Az első többsejtű szervezetek eredete, jellemzői, kialakulása és fejlődése



az első többsejtű szervezetek, Az egyik leginkább elfogadott hipotézis szerint a gyarmatokban vagy a szimbiotikus kapcsolatokban kezdtek csoportosulni. Az idő múlásával a kolónia tagjai közötti kölcsönhatások együttműködnek és mindenki számára előnyösek.

Fokozatosan az egyes cellák speciális feladatokra specializálódtak, növelve a partnerekkel való függőség mértékét. Ez a jelenség kulcsfontosságú volt az evolúcióban, lehetővé téve a komplex lények létezését, méretük növelését és különböző szervrendszerek felvételét.

A többsejtű organizmusok több sejtből, például állatokból, növényekből, néhány gombából stb. Jelenleg több elmélet létezik, amelyek megmagyarázzák az egysejtű életformákon alapuló többsejtű lények eredetét, amelyeket később csoportosítottak.

index

  • 1 Miért vannak többsejtű szervezetek?
    • 1.1 A sejtméret és a felületi térfogat arány (S / V)
    • 1.2 Egy nagyon nagy cellának korlátozott cserefelülete van
    • 1.3 A többsejtű szervezet előnyei
    • 1.4 A többsejtű szervezet hiányának hátrányai
  • 2 Melyek voltak az első többsejtű szervezetek?
  • 3 A többsejtű szervezetek fejlődése
    • 3.1 Gyarmati és szimbiotikus hipotézis
    • 3.2 A syncytium hipotézise
  • 4 A többsejtű szervezetek eredete
  • 5 Referenciák

Miért vannak többsejtű szervezetek?

Az egysejtű és többsejtű szervezetek közötti átmenet a biológusok egyik legizgalmasabb és megvitatottabb kérdése. Azonban, mielőtt megvitatnánk a többlépcsősséget előidéző ​​lehetséges forgatókönyveket, meg kell kérdeznünk magunktól, hogy miért van szükség vagy hasznos sok sejtből álló szervezet..

A sejtméret és a felületi térfogat arány (S / V)

Egy növényi vagy állat testének egy átlagos cellája 10 és 30 mikrométer átmérőjű. A szervezet nem tudja növelni a méretét egyszerűen úgy, hogy az egyetlen sejt méretét kiterjeszti a felület és a tér közötti kapcsolat korlátozása miatt.

Különböző gázok (pl. Oxigén és szén-dioxid), ionok és más szerves molekulák kell belépniük és el kell hagyniuk a sejtet, és át kell lépniük a plazmamembrán által határolt felületen..

Innen el kell terjednie a sejt teljes térfogatán. Így a nagy sejtekben a felület és a térfogat közötti viszony alacsonyabb, ha összehasonlítjuk a nagyobb cellák azonos paraméterével.

Egy nagyon nagy cellának korlátozott cserefelülete van

Ezt az érvelést követően arra a következtetésre juthatunk, hogy a cserefelület arányosan csökken a sejt méretének növekedésével. Például használjunk egy 4 cm-es kockát 64 cm-es térfogattal3 és a felület 96 cm2. Az arány 1,5 / 1 lesz.

Ezzel ellentétben, ha ugyanazt a kockát vesszük, és 8 db két centiméterre osztjuk, az arány 3/1 lesz..

Ezért, ha egy szervezet megnöveli annak méretét, ami több szempontból is előnyös, mint például az élelmiszerek keresése, a mozgás vagy a ragadozók számára történő menekülés, előnyösebb a sejtek számának növelése, és így a megfelelő felület fenntartása a következőkre: folyamatok.

A többsejtű szervezet előnyei

A többsejtű szervezet előnyei túlmutatnak a puszta méretnövekedésen. A többsejtűség lehetővé tette a biológiai komplexitás és az új struktúrák kialakulását.

Ez a jelenség lehetővé tette a rendkívül kifinomult együttműködési utak fejlődését és a rendszert alkotó biológiai entitások közötti komplementaritási viselkedést..

Hátrányai a többsejtű szervezetnek

E kedvezmények ellenére a többsejtűség elvesztésének példáit - mint a számos gombatípus esetében - találunk, amelyek visszatérnek az egysejtű lények ősi állapotához..

Amikor az együttműködési rendszerek meghiúsulnak a szervezet sejtjei között, negatív következmények keletkezhetnek. A legjellemzőbb példa a rák. Ugyanakkor többféle módon sikerül biztosítani az együttműködést.

Mik voltak az első többsejtű szervezetek?

Néhány szerző szerint a többsejtűség kezdete nagyon távoli múltra, több mint 1000 millió évvel ezelőttre vezethető vissza (például Selden & Nudds, 2012).

Mivel az átmeneti formák gyengén konzerváltak a fosszilis rekordban, keveset tudunk róluk és a fiziológiáról, az ökológiáról és az evolúcióról, ami megnehezíti a kezdeti multicellularitás rekonstrukciójának kidolgozását..

Tény, hogy nem ismert, hogy ezek az első fosszíliák állatok, növények, gombák vagy ezek bármelyike. A fosszíliákat sík organizmusok jellemzik, magas felületi / térfogatúak.

A többsejtű szervezetek fejlődése

Mivel a többsejtű szervezetek több sejtből állnak, ennek az állapotnak az evolúciós evolúciójának első lépése a sejtek csoportosítása. Ez különböző módon történhet:

Gyarmati és szimbiotikus hipotézis

Ez a két hipotézis azt sugallja, hogy a többsejtű lények eredeti ősei gyarmatok vagy egysejtű lények voltak, amelyek szimbiotikus kapcsolatot alakítottak ki egymással.

Még nem ismert, hogy az aggregátum keletkezett-e differenciált genetikai identitású sejtekből (mint például biofilm vagy biofilm) vagy szár- és leánysejtekből - genetikailag azonosak. Az utóbbi lehetőség sokkal inkább lehetséges, mivel a kapcsolódó sejtekben elkerülhető a genetikai összeférhetetlenség.

Az egysejtből és a többsejtű szervezetekből álló lények átmenete több lépést is tartalmaz. Az első a munkák fokozatos megosztása az együttműködő cellákon belül. Egyesek szomatikus funkciókat vesznek igénybe, míg mások a reproduktív elemek.

Így minden sejt jobban függ a szomszédjaitól, és egy adott feladatra specializálódást szerez. A kiválasztás előnyben részesítette azokat a organizmusokat, amelyeket ezekbe a primitív telepekbe csoportosítottak a magányos maradványok fölött.

Napjainkban a kutatók keresik azokat a lehetséges feltételeket, amelyek e csoportok kialakulásához vezettek, és azokat az okokat, amelyek az egysejtű formákkal szemben előnyben részesíthetik őket. Gyarmati organizmusokat használnak, amelyek emlékezhetnek az ősi hipotetikus telepekre.

Syncitio hipotézis

A syncytium egy olyan sejt, amely több magot tartalmaz. Ez a hipotézis egy belső membránok kialakulását sugallja egy ősi szinuszitumban, amely lehetővé teszi több rekesz kialakítását egyetlen sejten belül.

A többsejtű szervezetek eredete

A jelenleg használt bizonyítékok azt mutatják, hogy a többsejtű állapot több mint 16 eukarióta vonalban, beleértve az állatokat, a növényeket és a gombákat, függetlenül jelent meg..

Az új technológiák, például a genomika alkalmazása és a filogenetikai kapcsolatok megértése lehetővé tette számunkra, hogy azt sugalljuk, hogy a többsejtűség egy közös utat követett, kezdve a tapadáshoz kapcsolódó gének együttes kiválasztásával. E csatornák létrehozása kommunikációt eredményezett a sejtek között.

referenciák

  1. Brunet, T., és King, N. (2017). Az állati multellellularitás és a sejt differenciálódás eredete. Fejlődési sejt, 43(2), 124-140.
  2. Curtis, H., és Schnek, A. (2008). Curtis. biológia. Ed. Panamericana Medical.
  3. Knoll, A. H. (2011). A komplex többsejtűség többszörös eredete. A Föld és a Földtudományi Tudományok éves felülvizsgálata, 39, 217-239.
  4. Michod, R. E., Viossat, Y., Solari, C. A., Hurand, M., és Nedelcu, A.M. (2006). Az élet történetének alakulása és a többsejtűség eredete. Elméleti biológia folyóirat, 239(2), 257-272.
  5. Ratcliff, W.C., Denison, R.F., Borrello, M., és Travisano, M. (2012). A többsejtűség kísérleti fejlődése. A Nemzeti Tudományos Akadémia eljárása, 109(5), 1595-1600.
  6. Roze, D. és Michod, R. E. (2001). Mutáció, többszintű kiválasztás és a szaporodási méret alakulása a többsejtűség eredete során. Az amerikai naturalista, 158(6), 638-654.
  7. Selden, P. és Nudds, J. (2012). A fosszilis ökoszisztémák fejlődése. CRC Nyomja meg.