分类选择: 产品分类一 产品分类二 产品分类三 产品分类四 产品分类五
一个细胞能有多大?
作者:佚名    所属栏目:【产品分类三】    时间:2023-09-29

在多数人的印象里,细胞总是微小的事物,单细胞生物也很少长得很大。对此最常见的解释是体积越大,单位质量相对的单位表面积就越小,与外界的物质交换就越困难。

如果细胞不论长得多大都是一个形状,那这个理论的确非常正确,但在真实的自然界,一个巨型细胞有的是办法扩大自己的相对表面积。

于是在本期混乱博物馆里,我们看到了许多奇形怪状的巨型细胞。


https://www.zhihu.com/video/875454110835544064


以下为视频文字稿:

仅就目前已知的所有生物,细胞是它们结构和功能的基本单位——这给我们留下了这样一种印象:细胞很微小。
这在绝大多数情况下是正确的观念,但是例外的情况也很多,有些案例还会令我们非常意外。
首先的,很多人会想到鸟类未受精的卵是个很大的细胞,因此将鸵鸟蛋看作世界上最大的细胞——这未免太牵强了,鸟卵里真正的细胞是卵黄上的受精卵,尺寸仍在毫米以下,蛋黄、蛋清和蛋壳的真正身份是雌鸟的分泌物。
另一个不那么牵强的挑战者是植物的蛋,或者说种子:种子植物普遍拥有胚乳,它最初与卵细胞同源,是大孢子母细胞的后代,在被子植物身上,它来自这对极核受精的产物。
椰子是世界上最大的种子,我们平常喝的椰汁就是它的胚乳,而且是一种特殊的胚乳:胚乳的细胞核分裂很快,在初期来不及形成各自的细胞膜,会形成一个含有众多细胞核的巨大细胞,椰汁就是这个细胞的细胞质和细胞核——但考虑到这只是发育中的过渡状态,我们更倾向于将它看作没有分裂的多个细胞。
像这样一个细胞膜包裹多个细胞核的情形,我们称为合胞体(Syncytium),它在很大程度上解释了为什么大多数细胞都很小:体积越大,单个细胞核所能顾及的细胞质比例就越少,新陈代谢的效率就越低。
但是在多细胞生物中,很多生理功能偏偏就需要很大的单个细胞——就以人体来说,骨骼肌收缩需要很长的肌纤维,神经信号传导需要很长的突触——为了解决这种问题,我们也的确进化出了一种通用办法:又细又长。
骨骼肌的细胞是一根极长的细丝,其中每隔一段距离就安排一个细胞核,供养内部绵长的肌动蛋白,我们大腿内侧的缝匠肌长度可达半米,这就意味着半米长的肌肉细胞。
而神经元精密的功能不允许多个细胞核,动物门就在神经元周围包裹了大量的胶质细胞,外部营养神经元——谣言说大脑只开发了10%,就是因为大脑中有90%的细胞都是胶质细胞,没有思维功能。
在一种许旺细胞的包裹下,脊椎动物周围神经的一个轴突可以长以米记,对于蓝鲸来说,这个神经元可以从大脑延伸至尾部,长达25米,对于史前的蜥脚恐龙来说,它们喉返神经中的神经元还会更长。
离开动物界,我们还会看到一些更加强大的单个细胞,比如变形虫界是动物界和真菌界的基底旁支,在很多地方拥有我们两者的共同特点。黏菌是其中最复杂的类群,其中很大一部分就是一个巨大的合胞体,但要比椰子的胚乳统一得多:这团原生质体能不断脉络分支,蔓延四周,并且像神经网络一样对刺激作出反应,当它遇到食物,就会包裹上去吃掉它——这个细胞虽然未必有多么巨大,但是相当聪明,能学会走迷宫。
而在植物界,线粒体和叶绿体在细胞内部构成了足够的物质循环,因此出现了一些更加优秀的例子:绿藻门是植物界基底的类群,其中有许多巨型单细胞植物,比如球法囊藻(Ventricaria ventricosa)只有一个直径可达2厘米以上的珍珠或者葡萄般的大型合胞体细胞,但是细胞壁非常坚固,一般的鱼类都咬不动它。
同样常见的硬毛藻和管枝藻也有类似的结构。而羽藻纲的蕨藻科拥有一些更加复杂的巨大细胞:它们的合胞体单细胞会不断分支,长出类似根茎叶的凸起,最后高可达30厘米,绵延可达数米——就体积和质量而言,它们很有可能是世界上最大的细胞。
最后要提及一种非常重要的单细胞藻类:绒枝藻目的伞藻生活在浅海中,在细胞底部伸出根一样的突起,上方伸出一个柄,长出形状各异的伞盖,高可达10厘米——与前面几种绿藻不同的是,这样巨大的一个细胞竟然只有一个细胞核,恒定地藏在细胞底部,以它为材料,我们用嫁接的方法证明了一个基本概念:遗传物质存在于细胞核,而不是细胞质。
网站首页 关于我们 耀世动态 耀世注册 耀世登录 联系我们

电话:400-123-4567      手机:13800000000
E-mail:admin@youweb.com      联系人:张生
地址:广东省广州市天河区88号

Copyright © 2012-2018 耀世娱乐-耀世注册登录官方入口 版权所有      琼ICP备xxxxxxxx号

扫一扫  关注微信

平台注册入口