Första flercelliga organismer ursprung, egenskaper

De första flercelliga organismer, Enligt en av de mest accepterade hypoteserna började de gruppera i kolonier eller i symbiotiska relationer. Med tiden har interaktionerna mellan medlemmarna i kolonin börjat vara samarbetsvilliga och fördelaktiga för alla..

Gradvis genomgick varje cell en process för specialisering för specifika uppgifter, vilket ökade graden av beroende av sina följeslagare. Detta fenomen var avgörande i evolutionen, vilket möjliggjorde existensen av komplexa varelser, ökade deras storlek och medgav olika organsystem..

Flercelliga organismer är organismer som består av flera celler - såsom djur, växter, vissa svampar etc. För närvarande finns det flera teorier för att förklara ursprunget till flercelliga varelser med utgångspunkt från encelliga livsformer som senare grupperades.

Artikelindex

• 1 Varför finns flercelliga organismer??
  • 1.1 Cellstorlek och ytvolymförhållande (S / V)
  • 1.2 En mycket stor cell har en begränsad utbytesyta
  • 1.3 Fördelar med att vara en multicellular organism
  • 1.4 Nackdelar med att vara en multicellular organism
• 2 Vilka var de första flercelliga organismerna?
• 3 Utveckling av flercelliga organismer
  • 3.1 Kolonial och symbiotisk hypotes
  • 3.2 Syncytiumhypotes
• 4 Ursprung för flercelliga organismer
• 5 Referenser

Varför existerar flercelliga organismer?

Övergången från encelliga till flercelliga organismer är en av de mest spännande och kontroversiella frågorna bland biologer. Innan vi diskuterar de möjliga scenarierna som gav upphov till flercellularitet måste vi dock fråga oss varför det är nödvändigt eller fördelaktigt att vara en organism som består av många celler..

Cellstorlek och förhållande mellan yta och volym (S / V)

En genomsnittlig cell som ingår i kroppen av en växt eller ett djur mäter mellan 10 och 30 mikrometer i diameter. En organism kan inte växa i storlek bara genom att utvidga storleken på en enda cell på grund av den begränsning som ålagts av förhållandet mellan ytarea och volym..

Olika gaser (såsom syre och koldioxid), joner och andra organiska molekyler måste komma in och lämna cellen, korsa ytan som avgränsas av ett plasmamembran..

Därifrån måste det spridas över hela cellvolymen. Således är förhållandet mellan ytarea och volym lägre i stora celler, om vi jämför det med samma parameter i större celler..

En mycket stor cell har en begränsad utbytesyta

Efter detta resonemang kan vi dra slutsatsen att utbytesytan minskar i proportion till ökningen i cellstorlek. Låt oss använda ett exempel på en kub på 4 cm, med en volym på 64 cm³ och yta 96 cm^två. Förhållandet blir 1,5 / 1.

Om vi ​​däremot tar samma kub och delar upp den i åtta kubik på två centimeter, kommer förhållandet att vara 3/1.

Av denna anledning, om en organism ökar sin storlek, vilket är fördelaktigt i flera aspekter, såsom i sökandet efter mat, rörelse eller flyktande rovdjur, är det att föredra att göra det genom att öka antalet celler och därmed bibehålla en adekvat yta för djuren. utbytesprocesser.

Fördelar med att vara en multicellular organism

Fördelarna med att vara en multicellulär organism går längre än bara att öka storleken. Multicellularitet möjliggjorde ökningen av biologisk komplexitet och bildandet av nya strukturer.

Detta fenomen möjliggjorde utvecklingen av mycket sofistikerade samarbetsvägar och kompletterande beteenden mellan de biologiska enheter som utgör systemet..

Nackdelar med att vara en multicellular organism

Trots dessa fördelar hittar vi exempel - som i flera svamparter - på förlust av flercellularitet, som återgår till det förfädernas tillstånd hos encelliga varelser..

När kooperativa system misslyckas mellan kroppens celler kan negativa konsekvenser genereras. Det mest illustrativa exemplet är cancer. Det finns dock flera vägar som i de flesta fall lyckas säkerställa samarbete.

Vilka var de första flercelliga organismerna?

Början av multicellularitet har spårats tillbaka till ett mycket avlägset förflutet, för mer än 1 miljard år sedan, enligt vissa författare (till exempel Selden & Nudds, 2012).

Eftersom övergångsformer har bevarats dåligt i fossilregistret är det lite känt om dem och deras fysiologi, ekologi och evolution, vilket gör processen att konstruera en rekonstruktion av begynnande flercellularitet svår..

Det är faktiskt inte känt om dessa första fossiler var djur, växter, svampar eller någon av dessa härstammar. Fossiler kännetecknas av att de är platta organismer med hög yta / volym.

Utveckling av flercelliga organismer

Eftersom flercelliga organismer består av flera celler, borde det första steget i den evolutionära utvecklingen av detta tillstånd ha varit grupperingen av celler. Detta kan hända på olika sätt:

Kolonial och symbiotisk hypotes

Dessa två hypoteser föreslår att den ursprungliga förfadern till flercelliga varelser var kolonier eller encelliga varelser som etablerade symbiotiska relationer med varandra..

Det är ännu inte känt om aggregatet bildas från celler med differentiell genetisk identitet (såsom en biofilm eller biofilm) eller från stam- och dotterceller - genetiskt identiska. Det senare alternativet är mer möjligt, eftersom genetiska intressekonflikter undviks i relaterade celler..

Övergången från encelliga varelser till flercelliga organismer involverar flera steg. Den första är den gradvisa arbetsfördelningen inom celler som arbetar tillsammans. Vissa tar somatiska funktioner, medan andra blir reproduktiva element.

Således blir varje cell mer beroende av sina grannar och får specialisering i en viss uppgift. Urval gynnade organismer som kluster i dessa primitiva kolonier framför de som förblev ensamma.

Numera letar forskare efter möjliga förhållanden som ledde till bildandet av sådana kluster och orsakerna som kan leda till deras fördel - kontra encelliga former. Koloniala organismer som kan påminna hypotetiska förfädernas kolonier används.

Syncytium hypotes

Ett syncytium är en cell som innehåller flera kärnor. Denna hypotes antyder bildandet av inre membran i ett förfädernas syncytium, vilket möjliggör utveckling av flera fack i en enda cell..

Ursprung för flercelliga organismer

Det nuvarande beviset pekar på det faktum att det flercelliga tillståndet uppträdde oberoende i mer än 16 härstammar av eukaryoter, inklusive djur, växter och svampar..

Tillämpningen av ny teknik såsom genomik och förståelsen av fylogenetiska förhållanden har gjort det möjligt att föreslå att flercellularitet följde en gemensam bana, med början i ko-optering av gener relaterade till vidhäftning. Skapandet av dessa kanaler uppnådde kommunikation mellan celler.

Referenser

1. Brunet, T., & King, N. (2017). Ursprunget till djurmulticellularitet och celldifferentiering. Utvecklingscell, 43(2), 124-140.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. biologi. Panamerican Medical Ed..
3. Knoll, A. H. (2011). De många ursprungen till komplex multicellularitet. Årlig granskning av jord- och planetvetenskap, 39, 217-239.
4. Michod, R. E., Viossat, Y., Solari, C. A., Hurand, M., & Nedelcu, A. M. (2006). Livshistoriautveckling och ursprunget till flercellularitet. Tidskrift för teoretisk biologi, 239(2), 257-272.
5. Ratcliff, W. C., Denison, R. F., Borrello, M., & Travisano, M. (2012). Experimentell utveckling av multicellularitet. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(5), 1595-1600.
6. Roze, D., & Michod, R. E. (2001). Mutation, urval av flera nivåer och utvecklingen av förökningsstorlek under flercellularitetens ursprung. Den amerikanska naturforskaren, 158(6), 638-654.
7. Selden, P., & Nudds, J. (2012). Utvecklingen av fossila ekosystem. CRC Press.