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01 细胞的特性(第4页)

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通过分化,细胞可以聚集形成多细胞组织,并进一步组合成器官,进而形成整个生命体(如人类)。

人体由大约200种不同类型的细胞组成,这些细胞可形成四种主要的组织:上皮组织(皮肤)、结缔组织(血液、骨骼与软骨)、肌肉组织以及神经组织。

细胞的增殖速度大相径庭:快则如**,成年男子的心脏每跳动一次,就会有1000个**生成;慢则如神经细胞,可终生存活而不再分裂。

在我们体内,一些血细胞仅能存活8小时,而红细胞则可以参与血液循环约120天。

作为细胞分化的一个典型例子,不妨来简单了解一下构成我们体表屏障的细胞——角质细胞。

角质细胞是皮肤表面的细胞在经历重大“重构”

(分化)后形成的特殊细胞,其形状呈扁平多边形,主要由角蛋白(与构成指甲、头发与鸟类羽毛的蛋白质相同)构成。

每个角质细胞在体表停留大约一天的时间,随后脱落,并被下面的皮肤细胞取代。

因此,我们每天都会以全新的皮肤细胞来迎接这个世界。

脱落的角质细胞由位于其下侧的原始细胞补充,原始细胞在跨越由24层细胞构成的皮肤层的过程中不断进行细胞分化,直到到达顶端。

顶层的角质细胞在脱落的同时可以有效地除去堆积在体表的细胞碎片、细菌(每平方厘米高达750万个),以及各种试图定植于我们体表的真菌。

一个成年人皮肤的表面积大约为2平方米,而在每平方毫米的皮肤上有1000个角质细胞。

因此,人体每天损失(及替换)的细胞数量大约在20亿个。

60%的家庭灰尘来源于我们所脱落的皮肤细胞,而那些刚好脱落在**的细胞则成为生活在床垫中的上百万个尘螨的食物。

尽管人类身体其他部分的新陈代谢不都是以如此快的速度进行的,但皮肤作为人体最大的器官,可以为我们理解细胞的基本特性——复制、分裂、分化、作为组织的一部分发挥其正常的生理功能,并最终走向死亡,提供一个很好的例子。

单细胞生物简单吗

皮肤细胞作为生命体的一小部分,其生存目的较为单一。

与之形成鲜明对比的是单细胞生物,其个体很小,曾被认为是“简单”

甚至“原始”

的生物,但为了生存,单细胞生物需要寻找食物、适应充满危险的外界环境、实现自我繁殖,并躲避其他生物的捕食。

接下来,我们就来了解一下这些单细胞真核生物是怎样生活的。

原生动物是单细胞动物中最大的一个群体,其中最为人们所熟悉的是阿米巴原虫。

如同狮子追逐斑马,曾有研究者观察到阿米巴原虫追捕草履虫等其他原生动物的现象。

此外,还有一群被称为吸管虫的原生动物更为狡猾,如奇异枝吸管虫,它们不亲自追逐捕食对象,而是将自己吸附于不同物体的表面上,同时伸出它们的触手,等待一些倒霉的原生动物(如草履虫)游近。

当猎物触碰到吸管虫的触手时会立刻瘫痪,其体内物质随即被触手吸入吸管虫体内。

几分钟之内,猎物将变成一具干瘪的外壳。

吸管虫转移猎物内容物的具体机制目前尚不清楚,但其驱动力来源正是吸管虫触手内被称为微管的大型细胞质结构阵列(可参见图6c,微管将于第2章进行介绍)。

在大快朵颐之后,吸管虫可能会开始**。

这个过程需要两只吸管虫的触手彼此相连,进而完成细胞核的互换(吸管虫体内共有一个巨核和三个小核)。

除了吞食与**行为外,奇异枝吸管虫还有另一项神奇天赋。

奇异枝吸管虫通常生活在一种淡水虾——钩虾的鳃板上。

由于钩虾时常需要蜕壳,因此奇异枝吸管虫有被滞留在钩虾空壳上的风险。

如此一来,吸管虫将失去鳃板运动所带来的持续性水流环境以及通过水流送上门来的猎物。

但庆幸的是,奇异枝吸管虫可以分辨出钩虾蜕壳发生的早期阶段(可能通过蜕壳激素介导),并蜕变出一种纤毛结构,这将帮助吸管虫“离家出走”

并找到一块新的鳃板(关于纤毛的相关内容将在第2章中进行描述)。

由此可见,“简单”

的单细胞生物也可以拥有与多细胞生物同样复杂的生活方式。

虽然原生动物和单细胞植物必须与环境相互作用才能得以生存,但它们的感知能力很大程度上受限于细胞膜上的物理化学作用。

与此同时,这些生物也存在一些有趣的特征。

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