Pirmieji daugialąsčiai organizmai, jų savybės, formavimas ir evoliucija



The pirmieji daugialąsčiai organizmai, Pagal vieną iš labiausiai priimtinų hipotezių jie pradėjo grupuoti kolonijas ar simbiotinius santykius. Laikui bėgant kolonijos narių sąveika pradėjo bendradarbiauti ir naudinga visiems.

Palaipsniui kiekviena ląstelė patyrė specifinių užduočių specializacijos procesą, didindama priklausomybės nuo partnerių laipsnį. Šis reiškinys buvo labai svarbus evoliucijoje, leidžiantį egzistuoti sudėtingas būtybes, didinant jų dydį ir priimant įvairias organų sistemas.

Daugiakuliai organizmai yra organizmai, sudaryti iš kelių ląstelių - tokių kaip gyvūnai, augalai, kai kurie grybai ir kt. Šiuo metu egzistuoja kelios teorijos, kuriomis galima paaiškinti daugialąsčių būtybių, pagrįstų vienaląsčių gyvybės formų, kurios vėliau buvo sugrupuotos, kilmę..

Indeksas

  • 1 Kodėl daugiakuliai organizmai?
    • 1.1 Ląstelių dydis ir paviršiaus tūrio santykis (S / V)
    • 1.2 Labai didelė ląstelė turi ribotą mainų paviršių
    • 1.3 Daugialypio organizmo pranašumai
    • 1.4. Daugelio ląstelių organizmo trūkumai
  • 2 Kokie buvo pirmieji daugialypiai organizmai?
  • 3 Kelių ląstelių organizmų evoliucija
    • 3.1 Kolonijinė ir simbiotinė hipotezė
    • 3.2 Syncytium hipotezė
  • 4 Kelių ląstelių organizmų kilmė
  • 5 Nuorodos

Kodėl daugialypiai organizmai?

Perėjimas nuo vienaląsčių prie daugiašalių organizmų yra vienas iš įdomiausių ir aptartų biologų klausimų. Tačiau prieš aptariant galimus scenarijus, dėl kurių kilo daugialypiškumas, turime savęs paklausti, kodėl būtina ar naudinga būti organizmu, sudarytu iš daugelio ląstelių.

Ląstelių dydžio ir paviršiaus tūrio santykis (S / V)

Vidutinė ląstelė, kuri yra augalinės arba gyvūninės kūno dalis, yra tarp 10 ir 30 mikrometrų skersmens. Organizmas negali didėti, paprasčiausiai pailgindamas vieno langelio dydį dėl ribos, kurią lemia paviršiaus ir tūrio santykis.

Įvairios dujos (pvz., Deguonis ir anglies dioksidas), jonai ir kitos organinės molekulės turi patekti į ląstelę ir iš jos palikti, kertant paviršių, kurį riboja plazmos membrana.

Iš ten jis turi plisti per visą ląstelės tūrį. Taigi, santykis tarp paviršiaus ir tūrio yra mažesnis didelėse ląstelėse, jei lygintume jį su tuo pačiu parametru didesniuose ląstelėse.

Labai didelė ląstelė turi ribotą mainų paviršių

Po šio argumentavimo galime padaryti išvadą, kad mainų paviršius mažėja proporcingai ląstelių dydžio padidėjimui. Naudokime kaip pavyzdį 4 cm kubą, kurio tūris yra 64 cm3 ir paviršius 96 cm2. Santykis bus 1,5 / 1.

Priešingai, jei mes paimame tą patį kubą ir jį padalijame į 8 kubus iš dviejų centimetrų, santykis bus 3/1.

Todėl, jei organizmas padidina jo dydį, kuris yra naudingas keliais aspektais, pvz., Ieškant maisto, judant ar pabėgus nuo plėšrūnų, pageidautina tai padaryti didinant ląstelių skaičių ir tokiu būdu išlaikant tinkamą paviršių. mainų procesus.

Daugelio ląstelių organizmo pranašumai

Daugelio ląstelių organizmo pranašumai viršija tik dydžio padidėjimą. Daugialypiškumas leido padidinti biologinį sudėtingumą ir naujų struktūrų formavimąsi.

Šis reiškinys leido vystytis labai sudėtingiems bendradarbiavimo būdams ir papildomam elgesiui tarp biologinių subjektų, sudarančių sistemą..

Trūkumai, susiję su daugialypiu organizmu

Nepaisant šių privalumų, mes, kaip ir keliose grybų rūšyse, randame pavyzdžių, kai daugelio ląstelių praradimas grįžta į vienaląsčių būtybių protėvių būklę..

Kai bendradarbiavimo sistemos nepavyksta tarp organizmo ląstelių, gali atsirasti neigiamų pasekmių. Labiausiai iliustruojantis pavyzdys yra vėžys. Tačiau yra daug būdų, kuriais daugeliu atvejų pavyksta užtikrinti bendradarbiavimą.

Kokie buvo pirmieji daugelio ląstelių organizmai?

Kai kurių autorių teigimu, daugelio ląstelių pradžia buvo siejama su labai nutolusia praeitimi, daugiau nei prieš 1000 milijonų metų (pvz., Selden & Nudds, 2012).

Kadangi pereinamojo laikotarpio formos buvo mažai išsaugotos iškastiniame įraše, apie juos yra mažai žinoma ir fiziologija, ekologija ir evoliucija, todėl sudėtinga pradėti pradinės daugialypės dalies rekonstrukcijos procesą..

Tiesą sakant, nežinoma, ar šie pirmieji fosilijos buvo gyvūnai, augalai, grybai ar bet kuri iš šių linijų. Fosilijos yra būdingos plokštiems organizmams, kurių paviršius / tūris yra didelis.

Įvairių ląstelių organizmų evoliucija

Kadangi daugialypiai organizmai susideda iš kelių ląstelių, pirmas žingsnis evoliucinėje šios būklės raidoje turėtų būti ląstelių grupavimas. Tai gali įvykti įvairiais būdais:

Kolonijinė ir simbiotinė hipotezė

Šios dvi hipotezės siūlo, kad originalus daugiakalielių būtybių protėvis buvo kolonijos ar vienaląsčios būtybės, kurios tarpusavyje užmezgė simbiotinius ryšius.

Dar nežinoma, ar agregatas susidarė iš ląstelių, turinčių skirtingą genetinę tapatybę (pvz., Biofilmas arba. \ T biofilmas) arba iš kamieninių ir dukterinių ląstelių - genetiškai identiškos. Pastarasis variantas yra labiau įmanomas, nes susijusiose ląstelėse išvengiama genetinių interesų konfliktų.

Būtybių perėjimas, susidedantis iš vienos ląstelės į daugialąsčius organizmus, apima keletą žingsnių. Pirmasis yra laipsniškas darbo pasidalijimas ląstelėse, kurios dirba kartu. Kai kurie ima somatines funkcijas, o kiti tampa reprodukciniais elementais.

Taigi kiekviena ląstelė tampa labiau priklausoma nuo savo kaimynų ir įgyja specializaciją konkrečioje užduotyje. Atranka buvo palanki organizmams, kurie buvo sugrupuoti šiose primityviose kolonijose prieš tuos, kurie liko vieniši.

Šiandien mokslininkai ieško galimų sąlygų, kurios lėmė šių grupių formavimąsi, ir priežastis, dėl kurių jie galėtų būti palankūs - vienaląsčių formų akivaizdoje. Naudojami kolonijiniai organizmai, galintys prisiminti protėvių hipotetines kolonijas.

„Syncitio“ hipotezė

Syncytium yra ląstelė, kurioje yra daug branduolių. Ši hipotezė rodo vidinių membranų susidarymą protėvių sincitume, leidžiantį sukurti daugelį skyrių vienoje ląstelėje.

Įvairių ląstelių organizmų kilmė

Šiuo metu naudojami įrodymai rodo, kad daugialąstelinė būklė pasirodė nepriklausomai daugiau nei 16 eukariotinių linijų, įskaitant gyvūnus, augalus ir grybus..

Taikant naujas technologijas, tokias kaip genomika ir filogenetinių santykių supratimas, mes galime pasiūlyti, kad daugialypiškumas seka bendru keliu, pradedant nuo geno, susijusio su prisijungimu, bendro pasirinkimo. Šių kanalų sukūrimas pasiekė ryšį tarp ląstelių.

Nuorodos

  1. Brunet, T., & King, N. (2017). Gyvūnų daugelio ląstelių ir ląstelių diferenciacijos kilmė. Vystomoji ląstelė, 43(2), 124-140.
  2. Curtis, H., ir Schnek, A. (2008). Curtis. Biologija. Red. Panamericana Medical.
  3. Knoll, A. H. (2011). Įvairios sudėtinės daugialypystės kilmė. Metinė Žemės ir planetinių mokslų apžvalga, 39, 217-239.
  4. Michod, R. E., Viossat, Y., Solari, C.A., Hurand, M., ir Nedelcu, A.M. (2006). Gyvenimo istorijos evoliucija ir daugialypiškumo kilmė. Teorinės biologijos žurnalas, 239(2), 257-272.
  5. Ratcliff, W.C., Denison, R.F., Borrello, M., ir Travisano, M. (2012). Eksperimentinė daugialypiškumo raida. Nacionalinės mokslų akademijos darbai, 109(5), 1595-1600.
  6. Roze, D., ir Michod, R. E. (2001). Mutacija, daugiapakopis atranka ir propagulės dydžio raida daugialąsčių kilmės metu. Amerikos gamtininkas, 158(6), 638-654.
  7. Selden, P., ir Nudds, J. (2012). Iškastinių ekosistemų evoliucija. „CRC Press“.