Izvor, značilnosti, funkcije in primeri pluricelularnih organizmov



A večcelični organizem Je živo bitje, sestavljeno iz več celic. Pogosto se uporablja tudi večcelični izraz. Organska bitja, ki nas obkrožajo in ki jih lahko opazujemo s prostim očesom, so večcelična.

Najpomembnejša značilnost te skupine organizmov je raven strukturne organizacije, ki jo imajo. Celice se specializirajo za izpolnjevanje zelo specifičnih funkcij in so združene v tkiva. S povečevanjem kompleksnosti tkiva tvorijo organe, ti pa tvorijo sisteme.

Koncept je v nasprotju z enoceličnimi organizmi, ki so sestavljeni iz ene same celice. Bakterije, arheje, protozoe, med drugim spadajo v to skupino. V tej široki skupini morajo organizmi združiti vse osnovne funkcije za življenje (prehrana, razmnoževanje, metabolizem itd.) V eno samo celico..

Indeks

  • 1 Izvor in evolucija
    • 1.1 Predkurzorji večceličnih organizmov
    • 1.2 Volvocaceanos
    • 1.3 Dictyostelium
  • 2 Prednosti, da ste večcelični
    • 2.1 Optimalna površina
    • 2.2 Specializacija
    • 2.3 Kolonizacija niš
    • 2.4 Raznolikost
  • 3 Značilnosti
    • 3.1 Organizacija
    • 3.2 Celična diferenciacija
    • 3.3 Nastajanje tkiv
    • 3.4 Tkanine pri živalih
    • 3.5 Tkanine v rastlinah
    • 3.6 Ustvarjanje organov
    • 3.7 Oblikovanje sistemov
    • 3.8 Nastanek organizma
  • 4 Vitalne funkcije
  • 5 Primeri
  • 6 Reference

Izvor in evolucija

Večceličnost se je razvila v več rodovih evkariontov, kar je vodilo do pojava rastlin, gliv in živali. Po dokazih so se že v začetku evolucije pojavile večcelične cianobakterije, kasneje pa so se samostojno pojavile druge večcelične oblike v različnih evolucijskih linijah..

Kot je razvidno, se je prehod iz ene celice v večcelično entiteto zgodil zgodaj v evoluciji in večkrat. Zato je logično domnevati, da multicelularnost predstavlja močno selektivno prednost za organska bitja. Kasneje bomo podrobneje razpravljali o prednostih večceličnosti..

Pridobiti je bilo več teoretičnih predpostavk za pridobitev tega pojava: spajanje med sosednjimi celicami, komunikacija, sodelovanje in specializacija med njimi.

Predkurzorji večceličnih organizmov

Ocenjuje se, da so se večcelični organizmi razvili iz svojih enoceličnih prednikov pred približno 1,7 milijarde let. Nekateri enocelični evkariontski organizmi so na tem prednikovem dogodku tvorili nekakšen večcelični agregat, ki se zdi evolucijski prehod iz celic celic v večcelične..

Danes opazujemo žive organizme, ki kažejo ta vzorec združevanja. Na primer, zelene alge iz rodu Volvox povezujejo se s svojimi vrstniki in tvorijo kolonijo. Misli se, da je v preteklosti morala obstajati predhodnik podoben Volvox ki izvirajo iz sedanjih obratov.

Povečanje specializacije vsake celice lahko povzroči, da je kolonija pravi večcelični organizem. Vendar pa lahko uporabimo tudi drugo vizijo, da pojasnimo izvor enoceličnih organizmov. Za razlago v obe smeri bomo uporabili dva primera iz trenutnih vrst.

Volvocaceanos

To skupino organizmov sestavljajo celične konfiguracije. Na primer, organizem žanra Gonium sestoji iz ploske "plošče" približno 4 do 16 celic, od katerih ima vsaka svoj žog. Spol Pandorina, To je krogla 16 celic. Tako najdemo več primerov, kjer se število celic poveča.

Obstajajo žanri, ki kažejo zanimiv vzorec diferenciacije: vsaka celica v koloniji ima "vlogo", tako kot v organizmu. Natančneje, somatske celice so ločene od spolnih.

Dictyostelium

Še en primer večplastnih ureditev pri enoceličnih organizmih najdemo v rodu Dictyostelium. Življenjski cikel tega organizma vključuje spolno in aseksualno fazo.

Med aseksualnim ciklom se samotna ameba razvije v razkrojne debla, hrani se z bakterijami in se razmnožuje z binarno fisijo. V času pomanjkanja hrane se veliko število teh ameb združi v sluzasto telo, ki se je sposobno gibati v temnem in vlažnem okolju..

Oba primera živih vrst bi lahko bila možen pokazatelj, kako se je množična celota začela v daljnih časih.

Prednosti večceličnosti

Celice so osnovna enota življenja in večji organizmi se običajno pojavljajo kot agregati teh enot in ne kot ena celica, ki povečuje njihovo velikost..

Res je, da je narava eksperimentirala z relativno velikimi enoceličnimi oblikami, kot so enocelične morske alge, vendar so ti primeri redki in zelo specifični..

Organizmi ene celice so bili uspešni v evolucijski zgodovini živih bitij. Predstavljajo več kot polovico skupne mase živih organizmov in so uspešno kolonizirali najbolj ekstremna okolja. Kakšne prednosti pa nudi večcelično telo??

Optimalna površina

Zakaj je velik organizem, sestavljen iz majhnih celic, boljši od velike celice? Odgovor na to vprašanje je povezan s površino.

Površina celice mora biti zmožna posredovati izmenjavo molekul iz celične notranjosti v zunanje okolje. Če se celična masa razdeli na majhne enote, se poveča površina, ki je na voljo za presnovno aktivnost.

Nemogoče je ohraniti optimalno razmerje med površino in maso preprosto s povečanjem velikosti posamezne celice. Zato je multicelularnost prilagodljiva lastnost, ki omogoča povečanje velikosti organizmov.

Specializacija

Z biokemičnega vidika so številni enocelični organizmi vsestranski in lahko sintetizirajo praktično vsako molekulo, ki temelji na zelo enostavnih hranilih..

Nasprotno so celice večceličnega organizma specializirane za vrsto funkcij in ti organizmi predstavljajo večjo stopnjo kompleksnosti. Ta specializacija omogoča učinkovitejšo funkcijo - v primerjavi s celico, ki mora opravljati vse osnovne življenjske funkcije.

Poleg tega, če je "del" organizma prizadet - ali umre - ne povzroči smrti celotnega posameznika.

Kolonizacija niš

Večcelični organizmi so bolje prilagojeni na življenje v določenih okoljih, ki bi bili za posamezne celične oblike popolnoma nedostopni.

Med najbolj izrednimi prilagoditvami so tisti, ki so omogočili kolonizacijo zemljišč. Medtem ko enocelični organizmi živijo predvsem v vodnem okolju, so multicelularne oblike uspele kolonizirati zemljo, zrak in oceane..

Raznolikost

Ena od posledic oblikovanja več kot ene celice je možnost predstavitve v različnih "oblikah" ali morfologijah. Zato multicelularnost povzroča večjo raznolikost organskih bitij.

V tej skupini živih bitij najdemo milijone oblik, specializiranih sistemov organov in vzorcev vedenja. Ta velika raznolikost povečuje vrste okolij, ki jih organizmi lahko izkoriščajo.

Vzemite primer artropodov. Ta skupina predstavlja ogromno raznolikost oblik, ki so uspele kolonizirati skoraj vsa okolja.

Funkcije

Organizacija

Za večcelične organizme je značilna predvsem hierarhična organizacija njihovih strukturnih elementov. Poleg tega predstavljajo razvoj zarodka, življenjske cikle in kompleksne fiziološke procese.

Tako živa snov predstavlja različne nivoje organizacije, kjer, ko se vzpenjamo iz ene ravni v drugo, najdemo nekaj kvalitativno drugačnega in ima lastnosti, ki na prejšnji ravni niso obstajale. Višje ravni organizacije vsebujejo vse nižje ravni. Tako je vsaka raven sestavni del višjega reda.

Diferenciacija celic

Vrste celic, ki sestavljajo večcelična bitja, se med seboj razlikujejo, ker sintetizirajo in kopičijo različne vrste molekul in proteinov RNA..

To počnejo, ne da bi spremenili genetski material, to je zaporedje DNK. Kljub temu, da sta v isti osebi različni dve celici, imata isti DNK.

Ta pojav je bil dokazan s serijo klasičnih eksperimentov, v katerih je jedro popolnoma razvite žabje celice injicirano v jajce, katerega jedro je bilo odstranjeno. Novo jedro je sposobno usmerjati razvojni proces, rezultat pa je običajen paglavček.

Podobni poskusi so bili izvedeni na rastlinskih organizmih in sesalcih, pri čemer so bili doseženi enaki sklepi.

Pri ljudeh smo na primer našli več kot 200 tipov celic, z edinstvenimi značilnostmi glede na njihovo strukturo, funkcijo in presnovo. Vse te celice so izpeljane iz ene celice po oploditvi.

Oblikovanje tkiv

Večcelične organizme tvorijo celice, ki pa niso naključno razvrščene, kar povzroči homogeno maso. Nasprotno, celice se običajno specializirajo, to pomeni, da izpolnjujejo določeno funkcijo v organizmih.

Celice, ki so si podobne, so združene v višjo stopnjo kompleksnosti, imenovano tkiva. Celice so združene s posebnimi beljakovinami in celičnimi stiki, ki povezujejo citoplazme sosednjih celic.

Tkanine pri živalih

Pri kompleksnejših živalih najdemo vrsto tkiv, ki so razvrščene glede na funkcijo, ki jo izpolnjujejo, in celično morfologijo njihovih komponent pri: mišičnem, epitelnem, veznem ali vezivnem tkivu in živčnem tkivu..

Mišično tkivo sestavljajo kontraktilne celice, ki lahko spremenijo kemično energijo v mehaniko in so povezane z mobilnostnimi funkcijami. Razvrščene so kot skeletna, gladka in srčna mišica.

Epitelno tkivo je odgovorno za sluznice organov in votlin. So tudi del parenhima mnogih organov.

Vezivno tkivo je najbolj heterogeni tip, njegova glavna funkcija pa je kohezija različnih tkiv, ki sestavljajo organe..

Končno, živčno tkivo je odgovorno za cenitev notranjih ali zunanjih dražljajev, ki jih organizem prejme in jih prevede v živčni impulz..

Metazoani so ponavadi organizirani na podoben način. Vendar imajo morske spužve ali žuželke, ki veljajo za najpreprostejše večcelične živali, zelo posebno shemo.

Telo gobe je niz celic, vgrajenih v zunajcelični matriks. Podpora prihaja iz vrste drobnih konic (podobnih iglicam) in beljakovin.

Tkanine v rastlinah

V rastlinah so celice združene v tkiva, ki izpolnjujejo določeno funkcijo. Imajo posebnost, da obstaja samo ena vrsta tkiva, v katerem se celice lahko aktivno delijo, in to je meristematsko tkivo. Ostali tkivi se imenujejo odrasli in so izgubili sposobnost delitve.

Razvrščajo se kot zaščitna tkiva, ki so, kot že ime pove, odgovorna za zaščito telesa pred izsušitvijo in mehansko obrabo. To je razvrščeno kot epidermalno in suberarno tkivo.

Temeljna tkiva ali parenhim sestavljajo večino telesa rastlinskega organizma in zapolnjuje notranjost tkiva. V tej skupini najdemo asimilacijski parenhim, bogat s kloroplasti; do rezervnega parenhima, značilnega za sadje, korenine in stebla ter za prevajanje soli, vode in izdelanega soka.

Oblikovanje organov

Na višji stopnji kompleksnosti najdemo organe. Eden ali več vrst tkiv je povezanih z nastankom organa. Na primer, srce in jetra živali; in listi in stebli rastlin.

Oblikovanje sistemov

V naslednjem nivoju imamo skupine organov. Te strukture so združene v sisteme za usklajevanje posebnih funkcij in dela. Med najbolj znanimi organskimi sistemi imamo prebavni sistem, živčni sistem in obtočni sistem.

Nastanek organizma

Z združevanjem organskih sistemov dobimo diskretno in neodvisno telo. Sklopi organov so sposobni izvajati vse vitalne, rastne in razvojne funkcije, da ohranijo organizem živ

Vitalne funkcije

Bistvena funkcija organskih bitij vključuje procese prehrane, interakcije in razmnoževanja. Večcelični organizmi v okviru svojih vitalnih funkcij kažejo zelo heterogene procese.

V smislu prehrane lahko živa bitja razdelimo na avtotrofi in heterotrofi. Rastline so avtotrofne, saj lahko s fotosintezo dobijo lastno hrano. Po drugi strani pa morajo živali in glive aktivno pridobivati ​​hrano, zato so heterotrofne.

Reprodukcija je tudi zelo raznolika. V rastlinah in živalih obstajajo vrste, ki se lahko reproducirajo spolno ali aseksualno ali pa predstavljajo oba načina razmnoževanja.

Primeri

Najpomembnejši večcelični organizmi so rastline in živali. Vsako živo bitje, ki ga opazujemo s prostim očesom (brez uporabe mikroskopa), so večcelični organizmi..

Sesalec, morska meduza, žuželka, drevo, kaktus so primeri večceličnih bitij.

V skupini gob so tudi večcelične različice, kot so gobe, ki jih pogosto uporabljamo v kuhinji..

Reference

  1. Cooper, G. M., in Hausman, R. E. (2004). Celica: Molekularni pristop. Medicinska naklada.
  2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Nastanek večceličnih organizmov kot neizogibna posledica dinamičnih sistemov. Anatomski zapis: uradna publikacija Ameriškega združenja anatomov, 268(3), 327-342.
  3. Gilbert S.F. (2000). Razvojna biologija. Sinauer Associates.
  4. Kaiser, D. (2001). Gradimo večcelični organizem. Letni pregled genetike, 35(1), 103-123.
  5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Molekularna celična biologija . WH freeman.
  6. Michod, R.E., Viossat, Y., Solari, C.A., Hurand, M., & Nedelcu, A.M. (2006). Razvoj življenjske zgodovine in izvor večceličnosti. Časopis teoretične biologije, 239(2), 257-272.
  7. Rosslenbroich, B. (2014). O izvoru avtonomije: nov pogled na glavne spremembe v evoluciji. Springer znanost in poslovni mediji.