在动物界里,身体结构千变万化:有的拥有骨质或软骨的内骨骼,有的靠外骨骼支撑;有的四条腿,也有的六条、八条,甚至几十条;有的用鲜艳色彩警示“有毒”,有的靠伪装隐藏自己。“甲壳/外壳”就是众多形态适应中的一种——既能防护,又能帮助运动。
谈到“壳”,很多人先想到乌龟,但真正拥有“壳”的动物远不止龟类;不同类群里,壳的材料、位置和形成方式也完全不同。
什么是“甲壳/外壳”?有哪些类型
龟类的甲壳(背甲 + 腹甲)
软体动物的“贝壳”(腹足纲/双壳纲/头足纲)
甲壳类的“甲壳”(外骨骼)
其它常见的“带壳”动物(按类群简明速览)
广义的“壳”是指能为身体提供支撑与保护的硬质结构。它既可能是内骨骼的一部分(如龟壳与脊椎、肋骨相连),也可能是覆盖体表的外骨骼(如甲壳类、昆虫)。常见材料与术语要点:
内骨骼式“壳”:来源于骨骼本身,与椎骨、肋骨牢固融合(典型代表:龟类)。
外骨骼式“壳”:由体表表皮分泌的几丁质/甲壳素与蛋白组成,常再钙化硬化(典型代表:蟹、虾等甲壳类;昆虫等)。
“贝壳/Concha”:多见于软体动物,由外套膜分泌碳酸钙(方解石/文石)叠层沉积,并常具珍珠层(如海螺、蛤蜊、牡蛎、鹦鹉螺)。
功能:机械防护、肌肉附着与杠杆、减少水分散失、流体力学优化(游泳/钻沙)、储存矿物等。
小提示:中文里常把不同类群的硬壳都叫“壳”。严格区分时,龟的是“甲壳/carapace+plastron”,软体动物的是“贝壳/shell”,甲壳类头胸部背面的硬板也称背甲/carapace。
龟的“壳”是脊椎动物里独一无二的内骨骼改造,由三部分构成:
背甲(carapace)、腹甲(plastron),中间以“桥(bridge)”连接。其骨架来源于肋骨与椎骨的外翻融合,外覆一层角蛋白盾片(即我们看到的“龟板”纹路)。壳不会脱落,受伤后可缓慢愈合。
水生/海龟:壳体更扁平流线,减阻、便于高速游泳(例:赤蠵龟 Caretta caretta、佛罗里达彩龟 Trachemys scripta elegans)。
功能补充:
体温调节(晒背吸热/入水散热)与矿物储存(钙)。
多数种类可把头颈四肢缩回壳内;部分种类腹甲可折叠加固。
软体动物的身体柔软,靠外套膜持续分泌碳酸钙层构筑贝壳,既防物理损伤,也抵御酸性环境对软体的溶蚀。代表类群:
单壳且呈螺旋,多数物种开口朝右;陆生、淡水、海洋均有分布。
典型:园林蜗牛、法螺等。
生活型丰富:植食、碎屑、捕食、钻沙等。
两枚对称壳瓣通过韧带和闭壳肌如“合页”般开合。
多为滤食者,是重要的水体“净化器”。
典型:贻贝(Mytiloida)、牡蛎(Ostreoida)、蛤蜊(Veneroida)。珍珠即在贝壳内层“珍珠层”逐层包裹形成。
鹦鹉螺(Nautilus)保留外壳,为平面螺旋、分隔成室(浮力调节)。
章鱼、鱿/乌贼等壳多退化为内壳(如乌贼骨),以换取灵活的喷射游动与捕猎能力。
甲壳类属于节肢动物,外骨骼以几丁质为主,常钙化以增强硬度;头胸部背面构成背甲(carapace)。
由于外骨骼不可随身体增大而增长,甲壳类必须定期蜕皮,蜕皮期个体较为脆弱。
常见代表:
螃蟹(蟹科诸多种类)
对虾/明虾及亲缘类群
挪威海螯虾/脊尾白虾(常称“cigala”)
龙虾/海螯虾
螳虾(口足目,俗称“虾蛄”,地中海称 galera):捕食性强,螯足演化为“拳击/长矛”,甲壳厚实。
功能要点:外骨骼既是“盔甲”,又是肌肉附着与运动杠杆;还能减少水分散失,提升抗捕食能力。
下面列出的“壳/甲”,材料与来源各不相同——有的是骨板或角蛋白鳞片,有的是几丁质外骨骼,也有碳酸钙贝壳或棘皮动物壳球。括号内标注所属大类,便于快速了解。
穿山甲(哺乳类)——通体角蛋白鳞片,遇险卷成球,虽非“壳”,但装甲效果极佳。
犰狳(哺乳类)——骨质皮板+角蛋白覆盖,可蜷缩保护腹面。
淡水螯虾/小龙虾(甲壳类)——典型几丁质外骨骼与背甲。
天鹅绒蟹 nécora(甲壳类)——体形小、活动性强,背甲坚硬。
海胆(棘皮动物)——石灰质壳球(骨板)+可动棘,“阿氏颚”咀嚼装置独特。
褐蟹/牛蟹 buey de mar(甲壳类)——背甲宽厚、钳大力猛。
蜘蛛蟹 centollo(甲壳类)——长足、背甲常附着海藻伪装。
寄居蟹(甲壳类)——自身腹部柔软,借用贝壳作为“可换式护盾”。
对虾/明虾(甲壳类)——轻巧外骨骼与背甲,善游。
蟑螂(昆虫)——几丁质外骨骼,前翅革质化保护。
跳蚤(昆虫)——坚韧外骨骼+弹跳后足;体扁利于寄生宿主毛被间。
蜱(蛛形纲)——体表角质层坚韧,口器适于吸血寄生。
潮虫/鼠妇 cochinilla(等足目甲壳类)——陆生甲壳类,能蜷成球(团球潮虫)。
龟类(爬行类)——背甲+腹甲的内骨骼壳体(见上文)。
海螺/海贝(caracola)(软体动物)——碳酸钙外壳,形态多样。
蜗牛(软体动物)——陆生腹足,单一螺旋贝壳。
“壳”不是一个单一结构:龟的壳是骨骼的一部分,贝类的壳由碳酸钙构成,甲壳类/昆虫的“壳”则是几丁质外骨骼。
它们共同承担着防护、支撑与功能优化(游泳、钻沙、保水、抗捕食)的任务,体现了生命对不同环境的多样化适应。
参考文献
Ponder & Lindberg (1997). 腹足类软体动物的系统发育:基于形态特征的分析。《林奈学会动物学杂志》,119: 83-101。
S. Gordillo (1995). 南方软体动物:图解指南。Zaguier and Urruty出版社,布宜诺斯艾利斯。第115页。
T. Hirasawa、H. Nagashima & S. Kuratani (2013). 龟背甲的内骨骼起源。《自然通讯》,第4期。
动物标签: 有壳动物