在動植物體內,組織與器官中的細胞聚集成組。每個器官都由多種不同的組織所組成,而組織中又含有不同類型的細胞,這些細胞通過協作的方式完成生命體生存與繁殖所必需的各項任務。結締組織以大量細胞外基質為特征,這些細胞外基質由相互分離的細胞分泌,可以形成作為機體框架結構的骨組織(例如骨骼、軟骨、肌腱與韌帶)。越複雜的生命體,其細胞數量與複雜程度也越高。從進化的角度來看,這將導致特化細胞的產生,從而應對各種應激狀況的發生,以保證機體存活。在本章中,我們將進一步介紹那些可以幫助生命體保護自身以及對環境做出響應的特化細胞相關案例。
位於表麵的細胞
動植物在細胞聚集與協同運作等方麵具有相類似的特征。生命體的表層均存在著一層起保護作用的細胞。在植物中,這一結構被稱為表皮層,可以分泌出蠟狀塗層或表皮,以幫助植物鎖住水分。對於經曆二次生長的木本植物,其表麵由周皮(通常被稱為樹皮)覆蓋。周皮由木栓細胞構成,可以為植物提供更強的保護作用,使其免受病原體的侵害,並起到隔熱的作用。與植物不同,昆蟲可以產生由幾丁質層組成的外骨骼。幾丁質是一種致密的角質防水物質,可以保護昆蟲,並作為其骨架結構。昆蟲的外骨骼與盔甲相類似,由分節的片塊組成。這些片塊通過膜結構彼此相連,從而賦予昆蟲身體足夠的靈活度,而昆蟲的器官與肌肉則附著在外骨骼的內表麵。對於脊椎動物(含有脊椎的動物)而言,其身體結構由內骨骼構成。在脊椎動物的發育初期,成骨細胞參與了內骨骼的形成。
動物的皮膚與植物的保護細胞層相類似,但具有更高的功能複雜性與靈活度。人體的各部分表麵均由上皮(epithelium)覆蓋。我們可以將這些像步兵一樣的上皮細胞進行外表麵和內表麵的區分——它們每天均會更新,但更新的方式各不相同,取決於其具體行使的功能。