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為什么植物細胞都有細胞壁,動物細胞卻沒有?這背后有什么秘密?

其實,動物之所以沒有細胞壁,是因為動物界把所有含有細胞壁的生物都清理出了動物界。這是分類學給出的答案。但從底層邏輯上,我們依舊可以思考一下,為什么植物細胞有細胞壁,而動物沒有細胞壁呢?

為什么植物細胞都有細胞壁,動物細胞卻沒有?這背后有什么秘密?

植物為什么有細胞壁

根據牛頓的工作方法,在研究一個事情本質之前,要首先給自己的研究對象下定義,所以我們先下一下植物的定義是什么?

植物,在生物學的分類上是指:有生命的機體,能固定生活以及自養型生物被稱為植物。

為什么植物細胞都有細胞壁,動物細胞卻沒有?這背后有什么秘密?

植物在生長過程中,能夠依靠光合作用生產自己的食物。也就是說,它們不需要像動物一樣掠食來維持生存和繁衍,所以流動性對于它們而言不再是進化的優勢,反而很消耗能量。在演化的過程中,移動這個功能逐漸喪失了,久而久之植物就只能固定在一個地方生存。

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由于植物喪失了移動這個功能,所以植物在演化過程中很容易遭受微生物以及病菌、動物的襲擊,久而久之這些病菌以及微生物會導致自養型植物大面積滅絕。但其中有一小部分植物,由于基因變異,演化出了細胞壁的結構,一般情況下,細胞壁的組成是多糖類的纖維素和半纖維素以及果膠,這些物質通過緊密地編制成一個特定的網格,像是戰士的鎧甲一樣,能夠依靠物理屏障阻礙微生物的入侵,可以幸運地存活下來,并遺傳給下一代。

為什么植物細胞都有細胞壁,動物細胞卻沒有?這背后有什么秘密?

為了對抗動物的啃食,植物們在演化時,往往演化出了有毒、有刺、植株高讓動物無法采食以及 難吃等特征。

比如:桉樹有毒,大多數動物都無法食用桉樹的樹葉。玫瑰有刺,生物在啃食玫瑰時,不會一下子把整株植物都啃食,松樹會散發強刺激性氣味,以驅趕動物們。

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這些植物的智慧們一代代遺傳并保留下來,才成為了今天我們見到的地球模樣。

再者,植物需要進行光合作用才可以存活下來,但在光合作用時,高濃度的碳水化合物溶質會導致水被迅速吸收到細胞當中,既兩側存在過高滲透壓,容易導致細胞膜破裂。

為什么植物細胞都有細胞壁,動物細胞卻沒有?這背后有什么秘密?

多糖形式構成的細胞壁,可以有效降低滲透壓,并像是一個骨架一樣為細胞提供了機械支持,防止細胞破裂,植物才可以存活。

動物之所以沒有細胞壁,是因為動物不需要進行光合作用,身體內不存在高滲透壓環境,因此細胞可以完整地存在。

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除此之外,植物還需要對抗身體內的水分流失。我們知道,植物為了更好的光合作用,會盡可能地生長出更多的枝條和樹葉,并盡可能地展開樹葉,以便吸收陽光。但同時,過多的樹葉也讓植物體內的水分被蒸發,如果植物沒有細胞壁,植物細胞水分會很快被太陽蒸發,導致植物無法在陸地上存活,只能在水中生長。

從這些角度來看,植物之所以擁有細胞壁,是為了要對抗惡劣的環境,同時也是為了適應地球環境。

為什么植物細胞都有細胞壁,動物細胞卻沒有?這背后有什么秘密?

動物為什么沒有細胞壁?

我們知道,動物和植物的區別在于:動物屬于異養生物,不能通過光合作用生產能量。這導致動物們需要很強的流動性,而細胞壁的流動性就不如細胞膜的流動性強。

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還有,動物身體的表面積和植物相比比較小,水分蒸發有限,再加上大多數動物在演化中保留了毛發這一特征,因此水分蒸發的量更小,所以動物不需要細胞壁組織體液的蒸發。

最重要的是,動物在演化過程中,能夠通過移動、拍打、撕咬等方式驅趕體外的寄生蟲以及其他動物的攻擊,不需要依靠細胞壁抵御外界的攻擊。

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總結

植物之所以擁有細胞壁,是因為細胞壁可以抵御微生物、防止水分蒸發過快、以及防止滲透壓過高,撐破細胞。

動物之所以沒有擁有細胞壁,其實是因為動物屬于異養生物,和植物的生長方式不一樣,所以兩者的細胞結構也有些不同。

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