FLERCELLEDE ORGANISMER: EGENSKAPER, FUNKSJONER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

En flercellende organisme er et levende vesen som består av flere celler. Begrepet flercellete brukes også ofte. De organiske vesener som omgir oss, og som vi kan se med det blotte øye, er flercellede.

Det mest kjennetegnende ved denne gruppen av organismer er nivået på strukturell organisering de besitter. Celler har en tendens til å spesialisere seg for å utføre veldig spesifikke funksjoner og er gruppert i vev. Når vi øker i kompleksiteten, danner vev organer, og organer danner systemer.

Dyr er flercellede vesener. Kilde: pixabay.com

Konseptet er i motsetning til det med encellede organismer, som er sammensatt av en enkelt celle. Til denne gruppen hører bakterier, archaea, protozoa, blant andre. I denne store gruppen må organismer komprimere alle de grunnleggende funksjonene for livet (ernæring, reproduksjon, metabolisme, etc.) i en enkelt celle.

Opprinnelse og evolusjon

Flercellularitet har utviklet seg i forskjellige avstamninger av eukaryoter, noe som førte til utseendet til planter, sopp og dyr. I følge bevisene oppstod flercellede cyanobakterier tidlig i evolusjonen, og deretter dukket andre flercellede former uavhengig av hverandre i forskjellige evolusjonslinjer.

Som det er tydelig, skjedde overgangen fra en encellulær til en flercellet enhet tidlig i evolusjonen og gjentatte ganger. Av disse grunner er det logisk å anta at flercellularitet representerer sterke selektive fordeler for organiske vesener. Senere vil fordelene ved å være flercellede bli diskutert i detalj.

Flere teoretiske forutsetninger måtte forekomme for å få dette fenomenet: vedheft mellom naboceller, kommunikasjon, samarbeid og spesialisering mellom dem.

Forløpere til flercellede organismer

Det er anslått at flercellede organismer utviklet seg fra encellede forfedre for omtrent 1,7 milliarder år siden. I denne forfedres hendelsen, dannet noen enhetscellede eukaryote organismer en art flercellede aggregater som ser ut til å være en evolusjonær overgang fra organismer av en celle til de flercellede.

I dag observerer vi levende organismer som viser et slikt klyngemønster. For eksempel assosierer grønne alger av slekten Volvox med sine jevnaldrende for å danne en koloni. Det antas at det må ha vært en forgjenger som ligner på Volvox som oppstod dagens planter.

En økning i spesialiseringen av hver celle kan føre til at kolonien er en ekte flercellig organisme. Imidlertid kan et annet syn også brukes for å forklare opprinnelsen til encellede organismer. For å forklare begge måter, vil vi bruke to eksempler fra nåværende arter.

Vulkaner

Denne gruppen av organismer består av cellekonfigurasjoner. For eksempel består en organisme av slekten Gonium av en flat "plate" på omtrent 4 til 16 celler, hver med sitt flagellum. Slekten Pandorina er på sin side en sfære på 16 celler. Dermed finner vi flere eksempler der antall celler øker.

Det er slekter som viser et interessant differensieringsmønster: hver celle i kolonien har en "rolle", akkurat som i en organisme. Spesifikt deler somatiske celler seg fra seksuelle celler.

Dictyostelium

Et annet eksempel på flercellede arrangementer i encellede organismer finnes i slekten Dictyostelium. Livssyklusen til denne organismen inkluderer en seksuell og en aseksuell fase.

I løpet av den aseksuelle syklusen utvikler en enslig amøbe seg til råtnende tømmerstokker, mater på bakterier og reproduserer ved binær fisjon. I tider med knapphet på mat samles et betydelig antall av disse amøbeene til en slimete kropp som kan bevege seg i et mørkt og fuktig miljø.

Begge eksempler på levende arter kan være en mulig indikasjon på hvordan flercellularitet begynte i gamle tider.

Fordeler med å være flercellede

Herd of Elephants in Serengeti

Celler er den grunnleggende leveenheten, og større organismer vises ofte som aggregater av disse enhetene og ikke som en enkelt celle som øker i størrelse.

Det er sant at naturen har eksperimentert med relativt store encellede former, for eksempel encellet tang, men disse tilfellene er sjeldne og veldig sporadiske.

Encelleorganismer har hatt suksess i den evolusjonære historien til levende ting. De representerer mer enn halvparten av den totale massen av levende organismer, og har med suksess kolonisert de mest ekstreme miljøene. Hva er imidlertid fordelene med en flercellet kropp?

Optimal overflate

Hvorfor er en stor organisme som består av små celler bedre enn en stor celle? Svaret på dette spørsmålet er relatert til overflaten.

Celleoverflaten må kunne formidle utvekslingen av molekyler fra celleinnredningen til det ytre miljø. Ved å dele cellemassen i små enheter øker det tilgjengelige overflatearealet for metabolsk aktivitet.

Det er umulig å opprettholde et optimalt forhold mellom overflate og masse bare ved å øke størrelsen på en enkelt celle. Av denne grunn er flercellularitet en adaptiv egenskap som gjør at organismer kan øke i størrelse.

spesialisering

Fra et biokjemisk synspunkt er mange encellede organismer allsidige og i stand til å syntetisere praktisk talt ethvert molekyl med utgangspunkt i veldig enkle næringsstoffer.

I kontrast er cellene i en flercellet organisme spesialisert for en rekke funksjoner, og disse organismer utviser en høyere grad av kompleksitet. Slik spesialisering gjør at funksjonen kan skje mer effektivt - sammenlignet med en celle som må utføre alle grunnleggende vitale funksjoner.

Videre, hvis en "del" av organismen påvirkes - eller dør - betyr det ikke at hele individets død blir død.

Kolonisering av nisjer

Flercellede organismer er bedre tilpasset livet i visse miljøer som ville være helt utilgjengelige for enhetsformer.

Det mest ekstraordinære sett med tilpasninger inkluderer de som tillot kolonisering av landet. Mens encellede organismer lever mest i vandige miljøer, har flercellede former klart å kolonisere landet, luften og havene.

Mangfold

En av konsekvensene av å bestå av mer enn én celle er muligheten for å presentere seg i forskjellige "former" eller morfologier. Av denne grunn oversettes flercellularitet til større mangfold av organiske vesener.

I denne gruppen av levende vesener finner vi millioner av former, spesialiserte organsystemer og atferdsmønstre. Dette omfattende mangfoldet øker de miljøtyper som organismer er i stand til å utnytte.

Ta saken av leddyr. Denne gruppen presenterer et overveldende mangfold av former, som har klart å kolonisere praktisk talt alle miljøer.

kjennetegn

Biller er vesener med millioner av celler. Kilde: flickr.com

Organisasjon

Flercellede organismer kjennetegnes først og fremst ved å presentere en hierarkisk organisering av deres strukturelle elementer. I tillegg har de embryonal utvikling, livssykluser og komplekse fysiologiske prosesser.

På denne måten presenterer levende materie forskjellige organisasjonsnivåer, når vi stiger opp fra et nivå til et annet, finner vi noe kvalitativt annerledes og det besitter egenskaper som ikke eksisterte i forrige nivå. De høyere organisasjonsnivåene inneholder alle de lavere. Dermed er hvert nivå en komponent av en høyere orden.

Celledifferensiering

Typene celler som utgjør flercellede vesener er forskjellige fra hverandre siden de syntetiserer og akkumulerer forskjellige typer RNA og proteinmolekyler.

De gjør dette uten å endre genetisk materiale, det vil si DNA-sekvensen. Uansett hvor forskjellige to celler er i samme individ, har de samme DNA.

Dette fenomenet ble påvist takket være en serie klassiske eksperimenter der kjernen til en fullstendig utviklet celle fra en frosk ble injisert i et egg, hvis kjerne var fjernet. Den nye kjernen er i stand til å lede utviklingsprosessen, og resultatet er en normal rumpetroll.

Lignende eksperimenter er blitt utført i planteorganismer og hos pattedyr for å oppnå de samme konklusjonene.

Hos mennesker finner vi for eksempel mer enn 200 typer celler, med unike egenskaper når det gjelder struktur, funksjon og metabolisme. Alle disse cellene er avledet fra en enkelt celle, etter befruktning.

Vevsdannelse

Flercellede organismer består av celler, men disse er ikke gruppert tilfeldig for å danne en homogen masse. Tvert imot, celler har en tendens til å spesialisere seg, det vil si at de oppfyller en spesifikk funksjon innen organismer.

Celler som ligner hverandre er gruppert sammen på et høyere nivå av kompleksitet kalt vev. Celler holdes sammen av spesielle proteiner og celleforbindelser som lager forbindelser mellom cytoplasmaene til naboceller.

Vev i dyr

Hos de mest komplekse dyrene finner vi en serie vev som er klassifisert i henhold til funksjonen de oppfyller og den cellulære morfologien til komponentene deres i: muskulært, epitel, binde- eller binde- og nervevev.

Muskelvev består av kontraktile celler som klarer å transformere kjemisk energi til mekanisk energi og er forbundet med mobilitetsfunksjoner. De er klassifisert i skjelett-, glatt- og hjertemuskulatur.

Epitelvevet er ansvarlig for slimhinnen i organer og hulrom. De er også en del av parenkymet til mange organer.

Bindevev er den mest heterogene typen, og dens viktigste funksjon er samholdet av de forskjellige vevene som utgjør organene.

Endelig er nervevævet ansvarlig for å verdsette den interne eller eksterne stimuli som kroppen får og omsette dem til en nerveimpuls.

Metazoaner har vanligvis vevene sine ordnet på lignende måte. Imidlertid har sjø eller poriferøse svamper - som regnes som de enkleste flercellede dyrene - en veldig spesiell ordning.

Kroppen til en svamp er et sett med celler innebygd i en ekstracellulær matrise. Støtten kommer fra en serie små (nållignende) spikler og proteiner.

Vev i planter

I planter grupperes celler i vev som oppfyller en spesifikk funksjon. De har det særegne at det bare er en type vev der celler aktivt kan dele seg, og dette er meristematisk vev. Resten av vevet kalles voksne, og de har mistet evnen til å dele seg.

De er klassifisert som beskyttende stoffer, som, som navnet antyder, er ansvarlige for å beskytte kroppen mot uttørking og mot mekanisk slitasje. Dette er klassifisert i epidermalt og suberøst vev.

De grunnleggende vevene eller parenkymet utgjør størstedelen av kroppen i planteorganismen, og fyller det indre av vevene. I denne gruppen finner vi den assimilerende parenkymen, rik på kloroplaster; til reserven parenkym, typisk for fruktene, røttene og stilkene og ledningen av salter, vann og forseggjort sap.

Orgeldannelse

På et høyere nivå av kompleksitet finner vi organene. En eller flere typer vev er assosiert for å gi opphav til et organ. For eksempel hjerte og lever av dyr; og bladene og stilkene fra planter.

Systemtrening

På neste nivå har vi gruppering av organer. Disse strukturene er gruppert i systemer for å orkestrere spesifikke funksjoner og fungere på en koordinert måte. Blant de mest kjente organsystemene har vi fordøyelsessystemet, nervesystemet og sirkulasjonssystemet.

Dannelse av organismen

Ved å gruppere organsystemene får vi en diskret og uavhengig organisme. Organssettene er i stand til å utføre alle viktige funksjoner, vekst og utvikling for å holde liv i organismen

Vitalfunksjoner

Den viktige funksjonen til organiske vesener inkluderer prosessene med ernæring, interaksjon og reproduksjon. Flercellede organismer viser veldig heterogene prosesser innenfor deres vitale funksjoner.

Når det gjelder ernæring, kan vi dele levende ting i autotrofer og heterotrofer. Planter er autotrofiske, siden de kan skaffe sin egen mat gjennom fotosyntesen. Dyr og sopp må i mellomtiden aktivt få maten, så de er heterotrofer.

Gjengivelsen er også veldig variert. Hos planter og dyr er det arter som er i stand til å reprodusere seg på en seksuell eller aseksuell måte, eller presentere begge forplantningsmetoder.

eksempler

Månesmaneter. (Aurelia aurita). Forfatter: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

De mest fremtredende flercellede organismer er planter og dyr. Ethvert levende vesen som vi observerer med det blotte øye (uten å bruke et mikroskop) er flercellede organismer.

Et pattedyr, en sjømanet, et insekt, et tre, en kaktus, alle er eksempler på flercellede vesener.

I gruppen sopp er det også flercellede varianter, for eksempel soppen som vi ofte bruker på kjøkkenet.

referanser

1. Cooper, GM, & Hausman, RE (2004). Cellen: Molekylær tilnærming. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Opprinnelse av flercellede organismer som en uunngåelig konsekvens av dynamiske systemer. The Anatomical Record: En offisiell publikasjon av American Association of Anatomists, 268 (3), 327-342.
3. Gilbert SF (2000). Utviklingsbiologi. Sinauer Associates.
4. Kaiser, D. (2001). Å bygge en flercellet organisme. Årlig gjennomgang av genetikk, 35 (1), 103-123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Molekylær cellebiologi. WH frieman.
6. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., & Nedelcu, AM (2006). Livshistorisk evolusjon og opphavet til flercellularitet. Journal of theoretical Biology, 239 (2), 257-272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). På opprinnelsen til autonomi: et nytt blikk på de viktigste overgangene i evolusjonen. Springer Science & Business Media.