動物解剖學與生理學/骨骼

目標

完成本節後，您應該瞭解

骨骼的功能
椎骨的基本結構和脊柱的各個區域
頭骨的一般結構
“真肋骨”和“浮肋”的區別
前肢和後肢的主要骨骼，以及它們的帶，並能夠在活貓、狗或兔子身上識別它們

魚類、青蛙、爬行動物、鳥類和哺乳動物被稱為脊椎動物，這個名字來源於支撐身體和頭部的一列骨質椎骨（脊柱）。所有這些動物（除了魚類）的其餘骨骼也具有相同的基本設計，包括保護大腦和感覺器官的頭骨，以及保護心臟和肺部的肋骨，在哺乳動物中，肋骨還能使呼吸成為可能。四肢中的每一條都遵循相同的基本模式。它透過一塊扁平的寬骨與脊柱相連，這塊骨被稱為帶，它包括一根長的上肢骨、兩根長的下肢骨、手腕或腳踝中的幾根小骨以及五根手指（參見圖 6.1、18、19 和 20）。

圖 6.1 - 哺乳動物骨骼

脊柱

脊柱由一系列稱為椎骨的骨頭組成，這些骨頭相互連線形成一個靈活的柱狀結構，一端是頭骨，另一端是尾巴。每個椎骨都由一個骨環組成，從骨環上背側突起稱為棘突。脊髓穿過中間的洞，肌肉附著在棘突上，使身體的運動成為可能（參見圖 6.2）。

圖 6.2 - 腰椎橫截面

哺乳動物從頸部到尾巴的椎骨形狀和大小各不相同。在頸部，有頸椎，其中最上面的兩個，即寰椎和樞椎，是專門用於支撐頭部並允許頭部點頭“是”和搖頭“否”。胸椎位於胸腔，具有特殊的表面，肋骨在呼吸時會對著這些表面移動。牛和長頸鹿等食草動物需要支撐長頸部上的沉重頭部，因此它們的頸椎和胸椎上的棘突更大，以便肌肉附著。腰椎位於腰部，通常是又大又結實的椎骨，具有突出的棘突，以便大型背部肌肉附著。骶椎通常融合成一塊稱為骶骨的堅固骨頭，它位於骨盆帶內。最後，尾巴中有可變數量的小骨頭，稱為尾椎（參見圖 6.3）。

圖 6.3 - 脊柱的各個區域 dik

頭骨

哺乳動物的頭骨由 30 塊獨立的骨頭組成，這些骨頭在發育過程中生長在一起，形成一個堅固的殼，保護大腦和感覺器官。包裹並保護大腦的“盒子”被稱為顱骨（參見圖 6.4）。顱骨的骨壁包圍著中耳和內耳，保護鼻腔中的嗅覺器官和眼眶中的眼睛。牙齒插入上頜骨和下頜骨（有關牙齒的更多資訊，參見第 5 章）。下頜骨被稱為下頜骨。它與頭骨形成一個關節，由強壯的肌肉驅動，使動物能夠咀嚼。頭骨前部是鼻腔，由一塊稱為顎的骨板與口腔隔開。鼻腔後部與鼻腔相連的是竇。這些是頭骨中的空氣空間，有助於使頭骨儘可能輕。顱骨底部是枕骨大孔，意思是“大洞”，脊髓由此穿過。孔的兩側是兩個小而光滑的圓形凸起或髁，與第一塊椎骨或寰椎關節（相對移動）。

圖 6.4 - 狗的頭骨

肋骨

成對的肋骨附著在每個胸椎上，肋骨在呼吸時會對著胸椎移動。每根肋骨在腹側透過軟骨連線到胸骨或前面的肋骨，形成保護心臟和肺部的胸廓。在狗身上，有一對肋骨沒有在腹側連線。它們被稱為浮肋（參見圖 6.5）。鳥類有一個大的擴充套件胸骨，稱為龍骨，飛行肌肉（烤雞的“胸肉”）附著在上面。

圖 6.5 - 肋骨

前肢

前肢包括：肱骨、橈骨和尺骨、腕骨、掌骨、指骨或趾骨（參見圖 6.6）。肱骨上端與肩胛骨在肩關節處相連。透過改變各種骨骼的數量、大小和形狀，前肢已經進化以適應不同的生活方式。它們已經演變成鳥類和蝙蝠的翅膀，鯨魚、海豹和海豚的鰭狀肢，馬的快速高效的奔跑肢體，以及靈長類動物的用來抓握和操作食物的胳膊和手（參見圖 6.8）。

圖 6.6 - 狗的前肢

圖 6.7. 狗的後肢

圖 6.8 - 各種脊椎動物的肢體

圖 6.9 - 馬的前肢

在馬和其他馬科動物中，第三根腳趾是前肢和後肢上僅存的腳趾。每個腳趾由近端指骨、中端指骨和遠端指骨組成（以及一些通常被稱為籽骨的小骨。在這張圖片中，近端指骨標為 P3，遠端指骨標為蹄（更準確地說是我們看到的覆蓋在活體動物上的角蛋白的名稱）。

馬的腿高度適應於使其在長距離內快速奔跑。小腿和腳部的骨骼被大大拉長，蹄實際上是第三根手指和腳趾的尖端，其他手指和腳趾已經消失或退化（參見圖 6.9）。

後肢

後肢與前肢具有相似的基本模式。它們包括：股骨、脛骨和腓骨、跗骨、蹠骨、指骨或趾骨（參見圖 6.7）。股骨上端與骨盆在髖關節處相連。

帶

帶將肢體產生的“推力”傳遞給身體。肩帶或肩胛骨是三角形的骨頭，被背部肌肉包圍，但沒有直接連線到脊柱（參見圖 6.1）。這種結構有助於在跳躍後著陸時緩衝身體，並使前肢具有靈活地操作食物或攻擊獵物的靈活性。那些用前肢抓握、挖掘或攀爬的動物有一個發育良好的鎖骨或肩胛骨。它連線著肩帶和胸骨。羊、馬和牛等僅用前肢支撐身體和運動的動物沒有鎖骨。骨盆帶或髖骨連線著骶骨和後肢。它將行走或跳躍時腿部的推力直接傳遞給脊柱（參見圖 6.10）。

圖 6.10 - 骨盆帶

骨骼類別

研究骨骼的人根據骨骼的形狀或發育方式將骨骼的不同骨頭分成幾組。因此，我們有長骨，例如股骨、橈骨和指骨，短骨，例如手腕和腳踝的骨頭，不規則骨，例如椎骨，扁骨，例如肩胛骨和頭骨的骨頭。最後，還有一些骨頭在與主骨骼分離的組織中發育。這些包括籽骨，例如髕骨或膝蓋骨，它是在肌腱中發育的，以及內臟骨，它是在狗的陰莖和母牛的心臟的軟組織中發育的。

安吉特·庫馬爾·比爾曼博士的鳥類解剖學

鳥類骨骼

儘管鳥類的骨骼是由與哺乳動物相同的骨骼組成，但許多骨骼都高度適應飛行。最明顯的區別是前肢的骨骼被拉長以充當翅膀。大型飛行肌肉佔體重高達 1/5，並連線到胸骨的延伸部分，稱為龍骨。下背部的椎骨融合在一起，以提供產生飛行運動所需的剛性。還有許多適應措施來減輕骨骼的重量。例如，鳥類有喙而不是牙齒，許多骨骼是空心的（參見圖 6.11）。

圖 6.11 - 鳥類的骨骼

長骨的結構

一根長骨由一箇中央部分或骨幹和兩個末端，稱為骨骺（參見圖 6.12）。長骨在關節處與其他骨骼相互移動或連線，它們的末端具有扁平的表面和圓形的突起（髁），以使這種運動成為可能。如果你仔細觀察一根長骨，你可能會看到隆起或粗糙的表面。這是肌肉連線到移動骨骼的地方。你還會看到骨骼中的孔（孔被稱為孔）。血管和神經透過這些孔進入骨骼。你可能還能在骨骼的每一端看到一條細線。這被稱為生長板或骨骺線，它標誌著骨骼長度增加發生的地方（參見圖 6.16）。

圖 6.12 - 股骨

6.13 - 沿長骨縱向切開

如果你沿長度方向切開一根長骨，你會看到它由一個空心圓柱體組成（參見圖 6.13）。外殼被一層堅韌的纖維鞘覆蓋，肌腱連線到該鞘。在這個鞘下面是一層堅硬、緻密的緻密骨（見下文）。這使得骨骼具有強度。中心腔包含脂肪黃髓，這是身體重要的能量儲存場所，末端由稱為松質骨（見下框）的蜂窩狀骨質材料構成。松質骨包含紅髓，紅細胞在那裡產生。

緻密骨

緻密骨並非乍看之下那樣毫無生氣的物質。它是一種活的動態組織，具有血管、神經和活細胞，這些細胞不斷地重建和重塑骨骼結構，這是由於它經歷的壓力、彎曲和斷裂造成的。緻密骨由沿骨骼長度平行排列的微觀空心圓柱體組成。每個圓柱體被稱為哈弗斯系統。血管和神經沿著每個哈弗斯系統的中心管執行。每個系統都包含同心環狀的骨骼材料（基質），其中有微小的空間，容納骨骼細胞。堅硬的基質包含磷酸鈣、碳酸鈣和鎂鹽晶體，以及膠原纖維，使骨骼更強，並具有一定程度的柔韌性。微小的管子將細胞彼此連線，並將細胞與其血液供應連線起來（參見圖 6.14）。

圖 6.14 - 緻密骨的哈弗斯系統

松質骨

松質骨使骨骼輕便且堅固。它由不規則的格子組成，看起來就像一個老式的絲瓜絡（參見圖 6.15）。它位於長骨的末端，構成肢體帶、肋骨、胸骨、椎骨和頭骨的大部分骨組織。空間包含紅髓，紅細胞在那裡產生和儲存。

圖 6.15 - 松質骨

骨骼生長

骨骼最初在胎兒中以軟骨或纖維結締組織的形式出現。在出生之前，有時在出生後幾年內，軟骨逐漸被骨骼取代。長骨的末端在稱為骨骺板的區域內增加長度，在那裡新軟骨沉積下來，然後逐漸轉化為骨骼。當動物成熟時，骨骼生長停止，骨骺板轉化為一條細的骨骺線。

圖 6.16 - 生長的骨骼

骨折

骨折或斷裂戲劇性地證明了骨骼的動態特性。骨折發生後不久，血液會湧入骨折部位，並沉積軟骨。這開始將斷裂的末端連線在一起。後來，松質骨取代軟骨，軟骨本身又被緻密骨取代。部分癒合（可以承受一定程度的負重）可以在 6 周內發生，但完全癒合可能需要 3-4 個月。

關節

關節是骨骼中兩根或多根骨骼相遇的結構。關節有多種型別。一些關節在動物成熟後固定。這些關節的例子包括頭骨的骨骼之間的關節和骨盆帶的中線關節。一些關節略微可動，例如椎骨之間的關節，但大多數關節允許自由運動，並具有典型的結構，即一個充滿液體的腔體將兩根骨骼的關節面（相互移動的表面）隔開。這種關節被稱為滑液關節（參見圖 6.17）。關節由稱為韌帶的白纖維組織束連線在一起，一個纖維囊包裹著關節。這個囊的內層分泌滑液，起到潤滑劑的作用。骨骼的關節面被軟骨覆蓋，軟骨也減少了摩擦，一些關節（例如膝蓋）在相互連線的表面之間有一個軟骨墊。

關節中關節骨的形狀和韌帶的排列決定了關節的運動型別。一些關節只允許“滑動運動”來回移動，例如在踝骨和腕骨之間；肘部、膝蓋和手指的關節是鉸鏈關節，允許在兩個維度上運動，而樞椎在寰椎上旋轉。球窩關節，如肩關節和髖關節，允許最大的運動範圍。