MULTICELLULÆRE ORGANISMER: KARAKTERISTIKA, FUNKTIONER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

En multicellulær organisme er et levende væsen, der består af flere celler. Udtrykket multicellulært bruges også ofte. De organiske væsener, der omgiver os, og som vi kan se med det blotte øje, er flercellede.

Det mest bemærkelsesværdige træk ved denne gruppe af organismer er niveauet for strukturel organisation, de besidder. Celler har en tendens til at specialisere sig for at udføre meget specifikke funktioner og grupperes i væv. Når vi øges i kompleksitet, danner væv organer, og organer danner systemer.

Dyr er flercellede væsener. Kilde: pixabay.com

Konceptet er i modsætning til, hvad angår encellede organismer, der er sammensat af en enkelt celle. Til denne gruppe hører blandt andet bakterier, archaea, protozoer. I denne store gruppe skal organismer komprimere alle de grundlæggende funktioner i livet (ernæring, reproduktion, stofskifte osv.) I en enkelt celle.

Oprindelse og evolution

Multicellularitet har udviklet sig i forskellige linjer af eukaryoter, hvilket førte til udseendet af planter, svampe og dyr. Ifølge beviset opstod multicellulære cyanobakterier tidligt i evolutionen, og efterfølgende optrådte andre multicellulære former uafhængigt af hinanden i forskellige evolutionære linjer.

Som det er tydeligt, skete overgangen fra en encellet til en flercellet enhed tidligt i udviklingen og gentagne gange. Af disse grunde er det logisk at antage, at multicellularitet repræsenterer stærke selektive fordele for organiske væsener. Senere drøftes fordelene ved at være flercellede i detaljer.

Flere teoretiske antagelser skal have fundet sted for at opnå dette fænomen: vedhæftninger mellem naboceller, kommunikation, samarbejde og specialisering mellem dem.

Forstadier til flercellede organismer

Det anslås, at multicellulære organismer udviklede sig fra deres encellede forfædre for ca. 1,7 milliarder år siden. I denne forfædres begivenhed dannede nogle encellede eukaryote organismer en art af multicellulære aggregater, der synes at være en evolutionær overgang fra organismerne i en celle til de multicellulære.

I dag observerer vi levende organismer, der udviser et sådant klyngemønster. F.eks. Forbinder grønne alger af slægten Volvox sig med deres jævnaldrende for at danne en koloni. Det menes, at der må have været en forgænger svarende til Volvox, der stammer fra nutidens planter.

En stigning i specialiseringen af ​​hver celle kan føre til, at kolonien er en ægte multicellulær organisme. Imidlertid kan en anden opfattelse også anvendes til at forklare oprindelsen af ​​encellede organismer. For at forklare begge måder vil vi bruge to eksempler fra aktuelle arter.

Volvocaceans

Denne gruppe af organismer består af cellekonfigurationer. For eksempel består en organisme af slægten Gonium af en flad "plade" på ca. 4 til 16 celler, hver med dens flagellum. Slægten Pandorina er på sin side en sfære på 16 celler. Vi finder således flere eksempler, hvor antallet af celler øges.

Der er slægter, der udviser et interessant mønster af differentiering: hver celle i kolonien har en "rolle", ligesom den gør i en organisme. Specifikt deler somatiske celler sig fra seksuelle celler.

Dictyostelium

Et andet eksempel på multicellulære arrangementer i encellede organismer findes i slægten Dictyostelium. Denne organisms livscyklus inkluderer en seksuel og en aseksuel fase.

I løbet af den aseksuelle cyklus udvikles en ensom ameba på henfaldende logfiler, foder på bakterier og reproduceres ved binær fission. I tider med fødevareknaphed samles et betydeligt antal af disse amøber til en slimet krop, der er i stand til at bevæge sig i et mørkt og fugtigt miljø.

Begge eksempler på levende arter kunne være en mulig indikation på, hvordan flercellularitet begyndte i gamle tider.

Fordele ved at være flercellede

Flok af elefanter i Serengeti

Celler er den basale enhed i livet, og større organismer vises ofte som aggregater af disse enheder og ikke som en enkelt celle, der stiger i størrelse.

Det er sandt, at naturen har eksperimenteret med relativt store encellede former, såsom encellet tang, men disse tilfælde er sjældne og meget lejlighedsvis.

Encelleorganismer har haft succes i den levende tings evolutionære historie. De repræsenterer mere end halvdelen af ​​den samlede masse af levende organismer og har med succes koloniseret de mest ekstreme miljøer. Hvad er fordelene ved et multicellulært organ?

Optimal overfladeareal

Hvorfor er en stor organisme, der består af små celler, bedre end en stor celle? Svaret på dette spørgsmål er relateret til overfladearealet.

Celleoverfladen skal være i stand til at formidle udvekslingen af ​​molekyler fra celleindretningen til det ydre miljø. Ved at opdele cellemassen i små enheder øges det tilgængelige overfladeareal til metabolisk aktivitet.

Det er umuligt at opretholde et optimalt forhold mellem overflade og masse ved blot at øge størrelsen på en enkelt celle. Af denne grund er multicellularitet en adaptiv egenskab, der tillader organismer at stige i størrelse.

specialisering

Fra et biokemisk synspunkt er mange encellede organismer alsidige og er i stand til at syntetisere stort set ethvert molekyle ud fra meget enkle næringsstoffer.

I modsætning hertil er cellerne i en multicellulær organisme specialiseret til en række funktioner, og disse organismer udviser en højere grad af kompleksitet. En sådan specialisering gør det muligt for funktionen at forekomme mere effektivt - sammenlignet med en celle, der skal udføre alle basale vitale funktioner.

Yderligere, hvis en "del" af organismen påvirkes - eller dør - betyder det ikke, at det hele dør.

Kolonisering af nicher

Multicellulære organismer er bedre tilpasset livet i visse miljøer, der ville være helt utilgængelige for enhedsformer.

Det mest ekstraordinære sæt tilpasninger inkluderer dem, der gjorde det muligt at kolonisere landet. Mens encellede organismer for det meste lever i vandige miljøer, har flercellede former formået at kolonisere landet, luften og havene.

mangfoldighed

En af konsekvenserne af at være sammensat af mere end en celle er muligheden for at præsentere sig i forskellige "former" eller morfologier. Af denne grund oversættes flercellularitet til større mangfoldighed af organiske væsener.

I denne gruppe af levende væsener finder vi millioner af former, specialiserede organsystemer og adfærdsmønstre. Denne omfattende mangfoldighed øger de typer miljøer, som organismer er i stand til at udnytte.

Tag tilfældet med leddyr. Denne gruppe præsenterer en overvældende mangfoldighed af former, som har formået at kolonisere praktisk talt alle miljøer.

egenskaber

Beetles er væsener med millioner af celler. Kilde: flickr.com

Organisation

Flercellede organismer er primært kendetegnet ved at præsentere en hierarkisk organisering af deres strukturelle elementer. Derudover har de embryonal udvikling, livscyklusser og komplekse fysiologiske processer.

På denne måde præsenterer levende stof forskellige niveauer af organisation, hvor vi, når vi stiger fra et niveau til et andet, finder noget kvalitativt anderledes, og det har egenskaber, der ikke eksisterede på det forrige niveau. De højere organisationsniveauer indeholder alle de lavere. Hvert niveau er således en komponent i en højere orden.

Celledifferentiering

De typer celler, der udgør multicellulære væsener, er forskellige fra hinanden, da de syntetiserer og akkumulerer forskellige typer RNA og proteinmolekyler.

De gør dette uden at ændre det genetiske materiale, det vil sige DNA-sekvensen. Ligegyldigt hvor forskellige to celler er i det samme individ, har de det samme DNA.

Dette fænomen blev bevist takket være en række klassiske eksperimenter, hvor kernen i en fuldt udviklet celle fra en frø injiceres i en æg, hvis kerne var blevet fjernet. Den nye kerne er i stand til at styre udviklingsprocessen, og resultatet er en normal rumpestang.

Lignende eksperimenter er blevet udført i planteorganismer og i pattedyr for at opnå de samme konklusioner.

Hos mennesker finder vi for eksempel mere end 200 typer celler med unikke egenskaber med hensyn til deres struktur, funktion og stofskifte. Alle disse celler stammer fra en enkelt celle efter befrugtning.

Vævsdannelse

Multicellulære organismer består af celler, men disse grupperes ikke tilfældigt for at danne en homogen masse. Tværtimod har celler en tendens til at specialisere sig, det vil sige, at de har en bestemt funktion inden for organismer.

Celler, der ligner hinanden, grupperes sammen på et højere niveau af kompleksitet kaldet væv. Celler holdes sammen af ​​specielle proteiner og celleforbindelser, der skaber forbindelser mellem cytoplasmerne i de nærliggende celler.

Væv hos dyr

Hos de mest komplekse dyr finder vi en række væv, der klassificeres i henhold til den funktion, de udfører, og den cellulære morfologi af deres komponenter i: muskulært, epitel, bindemiddel eller bindevæv og nervevæv.

Muskelvæv består af kontraktile celler, der formår at omdanne kemisk energi til mekanisk energi og er forbundet med mobilitetsfunktioner. De klassificeres i skelet-, glat- og hjertemuskulatur.

Epitelvævet er ansvarlig for foringen af ​​organer og hulrum. De er også en del af parenchymen i mange organer.

Bindevæv er den mest heterogene type, og dets vigtigste funktion er samhørigheden mellem de forskellige væv, der udgør organerne.

Endelig er nervevævet ansvarlig for at værdsætte den interne eller eksterne stimuli, som kroppen modtager, og omsætte dem til en nerveimpuls.

Metazoaner har normalt deres væv arrangeret på en lignende måde. Hav- eller porøs svampe - som betragtes som de enkleste flercellede dyr - har imidlertid et meget specielt skema.

Kroppen af ​​en svamp er et sæt celler indlejret i en ekstracellulær matrix. Support kommer fra en række små (nålelignende) spikler og proteiner.

Væv i planter

I planter grupperes celler i væv, der har en bestemt funktion. De har det særegne, at der kun er en type væv, hvor celler aktivt kan opdeles, og dette er meristematisk væv. Resten af ​​vævene kaldes voksne, og de har mistet evnen til at dele sig.

De klassificeres som beskyttende stoffer, som, som deres navn antyder, er ansvarlige for at beskytte kroppen mod udtørring og mod mekanisk slid. Dette klassificeres i epidermalt og suberøst væv.

De grundlæggende væv eller parenchym udgør størstedelen af ​​kroppen af ​​planteorganismen og fylder det indre af vævene. I denne gruppe finder vi den assimilerende parenchyma rig på kloroplaster; til reserven parenchyma, typisk for frugter, rødder og stængler og ledning af salte, vand og uddybet safte.

Orgeldannelse

På et højere niveau af kompleksitet finder vi organerne. En eller flere typer væv er forbundet til at give anledning til et organ. For eksempel hjerte og lever af dyr; og planternes blade og stængler.

Systemuddannelse

På det næste niveau har vi organiseringen af ​​organer. Disse strukturer er grupperet i systemer til orkestrering af specifikke funktioner og fungerer på en koordineret måde. Blandt de bedst kendte organsystemer har vi fordøjelsessystemet, nervesystemet og kredsløbssystemet.

Dannelse af organismen

Ved at gruppere organsystemerne får vi en diskret og uafhængig organisme. Organssættene er i stand til at udføre alle de vitale funktioner, vækst og udvikling for at holde organismen i live

Vitalfunktioner

Organiske væseners vitale funktion inkluderer processerne med ernæring, interaktion og reproduktion. Multicellulære organismer viser meget heterogene processer inden for deres vitale funktioner.

Med hensyn til ernæring kan vi opdele levende ting i autotrofer og heterotrofer. Planter er autotrofiske, da de kan få deres egen mad gennem fotosyntesen. Dyr og svampe skal i mellemtiden aktivt få deres mad, så de er heterotrofer.

Reproduktionen er også meget varieret. Hos planter og dyr er der arter, der er i stand til at reproducere sig på en seksuel eller aseksuel måde eller præsentere begge former for reproduktion.

eksempler

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

De mest fremtrædende multicellulære organismer er planter og dyr. Ethvert levende væsen, som vi observerer med det blotte øje (uden at bruge et mikroskop) er multicellulære organismer.

Et pattedyr, en havsmanet, et insekt, et træ, en kaktus, alle er eksempler på flercellede væsener.

I gruppen af ​​svampe er der også flercellede varianter, såsom svampe, som vi ofte bruger i køkkenet.

Referencer

1. Cooper, GM, & Hausman, RE (2004). Cellen: Molekylær tilgang. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Oprindelse af flercellede organismer som en uundgåelig konsekvens af dynamiske systemer. The Anatomical Record: En officiel publikation af American Association of Anatomists, 268 (3), 327-342.
3. Gilbert SF (2000). Udviklingsbiologi. Sinauer Associates.
4. Kaiser, D. (2001). Opbygning af en multicellulær organisme. Årlig gennemgang af genetik, 35 (1), 103-123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Molekylær cellebiologi. WH freeman.
6. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., & Nedelcu, AM (2006). Livshistorisk udvikling og oprindelsen af ​​flercellularitet. Tidsskrift for teoretisk biologi, 239 (2), 257-272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). Om autonomiens oprindelse: et nyt blik på de vigtigste overgange i evolutionen. Springer Science & Business Media.