大家好,这里是枫学长,上一讲我们介绍了种群、群落、生态系统和生物圈。但是,如果以个体为起点向下看,又可以考察构成个体的不同层次。有些个体是单细胞生物,对于这些生物而言,个体和细胞的层次就是重合的。而对于多细胞的动物而言,从个体到细胞还会经过系统、器官和组织这些层次。一般而言,动物有系统这个层次,而植物没有系统这个层次。下面来简单地介绍一下这几个层次。
我们前面讲过系统这个概念,但是这里作为生命层次的系统是指,由若干器官组成的完成特定功能的系统。以人体为例,至少可以分为11个系统,其中包括皮肤系统,骨骼系统,肌肉系统,神经系统,循环系统,淋巴和免疫系统,呼吸系统,消化系统,泌尿系统,内分泌系统,生殖系统。其中的每一个系统又是由若干个相关的器官所组成的。比如,神经系统是由脑、脊髓和神经组成的。大致来讲,系统内部的不同器官会协同配合,来完成整个系统的功能。比如,皮肤系统的主要功能就是抵抗外界的环境变化。大多数的病原体,和有害的成分会被抵御在身体之外,这是身体的第一道防线。皮肤系统会分泌一些汗液,蒸发水分,排除一部分多余的无机盐,同时会释放出一些热量。皮肤系统通过对热量、水分和无机盐排放的控制,来配合内部的一些系统,让身体达到稳态。而我们的骨骼系统主要是让我们拥有健壮的,能够支撑身体的骨架。我们走路和吃饭等运动都需要骨骼的参与。如果没有骨骼的存在,无法正常的活动。同时,骨骼的内部有骨髓干细胞的存在,而这些干细胞能够分化成为血细胞和免疫细胞。血细胞参与到循环系统当中,免疫细胞参与到免疫系统当中。其中循环系统主要指的是我们的血管、血液和其中的成分。循环系统能够将消化系统吸收的一些营养物质,运输到组织和细胞的周围。同时,能够将呼吸系统吸收的氧气,运输到组织和细胞的周围。当然细胞也会产生一些排泄的产物,可能是一些毒素,也可能是一些气体分子。这些都可以通过循环系统来进行运输。这些废弃的气体分子,可以通过呼吸系统排放出去。而一些毒素和无用的代谢产物,可以通过泌尿系统排除到我们的体外。通过对这些系统简单地介绍,可以发现,系统和系统之间其实不是相互独立的。而是相互影响,相互作用,互相协调的。完成某一项具体的功能,可能不仅仅需要不同的器官,还需要不同系统之间进行协同。比如,消化食物,这样看起来很简单的一个过程,就需要消化系统,循环系统和内分泌系统等多个系统进行协同。
对于动物而言,每个系统都由许多器官组成。人体最大的器官就是皮肤,而最大的内脏器官是肝脏。刚才说过,皮肤可以保护机体不受到外界环境的干扰。同时,能够通过血管的舒张和收缩,来控制皮肤和外部环境之间的热量交换。通过汗腺,来控制排放水分和盐分,调节内环境当中水分和盐分的含量,保持人体内环境的稳定。同时,皮肤上有很多感受器。能够感受到温度、压力和电刺激的变化。
而人体最大的内脏器官是肝脏。在人体当中肝脏能够分解各种毒素,能够消化细胞产生的一些代谢产物。在我们的印象当中,消化就是消化系统的事情。但是,肝脏对人体的消化来说也是不可或缺的。肝脏可以产生胆汁,胆汁可以帮助分解脂肪。而人体摄入的一些酒精也是通过肝脏来进行消化的。所以,我们平时会说喝酒伤肝。同时,人体在安静的时候,肝脏是产生能量最多的器官。而且在肝脏当中含有肝糖原这种多糖,能够储存一些能量。在需要的时候能够分解为葡萄糖,进而维持血糖的稳定。所以,身体当中的每一个器官的功能,都不是单一的,而是多样的。每个器官可能发挥着不同的主要或者次要的功能。
上面介绍的是动物的系统和器官。但是,植物并没有系统这个层次,直接从器官跳到个体的层次。对于植物而言,只有六种器官组成。根、茎、叶,是植物的营养器官,花,果实和种子是植物的生殖器官。对于植物来说,根部主要是吸收水分和无机盐。同时,分生区的一些细胞会不断的分裂分化。而一旦分裂完成之后,就不会再分裂,而是进行生长变大。从根部吸收的水分和无机盐等营养成分通过筛管运输到茎或者叶片之中,供植物进行利用。而植物叶片的主要功能就是进行光合作用,固定二氧化碳,转化太阳能,合成有机物。就这样,在根茎叶的互相作用下,与环境中的能量和物质进行交换,植物不断的生长。所以,根茎叶是植物的营养器官。
但是,植物除了自己生长之外,还需要把遗传物质传递给下一代。于是大多数的植物就需要开花,来产生配子。比如,在同一株豌豆花上可以产生雄配子和雌配子,也就是精子和卵子。在正常的情况下,产生的雄配子和雌配子会进行结合,形成受精卵。但是对我们人来说,大部分的花只是一种观赏的东西。一般我们真正需要的是果实,比如,苹果,梨子,桃子和李子。但是植物为什么会产生果实呢?看起来果实对植物本身来说,并没有太大的作用。但是,又需要消耗大量能量和物质来产生。其实,果实主要是作为植物的一种传播种子的方式。对于一些动物来说,果实越鲜美,越能够引诱这些动物来进行采摘。对于植物来说,就越能够把果实当中的种子散播到更远的地方。于是,无论是对于动物还是对于植物都是互利互惠的。植物一方面散播了自己的种子,动物一方面吃到了可口的食物。有的种子能够在比较恶劣的环境下保存下来,当遇到合适的环境就萌发,长出新的植株。而有一些种子的传播,需要外界环境来进行推动。蒲公英的种子,跟随着风和气流飘到更远的地方。对于人类来说,种子本身也可能是一种食物。比如,水稻和小麦本身就是种子,而不是果实。
这里为什么植物只有器官,而动物有更加高级的系统层次呢?因为植物只需要在土地中生长,吸收水分和盐分等一些营养物质,进行光合作用,就可以生长发育了。而动物需要运动,就需要对外界环境做出迅速的反应。于是就产生了神经系统、循环系统、骨骼系统等一些帮助运动的系统。动物身上几乎所有的系统,都是为了帮助动物能够很好地适应复杂多变的环境而产生的。因为动物需要运动,需要去获得外界的信息,采取合理的行动,就需要动物的各个系统来配合。但是对于植物来说,它只是待在一个地方吸收营养物质、进行光合作用。所以,它不需要时时刻刻面对复杂的环境。即使环境发生剧烈改变,导致植物死亡,但是它有种子可以保存下来。所以对于植物来说,只需要器官就行了,而无法进化出更加高级的系统这个层次。
到此为止,这一讲的内容就介绍完了,这一讲我们主要介绍了生命系统中的系统和器官。下一讲我们会继续向下看,介绍生命系统中组织和细胞的层次。
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