你的骨头是活的

和你的指纹一样，你骨骼的原子构造也是独一无二的。尽管它们看上去有点像毫无生气的棍子或石头，但事实远非如此。你的骨骼是活着的，它们会根据你的环境和生活习惯做出动态反应。

你是否曾经骨折过？折断时的巨大痛苦正说明在骨骼上嵌有敏感的神经。

骨折最终痊愈了吗？如果你的骨骼只是没有生命的石头，那么任何损伤都是永久的。

那么，是不是日常生活中的扭曲、冲击以及其他压力几乎都不会造成骨骼的明显损伤呢？如果你的骨骼只是像水泥似的简单构成，就跟骨瓷（一种由含硅矿物质与骨灰粉混合而成的瓷质材料）一样，那么它们会非常容易碎裂。很显然，这些躲在体内常年不见天日的硬骨头，远不是看上去那么简单。

在去除脂肪的骨骼干物质中，大约有2/3是石质的磷灰石，平均占成人体重的3％～5％，基本都隐藏在体内不能被看到。我们一般只会在受伤或是使用X射线时才会注意到骨骼，而且每每想起206根骨头排列的完整骷髅时很难不让人联想死亡。与牙齿不同，你通常不会看到自己的骨骼暴露在外，除非遭遇很严重的不幸。尽管如此，我们还是可以变换一下想象力的焦距，近距离地看看这种支撑你肉体的不寻常物质。

食指的横截面是个不错的起点。当你使劲用另一根手指压住这根指头时，可以透过表层的皮肤感觉到这根骨头。如果将它取出来——再说一遍，这只是想象一下——放在手心，那么表面上看，它就像是一根奶白色的树枝，而非图尔卡纳化石那样的棕色。

在指骨化石中，矿物质原子已经用它们自己的方式进入了骨头中，从而改变了原有的颜色和密度。直到近期，古人类学家都认为这种替换是严格的化学过程，但最新的研究表明，细菌也能完成其中很多工作。2010年《古代》（Palaios）杂志上刊登了一项研究，其中有一个实验是牛骨样品在河沙中的置换过程，一部分样品中添加了抗生素而其他则是空白样。三个月后，在含有细菌的河沙中，牛骨已经被大量矿化，这有别于无菌环境中的样品。结合对图尔卡纳化石的精确分析数据，这一有关化石矿化过程的最新解释，可以揭开更多图尔卡纳湖岸在100多万年前发生的故事。

尽管我们还不能肯定男孩死亡的原因，但他的骨骼和牙齿还是可以反映他的精确年龄，同时也可以判断他的性别与身高。四肢前端尚未完全发育的关节以及没有完全长齐的牙齿，说明他的年龄在7到15岁之间。较宽的颅骨说明他是男性，而根据他的臂骨与腿骨可以测算其身高大约是5英尺4英寸（1.62米）。尽管作为小男孩来讲算是相当高了，不过他还不能算是人类。直立人骨盆的特征说明，当时女性的产道还太小，不能容纳现代人类婴儿那么大的头颅。

骨骼没有被咬过的痕迹，说明图尔卡纳的这个男孩并没有被捕食者当作晚餐。一根破碎的肩胛骨说明他被一个或多个大型动物踩踏过——根据浅水中存在的鱼骨及其他证据推测，肇事者可能是河马。杂乱无章的现场暗示，他的身体是面朝下方栽入水中的，细腻的淤泥将其覆盖，尸体随后开始腐烂。细菌将骨骼中的胶原蛋白、细胞和血液消化殆尽，并将矿物质遗留其中，填补了有机物曾经占据的空间。红血球中的铁原子与很多种蛋白质中的硫原子相结合，将一些代谢细菌埋入了黄铁矿小颗粒的坟墓之中。骨骼毛细管以及潮湿沉积物中的其他铁原子则给化石抹上了铁锈色。

在近千年的时间里，曾经多孔的骨骼变得像是致密的棕色陶瓷，如果你跟我一样，也敢到附近找一片河马的脊椎化石，你真的可以“听到”这男孩的骨骼到底发生了多大变化。当我用河马化石敲击一块石头时，它会发出一阵美妙的声音。而新鲜的骨头有很多微孔，其中充满了有机黏液，敲击声会非常沉闷。

磷灰石从周围环境中置换原子的自然倾向，也让你自己的身体可以自我编辑。你鲜活的骨骼会含有一些天然的添加剂，轻微弱化矿物基质，而骨骼中的干物质中有7％都是会溶于酸的碳酸根离子，这样必要时你的骨骼可以很容易修复或重新定型。同时，这也让骨骼成了一座便携式的采石场，当食物缺乏时，身体就可以从中调取钙和磷。

磷灰石在牙齿外层坚硬的牙釉质中形成较大晶体，相比于骨骼，它能够更好地抵御磨损和化学腐蚀。形成这一结果有好几个原因：牙釉质含有的碳酸盐比骨骼中更少，故而不容易被口腔中的酸性物质溶解；氟原子填补到晶体结构的裂缝中，提高刚性的同时也使其更为稳定。饮用水和牙膏中添加的氟原子可以使之进一步增强，并取代那些被腐蚀性酸带走的原子。唾液中一种叫作釉护膜的蛋白质会在牙齿表面附着薄薄的一层，保护其免遭化学物质的腐蚀，同时也能防止膳食中的钙和磷与牙齿结合而像洞穴中的钟乳石那样生长。精致的蛋白质保护层也包裹了每一颗磷灰石晶体，避免发生断裂。

这些都是非常好的特点，毕竟你一生之中只能拥有这一套恒牙。一直坚守岗位的牙釉质是你身体中最年长的部分之一，早在你的乳牙“临时工”退休之前很久，它们就开始在你的双颚内部生长了，甚至有一些原子当你还在子宫里时就开始沉积了。

另一方面，你的骨骼还需要执行其他很多任务，它们比你年轻得多，是因为骨骼各部分平均每年会替换掉其1/10的细胞。相对较软的骨基质，可以帮助你的身体对你的生活状态做出反应，重新排布原子。为了能满足日常需求，每一根骨头内部结构的复杂性都不亚于一栋摩天大楼。

这个类比非常合理，因为高层建筑可能遭遇的风险，正是骨骼也同样面临的。一栋完全由混凝土构造的高楼非常脆，不可能矗立太久。解决这一问题的方法是将混凝土浇筑在钢筋骨架外面，这样建筑的强度就可以抵御大风或地震了。而在骨骼中的磷灰石内部，也包裹着由胶原蛋白构成的“钢筋”——一种强度巨大且富有弹性的蛋白质，给你的跟腱和韧带安上弹簧的也是它们。磷灰石与胶原蛋白结合之后，将你的骨骼打造成兼具强度与韧性的构架，从而让你可以拉拽、搬动或击打各种东西而不会骨折。

更仔细观察你的指骨表面，你会发现它其实是蜂窝状的，分布着微型的空腔、通道和管道，而且密质骨中看上去是固体的物质上其实却很潮湿，事实上，骨骼总重的20％到30％都是水。作为一种不可压缩的液体，广泛分布的水可能也是增强骨骼抗震性能的因素。

在你出生的时候，你的骨骼多数是由软骨组成而非磷灰石。这其实非常合理，因为软骨主要由蛋白质和水构成，比成熟的骨骼更有弹性，这样在你通过产道的时候就会更容易。人体的骨骼完全硬化需要到20岁左右才能完成。

软骨到硬骨的转化过程，需要动用数百万的细胞发挥它们的“采石术”，从食物中提取钙原子和磷原子，并将它们填充到蛋白纤维的空间里。哺乳期的婴儿获取这些原料的来源是母乳，其中有一些含磷的酪蛋白与磷酸钙形成的细小悬浮颗粒。这些颗粒的直径正好可以通过人们所熟知的丁达尔散射现象散射蓝光，因此乳汁在撇去其中的脂肪后会发出微弱的蓝光。不断生长的骨骼中，蛋白纤维会继续给新的磷灰石结晶提供沉积位置，而它们生长的方向也映射出骨骼一些特殊部位最常遇到的压力。

晶格逐渐固化之时，勤劳工作的骨骼细胞发现它们被困住了。但这并非像监禁那样，但确实是重要的转变，它们从此有了“监护人”——每一个细胞继续生活在独立的小室中，跟家一样温馨。骨骼上的管道让血管离得足够近，从而向骨骼提供食物、水和其他“建筑材料”，并带走废弃物；腔室之间的通道中分布着神经元，可以帮助骨骼细胞与身体其他部位或相互之间传递信息。

一旦你的手指惹上结构性麻烦，你的骨骼细胞都会做好反应的准备。如果发生骨折，它们会用一种易于移动的磷灰石帮助伤口愈合，也就是所谓的“编织骨”，随后会被强度更高的磷灰石与胶原蛋白组成的“胶合板”所替代。扭伤和脱臼会使嵌入骨骼的细胞发生扭曲，并告诉它们需要加强对环境的反应，以防再出现类似的压力。而当哺乳期的母亲需要满足母乳对钙磷的更多需求时，她的骨细胞还会从骨骼中提取这些元素，以补充食物中的不足。

骨骼的活性特征使得每个人的骨头都是独一无二的，你的生活习惯也会在骨骼构造中得到反映。例如跑步者在运动时，脚底板与跑道之间会产生冲击，而肌肉也会拉伸足骨、胫骨和腿骨，因此他们腿部的磷灰石与胶原蛋白排列也会变得更为特殊，以抵抗这些外力的作用。骨骼海绵状的内部结构也可以重新构建，用于抵抗跑步带来的外力冲击，同时长骨骨壁也会增厚，从而提供更高的强度。由于蹲在冲浪板上产生的压力，冲浪运动员常常会在膝盖以下的胫骨位置形成“冲浪瘤”。网球运动员握拍的那只手臂，臂骨也会比另一只胳膊更强健，此外一项发表于《美国运动医学杂志》的研究称，军队新兵在服役前经常打篮球的，不太容易在基础训练期间出现胫骨骨折。这个过程反过来也是成立的，例如宇航员在太空中处于失重状态，骨骼强度就会下降。

其实这看上去还蛮奇怪的，因为构成活性骨骼的成分跟石头并无太大差别。你当然不会将单纯一副骨架就称之为人，但你也绝不会认为那只是一堆人形的矿物质。可以说，它模糊了生命与非生命之间的界限。