Pirmie daudzšūnu organismi, īpašības, veidošanās un evolūcija



The pirmie daudzšūnu organismi, Saskaņā ar vienu no visvairāk pieņemtajām hipotēzēm viņi sāka grupēties kolonijās vai simbiotiskajās attiecībās. Laika gaitā kolonijas locekļu mijiedarbība sāka sadarboties un bija izdevīga visiem.

Pakāpeniski katrai šūnai tika veikts specializācijas process konkrētiem uzdevumiem, palielinot atkarības pakāpi ar saviem partneriem. Šī parādība bija izšķiroša evolūcijā, ļaujot pastāvēt sarežģītām būtnēm, palielinot to lielumu un pieļaujot dažādas orgānu sistēmas.

Daudzšūnu organismi ir organismi, kas sastāv no vairākām šūnām, piemēram, dzīvniekiem, augiem, dažām sēnītēm utt. Pašlaik ir vairākas teorijas, lai izskaidrotu daudzšūnu būtņu izcelsmi, kas balstīta uz vienšūnas dzīvības formām, kas vēlāk tika grupētas.

Indekss

  • 1 Kāpēc ir daudzšūnu organismi?
    • 1.1 Šūnu lielums un virsmas tilpuma attiecība (S / V)
    • 1.2 Ļoti lielai šūnai ir ierobežota apmaiņas virsma
    • 1.3. Daudzšūnu organisma priekšrocības
    • 1.4. Nepietiekamība būt daudzšūnu organismam
  • 2 Kādi bija pirmie daudzšūnu organismi?
  • 3 Daudzšūnu organismu attīstība
    • 3.1. Koloniālā un simbiotiskā hipotēze
    • 3.2. Syncytium hipotēze
  • 4 Daudzšūnu organismu izcelsme
  • 5 Atsauces

Kāpēc ir daudzšūnu organismi?

Pāreja no vienšūnu uz daudzšūnu organismiem ir viens no aizraujošākajiem un apspriestākajiem jautājumiem biologu vidū. Tomēr, pirms tiek apspriesti iespējamie scenāriji, kas radīja daudzšūnu raksturu, mums jājautā sev, kāpēc ir nepieciešams vai lietderīgi būt organismam, kas sastāv no daudzām šūnām.

Šūnu lielums un virsmas tilpuma attiecība (S / V)

Vidējā šūna, kas ir augu vai dzīvnieku ķermeņa daļa, ir no 10 līdz 30 mikrometriem diametrā. Organisms nevar palielināties, vienkārši paplašinot viena šūnas lielumu, jo ierobežojums, ko rada saikne starp virsmu un tilpumu.

Dažādām gāzēm (piemēram, skābeklim un oglekļa dioksīdam), joniem un citām organiskām molekulām jāievada un jāiziet no šūnas, šķērsojot virsmu, ko norobežo plazmas membrāna..

No turienes tā ir jāizplata visā šūnas tilpumā. Tādējādi lielās šūnās ir zemāka attiecība starp virsmu un tilpumu, ja salīdzinām to ar to pašu parametru lielākās šūnās.

Ļoti lielai šūnai ir ierobežota apmaiņas virsma

Pēc šī pamatojuma mēs varam secināt, ka apmaiņas virsma samazinās proporcionāli šūnu izmēra pieaugumam. Izmantojam kā piemēru 4 cm kubu ar tilpumu 64 cm3 un virsma 96 cm2. Attiecība būs 1,5 / 1.

Turpretī, ja mēs ņemam to pašu kubu un sadalām to 8 kubiņos ar diviem centimetriem, attiecība būs 3/1.

Tādēļ, ja organisms palielina tā lielumu, kas ir izdevīgs vairākos aspektos, piemēram, pārtikas meklējumos, pārvietošanās vai aizbēgt no plēsējiem, ieteicams to darīt, palielinot šūnu skaitu un tādējādi saglabājot piemērotu virsmu apmaiņas procesus.

Priekšrocības būt daudzšūnu organismam

Daudzšūnu organisma priekšrocība pārsniedz vienkāršo izmēru pieaugumu. Daudzskaitlība ļāva palielināt bioloģisko sarežģītību un jaunu struktūru veidošanos.

Šī parādība ļāva attīstīties ļoti sarežģītiem sadarbības ceļiem un komplementaritātes uzvedībai starp bioloģiskajām vienībām, kas veido sistēmu..

Trūkumi, kas saistīti ar daudzšūnu organismu

Neskatoties uz šiem ieguvumiem, mēs atrodam piemērus - kā vairākās sēnīšu sugās - par daudzšūnu zudumu, atgriežoties pie viena šūnu būtņu senču stāvokļa.

Ja sadarbības sistēmas neizdodas starp organisma šūnām, var rasties negatīvas sekas. Ilustratīvākais piemērs ir vēzis. Tomēr ir vairāki veidi, kas vairumā gadījumu spēj nodrošināt sadarbību.

Kādi bija pirmie daudzšūnu organismi?

Daudzu šūnu saknes sākās līdz pat ļoti attālai pagātnei, vairāk nekā pirms 1000 miljoniem gadu, saskaņā ar dažiem autoriem (piemēram, Selden & Nudds, 2012).

Tā kā fosilajos ierakstos pārejas formas ir bijušas slikti saglabātas, par tām ir maz informācijas un par fizioloģiju, ekoloģiju un evolūciju, kas padara sākumposma daudzveidības rekonstrukcijas procesu sarežģītu..

Faktiski nav zināms, vai šīs pirmās fosilijas bija dzīvnieki, augi, sēnītes vai kāda no šīm līnijām. Fosilijas raksturo plaknes organismi ar augstu virsmas / tilpumu.

Daudzšūnu organismu attīstība

Tā kā daudzšūnu organismi sastāv no vairākām šūnām, pirmais solis šī stāvokļa evolūcijas evolūcijā ir šūnu grupēšana. Tas var notikt dažādos veidos:

Koloniālā un simbiotiskā hipotēze

Šīs divas hipotēzes liek domāt, ka sākotnējais daudzšūnu būtņu senčs bija kolonijas vai vienšūnas būtnes, kas izveidoja simbiotiskas attiecības ar otru.

Vēl nav zināms, vai agregāts veidojas no šūnām ar atšķirīgu ģenētisko identitāti (piemēram, biofilmu vai. \ T biofilmu) vai no cilmes un meitas šūnām - ģenētiski identiski. Pēdējā iespēja ir vairāk iespējama, jo saistītajās šūnās tiek novērsti ģenētiskie interešu konflikti.

Būtņu pāreja no vienas šūnas uz daudzšūnu organismiem ietver vairākus soļus. Pirmais ir pakāpeniskais darba dalījums šūnās, kas strādā kopā. Daži veic somatiskas funkcijas, bet citi kļūst par reproduktīvajiem elementiem.

Tādējādi katra šūna kļūst atkarīgāka no kaimiņiem un iegūst specializāciju konkrētā uzdevumā. Atlase labvēlīgi ietekmēja organismus, kas bija grupēti šajās primitīvajās kolonijās, salīdzinot ar tām, kas palika vientuļās.

Mūsdienās pētnieki meklē iespējamos apstākļus, kas noveda pie šo grupu veidošanās, un cēloņus, kas varētu novest pie to atbalstīšanas - vienšūnu formās. Tiek izmantoti koloniālie organismi, kas varētu atcerēties senās hipotētiskās kolonijas.

Syncitio hipotēze

Syncytium ir šūnas, kas satur vairākus kodolus. Šī hipotēze liecina par iekšējo membrānu veidošanos senču sincītumā, ļaujot attīstīt vairākus nodalījumus vienā šūnā..

Daudzšūnu organismu izcelsme

Pašlaik izmantotie pierādījumi liecina, ka daudzšūnu stāvoklis parādījās patstāvīgi vairāk nekā 16 eukariotu līnijās, ieskaitot dzīvniekus, augus un sēnītes..

Jaunu tehnoloģiju, piemēram, genomikas, pielietošana un filogenētisko attiecību izpratne ir ļāvusi mums domāt, ka multicellularity sekoja kopīgam ceļam, sākot ar gēnu, kas saistīts ar pievienošanos, kopīgu izvēli. Šo kanālu izveide nodrošināja komunikāciju starp šūnām.

Atsauces

  1. Brunet, T., & King, N. (2017). Dzīvnieku daudzšūnu izcelsme un šūnu diferenciācija. Attīstības šūna, 43(2), 124-140.
  2. Curtis, H., un Schnek, A. (2008). Curtis. Bioloģija. Ed. Panamericana Medical.
  3. Knoll, A. H. (2011). Sarežģītas daudzšūnu daudzveidības izcelsme. Zemes un planētu zinātņu gada pārskats, 39, 217-239.
  4. Michod, R.E., Viossat, Y., Solari, C. A., Hurand, M., un Nedelcu, A.M. (2006). Dzīves vēstures attīstība un daudzšūnu izcelsme. Teorētiskās bioloģijas žurnāls, 239(2), 257-272.
  5. Ratcliff, W.C., Denisons, R.F., Borrello, M., & Travisano, M. (2012). Eksperimentālā daudzkultūru attīstība. Valsts Zinātņu akadēmijas darbi, 109(5), 1595-1600.
  6. Roze, D., un Michod, R. E. (2001). Mutācija, daudzlīmeņu izvēle un izplatīšanās daudzuma attīstība daudzšūnu izcelsmes laikā. American Naturalist, 158(6), 638-654.
  7. Selden, P., un Nudds, J. (2012). Fosilo ekosistēmu attīstība. CRC Press.