ENSIMMÄISET MONISOLUISET ORGANISMIT: ALKUPERÄ, OMINAISUUDET - BIOLOGIA - 2026

Ensimmäinen monisoluisten mukaan yksi hyväksytty hypoteeseja, alkoi ryhmä siirtomaita tai symbioottinen suhteita. Ajan myötä siirtokunnan jäsenten välinen vuorovaikutus alkoi olla yhteistyöhaluista ja hyödyllistä kaikille.

Vähitellen jokaisessa solussa tehtiin erikoistuminen tiettyihin tehtäviin, mikä kasvatti riippuvuutta tovereistaan. Tämä ilmiö oli ratkaisevan tärkeä evoluutiossa, sallien monimutkaisten olentojen olemassaolon, kasvattamalla niiden kokoa ja ottamalla käyttöön erilaisia ​​elinjärjestelmiä.

Colonial-organismit, kuten Volvox, antavat meille hypoteesin esi-isien monisoluisten organismien mahdollisista ominaisuuksista. Lähde: Frank Fox

Monisoluiset organismit ovat organismeja, jotka koostuvat useista soluista - kuten eläimet, kasvit, jotkut sienet jne. Tällä hetkellä on olemassa useita teorioita selittää monisoluisten olentojen alkuperä, jotka alkavat yksisoluisista elämänmuodoista, jotka myöhemmin ryhmitellään.

Miksi monisoluisia organismeja esiintyy?

Siirtyminen yksisoluisista monisoluisista organismeista on yksi biologien mielenkiintoisimmista ja kiistanalaisimmista kysymyksistä. Ennen kuin keskustelemme monisoluisuudesta johtaneista mahdollisista tilanteista, meidän on kuitenkin kysyttävä itseltämme, miksi on välttämätöntä tai hyödyllistä olla monista soluista koostuva organismi.

Solukoko ja pinta-tilavuussuhde (S / V)

Keskimääräisen solun, joka on osa kasvin tai eläimen vartaloa, halkaisija on 10 - 30 mikrometriä. Organismi ei voi kasvaa kooltaan yksinkertaisesti laajentamalla yhden solun kokoa, koska pinta-alan ja tilavuuden suhde asettaa rajoituksia.

Eri kaasujen (kuten happi ja hiilidioksidi), ionien ja muiden orgaanisten molekyylien on päästävä soluun ja poistuttava siitä, ylittämällä plasmamembraanin rajoittama pinta.

Sieltä sen on leviävä koko solun tilavuuteen. Siten pinta-alan ja tilavuuden välinen suhde on alhaisempi isoissa soluissa, jos vertaamme sitä samaan parametriin suurempissa soluissa.

Erittäin suurella solulla on rajoitettu vaihtopinta

Tämän päättelyn jälkeen voimme päätellä, että vaihtopinta pienenee suhteessa solun koon kasvuun. Otetaan esimerkiksi 4 cm: n kuutio, tilavuus 64 cm ³ ja pinta-ala 96 cm ². Suhde on 1,5 / 1.

Sitä vastoin, jos otamme saman kuution ja jaamme sen kahdeksi kahden senttimetrin kuutioiksi, suhde on 3/1.

Tästä syystä, jos organismi kasvattaa kokoaan, mikä on hyödyllistä monista näkökohdista, kuten ruuan etsinnässä, liikkumisessa tai petoeläinten karkaamisessa, on edullista tehdä niin lisäämällä solumäärää ja pitämällä siten eläimille riittävä pinta. vaihtoprosessit.

Monisoluisen organismin olon edut

Monisoluisen organismin olon edut ylittävät pelkän koon kasvun. Monisoluisuus mahdollisti biologisen monimutkaisuuden lisääntymisen ja uusien rakenteiden muodostumisen.

Tämä ilmiö mahdollisti erittäin hienostuneiden yhteistyöpolkujen ja täydentävien käyttäytymisten kehittymisen järjestelmän muodostavien biologisten kokonaisuuksien välillä.

Monisoluisen organismin olon haitat

Näistä eduista huolimatta löydämme - kuten useissa sienilajeissa - esimerkkejä monisoluisuuden menettämisestä palaamalla yksisoluisten olentojen esi-isoon.

Kun kehon solujen väliset yhteistyöjärjestelmät epäonnistuvat, seurauksena voi olla kielteisiä seurauksia. Kuvavin esimerkki on syöpä. On kuitenkin useita tapoja, joilla onnistutaan useimmissa tapauksissa takaamaan yhteistyö.

Mitkä olivat ensimmäiset monisoluiset organismit?

Joidenkin kirjoittajien mukaan monisoluisuuden alku on peräisin erittäin kaukaiseen menneisyyteen, yli miljardi vuotta sitten (esim. Selden & Nudds, 2012).

Koska siirtymävaiheessa olevat muodot ovat säilyneet huonosti fossiilisten aineistojen yhteydessä, niistä ja niiden fysiologiasta, ekologiasta ja evoluutiosta ei tiedetä juurikaan, mikä vaikeuttaa alkavan monisoluisuuden rekonstruoinnin rakentamisprosessia.

Itse asiassa ei tiedetä, olivatko nämä ensimmäiset fossiilit eläimiä, kasveja, sieniä tai jotakin näistä sukulaisista. Fossiileille on ominaista litteät organismit, joilla on suuri pinta-ala / tilavuus.

Monisoluisten organismien kehitys

Koska monisoluiset organismit koostuvat useista soluista, tämän vaiheen evoluutiokehityksen ensimmäisen vaiheen olisi pitänyt olla solujen ryhmittely. Tämä voi tapahtua eri tavoin:

Koloniaalinen ja symbioottinen hypoteesi

Nämä kaksi hypoteesia viittaavat siihen, että monisoluisten olentojen alkuperäinen esi-isä oli pesäkkeitä tai yksisoluisia olentoja, jotka muodostivat symbioottiset suhteet toisiinsa.

Ei ole vielä tiedossa, muodostettiinko aggregaatti soluista, joilla on erilainen geneettinen identiteetti (kuten biofilmi tai biofilmi) vai kantasoluista ja tytärisoluista - geneettisesti identtiset. Jälkimmäinen vaihtoehto on enemmän mahdollinen, koska geneettiset eturistiriidat vältetään sukulaisissa soluissa.

Siirtyminen yksisoluisista olennoista monisoluisiin organismeihin sisältää useita vaiheita. Ensimmäinen on asteittainen työnjako soluissa, jotka toimivat yhdessä. Jotkut ottavat somaattiset toiminnot, kun taas toisista tulee lisääntymistekijöitä.

Siten jokaisesta solusta tulee enemmän riippuvainen naapureistaan ​​ja saadaan erikoistuminen tiettyyn tehtävään. Valinta suosii organismeja, jotka klusteroituvat näihin varhaisiin pesäkkeisiin, enemmän kuin ne, jotka pysyivät yksinäisinä.

Nykyään tutkijat etsivät mahdollisia olosuhteita, jotka johtivat näiden klustereiden muodostumiseen, ja syitä, jotka olisivat voineet johtaa niiden suosioon - verrattuna yksisoluisiin muotoihin. Käytetään siirtomaa-organismeja, jotka saattavat muistuttaa hypoteettisia esi-isäntäpesäkkeitä.

Syncytium-hypoteesi

Syncytium on solu, joka sisältää useita ytimiä. Tämä hypoteesi ehdottaa sisäisten kalvojen muodostumista esi-isyn sytytiumiin, mikä sallii useiden osastojen kehittymisen yhdessä solussa.

Monisoluisten organismien alkuperä

Nykyiset todisteet viittaavat tosiasiaan, että monisoluinen tila esiintyi itsenäisesti yli 16 eukaryoottien sukupolvessa, mukaan lukien eläimet, kasvit ja sienet.

Uusien tekniikoiden, kuten genomiikan, ja fylogeneettisten suhteiden ymmärtämisen ansiosta on voitu ehdottaa, että monisoluisuus noudatti yhteistä etenemissuunnitelmaa, joka alkaa kiinnittymiseen liittyvien geenien yhteisoptiolla. Näiden kanavien luominen saavutti viestinnän solujen välillä.

Viitteet

1. Brunet, T., ja King, N. (2017). Eläinten monisoluisuuden ja solujen erilaistumisen alkuperä. Kehityssolu, 43 (2), 124 - 140.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. Biologia. Panamerican Medical Ed.
3. Knoll, AH (2011). Monimutkaisen monisoluisuuden moniperäisyys. Maan ja planeettojen tieteiden vuosikatsaus, 39, 217 - 239.
4. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., ja Nedelcu, AM (2006). Elämähistorian kehitys ja monisoluisuuden alkuperä. Journal of theory Biology, 239 (2), 257 - 272.
5. Ratcliff, WC, Denison, RF, Borrello, M., ja Travisano, M. (2012). Monisoluisuuden kokeellinen kehitys. Kansallisen tiedeakatemian julkaisut, 109 (5), 1595-1600.
6. Roze, D., ja Michod, RE (2001). Mutaatio, monitasoinen valinta ja etenemisen koon kehitys monisoluisuuden alkuvaiheen aikana. Amerikkalainen luonnontieteilijä, 158 (6), 638-654.
7. Selden, P., ja Nudds, J. (2012). Fossiilisten ekosysteemien kehitys. CRC Press.