鲨鱼的游泳方式似乎深深写在椎骨内部。佛罗里达大西洋大学介绍了发表于《Journal of Anatomy》的一项研究：研究团队对六种游泳方式差异显著的鲨鱼进行了脊柱三维结构比较。论文于2026年7月14日在线发表，详细研究通报于7月27日发布。
研究结果修正了人们对鲨鱼骨骼过于简单的认识。软骨鱼类的脊柱虽然不是骨骼，但椎体内含有称为薄板的矿化板片以及分叉节点。它们的数量、形状和空间排列因物种而异，并从身体前方向尾部逐渐变化。
139个椎骨的三维比较
团队研究了24条鲨鱼的139个椎骨。条件允许时，样本分别取自脊柱前部、中部和后部。高分辨率微型计算机断层扫描在不破坏椎骨的情况下显示了其中的矿化结构。
研究人员随后测量椎体的大小和形状、矿化组织体积以及薄板和分叉结构。这不仅能比较哪些物种的椎骨矿化程度较高，也能追踪内部结构沿身体发生的变化。
高速鲨鱼的刚性力量传递
快速远洋游泳者大白鲨 (Carcharodon carcharias)、尖吻鲭鲨 (Isurus oxyrinchus)和鲱鲨 (Lamna nasus)具有相似的基本结构。它们最大的椎骨位于身体中部。越靠近尾部，椎骨越小，但薄板数量越多。这种组合可能稳定身体中段，并使后部脊柱更坚硬，从而把肌肉力量有效传递到尾鳍。
这一模式符合这些鲨鱼的鲔式游泳：身体大部分区域相对稳定，快速的左右摆动主要集中在尾柄和尾鳍。研究表明，速度不仅体现在肌肉和外部体形上，也反映在椎骨的内部结构中。
长尾鲨是极端案例
普通长尾鲨 (Alopias vulpinus)尤其突出。其椎骨拥有最多的矿化薄板和分叉结构，同时后部椎骨在纵向上高度压缩，与相邻椎骨之间具有较大的接触面积。
研究人员认为，这是对异常强大负荷的适应。浅海长尾鲨不仅会加速其细长的尾鳍上叶，捕猎时还会从侧面或越过身体抽击鱼群。它的脊柱必须承受多个方向的力量，保持稳定，同时又要保留尾击所需的活动能力。
部分长尾鲨材料已用于同一团队2024年发表的研究。新论文把这些椎骨放入更广泛的比较框架中，涵盖鼠鲨目四个科的六个物种。
追求灵活而非最高速度
研究人员在沙虎鲨 (Carcharias taurus)中发现了另一种策略。较大的前部椎骨沿脊柱逐渐变小，薄板较少而分叉较多。团队认为，这种模式形成了更灵活的脊柱，适合在复杂环境中缓慢而灵活地游动。
巨型鲨鱼 (Cetorhinus maximus)则是高速物种的另一极端。它长而深凹的椎骨矿化程度很低。这符合缓慢游动的滤食者：张口进食时会承受很大阻力，却不需要为爆发加速准备坚硬的脊柱。
结构解释也有局限
这些功能解释是有充分依据的生物力学假说，并非直接负荷试验。研究没有测量动物游泳时的受力，也没有在可控力量下把单个椎骨推到机械极限。研究人员依据三维结构、已知游泳方式以及脊柱不同区域的变化来推断功能。
尽管如此，鲨鱼脊柱显然不是一根均匀的软骨棒。进化把矿化材料安排在各物种需要刚度、稳定性或活动能力的位置。这一原理还可能启发兼具轻量、坚固和柔性的技术材料，用于机器人和医疗技术。
