《不可思議的骨骼：支撐生命的杰作》

本書的兩位作者從最小的種子蝦到巨大的恐龍和藍鯨，從最早的細菌群落疊層石到大堡礁，從外骨骼到內骨骼，探索了各種各樣的骨骼創新，這些創新使生命得以擴展到地球上各種各樣的環境中。同時，他們討論了氣候變化使某些骨骼的形成面臨風險，還將未來的骨骼考慮在內，包括我們可能會越來越多地將金屬和塑料元素融入我們自己的骨骼中，以及在其他行星上建造骨骼的可能材料。這將是一次跨越數億年的骨骼探索之旅，帶領讀者走進不可思議的骨骼世界。

多大是大？

骨骼中的“大”是一個相對概念。對于一只微小的單細胞有孔蟲（阿米巴蟲有殼的親戚）來說，直徑超過1厘米的骨骼便是大的骨骼，但就是數十億這樣“大”的有孔蟲——被稱為貨幣蟲——的骨骼堆積在一起，形成了建造埃及吉薩金字塔所用的石灰巖。不過，因為我們自己是脊椎動物，所以從這個角度來說，我們人類往往對巨大的脊椎動物印象更深刻，例如巨大的藍鯨，最大的藍鯨體長超過30米。然而如果單從身長的角度來說，有些恐龍比藍鯨還要大，南美白堊紀的阿根廷龍的身長可能近40米。這些“巨型”動物的骨骼都是長在身體內部的。

那么，對于那些骨骼長在身體外部的動物而言，它們最大能長到多大呢？根據經驗，答案似乎是3米，這個答案是針對全身覆蓋外骨骼而言的。如果外骨骼在演化過程中縮小或消失了，那么約束條件變松，動物就能長得更大。大王酸漿魷（這真的是這種動物的學名）是一種巨型軟體動物，體長可近14米。它的祖先是有外骨骼的，如今的大王酸漿魷也有骨骼，只不過它們的骨骼已變成了內骨骼——因形似羅馬士兵的短劍，人們稱其為“羅馬短劍”。大王酸漿魷的體形真的十分巨大，比最大的大白鯊（體長超過6米）還要大。不過大王酸漿魷主要是觸手很長，它的軀干只有2～3米長。

為什么從人類的視角看，有著外骨骼的動物一般體形都比較小呢？

這其實是一個工程學問題。骨骼支撐著身體的各個組織，包括一些比較重的結構組織，例如主要器官。同時，骨骼還要為肌肉提供附著點，動物生長的時候骨骼也會隨之生長，從而使得支撐結構變得更厚。這就出現了兩個明顯問題：那些有著外骨骼的動物如何帶著外骨骼生長呢？這種本質上中空的管狀外骨骼，又是如何持續地支撐著動物的身體的呢？

對于那些擁有開放式外骨骼的動物（例如軟體動物）來說，第一個問題很容易解決，因為隨著它們的生長，它們的殼體也會增長。像散大蝸牛（又稱庭園蝸牛）這種腹足動物會在殼體上長出新的螺圈，而雙殼動物，例如扇貝，則會在邊緣長出新的殼。不過即便如此，現存最大的雙殼動物大硨磲體長通常也只有1米多，而遠古時期最大的雙殼動物白堊紀史氏疊瓦蛤可能是大硨磲的兩倍大。

對于節肢動物來說，它們的組織是完全被外角質層包裹住的，例如蜘蛛和龍蝦。因此，在殼上長出新的螺圈或在邊緣長出新的殼并不能解決第一個問題，而且也是不可能實現的。對于節肢動物，尤其是陸地上的節肢動物來說，這是一個大問題，因為它們在生長過程中必須蛻去外骨骼，從而形成新的更大的外骨骼。這時候的節肢動物十分脆弱，很容易受到攻擊。這可能也是節肢動物整體的體形都較小的其中一個原因。因此，在《X放射線》中，被巨型螞蟻攻擊的洛杉磯當局什么都不用做，只要等著螞蟻們蛻殼，然后就可以輕而易舉地干掉它們。

除此之外，這些巨型螞蟻還要面對一個重大問題：隨著它們的體形越來越大，它們身下的腿會被壓扁。這些巨蟻的骨骼是薄薄的中空結構，本質上是一根細長管子包裹在螞蟻那六條細小的管狀腿之外，這就是問題所在。電影中受輻射變異的螞蟻其體形增大了1倍，體重增加了8倍，但是它們那中空的管狀腿無法承受增加的體重，唯一的辦法便是增加骨骼厚度，可是這又會讓骨骼變得太重，從而使螞蟻的肌肉衰竭?？蓱z的螞蟻！當然，那只30米高的塔蘭圖拉毒蛛將會處于更加悲慘的境地。

如果《X放射線》和《狼蛛》的制片人選擇有很多條腿的巨型馬陸——雖然這種生物并不像巨蟻和狼蛛那樣令人恐慌——也許更說得通。至今最大的陸地節肢動物是節胸蜈蚣——一種能長到2米多的馬陸。慶幸的是，它只生活在3億年前的石炭紀熱帶叢林中。節胸蜈蚣曾被認為是一種兇猛的掠食者，不過它更可能是一種有著溫和口器的植食性動物。那么，節胸蜈蚣是如何長到那么大的呢？可能有幾個原因。首先，根據它的體形大小可以推斷，在它所處的石炭紀，節胸蜈蚣可能鮮有天敵。畢竟，在“殖民”陸地的過程中，節肢動物是贏在起跑線上的。在數億年前的志留紀晚期，節胸蜈蚣的祖先便是移居陸地的先鋒隊。因此，它們早就適應了石炭紀的環境。此外，石炭紀大氣層中的氧氣含量很高，可能高達35%，更有利于大型陸地節肢動物。雖然我們不知道節胸蜈蚣的呼吸系統到底是什么樣的，但是根據現存馬陸的呼吸系統類推，它很可能通過每節身體的外骨骼上兩對與氣管系統相連的微小表面瓣膜或氣門進行呼吸。它的氣管系統本身就是一系列外骨骼內陷形成的，從而直接將氧氣輸送到動物的組織內。在節胸蜈蚣身上，它的氣管系統很可能連接著貫穿全身的長管狀心臟。陸地節肢動物的這種氣管系統并不能像脊椎動物的肺或者鰓那樣有效地將氧氣輸送到各個組織，這也是它們體形受限的另一個因素。