皮膜

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  皮膜(integumen),被覆在人和动物体外面直接与外界相接触的皮肤(或被膜)及其附属结构,如毛、羽、鳞片、角皮、腺体等的总称。又称皮膜系统

  皮膜主要功能是保护动物免受外环境的机械或化学的损伤,防止病原体的侵入,防止体液的散失,此外,还可与外环境进行选择性的物质交换,参与代谢、感受外界刺激、调节体温(恒温动物)等。皮膜还与运动和行为有关,皮膜的颜色与图形常成为御敌的保护色或警戒色;皮肤腺散发的气味也常常构成动物个体间或不同性别之间联系的信息。

  多细胞无脊椎动物的皮膜完全起源于外胚层。脊椎动物(包括人类)的表皮起源于外胚层,真皮起源于中胚层和间充质。表皮的发生早于真皮。皮膜的结构与功能随种系进化,而经历了由简单到复杂的发展过程。

  无脊椎动物的皮膜 ①原生动物。由细胞的质膜及其衍生物构成。有的只是一薄层质膜,有些分化形成较复杂的3层膜结构。②多细胞无脊椎动物。水生的或在潮湿陆地生活的一些种类的皮膜只由单层上皮细胞形成。但大多数陆生的或一些水生的种类则由单层细胞的表皮及其分泌的角皮或其他非细胞成分构成。

  头索动物的皮膜 代表由无脊椎动物向脊椎动物的过渡。如文昌鱼表皮只有一层柱状上皮细胞,表面有角皮层。但表皮下已具有胶样结缔组织形成的真皮。

  脊椎动物的皮膜 由最低等的圆口类开始,皮膜都由表皮和真皮构成的皮肤及其衍生物构成。表皮由单层上皮变为复层上皮。真皮在表皮下,由结缔组织形成,起着支持、营养表皮和联系表皮与皮下组织的作用。皮肤结构随着对生活环境与生活方式的适应与进化,变得更加复杂和具有更多方面的功能,由表皮和真皮产生的衍生物也更加多样和复杂,其中有许多种腺、鳞片、爪、甲、蹄、羽、毛、犄角等,并无例外的都有色素细胞分布在表皮、真皮或其衍生物中。皮膜的功能除了支持和保护内部软组织的作用外,还参与感受外界刺激;物质转运;体温调节;营养存储;运动;体表的色彩、装饰等方面的活动。

  ①圆口类。表皮为复层上皮,但表面仍有角皮层。表皮中只有3种单细胞腺。真皮是规则致密结缔组织,其中有丰富的血管、神经和黑色素细胞。

  ②鱼类。除单细胞腺外,已具有单泡状的多细胞皮肤腺,分布在表皮或陷入真皮中。鱼类体表还覆盖着主要由真皮衍生的鳞片(齿鳞、楯鳞、硬鳞、圆鳞和栉鳞)。鱼类真皮较厚,表层为含有鳞片的疏松结缔组织,深层为致密结缔组织。各种色素细胞分布在真皮中,使鱼类皮膜色彩丰富。

  ③两栖类。现存两栖类皮膜无鳞等保护装置,表皮的表层细胞首次出现适应陆地生活的角质层。生活在水中的有尾类,有的只有足部皮肤表层细胞角质化,身体其他部位仍只有角皮。即使陆生的,其角化程度也较轻,但与角质化相联系的蜕皮现象已经出现。皮肤裸露,皮肤腺为多细胞粘液腺和浆液腺,多位于真皮中以导管通到体表。粘液腺分泌的粘液,使皮肤保持滋润,对皮肤呼吸有重要意义。浆液腺分泌有毒性的乳白色液,又称毒腺,起保护作用。两栖类真皮层厚,表层为疏松结缔组织构成的海绵层,深层为致密层。真皮中的色素细胞与鱼类相似,使体表色彩斑斓。两栖类的皮肤在呼吸中起重要作用。

  ④爬行类。皮肤高度角质化,腺体少,皮肤干燥,全身被覆角质鳞或真皮骨板。爬行类因表皮角化程度深,蜕皮特别明显。爬行类皮肤腺少,局限于一定部位。但出现了与生殖活动和蜕皮有关的腺体,如股腺、气味腺等。真皮比较薄,由致密结缔组织构成,色素细胞多分布在真皮的表层。多种蛇和一些蜥蜴的皮肤具有鲜艳的彩色图形,形成保护色或警戒色。

  ⑤鸟类。被覆羽被,羽毛与爬行类角质鳞同源,系适应飞翔的变异。鸟羽有正羽、羢羽和毛羽之分。鸟羽只着生在体表一定的区域,叫羽区,无羽毛的部位叫裸区。羽毛的颜色不是由色素细胞直接呈现的,而是由分布在表皮深层和真皮中的色素细胞的突起,将色素颗粒转送到羽毛的细胞中的。鸟羽的不同的色素加上羽毛的结构,两者共同产生了丰富多彩的颜色。鸟羽有季节性的更换。鸟类皮肤在羽被覆盖下几乎与空气隔绝,表皮薄而柔软。体现了对飞翔时羽毛的活动与肌肉收缩的适应。鸟类真皮也是较薄的致密结缔组织,羽根插入其中。真皮深层有与羽根部相连的皮肌,可以牵动皮肤和运动羽毛。鸟类皮肤腺最贫乏,只有尾脂腺分布在尾骨背侧,水鸟特别发达,有些鸟类没有尾脂腺。皮肤的衍生物除羽毛和尾脂腺外,还有角质鳞分布在无羽毛的跗蹠部、脚部和喙的基部和眼的周围;喙的角质鞘、距和爪。

  ⑥哺乳类。被毛是哺乳类皮膜独有的特点。毛由表皮和真皮的结缔组织发生,与角质鳞同源。毛的主要功能是保温,保护体表。皮肤表皮的厚薄,因所在的部位有较大的差别。摩擦多的部位无毛,表皮加厚,有些动物的一定部位甚至深度角化。生发层增殖的细胞不断向浅层推移,使表皮保持着较稳定的厚度和层次。一般有毛的皮肤表皮较薄,角质层也很薄。哺乳类的真皮由含大量纤维的致密结缔组织构成。表层为伸入表皮的乳头层,深层为网状层,其中有腺、毛根、毛囊、丰富的神经末梢和血管。哺乳类皮肤和毛的颜色都是由表皮细胞和毛细胞中的不同颜色的色素颗粒(黑、棕、红、黄)的分布形成的。哺乳类的皮肤腺十分发达,多分布在真皮中,主要有皮脂腺、汗腺、气味腺和乳腺。