云杉,知乎遗风,科研工作者,文理双修的战士。

几乎所有哺乳动物的颈椎都是 7 枚,人类、老鼠、长颈鹿、蓝鲸,都一样。

而且统一用 C1-C7 标注。

先挨个看看,再讲讲原因,这个故事长达数亿年。

人的,7 枚:

咱们的不同颈椎骨,还会各种各样的“笑”。

哪天要是有什么吃人的外星人入侵地球,能看到各种各样的表情包:

混进来的第一胸椎,你多少有点奶蛙了:

蓝鲸,成年 25-30 米,一百多吨,也是 7 枚:

长颈鹿,光脖子就 2 米多,依旧 7 枚:

大象大象,鼻子很长,但颈椎还是 7 枚:

狗,从几厘米的茶杯吉娃娃到一米多的拉布拉多,7 枚:

哈基米(猫)的,7 枚:

大号哈基米,狮子,7 枚:

哈基米的食物,老鼠,还是 7 枚:

海豚,7 枚:

黑猩猩,77777:

看了这么多 7,有没有比较特立独行的哺乳动物呢?

有的朋友,有的。

美人鱼的原型之一,海牛。

美人鱼长这样:

它的颈椎只有 6 枚,标注为 V7 的第七枚椎骨具有完整肋骨,所以算胸椎。

再就是树獭,不同树獭不一样。

二趾树懒有的是 5 枚,有的是 6 枚。

三趾树懒则比其他哺乳动物多,8 枚或者 9 枚。

下图 A 和 B 为二趾树獭,6 枚,D 和 E 为三趾,8 枚:

所以,为什么绝大多数哺乳动物的颈椎是 7 枚,而海牛、树獭等是个例呢?

答案当然不是“上帝是 EDG 粉丝”“7 是宇宙终极答案”这类鬼话。

而是数亿年前共同祖先就写好的底层代码。

来,今天带大家体验一下大学的《组织与胚胎学》,顺便聊聊数亿年尺度的生物演化。

无论是蓝鲸、老鼠、人类,胚胎都是从一个受精卵慢慢发育来的:

这其中,有一个大家都必经的过程,就是从一团细胞变成一个“三层麻薯”。

我们叫它「原肠胚」:

原肠胚呢,分为三层。

外胚层,主要形成皮肤表皮和神经系统;

内胚层,主要形成消化道、呼吸道等器官的内衬;

中胚层,形成骨骼、肌肉、血液、心脏和泌尿生殖系统等。

随后,胚胎中央形成一条纵向结构,我们叫他「脊索」。

脊索就像施工现场的中轴基准线,以此为准开始画施工的分区:

哪里是头、哪里是尾,左右两侧应该怎样这样展开。

它的上方,形成神经管,未来发育成脑和脊髓。

两侧呢,形成两条纵向的轴旁中胚层,像两条连续延伸的面团,随着胚胎向尾端生长。

再然后,这两条面团,就会变成一对对「体节」,相当于身体的毛坯房。

体节接下来又分为几个区域:

生骨节,形成椎骨和部分肋骨;

生肌节,形成背部、躯干和四肢的许多骨骼肌;

生皮节,参与形成背部真皮。

这里有个非常精妙的设计:

每个生骨节会分成前后两半。

一枚椎骨,是由前一体节的后半部分,与后一体节的前半部分重新组合而成。

我们把这个过程,叫做「再分节」。

这样一来,肌肉就能跨过相邻椎骨之间的关节,牵动一整条椎骨产生多变的运动。

脊神经也可以从椎骨之间穿出,而不是被一节一块的骨头给堵住。

古早的脊索动物,虽然还没形成脊椎,但靠分节就能在水里更快、更敏捷地游动。

比如 5.18 亿年前的昆明鱼,没有我们现在矿化坚硬的脊椎,但已经有了贯穿身体的脊索和分节的肌肉,帮助它们在水中快速游动。

它与我们共享一个更加古老的共同祖先:

没错,人类的演化路线,可以极简地形容成这样:

早期脊索动物 → 早期脊椎动物 → 有颌脊椎动物 → 硬骨鱼类 → 肉鳍鱼类 → 四足动物 → 羊膜动物 → 哺乳动物 → 灵长类 → 人类

所有哺乳动物(人、鲸鱼、蝙蝠、长颈鹿、猪)共有遥远的祖先,共用体节系统这个蓝图。

椎骨、椎间盘、肌肉、脊神经、肋骨、血管、真皮...一起慢慢成型。

祖传程序说是。

至于切出来的每一节,究竟要成为身体的哪一部分,主要由以 Hox 基因为核心的调控网络指定。

前面的体节,去形成枕部和颈部结构。

往后一点的,形成胸椎和肋骨。

后面的,依次形成腰椎、骶椎和尾椎。

到这里,“身体分多少节”和“其中多少节算颈椎”就成了两个不同问题。

我们虽然跟鸟类、爬行类共用一套祖传的体节系统,但不同祖先分配体节的方式不同。

鸟类拥有了更多的颈椎,蛇类直接把大量椎骨改成带肋骨的躯干椎。

而哺乳动物祖先,则把颈椎稳定在了 7。

如果以后地球文明冲出银河系,我建议用 7 来做圣数。

当然,冲出地球的是鸟类而非人类的话,圣数另算。

明白了吧。

哺乳动物的体节系统,牵连太广了。

它不仅关系到椎骨,还牵连着周围的肌肉、血管、神经、真皮等一堆玩意儿是如何排列的。

属于是大家的底层代码。

你想多一块或者少一块颈椎,不是说复制、剪切一下就行。

而是要重塑整个身体,是颠覆祖训的大工程。

老祖宗给你盖好一个大框架的房子,可不是让你随便拆承重墙啊,万一塌了呢。

有人会说,诶,不是有基因突变吗?

我就不信没有 Hox 基因突变的存在。

有的朋友,有的。

颈椎数量发生异常的那些,不是严重先天畸形,就是直接死胎,或者幼年期就产生肿瘤...

说白了,牵一发动全身,多一节少一节都会产生巨大的副作用,然后早早夭亡。

偶尔出现颈椎数量变化的胚胎,还没来得及把这种特征传给下一代,就因为不适生存被淘汰了。

自然选择更愿意保留这个已经运行了数亿年的底层代码。

允许大家在这个基础上改改参数,但不能改底层代码。

对咯,改参数。

你不让我改数量,那我就来改形状。

长颈鹿依旧 7 节,但把每节都颈椎都拉得很长,以至于脖子长达两米,能够到更高的树叶。

鲸鱼和海豚呢,则变短,甚至产生骨融合,来形成适合游泳的流线型身体:

至于为什么海牛和树懒能跳出这个基因锁呢?

科学家目前的解释,也挺令人忍俊不禁的。

慢,太慢了。

此为动图

海牛和树懒的代谢率与活动水平很低。

一些轻微的神经、血管或骨骼异常,对它们生存造成的影响非常有限。

容错率也是一种天赋。

总而言之——

在我们拥有头颅、四肢、毛发和乳腺之前。

祖先首先学会的事情之一,就是把身体分成一节一节,然后有节奏地摆动起来。

体节讲述的,是比脊椎更古老的游泳史。

我们的身上,仍有鱼的影子。

我们是怎么说到这里的?

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以上

参考内容:

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