ПРВИ ВИШЕЋЕЛИЈСКИ ОРГАНИЗМИ: ПОРЕКЛО, КАРАКТЕРИСТИКЕ - БИОЛОГИЈА - 2025

На први вишећелијски организми , према једном од највећих прихваћених хипотезе, почели да се групишу у колонијама или у симбиотске односима. Како је вријеме одмицало, интеракције између чланова колоније почеле су бити кооперативне и корисне за све.

Постепено, свака ћелија прошла је процес специјализације за одређене задатке, повећавајући степен зависности од својих пратилаца. Овај феномен је био кључан у еволуцији, омогућавајући постојање сложених бића, повећавајући њихову величину и прихватајући различите системе органа.

Колонијални организми, као што је Волвок, омогућују нам да хипотезирамо о потенцијалним карактеристикама предака вишећелијских организама. Извор: Франк Фок

Вишећелијски организми су организми сачињени од више ћелија - као што су животиње, биљке, неке гљивице итд. Тренутно постоји више теорија којима се може објаснити порекло вишећелијских бића почевши од једноћелијских облика живота који су се касније груписали.

Зашто постоје вишећелијски организми?

Прелаз са једноћелијских на вишећелијске организме једно је од најузбудљивијих и најспорнијих питања међу биолозима. Међутим, пре него што разговарамо о могућим сценаријима који су довели до вишећеличности, морамо се запитати зашто је неопходно или корисно бити организам састављен од многих ћелија.

Величина ћелије и однос површине и запремине (С / В)

Просечна ћелија која је део тела биљке или животиње мери у пречнику између 10 и 30 микрометара. Организам не може порасти у величини једноставним повећањем величине једне ћелије због ограничења које намеће однос површине и запремине.

Различити гасови (као што су кисеоник и угљен диоксид), јони и други органски молекули морају да уђу и напусте ћелију, прелазећи преко површине која је ограничена плазма мембраном.

Одатле се мора ширити по целом обиму ћелије. Према томе, однос између површине и запремине је мањи у великим ћелијама, ако га упоредимо са истим параметром у већим ћелијама.

Веома велика ћелија има ограничену површину за размену

Слиједом овог резоновања, можемо доћи до закључка да се површина размјене смањује пропорционално повећању величине ћелије. Узмимо за пример коцку од 4 цм, запремине 64 цм ³ и површине 96 цм ² . Однос ће бити 1,5 / 1.

Супротно томе, ако узмемо исту коцку и поделимо је на 8 коцка од два центиметра, однос ће бити 3/1.

Из тог разлога, ако организам повећа своју величину, што је корисно из више аспеката, као што је потрага за храном, локомоција или бјежање предатора, пожељно је да то учините повећањем броја ћелија и на тај начин одржавањем животиње одговарајуће површине. процени размене.

Предности бити вишећелијски организам

Предности постојања вишећелијског организма превазилазе пуко повећање величине. Вишећелијска способност омогућила је повећање биолошке сложености и стварање нових структура.

Ова појава омогућила је еволуцију високо софистицираних путева сарадње и комплементарног понашања између биолошких ентитета који чине систем.

Недостаци што је вишећелијски организам

Упркос овим благодатима, налазимо примере - као и код неколико врста гљивица - губитка вишећелијске целине, враћања у претходно стање једноцеличних бића.

Када кооперативни системи заврше између ћелија у телу, могу настати негативне последице. Најочитији пример је рак. Међутим, постоји више начина који, у већини случајева, успевају да обезбеде сарадњу.

Који су први вишећелијски организми?

Почетци вишећеличности сежу у врло далеку прошлост, пре више од милијарду година, према неким ауторима (нпр. Селден & Нуддс, 2012).

Пошто су прелазни облици слабо сачувани у запису о фосилима, мало се зна о њима и њиховој физиологији, екологији и еволуцији, што отежава процес конструисања реконструкције иницијалне вишећеличности.

У ствари, није познато да ли су ти први фосили биле животиње, биљке, гљивице или било које од ових врста. За фосиле је карактеристично да су равни организми, са великом површином / запремином.

Еволуција вишећелијских организама

Како се вишећелијски организми састоје од више ћелија, први корак у еволутивном развоју овог стања требало је да буде груписање ћелија. То се може догодити на различите начине:

Колонијална и симбиотска хипотеза

Ове две хипотезе сугерирају да су првобитни предак вишећелијских бића били колоније или једноћелијска бића која су међусобно успостављала симбиотске односе.

Још није познато да ли је агрегат формиран од ћелија различитог генетског идентитета (као што је биофилм или биофилм) или од матичних и кћерских ћелија - генетски идентичних. Последња опција је могућа, јер се избегавају генетски сукоби интереса у сродним ћелијама.

Прелазак са једноћелијских бића на вишећелијске организме укључује неколико корака. Први је постепена подјела рада унутар ћелија које раде заједно. Неки преузимају соматске функције, док други постају репродуктивни елементи.

Тако свака ћелија постаје више зависна од својих суседа и стиче се специјализације за одређени задатак. Селекцији су погодовали организми који су се у тим раним колонијама удруживали у оне који су остали усамљени.

Данас истраживачи траже могуће услове који су довели до стварања таквих кластера и узроке који би могли довести до њихове користи - насупрот једностаничним облицима. Користе се колонијални организми који могу подсећати на хипотетичке колоније предака.

Синцитиум хипотхесис

Синцицијум је ћелија која садржи више језгара. Ова хипотеза сугерише стварање унутрашњих мембрана унутар синцитијума предака, омогућавајући развој више преграда у једној ћелији.

Поријекло вишећелијских организама

Тренутни докази указују на чињеницу да се вишецелично стање појавило независно у више од 16 линија еукариота, укључујући животиње, биљке и гљивице.

Примјена нових технологија попут геномике и разумијевање филогенетских односа омогућили су сугестију да је вишећелијска слиједила заједничку путању, почевши од кооптације гена везаних за адхеренцију. Стварањем ових канала остварена је комуникација између ћелија.

Референце

1. Брунет, Т., и Кинг, Н. (2017). Поријекло животињске вишећеличности и диференцијација ћелија. Развојна ћелија, 43 (2), 124-140.
2. Цуртис, Х., Сцхнек, А. (2008). Цуртис. Биологија. Панамерицан Медицал Ед.
3. Кнолл, АХ (2011). Вишеструко порекло сложене вишећеличности. Годишњи преглед наука о планети и планети, 39, 217-239.
4. Мицход, РЕ, Виоссат, И., Солари, ЦА, Хуранд, М., и Неделцу, АМ (2006). Еволуција животне историје и настанак вишећеличности. Часопис за теоријску биологију, 239 (2), 257-272.
5. Ратцлифф, ВЦ, Денисон, РФ, Боррелло, М., и Трависано, М. (2012). Експериментална еволуција вишећеличности. Зборник радова Националне академије наука, 109 (5), 1595-1600.
6. Розе, Д., и Мицход, РЕ (2001). Мутација, селекција више нивоа и еволуција величине пропагала током настанка вишећеличности. Амерички природословац, 158 (6), 638-654.
7. Селден, П., & Нуддс, Ј. (2012). Еволуција фосилних екосистема. ЦРЦ Пресс.