DAUGIALĄSTELINIAI ORGANIZMAI: CHARAKTERISTIKOS, FUNKCIJOS IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Akytasis organizmas yra gyva būtybe sudaryta iš kelių ląstelių. Taip pat dažnai naudojamas terminas daugialąstelinis. Organinės būtybės, kurios supa mus ir kurias galime stebėti plika akimi, yra daugialąstelinės.

Ryškiausias šios organizmų grupės bruožas yra jų turimos struktūros lygis. Ląstelės yra linkusios specializuotis atlikti labai specifines funkcijas ir yra sugrupuojamos į audinius. Didėjant sudėtingumui, audiniai sudaro organus, o organai - sistemas.

Gyvūnai yra daugialąsčios būtybės. Šaltinis: pixabay.com

Ši koncepcija prieštarauja vienaląsčių organizmų, sudarytų iš vienos ląstelės, koncepcijai. Šiai grupei priklauso bakterijos, archaja, pirmuonys. Šioje didelėje grupėje organizmai turi sutankinti visas pagrindines gyvybės funkcijas (mitybą, dauginimąsi, medžiagų apykaitą ir kt.) Vienoje ląstelėje.

Kilmė ir raida

Įvairiose eukariotų rūšyse vystėsi daugialypumas, todėl atsirado augalų, grybelių ir gyvūnų. Remiantis įrodymais, daugialąstelinės melsvabakterės atsirado evoliucijos pradžioje, o vėliau kitos daugialąstelinės formos, nepriklausomai, atsirado skirtingose ​​evoliucijos linijose.

Kaip akivaizdu, perėjimas iš vienaląsčio į daugialąstelį darinį įvyko evoliucijos pradžioje ir pakartotinai. Dėl šių priežasčių logiška manyti, kad daugialypumas yra didelis selektyvus pranašumas organinėms būtybėms. Vėliau bus išsamiai aptarti daugialaidžių elementų pranašumai.

Norint gauti šį reiškinį, turėjo būti padarytos kelios teorinės prielaidos: sukibimai tarp kaimyninių ląstelių, ryšys, bendradarbiavimas ir specializacija tarp jų.

Daugialąsčių organizmų pirmtakai

Manoma, kad daugialąsčiai organizmai išsivystė iš jų vienaląsčių protėvių maždaug prieš 1,7 milijardo metų. Šiuo protėvių įvykiu kai kurie vienaląsčiai eukariotiniai organizmai suformavo daugialąsčių agregatų rūšį, kuri, atrodo, yra evoliucinis perėjimas iš ląstelės organizmų į daugialąstelinius.

Šiandien mes stebime gyvus organizmus, kurie demonstruoja tokį klasterių modelį. Pvz., „Volvox“ genties žali dumbliai su savo bendraamžiais susiformuoja kolonijai. Manoma, kad turėjo būti pirmtakas, panašus į „Volvox“, kuris atsirado šių dienų gamyklose.

Padidėjus kiekvienos ląstelės specializacijai, kolonija gali būti tikras daugialąstelinis organizmas. Tačiau paaiškinti vienaląsčių organizmų kilmę galima ir kitu požiūriu. Norėdami paaiškinti abu būdus, naudosime du dabartinių rūšių pavyzdžius.

Voluakėnai

Šią organizmų grupę sudaro ląstelių konfigūracijos. Pvz., Gonium genties organizmą sudaro plokščia „plokštelė“, sudaryta iš maždaug 4–16 ląstelių, kiekviena su savo žiedlapiais. Savo ruožtu Pandorina gentis yra 16 ląstelių sfera. Taigi randame keletą pavyzdžių, kai ląstelių skaičius padidėja.

Yra genčių, pasižyminčių įdomiu diferenciacijos modeliu: kiekviena kolonijos ląstelė, kaip ir organizme, turi „vaidmenį“. Tiksliau, somatinės ląstelės dalijasi iš lytinių ląstelių.

Dictyostelium

Kitas vienagyslių organizmų daugialąsčių susitarimų pavyzdys yra Dictyostelium gentyje. Šio organizmo gyvenimo ciklas apima seksualinę ir aseksualinę fazes.

Aseksualinio ciklo metu vientisa ameba vystosi ant pūvančių rąstų, maitinasi bakterijomis ir dauginasi dvejetainio dalijimosi metu. Maisto trūkumo laikais nemaža šių amebų dalis susisuka į liekną kūną, galintį judėti tamsioje ir drėgnoje aplinkoje.

Abu gyvų rūšių pavyzdžiai galėtų būti galimas požymis, kaip senovėje atsirado daugialąstis.

Privalumai, kad yra daugialąsčiai

Dramblių bandos Serengetyje

Ląstelės yra pagrindinis gyvybės vienetas, o didesni organizmai dažnai pasirodo kaip šių vienetų sankaupos, o ne kaip viena ląstelė, kurios dydis padidėja.

Tiesa, gamta eksperimentavo su palyginti didelėmis vienaląstelėmis formomis, tokiomis kaip vienaląsčiai jūros dumbliai, tačiau šie atvejai yra reti ir labai reti.

Vienaląsčiai organizmai sėkmingai gyvų daiktų evoliucijos istorijoje. Jie sudaro daugiau nei pusę visos gyvų organizmų masės ir sėkmingai kolonizavo pačią ekstremaliausią aplinką. Tačiau kokie yra daugialąsčio kūno pranašumai?

Optimalus paviršiaus plotas

Kodėl didelis organizmas, sudarytas iš mažų ląstelių, yra geresnis nei didelis? Atsakymas į šį klausimą yra susijęs su paviršiaus plotu.

Ląstelės paviršius turi sugebėti tarpininkauti keičiantis molekulėms iš ląstelės vidaus į išorinę aplinką. Padalinus ląstelių masę į mažus vienetus, padidėja turimas metabolinio aktyvumo paviršiaus plotas.

Neįmanoma išlaikyti optimalaus paviršiaus ir masės santykio vien tik padidinus vienos kameros dydį. Dėl šios priežasties daugialypumas yra adaptyvus bruožas, leidžiantis organizmams padidinti jų dydį.

Specializacija

Biocheminiu požiūriu daugelis vienaląsčių organizmų yra universalūs ir geba sintetinti praktiškai bet kurią molekulę, pradedant nuo labai paprastų maistinių medžiagų.

Daugialąsčių organizmų ląstelės, priešingai, yra specializuotos atlikti daugybę funkcijų, ir šie organizmai pasižymi didesniu sudėtingumu. Tokia specializacija leidžia funkcijai atsirasti efektyviau - palyginti su ląstele, kuri turi atlikti visas pagrindines gyvybines funkcijas.

Be to, jei paveikta arba miršta organizmo dalis, tai netampa viso žmogaus mirtimi.

Nišų kolonizavimas

Daugialąsteliai organizmai yra geriau pritaikyti gyvenimui tam tikroje aplinkoje, kuriai vienaląsčiai pavidalai būtų visiškai neprieinami.

Nepaprastiausias adaptacijų rinkinys apima tuos, kurie leido kolonizuoti kraštą. Nors vienaląsčiai organizmai daugiausia gyvena vandeningoje aplinkoje, daugialąstelinės formos sugebėjo kolonizuoti sausumą, orą ir vandenynus.

Įvairovė

Viena iš padarinių, sudarytų iš daugiau nei vienos ląstelės, yra galimybė prisistatyti skirtingomis „formomis“ ar morfologijomis. Dėl šios priežasties daugialypumas reiškia didesnę organinių būtybių įvairovę.

Šioje gyvų būtybių grupėje randame milijonus formų, specializuotų organų sistemų ir elgesio modelių. Ši didelė įvairovė padidina aplinkos, kurią organizmai gali išnaudoti, tipus.

Paimkite nariuotakojų atvejį. Ši grupė pristato nepaprastą formų įvairovę, kuri sugebėjo kolonizuoti praktiškai visas aplinkas.

charakteristikos

Vabalai yra būtybės, turinčios milijonus ląstelių. Šaltinis: flickr.com

Organizacija

Daugiagysliai organizmai visų pirma pasižymi hierarchine jų struktūros elementų struktūra. Be to, jie turi embrioninį vystymąsi, gyvenimo ciklą ir sudėtingus fiziologinius procesus.

Tokiu būdu gyvoji medžiaga apibūdina skirtingus organizacijos lygius, kai kylant iš vieno lygio į kitą mes randame kažką kokybiškai skirtingo ir jis turi savybių, kurių ankstesniame lygyje nebuvo. Aukštesniuose organizacijos lygmenyse yra visi žemesnieji. Taigi kiekvienas lygis yra aukštesnės eilės komponentas.

Ląstelių diferenciacija

Ląstelių, sudarančių daugialąstelines būtybes, rūšys skiriasi viena nuo kitos, nes jos sintetina ir kaupia skirtingų rūšių RNR ir baltymų molekules.

Jie tai daro nepakeisdami genetinės medžiagos, tai yra, DNR sekos. Nesvarbu, kiek skirtingos yra dvi ląstelės tame pačiame individe, jos turi tą pačią DNR.

Šis reiškinys buvo įrodytas atlikus daugybę klasikinių eksperimentų, kai visiškai išsivysčiusios varlės ląstelės branduolys buvo įšvirkštas į kiaušialąstę, kurios branduolys buvo pašalintas. Naujasis branduolys sugeba nukreipti kūrimo procesą, o rezultatas yra normalus buožgalvis.

Panašūs eksperimentai buvo atlikti su augalų organizmais ir su žinduoliais, darant tas pačias išvadas.

Pavyzdžiui, žmonėse randame daugiau nei 200 ląstelių rūšių, turinčių unikalių savybių, susijusių su jų struktūra, funkcija ir metabolizmu. Visos šios ląstelės yra gaunamos iš vienos ląstelės, po apvaisinimo.

Audinių formavimas

Daugialąstelinius organizmus sudaro ląstelės, tačiau jie nėra sugrupuoti atsitiktine tvarka, kad būtų sudaryta vienalytė masė. Priešingai, ląstelės yra linkusios specializuotis, tai yra, jos atlieka specifinę funkciją organizmuose.

Ląstelės, kurios yra panašios viena į kitą, yra sugrupuotos didesnio sudėtingumo lygiu, vadinamu audiniais. Ląstelės yra laikomos kartu specialių baltymų ir ląstelių jungčių, kurios užmezga ryšį tarp kaimyninių ląstelių citoplazmų.

Gyvūnų audiniai

Sudėtingesniuose gyvūnuose randame daugybę audinių, kurie yra klasifikuojami pagal jų atliekamas funkcijas ir jų komponentų ląstelių morfologiją: raumeniniame, epiteliniame, jungiamojoje ar jungiamojoje bei nerviniame audinyje.

Raumenų audinį sudaro susitraukiančios ląstelės, kurios sugeba cheminę energiją paversti mechanine energija ir yra susijusios su judėjimo funkcijomis. Jie skirstomi į griaučių, lygiuosius ir širdies raumenis.

Epitelinis audinys yra atsakingas už organų ir ertmių gleivinę. Jie taip pat yra daugelio organų parenchimos dalis.

Jungiamasis audinys yra labiausiai nevienalytis tipas, o jo pagrindinė funkcija yra skirtingų audinių, sudarančių organus, sanglauda.

Galiausiai, nervinis audinys yra atsakingas už vidinių ar išorinių dirgiklių, kuriuos gauna organizmas, vertinimą ir jų pavertimą nerviniu impulsu.

Metazoanų audiniai paprastai yra išdėstyti panašiai. Tačiau jūrų ar porūšio kempinės - laikomos paprasčiausiais daugialąsčiais gyvūnais - turi labai savitą schemą.

Kempinės kūnas yra ląstelių rinkinys, įterptas į tarpląstelinę matricą. Palaikymas gaunamas iš mažyčių (į adatas panašių) spyglių ir baltymų.

Audiniai augaluose

Augaluose ląstelės yra sugrupuojamos į audinius, kurie atlieka specifinę funkciją. Jie turi savitumą, kad yra tik vienas audinio tipas, kuriame ląstelės gali aktyviai dalintis, ir tai yra meristeminis audinys. Likę audiniai vadinami suaugusiaisiais, ir jie prarado galimybę dalytis.

Jie priskiriami apsauginiams audiniams, kurie, kaip rodo jų pavadinimas, yra atsakingi už kūno apsaugą nuo išsausėjimo ir bet kokio mechaninio susidėvėjimo. Tai skirstoma į epiderminį ir pažandinį audinį.

Pagrindiniai audiniai arba parenchima sudaro didžiąją augalo organizmo dalį ir užpildo audinių vidų. Šioje grupėje randame asimiliacinę parenchimą, kurioje gausu chloroplastų; į atsarginę parenchimą, būdingą vaisiams, šaknims ir stiebams bei druskų, vandens ir išsivysčiusios sulos laidumui.

Organų formavimas

Aukštesnio sudėtingumo lygyje mes randame organus. Organas atsiranda dėl vieno ar kelių rūšių audinių. Pavyzdžiui, gyvūnų širdis ir kepenys; augalų lapai ir stiebai.

Sistemų mokymas

Kitame lygyje turime organų grupavimą. Šios struktūros yra sugrupuotos į sistemas, kad būtų galima atlikti specifines funkcijas ir dirbti koordinuotai. Tarp geriausiai žinomų organų sistemų turime virškinimo, nervų ir kraujotakos sistemas.

Organizmo formavimas

Grupuodami organų sistemas, gauname atskirą ir nepriklausomą organizmą. Organų rinkiniai gali atlikti visas gyvybines funkcijas, augti ir vystytis, kad organizmas išliktų gyvas

Gyvybinės funkcijos

Gyvybinė organinių būtybių funkcija apima mitybos, sąveikos ir dauginimosi procesus. Daugialąsteliniai organizmai vykdo labai nevienalyčius procesus savo gyvybinėse funkcijose.

Kalbant apie mitybą, gyvus dalykus galime suskirstyti į autotrofus ir heterotrofus. Augalai yra autotrofiniai, nes fotosintezės būdu jie gali gauti savo maistą. Tuo tarpu gyvūnai ir grybeliai turi aktyviai gauti maisto, todėl yra heterotrofai.

Reprodukcija taip pat labai įvairi. Augaluose ir gyvūnuose yra rūšių, galinčių daugintis seksualiniu ar aseksualiu būdu arba turinčios abi reprodukcines savybes.

Pavyzdžiai

Mėnulio medūzos. (Aurelia aurita). Autorius: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

Ryškiausi daugialąsčiai organizmai yra augalai ir gyvūnai. Bet kuri gyva būtybė, kurią stebime plika akimi (nenaudodama mikroskopo) yra daugialąsčiai organizmai.

Žinduolis, jūrinė medūza, vabzdys, medis, kaktusas - visa tai yra daugialąsčių būtybių pavyzdžiai.

Grybų grupėje yra ir daugialąsčių variantų, tokių kaip grybai, kuriuos dažnai naudojame virtuvėje.

Nuorodos

1. Cooperis, GM ir Hausmanas, RE (2004). Ląstelė: molekulinis požiūris. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., ir Kaneko, K. (2002). Daugialąsčių organizmų, kaip neišvengiamų dinaminių sistemų padarinių, kilmė. Anatominis įrašas: oficialus Amerikos anatomų asociacijos leidinys, 268 (3), 327-342.
3. Gilbertas SF (2000 m.). Vystymosi biologija. „Sinauer Associates“.
4. Kaizeris, D. (2001). Daugialąsčio organizmo kūrimas. Metinė genetikos apžvalga, 35 (1), 103–123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Molekulinių ląstelių biologija. WH laisvamanis.
6. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., ir Nedelcu, AM (2006). Gyvenimo istorijos raida ir daugialypiškumo kilmė. Teorinės biologijos žurnalas, 239 (2), 257–272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). Dėl autonomijos ištakų: naujas žvilgsnis į svarbiausius evoliucijos pokyčius. „Springer“ mokslo ir verslo žiniasklaida.