在广袤无垠的地球上，生活着数以亿计的生物，它们形态各异，习性多样，共同构成了这个丰富多彩的生物圈。其中，有一类生物以其独特的身体结构——外骨骼，而备受关注。外骨骼，这一覆盖在生物软组织之外的坚硬结构，不仅为生物提供了强有力的支撑和保护，还成为了它们独特身份的象征。本文将带您走进拥有外骨骼动物的世界，一同探索这些奇妙生灵的秘密。

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外骨骼，是许多无脊椎动物及全部节肢动物所特有的身体结构。它主要由几丁质等生物聚合物构成，为生物体提供了一个坚硬而稳定的支撑框架。几丁质是一种以氮为主要成分的生物聚合物，它在昆虫体内形成一种坚硬的蛋白质基质，为外骨骼的强度和稳定性提供了坚实的基础。而在甲壳动物等节肢动物中，外骨骼还额外含有碳酸钙，形成了更加坚固的甲胄板，为生物提供了更强的防御能力。

外骨骼的功能远不止于此。它还能够覆盖并保护生物的软组织，防止外界环境的伤害。同时，外骨骼的坚硬结构还为生物的肌肉提供了贴附点，使生物能够更有效地进行运动。此外，外骨骼还具有保水的功能，能够防止生物体因脱水而干枯。在一些生物中，外骨骼表面还覆盖有感觉毛或刚毛，这些结构能够帮助生物感知外界环境，提高生存能力。

节肢动物是外骨骼生物的代表。它们的外骨骼由两层主要保护层构成：上角质层和原角质层。上角质层位于外层，薄而防水，含蜡质成分，具有耐溶剂的特性。它构成了外骨骼的坚硬表面，为生物提供了第一道防线。而原角质层则由硬化的外角质层和可弯曲的内角质层组成，其中包含了受蛋白质基质收束的几丁质超细纤维。这些纤维以不同的排列方式层层堆叠，共同提升了外骨骼的强度和韧性。

值得注意的是，尽管外骨骼为生物提供了强大的保护和支撑，但它也有一个显著的缺点：一旦甲胄成形，便不会随着生物体的生长而增长。因此，节肢动物在成熟前需要经历蜕壳的过程。当生物体感觉到外壳变得紧绷时，便会开始蜕壳。在这个过程中，一层新的、柔软的外骨骼会在旧壳下面生长。随着时间的推移，旧壳会与身体分离，生物体便能从旧壳中脱出，迎来一个全新的、更大的外壳。

蜕壳是节肢动物生命中一个重要的环节。它不仅意味着生物体的成长，还伴随着一系列复杂的生理变化。在蜕壳前，生物体会分泌一种特殊的物质来软化旧壳，使其更容易与身体分离。同时，生物体还会储存足够的能量和营养，以应对蜕壳后新壳硬化期间的虚弱状态。

蜕壳过程本身充满了挑战。生物体需要挣扎着从旧壳中脱出，这个过程往往伴随着巨大的痛苦和风险。然而，一旦成功蜕壳，生物体便会迎来一个全新的开始。新的外壳不仅更加宽敞舒适，还拥有着更强的防御能力和更高效的运动性能。在接下来的时间里，生物体会通过吸收体液和空气来使新壳逐渐硬化和变色，直到达到与旧壳相似的硬度和颜色。。

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在自然界中，身怀外骨骼的生物种类繁多，形态各异。它们以其独特的身体结构和生存方式，成为了生物圈中一道亮丽的风景线。

蝎子，是一种典型的具有外骨骼的节肢动物。它们的外骨骼在紫外线照射下会发出荧光，这是蝎子的一种奇特特征。蝎子的外骨骼不仅为其提供了强大的防御能力，还帮助它们在黑暗中寻找食物和伴侣。

蜘蛛，则是另一种具有代表性的外骨骼生物。它们的外骨骼由坚硬的几丁质构成，能够抵御大多数捕食者的攻击。蜘蛛在蜕壳时，会整个身体从旧壳中蠕动而出，留下一张完整的、包含所有足的表皮。这张表皮不仅是蜘蛛蜕壳的见证，也是它们成长的记录。

螃蟹，以其独特的背甲而闻名。背甲是螃蟹外骨骼的一部分，它覆盖了螃蟹的背部和侧面，为螃蟹提供了强大的防御和支撑。螃蟹在蜕壳时，会先找到一个安全的避难所，然后慢慢地从旧壳中脱出。在这个过程中，螃蟹的身体会暂时变得柔软而脆弱，需要特别小心以避免被捕食。

马陆拥有长管状的外骨骼，因其富含硬矿物质而显得格外坚硬。在遭遇敌人或感受到威胁时，它们会迅速在外壳表面分泌出有毒的化学物质，以此作为防御手段。

除了蝎子、蜘蛛和螃蟹外，还有许多其他身怀外骨骼的生物。如螳螂、龙虾等，它们都以各自独特的方式利用外骨骼来适应环境、保护自己并繁衍后代。

身怀外骨骼的动物，构成了生物圈中一个极为独特且引人注目的群体。它们凭借坚硬的外壳、别具一格的身体构造以及令人赞叹的顽强生命力，在广袤的自然界中稳稳占据了一席之地，成为了不可或缺的一部分。

文中图片均来源于《How it works》杂志

来源: 科普中国创作培育计划

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