Походження, характеристики, функції та приклади багатоклітинних організмів

A багатоклітинний організм Це жива істота, що складається з декількох клітин. Часто використовується також багатоклітинний термін. Органічні істоти, які оточують нас, і які ми можемо спостерігати неозброєним оком, багатоклітинні.

Найбільш помітною особливістю цієї групи організмів є рівень їх структурної організації. Клітини, як правило, спеціалізуються на виконанні дуже специфічних функцій і групуються в тканини. Як ми збільшуємо складність, тканини утворюють органи, і ці форми утворюють системи.

Концепція протиставляється одноклітинним організмам, які складаються з однієї клітини. До цієї групи відносяться бактерії, археї, найпростіші. У цій широкій групі організми повинні ущільнювати всі основні функції для життя (харчування, розмноження, обмін речовин тощо) в одну клітину.

Індекс

• 1 Походження та еволюція
  • 1.1. Попередники багатоклітинних організмів
  • 1.2 volvocaceanos
  • 1.3 Dictyostelium
• 2 Переваги багатоклітинної
  • 2.1 Оптимальна площа поверхні
  • 2.2 Спеціалізація
  • 2.3 Колонізація ніш
  • 2.4 Різноманітність
• 3 Характеристики
  • 3.1 Організація
  • 3.2 Клітинна диференціація
  • 3.3 Формування тканин
  • 3.4 Тканини у тварин
  • 3.5 Тканини в рослинах
  • 3.6 Формування органу
  • 3.7 Формування систем
  • 3.8 Формування організму
• 4 Життєві функції
• 5 Приклади
• 6 Посилання

Походження та еволюція

Багатоклітинність розвинулася в декількох лініях еукаріотів, що призвело до появи рослин, грибів і тварин. Згідно з даними, багатоклітинні ціанобактерії виникли на початку еволюції, а згодом інші багатоклітинні форми з'явилися, незалежно, в різних еволюційних лініях..

Як очевидно, перехід від однієї клітини до багатоклітинної сутності відбувався на початку еволюції і неодноразово. З цих причин логічно припустити, що багатоклітинність представляє сильні вибіркові переваги для органічних істот. Переваги багатоклітинних буде детально обговорено пізніше..

Необхідно було мати кілька теоретичних припущень для отримання цього явища: спайки між сусідніми клітинами, зв'язок, співпраця та спеціалізація серед них.

Попередники багатоклітинних організмів

Підраховано, що багатоклітинні організми розвивалися від одноклітинних предків близько 1,7 млрд. Років тому. У цій родовій події деякі одноклітинні еукаріотичні організми утворили своєрідні багатоклітинні агрегати, які, здається, є еволюційним переходом від організмів клітини до багатоклітинних..

Сьогодні ми спостерігаємо живі організми, які демонструють цю групування. Наприклад, зелені водорості роду Volvox вони співпрацюють зі своїми однолітками, щоб сформувати колонію. Вважається, що в минулому мав бути подібний попередник Volvox що виникли поточні заводи.

Збільшення спеціалізації кожної клітини може призвести до того, що колонія стане справжнім багатоклітинним організмом. Однак інше бачення може бути застосовано і для пояснення походження одноклітинних організмів. Щоб пояснити обидва способи, ми будемо використовувати два приклади з поточних видів.

Volvocaceanos

Ця група організмів складається з конфігурацій клітин. Наприклад, організм жанру Гоній складається з плоскої "пластинки" приблизно від 4 до 16 клітин, кожна зі своїм джгутиком. Стать Пандоріна, Зі свого боку, це сфера з 16 осередків. Таким чином, ми знаходимо кілька прикладів, коли кількість клітин збільшується.

Існують жанри, що демонструють цікаву схему диференціації: кожна клітина в колонії має "роль", як і в організмі. Зокрема, соматичні клітини поділяються від статевих.

Dictyostelium

Інший приклад багатоклітинних механізмів в одноклітинних організмах міститься в роді Dictyostelium. Життєвий цикл цього організму включає статеву та безстатеву фазу.

Під час асексуального циклу одиночна амеба розвивається в розкладаються стовбури, живиться бактеріями і розмножується двійковим поділом. У часи дефіциту їжі значна кількість цих амеб об'єднується в слизьке тіло, здатне рухатися в темному і вологому середовищі.

Обидва приклади живих видів можуть бути можливим показником того, як плюрицеллюлярность почалася у далекі часи.

Переваги багатоклітинного

Клітини є основною одиницею життя, і більш великі організми зазвичай з'являються як агрегати цих одиниць, а не як єдина клітина, що збільшує їх розмір.

Це правда, що природа експериментувала з відносно великими одноклітинними формами, такими як одноклітинні водорості, але ці випадки рідкісні і дуже специфічні..

Організми однієї клітини були успішними в еволюційній історії живих істот. Вони становлять більше половини загальної маси живих організмів і успішно колонізували самі екстремальні середовища. Однак, які переваги дає багатоклітинне тіло??

Оптимальна площа поверхні

Чому великий організм складається з маленьких клітин краще, ніж велика клітина? Відповідь на це питання пов'язана з площею поверхні.

Поверхня клітини повинна бути здатною опосередкувати обмін молекулами з клітинного інтер'єру на зовнішнє середовище. Якщо клітинна маса ділиться на невеликі одиниці, збільшується площа поверхні, доступна для метаболічної активності.

Неможливо підтримувати оптимальне співвідношення поверхні і маси просто шляхом збільшення розміру однієї клітини. З цієї причини багатоклітинність є адаптивною особливістю, що дозволяє збільшити розмір організмів.

Спеціалізація

З біохімічної точки зору багато одноклітинні організми є універсальними і здатні синтезувати практично будь-яку молекулу на основі дуже простих поживних речовин.

Навпаки, клітини багатоклітинного організму спеціалізуються на ряді функцій, і ці організми мають більший ступінь складності. Ця спеціалізація дозволяє функціонувати більш ефективно - порівняно з клітиною, яка повинна виконувати всі основні життєві функції.

Крім того, якщо на «частину» організму впливає - або гине - це не призводить до загибелі всієї особи.

Колонізація ніш

Багатоклітинні організми краще пристосовані до життя в певних середовищах, які були б абсолютно недоступними для окремих клітинних форм.

До найбільш екстраординарних наборів пристосувань належать ті, які дозволили колонізацію землі. Хоча одноклітинні організми живуть переважно у водних середовищах, багатоклітинні форми зуміли колонізувати землю, повітря і океани.

Різноманітність

Одним з наслідків формування більш ніж однією клітиною є можливість представлення в різних «формах» або морфологіях. З цієї причини багатоклітинність призводить до більшої різноманітності органічних істот.

У цій групі живих істот ми знаходимо мільйони форм, спеціалізовані системи органів і моделі поведінки. Це велике розмаїття збільшує типи середовищ, які організми можуть використовувати.

Візьміть випадок членистоногих. Ця група представляє величезну різноманітність форм, які зуміли колонізувати практично всі середовища.

Особливості

Організація

Багатоклітинні організми характеризуються насамперед шляхом представлення ієрархічної організації їх структурних елементів. Крім того, вони представляють ембріональний розвиток, життєві цикли і складні фізіологічні процеси.

Таким чином, жива речовина представляє різні рівні організації, де, піднімаючись з одного рівня на інший, ми знаходимо щось якісно інше і володіють властивостями, які не існували на попередньому рівні. Вищі рівні організації містять всі нижчі рівні. Таким чином, кожен рівень є складовою вищого порядку.

Диференціація клітин

Типи клітин, що складають багатоклітинні істоти, відрізняються один від одного, оскільки вони синтезують і накопичують різні типи молекул РНК і білків..

Вони роблять це без зміни генетичного матеріалу, тобто послідовності ДНК. Однак різні дві клітини знаходяться в одній особі, вони мають однакову ДНК.

Це явище було доведено завдяки серії класичних експериментів, де ядро ​​повністю розвиненої клітини жаби вводиться в яйце, ядро ​​якого було видалено. Нове ядро ​​здатне керувати процесом розвитку, і в результаті виходить нормальний пуголовок.

Аналогічні експерименти проводилися на рослинних організмах і ссавцях, отримуючи ті ж висновки.

У людини, наприклад, ми виявили більше 200 типів клітин, з унікальними характеристиками з точки зору їх структури, функції та обміну речовин. Всі ці клітини виводяться з однієї клітини, після запліднення.

Формування тканин

Багатоклітинні організми утворені клітинами, але вони не згруповані випадковим чином, щоб дати гомогенну масу. І навпаки, клітини мають тенденцію спеціалізуватися, тобто вони виконують специфічну функцію в організмах.

Клітини, подібні один одному, згруповані в більш високий рівень складності, званий тканинами. Клітини утримуються разом спеціальними білками і клітинними переходами, які утворюють зв'язки між цитоплазмами сусідніх клітин.

Тканини у тварин

У більш складних тварин ми знаходимо серію тканин, які класифікуються відповідно до функції, яку вони виконують, і клітинної морфології їх компонентів: м'язової, епітеліальної, сполучної або сполучної тканини і нервової.

М'язова тканина складається з скоротливих клітин, які здатні перетворювати хімічну енергію в механіку і пов'язані з функціями мобільності. Вони класифікуються як скелетні, гладкі і серцеві м'язи.

Епітеліальна тканина відповідає за вистилку органів і порожнин. Вони також є частиною паренхіми багатьох органів.

Сполучна тканина є найбільш гетерогенним типом, і його основною функцією є зчеплення різних тканин, що входять до складу органів.

Нарешті, нервова тканина відповідає за оцінювання внутрішніх або зовнішніх подразників, які організм отримує і переводить їх в нервовий імпульс..

Метазони, як правило, організовані таким чином. Тим не менш, морські губки або порідні - які вважаються найпростішими багатоклітинними тваринами - мають дуже особливу схему.

Тіло губки являє собою набір клітин, вбудованих у позаклітинний матрикс. Опора походить від серії крихітних спайків (схожих на голки) і білків.

Тканини в рослинах

У рослинах клітини групуються в тканини, які виконують певну функцію. У них є особливість, що існує тільки один тип тканини, в якому клітини можуть активно ділитися, і це меристематична тканина. Решту тканин називають дорослими, і вони втратили здатність до поділу.

Вони класифікуються як захисні тканини, які, як випливає з назви, відповідають за захист тіла від висихання і від будь-якого механічного зносу. Це класифікується як епідермальна і сверхчувствительная тканина.

Основні тканини або паренхіма складають більшу частину тіла рослинного організму, і вона заповнює всередині тканини. У цій групі ми знаходимо асимілирующую паренхіму, багату хлоропластами; до резервної паренхіми, характерної для плодів, коренів і стебел і провідності солей, води і виробленого соку.

Формування органів

На більш високому рівні складності ми знаходимо органи. Один або більше типів тканин пов'язані з породженням органу. Наприклад, серце і печінка тварин; і листя і стебла рослин.

Формування систем

На наступному рівні ми маємо групування органів. Ці структури згруповані в системи з метою узгодження конкретних функцій і роботи. Серед найбільш відомих систем органів ми маємо травну систему, нервову систему і систему кровообігу.

Формування організму

Групуючи системи органів, ми отримуємо дискретний і незалежний орган. Набори органів здатні виконувати всі життєво важливі функції росту і розвитку, щоб зберегти живий організм

Життєві функції

Життєва функція органічних істот включає процеси харчування, взаємодії та відтворення. Багатоклітинні організми демонструють дуже різнорідні процеси в межах своїх життєвих функцій.

З точки зору харчування, ми можемо розділити живі істоти на автотрофи і гетеротрофи. Рослини є автотрофними, оскільки вони можуть отримувати власне харчування шляхом фотосинтезу. З іншого боку, тварини і гриби повинні активно отримувати їжу, тому вони гетеротрофні.

Відтворення також дуже різноманітне. У рослин і тварин є види, здатні відтворюватися статевим шляхом або безстатевим шляхом, або представляти обидві репродуктивні модальності.

Приклади

Найбільш відомими багатоклітинними організмами є рослини і тварини. Будь-яка жива істота, яку ми спостерігаємо неозброєним оком (без необхідності використовувати мікроскоп), є багатоклітинними організмами.

Ссавець, морська медуза, комаха, дерево, кактус, все це приклади багатоклітинних істот.

У групі грибів існують також багатоклітинні варіанти, такі як гриби, які ми часто використовуємо на кухні..

Список літератури

1. Купер Г. М., Хаусман Р. Е. (2004). Клітина: Молекулярний підхід. Медична наклада.
2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Походження багатоклітинних організмів є неминучим наслідком динамічних систем. Анатомічний запис: Офіційна публікація Американської асоціації анатомів, 268(3), 327-342.
3. Gilbert S.F. (2000). Біологія розвитку. Sinauer Associates.
4. Kaiser, D. (2001). Побудова багатоклітинного організму. Щорічний огляд генетики, 35(1), 103-123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Молекулярна клітинна біологія . WH freeman.
6. Michod, R.E., Viossat, Y., Solari, C.A., Hurand, M., & Nedelcu, A.M. (2006). Еволюція історії життя і виникнення багатоклітинності. Журнал теоретичної біології, 239(2), 257-272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). Про виникнення автономії: новий погляд на основні переходи в еволюції. Springer Science & Business Media.