Pôvod pluricelulárnych organizmov, vlastnosti, funkcie a príklady

mnohobunkový organizmus Je to živá bytosť tvorená viacerými bunkami. Často sa tiež používa viacbunkový pojem. Organické bytosti, ktoré nás obklopujú a ktoré môžeme pozorovať voľným okom, sú mnohobunkové.

Najvýznamnejšou črtou tejto skupiny organizmov je úroveň štrukturálnej organizácie, ktorú majú. Bunky majú tendenciu sa špecializovať na plnenie veľmi špecifických funkcií a sú zoskupené do tkanív. Ako sa zvyšuje komplexnosť, tkanivá tvoria orgány a tieto formy systémy.

Koncepcia je v protiklade s jednobunkovými organizmami, ktoré sa skladajú z jednej bunky. Do tejto skupiny patria okrem iného baktérie, archaea, protozoa. V tejto širokej skupine musia organizmy zhutniť všetky základné funkcie pre život (výživu, reprodukciu, metabolizmus atď.) Do jednej bunky.

index

• 1 Pôvod a vývoj
  • 1.1 Prekurzory mnohobunkových organizmov
  • 1.2 Volvocaceanos
  • 1.3 Dictyostelium
• 2 Výhody toho, že sú mnohobunkové
  • 2.1 Optimálna plocha povrchu
  • 2.2 Špecializácia
  • 2.3 Kolonizácia výklenkov
  • 2.4 Rozmanitosť
• 3 Charakteristiky
  • 3.1 Organizácia
  • 3.2 Bunková diferenciácia
  • 3.3 Tvorba tkaniva
  • 3.4 Látky na zvieratách
  • 3.5 Látky v rastlinách
  • 3.6 Tvorba orgánov
  • 3.7 Tvorba systémov
  • 3.8 Tvorba organizmu
• 4 Vitálne funkcie
• 5 Príklady
• 6 Referencie

Pôvod a vývoj

Multicellularita sa vyvinula v niekoľkých líniách eukaryot, čo viedlo k vzhľadu rastlín, húb a zvierat. Podľa dôkazov sa mnohobunkové cyanobaktérie objavili v ranom štádiu evolúcie a následne sa objavili aj iné mnohobunkové formy, nezávisle v rôznych evolučných líniách..

Ako je zrejmé, prechod z jednej bunky na viacbunkovú entitu sa objavil na začiatku evolúcie a opakovane. Z týchto dôvodov je logické predpokladať, že multicellularita predstavuje silné selektívne výhody pre organické bytosti. Výhody viacbunkovej budú podrobne diskutované neskôr..

Aby sa tento jav dosiahol, muselo sa vyskytnúť niekoľko teoretických predpokladov: adhézie medzi susednými bunkami, komunikácia, spolupráca a špecializácia medzi nimi.

Prekurzory mnohobunkových organizmov

Odhaduje sa, že mnohobunkové organizmy sa vyvinuli z ich jednobunkových predkov asi pred 1,7 miliardami rokov. V tejto predchodnej udalosti, niektoré jednobunkové eukaryotické organizmy tvorili druh viacbunkových agregátov, ktoré sa javia ako evolučný prechod z organizmov bunky na mnohobunkové..

V súčasnosti pozorujeme živé organizmy, ktoré vykazujú tento zoskupovací vzor. Napríklad zelené riasy rodu Volvox spájajú sa so svojimi rovesníkmi, aby vytvorili kolóniu. Predpokladá sa, že v minulosti mal byť predchodca podobný Volvox vznikli súčasné elektrárne.

Zvýšenie špecializácie každej bunky môže viesť k tomu, že kolónia bude skutočným mnohobunkovým organizmom. Na vysvetlenie pôvodu jednobunkových organizmov sa však môže použiť aj iná vízia. Na vysvetlenie oboch smerov použijeme dva príklady zo súčasných druhov.

Volvocaceanos

Táto skupina organizmov sa skladá z bunkových konfigurácií. Napríklad organizmus žánru Gonium pozostáva z plochej "dosky" s približne 4 až 16 bunkami, z ktorých každá má svoj bičík. Pohlavie Pandorinu, Pre svoju časť je to sféra 16 buniek. Nájdeme teda niekoľko príkladov, kde sa počet buniek zvyšuje.

Existujú žánre, ktoré vykazujú zaujímavý model diferenciácie: každá bunka v kolónii má „úlohu“, rovnako ako v organizme. Konkrétne sú somatické bunky oddelené od sexuálnych.

Dictyostelium

Ďalší príklad plurulárnych usporiadaní v jednobunkových organizmoch sa nachádza v rode Dictyostelium. Životný cyklus tohto organizmu zahŕňa sexuálnu a asexuálnu fázu.

Počas asexuálneho cyklu sa solitárna améba vyvíja do rozkladajúcich sa kmeňov, živí sa baktériami a reprodukuje sa binárnym štiepením. V časoch nedostatku potravín sa značný počet týchto améb zjednotí v slizkom tele schopnom pohybu v tmavom a vlhkom prostredí.

Obidva príklady živých druhov by mohli byť možnou indikáciou toho, ako plurilelulárnosť začala v vzdialených časoch.

Výhody sú mnohobunkové

Bunky sú základnou jednotkou života a väčšie organizmy sa zvyčajne javia ako agregáty týchto jednotiek a nie ako jediná bunka, ktorá zväčšuje ich veľkosť..

Je pravda, že príroda experimentovala s relatívne veľkými jednobunkovými formami, ako sú jednobunkové morské riasy, ale tieto prípady sú zriedkavé a veľmi špecifické.

Organizmy jednej bunky boli úspešné v evolučnej histórii živých bytostí. Predstavujú viac ako polovicu z celkovej hmotnosti živých organizmov a úspešne kolonizovali najvzdialenejšie prostredia. Aké výhody však poskytuje mnohobunkový organizmus??

Optimálna povrchová plocha

Prečo je veľký organizmus tvorený malými bunkami lepšie ako veľká bunka? Odpoveď na túto otázku súvisí s plochou povrchu.

Povrch bunky musí byť schopný sprostredkovať výmenu molekúl z bunkového vnútra do externého prostredia. Ak je bunková hmota rozdelená na malé jednotky, povrchová plocha dostupná pre metabolickú aktivitu sa zvyšuje.

Nie je možné udržať optimálny pomer povrchu a hmoty jednoducho zvýšením veľkosti jednej bunky. Z tohto dôvodu je multicellularita adaptívna funkcia, ktorá umožňuje zvýšenie veľkosti organizmov.

špecializácie

Z biochemického hľadiska je mnoho jednobunkových organizmov všestranných a sú schopné syntetizovať prakticky akúkoľvek molekulu založenú na veľmi jednoduchých živinách.

Naproti tomu bunky mnohobunkového organizmu sa špecializujú na rad funkcií a tieto organizmy vykazujú vyšší stupeň zložitosti. Táto špecializácia umožňuje efektívnejšiu funkciu - v porovnaní s bunkou, ktorá musí vykonávať všetky základné životné funkcie.

Okrem toho, ak je ovplyvnená "časť" organizmu - alebo zomrie - nevedie k smrti celého jedinca.

Kolonizácia výklenkov

Mnohobunkové organizmy sú lepšie prispôsobené životu v určitých prostrediach, ktoré by boli úplne neprístupné pre jednobunkové formy.

Medzi najpozoruhodnejšie úpravy patria tie, ktoré umožnili kolonizáciu krajiny. Kým jednobunkové organizmy žijú väčšinou vo vodnom prostredí, mnohobunkové formy dokázali kolonizovať zem, vzduch a oceány..

rozmanitosť

Jedným z dôsledkov formovania viac ako jednou bunkou je možnosť prezentácie v rôznych "formách" alebo morfológiách. Z tohto dôvodu vedie viacfarebnosť k väčšej rozmanitosti organických bytostí.

V tejto skupine živých bytostí nájdeme milióny foriem, špecializované systémy orgánov a vzorce správania. Táto rozsiahla rozmanitosť zvyšuje typy prostredí, ktoré sú organizmy schopné využívať.

Vezmite prípad členovcov. Táto skupina predstavuje obrovskú rozmanitosť foriem, ktorým sa podarilo kolonizovať prakticky všetky prostredia.

rysy

organizácie

Mnohobunkové organizmy sú charakterizované predovšetkým prezentáciou hierarchickej organizácie ich štruktúrnych prvkov. Okrem toho predstavujú embryonálny vývoj, životné cykly a komplexné fyziologické procesy.

Takýmto spôsobom živá hmota predstavuje rôzne úrovne organizácie, kde pri vzostupe z jednej úrovne do druhej nájdeme niečo kvalitatívne odlišné a majú vlastnosti, ktoré neexistovali na predchádzajúcej úrovni. Vyššie úrovne organizácie obsahujú všetky nižšie. Každá úroveň je teda súčasťou vyššieho rádu.

Bunková diferenciácia

Typy buniek, ktoré tvoria mnohobunkové bytosti, sa od seba líšia, pretože syntetizujú a akumulujú rôzne typy molekúl RNA a proteínov..

Robia to bez zmeny genetického materiálu, teda sekvencie DNA. Avšak rozdielne dve bunky sú v tom istom jedincovi, majú rovnakú DNA.

Tento fenomén sa dokázal vďaka sérii klasických experimentov, kde sa jadro plne vyvinutej žabej bunky vstrekne do vajíčka, ktorého jadro bolo odstránené. Nové jadro je schopné riadiť vývojový proces a výsledkom je normálny pulz.

Podobné pokusy sa uskutočnili na rastlinných organizmoch a cicavcoch, pričom sa získali rovnaké závery.

Napríklad u ľudí sme našli viac ako 200 typov buniek s jedinečnými vlastnosťami z hľadiska ich štruktúry, funkcie a metabolizmu. Všetky tieto bunky sú po oplodnení odvodené z jednej bunky.

Tvorba tkaniva

Mnohobunkové organizmy sú tvorené bunkami, ale nie sú náhodne zoskupené, aby vznikli homogénne hmoty. Naopak, bunky majú tendenciu sa špecializovať, to znamená, že plnia špecifickú funkciu v organizmoch.

Bunky, ktoré sú si navzájom podobné, sú zoskupené do vyššej úrovne zložitosti nazývanej tkanivá. Bunky sú držané spolu špeciálnymi proteínmi a bunkovými spojeniami, ktoré vytvárajú spojenia medzi cytoplazmami susedných buniek.

Látky vo zvieratách

U zložitejších zvierat nájdeme rad tkanív, ktoré sú klasifikované podľa funkcie, ktorú plnia, a bunkovej morfológie ich zložiek v: svalovom, epiteliálnom, spojivovom alebo spojivovom tkanive a nervovom.

Svalové tkanivo je tvorené kontraktilnými bunkami, ktoré dokážu transformovať chemickú energiu na mechaniku a sú spojené s funkciami mobility. Sú klasifikované ako kostrové, hladké a srdcové svaly.

Epitelové tkanivo je zodpovedné za obloženie orgánov a dutín. Sú tiež súčasťou parenchýmu mnohých orgánov.

Spojivové tkanivo je najviac heterogénny typ a jeho hlavnou funkciou je súdržnosť rôznych tkanív, ktoré tvoria orgány.

Nakoniec je nervové tkanivo zodpovedné za ocenenie vnútorných alebo vonkajších stimulov, ktoré organizmus prijíma a prekladá do nervového impulzu..

Metazoany majú tendenciu organizovať svoje tkanivá podobným spôsobom. Morské huby alebo pórovce, ktoré sú považované za najjednoduchšie mnohobunkové zvieratá, však majú veľmi osobitnú schému.

Telo špongie je súbor buniek uložených v extracelulárnej matrici. Podpora pochádza z radu drobných hrotov (podobne ako ihly) a proteínov.

Tkaniny v rastlinách

V rastlinách sú bunky zoskupené do tkanív, ktoré spĺňajú špecifickú funkciu. Majú zvláštnosť, že existuje len jeden typ tkaniva, v ktorom sa bunky môžu aktívne deliť, a to je meristematické tkanivo. Zvyšné tkanivá sa nazývajú dospelí a stratili schopnosť deliť sa.

Sú klasifikované ako ochranné tkanivá, ktoré, ako názov napovedá, sú zodpovedné za ochranu tela pred vysychaním a pred akýmkoľvek mechanickým opotrebovaním. Toto je klasifikované ako epidermálne a suberózne tkanivo.

Základné tkanivá alebo parenchým tvoria väčšinu tela organizmu a zaplňujú vnútro tkanív. V tejto skupine nájdeme asimilačný parenchým, bohatý na chloroplasty; do rezervného parenchýmu, typického pre plody, korene a stonky a vedenie solí, vody a prepracovanej miazgy.

Tvorba orgánov

Na vyššej úrovni zložitosti nájdeme orgány. Jeden alebo viac typov tkanív je spojených s vznikom orgánu. Napríklad srdce a pečeň zvierat; a listy a stonky rastlín.

Tvorba systémov

V ďalšej úrovni máme zoskupenie orgánov. Tieto štruktúry sú zoskupené do systémov na koordináciu špecifických funkcií a prácu koordinovaným spôsobom. Medzi najznámejšie orgánové systémy máme tráviaci systém, nervový systém a obehový systém.

Tvorba organizmu

Zoskupením orgánových systémov získame diskrétne a nezávislé telo. Súbory orgánov sú schopné vykonávať všetky vitálne, rastové a vývojové funkcie, aby sa organizmus udržal nažive

Vitálne funkcie

Životne dôležitá funkcia organických bytostí zahŕňa procesy výživy, interakcie a reprodukcie. Viacbunkové organizmy vykazujú veľmi heterogénne procesy v rámci svojich vitálnych funkcií.

Z hľadiska výživy môžeme živé bytosti rozdeliť na autotrofy a heterotrofy. Rastliny sú autotrofné, pretože prostredníctvom fotosyntézy môžu získať vlastnú potravu. Zvieratá a huby musia na druhej strane aktívne prijímať potravu, takže sú heterotrofné.

Reprodukcia je tiež veľmi rôznorodá. V rastlinách a zvieratách existujú druhy schopné pohlavného alebo asexuálneho rozmnožovania alebo prezentujúce obidva spôsoby reprodukcie.

Príklady

Najvýznamnejšími mnohobunkovými organizmami sú rastliny a zvieratá. Každá živá bytosť, ktorú pozorujeme voľným okom (bez potreby použitia mikroskopu), sú mnohobunkové organizmy.

Cicavec, morská medúza, hmyz, strom, kaktus, to všetko sú príklady mnohobunkových bytostí.

V skupine húb existujú aj mnohobunkové varianty, ako napríklad huby, ktoré často používame v kuchyni.

referencie

1. Cooper, G.M., & Hausman, R.E. (2004). Bunka: Molekulárny prístup. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Pôvod mnohobunkových organizmov ako nevyhnutný dôsledok dynamických systémov. Anatomický záznam: Oficiálna publikácia Americkej asociácie anatómov, 268(3), 327-342.
3. Gilbert S.F. (2000). Vývojová biológia. Sinauer Associates.
4. Kaiser, D. (2001). Budovanie mnohobunkového organizmu. Ročný prehľad genetiky, 35(1), 103-123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S.L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Molekulárna bunková biológia . WH freeman.
6. Michod, R.E., Viossat, Y., Solari, C.A., Hurand, M., & Nedelcu, A.M. (2006). Evolúcia v životnej histórii a pôvod multicellularity. Časopis teoretickej biológie, 239(2), 257-272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). O pôvode autonómie: nový pohľad na hlavné zmeny v evolúcii. Springer Science & Business Media.