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在约5.4亿年前开始的寒武纪时期，一次社交聚会可能类似于一场水下战争游戏——当时所有生命都存在于海洋中，几乎所有生物都会穿着某种外部盔甲，并配有尖刺头盔。昆虫和甲壳类动物的祖先穿着完整的外部骨骼，可能由蛋白质和几丁质的混合物制成，就像现代龙虾的壳一样。海星状生物和软体动物从海水中提取碳酸钙来制造它们的身体盔甲。甚至一种鱼类般的进化死胡同——甲胄鱼，也设法在包裹着鳞片和由真正的骨骼制成的厚重骨板（即富含钙和磷酸盐的矿化软骨）的情况下游泳。
然而，正是在那个时期性情温和的软体动物首先进化出了内部骨骼。蠕虫状生物，如牙形石[参见第75页的“牙齿”]，开始矿化包围它们原始脊髓的软骨，成为最早的脊椎动物。骨质颅骨覆盖物紧随其后，其他具有更广泛的软骨内部骨骼的生物也很快随之而来。由于这些游泳者使用肌肉收缩来推进自身，因此将肌肉锚定在坚固的骨骼上将提供更大的力量。硬化的骨骼也为身体变得更大和多样化提供了更坚实的支架，为它们的本领增加了肢体。
作为关键矿物质，特别是钙的大型且高度敏感的储存库，是骨骼可能在后期进化出的作用，但现在是人类骨骼最重要的功能之一。没有钙，心脏就无法跳动，脑细胞也无法放电，因此骨骼远非惰性，而是在生长和自我破坏之间不断变化，以满足身体的需求并维持自身的结构。称为破骨细胞（“骨骼破坏者”）的细胞会破坏旧的或死亡的骨组织，而成骨细胞（“骨骼生长者”）会产生新的骨细胞。这些细胞协同工作，每年更换大约10%的骨骼。在短期内，如果血液中的钙水平过低，破骨细胞会破坏骨骼以释放矿物质。相反，如果运动产生更大的肌肉，成骨细胞就会开始构建新的骨骼以承受它们的拉力。