Wirbelsäule, auch Rückgrat, Wirbelsäule oder Rückgrat genannt, bei Wirbeltieren die vom Hals bis zum Schwanz reichende flexible Säule, die aus einer Reihe von Knochen, den Wirbeln, besteht. Die Hauptfunktion der Wirbelsäule ist der Schutz des Rückenmarks; sie dient auch der Versteifung des Körpers und der Befestigung des Brust- und Beckengürtels sowie vieler Muskeln. Beim Menschen ist eine zusätzliche Funktion die Übertragung des Körpergewichts beim Gehen und Stehen.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Jeder Wirbel besteht bei höheren Wirbeltieren aus einem ventralen Körper oder Zentrum, über dem ein Y-förmiger Neuralbogen liegt. Der Bogen erstreckt sich mit einem Dornfortsatz (Vorsprung) nach unten und hinten, der als eine Reihe von Beulen auf dem Rücken zu spüren ist, und zwei Querfortsätzen, einer auf jeder Seite, die für die Befestigung von Muskeln und Bändern sorgen. Zusammen umgeben das Zentrum und der Neuralbogen eine Öffnung, das Foramen vertebrale, durch das das Rückenmark verläuft. Die Zentren sind durch knorpelige Zwischenwirbelscheiben getrennt, die Stöße bei der Fortbewegung abfedern.
Die Wirbel der niederen Wirbeltiere sind komplexer, und die Beziehungen ihrer Teile zu denen der höheren Tiere sind oft unklar. Bei primitiven Chordaten (z.B. Amphoxus, Neunaugen) versteift eine stabförmige Struktur, das Notochord, den Körper und hilft, das darüber liegende Rückenmark zu schützen. Das Notochord erscheint bei den Embryonen aller Wirbeltiere in dem Raum, der später von den Wirbelkörpern eingenommen wird – bei einigen Fischen bleibt es lebenslang erhalten, umgeben von spulenförmigen Zentrumsorganen; bei anderen Wirbeltieren geht es im entwickelten Tier verloren. Bei den primitiven Chordaten wird das Rückenmark dorsal durch segmentierte Knorpel geschützt – sie sind ein Vorbote der Entwicklung des Neuralbogens der echten Wirbel.
Fische haben Rumpf- und Schwanzwirbel; bei Landwirbeltieren mit Beinen wird die Wirbelsäule weiter in Regionen unterteilt, in denen die Wirbel unterschiedliche Formen und Funktionen haben. Krokodile und Eidechsen, Vögel und Säugetiere weisen fünf Regionen auf: (1) zervikal, im Hals, (2) thorakal, im Brustkorb, der mit den Rippen artikuliert, (3) lumbal, im unteren Rücken, robuster als die anderen Wirbel, (4) sakral, oft zu einem Kreuzbein verschmolzen, das mit dem Beckengürtel artikuliert, (5) kaudal, im Schwanz. Atlas- und Achsenwirbel, die beiden obersten Halswirbel, bilden ein frei bewegliches Gelenk mit dem Schädel.
Die Anzahl der Wirbel in jeder Region und insgesamt variiert je nach Art. Schlangen haben die größte Anzahl, die alle sehr ähnlich aufgebaut sind. Bei Schildkröten können einige Wirbel mit dem Panzer (Carapax) verschmolzen sein; bei Vögeln sind meist alle Wirbel bis auf den Halswirbel zu einer starren Struktur verschmolzen, die im Flug Halt gibt. Die meisten Säugetiere haben sieben Halswirbel; die Variationen in der Halslänge bei verschiedenen Arten sind eher auf die Größe als auf die Anzahl zurückzuführen. Wale zeigen mehrere Spezialisierungen – die Anzahl der Halswirbel kann entweder stark reduziert oder stark erhöht sein, und das Kreuzbein fehlt. Der Mensch hat 7 Hals-, 12 Brust-, 5 Lenden-, 5 verschmolzene Kreuzbein- und 3 bis 5 verschmolzene Schwanzwirbel (zusammen Steißbein genannt).
Die Wirbelsäule ist durch eine variable Anzahl von Krümmungen gekennzeichnet. Bei Vierbeinern ist die Säule in einem einzigen Bogen gekrümmt (der höchste Teil befindet sich in der Mitte des Rückens), der bei der Fortbewegung ähnlich wie eine Bogenfeder funktioniert. Beim Menschen wird diese primäre Kurve durch drei weitere modifiziert: (1) eine sakrale Krümmung, bei der sich das Kreuzbein nach hinten wölbt und hilft, die Bauchorgane zu stützen, (2) eine anteriore zervikale Krümmung, die sich bald nach der Geburt entwickelt, wenn der Kopf angehoben wird, und (3) eine lumbale Krümmung, ebenfalls anterior, die sich entwickelt, wenn das Kind sitzt und geht. Die lumbale Krümmung ist ein dauerhaftes Merkmal nur des Menschen und seiner bipedalen Vorfahren, obwohl eine temporäre lumbale Krümmung bei anderen Primaten in der sitzenden Position auftritt. Die zervikale Krümmung verschwindet beim Menschen, wenn der Kopf nach vorne gebeugt wird, erscheint aber bei anderen Tieren, wenn der Kopf angehoben wird.
Beim Menschen kann die Struktur und Funktion der Wirbelsäule durch bestimmte Krankheiten, Störungen oder Verletzungen beeinträchtigt werden. Beispiele sind Skoliose, Lordose und Kyphose, die Abweichungen von der normalen Wirbelsäulenkrümmung darstellen, degenerative Erkrankungen wie Arthrose und Baastrup-Krankheit (Kissing-Spine-Syndrom) sowie die Tuberkulose der Wirbelsäule (Pott-Krankheit), die durch eine Infektion der Wirbelsäule mit Mycobacterium tuberculosis verursacht wird.