胸椎由12块椎骨组成。有些人体有第13根肋骨。12对肋骨将胸椎骨骼的各个部分连接成一个相对刚性的系统，肋骨的关节面位于两个相邻椎骨和椎间盘的关节侧面。胸椎的椎间盘由肋椎关节从侧面覆盖。第12节椎骨（有时是第11节椎骨）的关节面不在椎间盘水平，而是直接在椎体上。胸椎的椎间盘比相邻椎骨的椎体更宽，并且在前部和侧部略微超出其界限，而在后部则不会出现这种情况。

成年人的胸椎横突向后偏斜，因此肋骨向后突出，几乎与棘突齐平。这种结构特征以及椎体向下延伸的特征，是人类独有的，是对垂直姿势的适应。动物中并不存在这种特征。

关节突在脊柱不同部位的位置并不相同。由于关节突在颈部呈斜位，头部的重量不仅分布在椎体上，也分布在关节突上。哺乳动物的颈部关节突彼此相距较远，并且非常发达，颈椎体也是如此。人类的胸椎和腰椎的关节突分别位于额面和矢状面。在这种情况下，上部椎体的重量主要分布在椎体上，这导致椎体质量增加。

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