表皮

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表皮(英語:Cuticle)是生物体的一部分,它是覆盖在生物体表面的非矿物,它坚硬而柔韧,能对生物体提供保护。[1]各种类型的表皮是非同源的,它们的来源、结构、功能和化学组成各不相同。[2][3]

人体解剖学[编辑]

人类指甲基本部分的解剖

人体解剖学中,“表皮”可以指多种结构,但通常用来指皮肤的表皮[1]即外层皮肤。表皮为下层皮肤保持水分,并阻挡环境细菌。[4]

无脊椎动物[编辑]

动物学中,在许多无脊椎动物,特别是蛔虫节肢动物表皮之外,有一个多层结构,这就是无脊椎动物的表皮,它们形成了外骨骼(参见节肢动物的外骨骼英语Arthropod exoskeleton)。蛔虫表皮的主要成分是蛋白质、高度交联的胶原蛋白和被称为“cuticlins”的特殊不可溶性蛋白质,以及醣蛋白脂类[2]节肢动物表皮的主要成分是甲壳素多糖组成的N-乙酰葡糖胺单元,以及蛋白质和油脂。蛋白质和甲壳素是交联的。刚性是蛋白质类型和甲壳素数量的函数。据认为,表皮细胞产生蛋白质,并监测蛋白质加入表皮的时间和数量。[5]通常,在节肢动物的表皮中,能够观察到产生结构色的纳米结构。[3]

植物[编辑]

“无梗玉簪”(Hosta sieboldiana)叶角质层上覆盖着表皮蜡质,使其疏水。水无法浸润表皮,只能形成水珠并滑落,从而将灰尘和可溶解污染物带走。这种自我清洁的性质在技术期刊被称为“ultrahydrophobicity”或“ultralyophobicity”。它更普遍地被称为荷叶效应

植物角质层是由叶子、幼芽和所有其它暴露在空气中的植物器官的表皮细胞产生的保护性、疏水性的蠟狀物質,其主要成分是覆盖着角质胶膜英语Cutan (polymer),功能為减少水分的损失、阻止水和水溶性物质的滲透、與减少病原体侵入。表皮既可以防止植物表面被浸润,亦有助于防止植物表面乾燥,仙人掌旱生植物英语Xerophyte有非常厚的表皮,以便它们在干旱的气候中生存;而生長在海邊的植物也可能有较厚的表皮,以保护它们免受的毒害影响;莲花等水生植物對水的抗性很高,[6]此抗性不單純是蜡状涂层的物理與化学效果,而是其表面的微观結構所致,蓮葉表面充滿蠟質而呈疏水性,且表面的微观结构凹凸不平,有時並呈碎形,水珠與葉面的接觸角很大,无法流入表面的小缝隙中,大大減小了液体和固体表面之间的接触区域,[7]可大幅减少表面的浸润。[8]某些植物的表皮也具有结构色,例如杜若屬Pollia condensata英语Pollia condensata[9]

真菌[编辑]

某些蕈類蕈傘上方有菌絲組成的表皮結構,稱為菌盖皮,其拉丁文名稱為“pileipellis”,其中pilei意指蕈傘,pellis則意指表皮[10]。許多真菌學术语對菌蓋皮的形態作出了更精细的区分與描述,包括表皮狀、毛狀、上皮狀、擬子實層型、柵欄狀與圓孢狀等,可參見“菌盖皮”一文所述。

参考文献[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 Cuticle [表皮] (英语). 
  2. ^ 2.0 2.1 Page, A.P.; Johnstone, I.L. Jm Kramer; D. G. Moerman, 编. The cuticle [表皮] (PDF). The C. elegans Research Community, WormBook. 2007-03-19. doi:10.1895/wormbook.1.138.1 (英语). 
  3. ^ 3.0 3.1 Seago, Ainsley E.; Brady, Parrish; Vigneron, Jean-Pol; Schultz, Tom D. Gold Bugs and Beyond: A Review of Iridescence and Structural Colour Mechanisms in Beetles (Coleoptera) [金甲虫及更多:甲虫彩虹色和结构色机制研究进展(鞘翅目)]. Journal of the Royal Interface. 2008-10-28. doi:10.1098/rsif.2008.0354.focus (英语). 
  4. ^ Del Rosario, Sivy. 25 Fascinating Facts About Fingernails [关于指甲的25个有趣的事实] (英语). 
  5. ^ insect physiology [昆虫生理学]. The McGraw-Hill Encyclopedia of Science of Technology [麦格劳-希尔科技大百科全书] 9. 2007: 233 (英语). 
  6. ^ Quere, D. Fakir droplets, Nature Materials [法基尔水滴,自然材料]. Surface chemistry. 2002, 1: 14 (英语). 
  7. ^ Onda, T.; Shibuichi, S.; Satoh, N.; Tsujii, K. Super-Water-Repellent Fractal Surfaces [超防水分形表面]. 朗缪尔. 1996, 12 (9): 2125–2127. doi:10.1021/la950418o (英语). 
  8. ^ Von Baeyer, H. C. The lotus effect [荷叶效应]. 科学. 2000, (January/February): 12 (英语). 
  9. ^ Vignolini, Silvia; Rudall, Paula J.; Rowland, Alice V.; Reed, Alison; Moyroud, Edwige; Faden, Robert B.; Baumberg, Jeremy J.; Glover, Beverley J.; Steiner, Ullrich. Pointillist Structural Color in Pollia Fruit [Pollia果实中的点状结构色]. 2012-09-10 (英语). 
  10. ^ 埃德蒙·贾格英语Edmund Jaeger. A Source-Book of Biological Names and Terms [生物学名称与术语的来源]. 斯普林菲尔德 (伊利诺伊州): Thomas. 1959. ISBN 0-398-06179-3 (英语).