Un segundo sistema clasifica las vértebras según la geometría de sus superficies articulares. Las acélicas o anfiplatias poseen ambos extremos relativamente planos y son características de numerosos mamíferos, donde los discos intervertebrales absorben cargas. Las anficélicas presentan ambos extremos cóncavos y aparecen ampliamente entre peces y diversos tetrápodos fósiles; entre ellas puede persistir tejido derivado del notocordio. Las procélicas son cóncavas anteriormente y convexas posteriormente, mientras las opistocélicas presentan la orientación contraria. Estas formas permiten distintos grados y direcciones de movilidad axial.
Las vértebras heterocélicas poseen superficies semejantes a una silla de montar, capaces de combinar estabilidad con movimientos amplios en varias direcciones. Son particularmente conocidas en las vértebras cervicales de muchas aves, cuyo cuello alcanza gran movilidad sin perder resistencia. La distribución de estas configuraciones demuestra que la forma vertebral responde intensamente a locomoción, postura, respiración y transmisión de fuerzas. Por ello, estructuras articulares parecidas pueden aparecer en grupos alejados filogenéticamente mediante convergencia evolutiva, convirtiendo estas categorías en herramientas anatómicas más que en indicadores seguros de parentesco. Desarrollo y diversidad de la columna

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