Багатоклітинні організми

Багатоклітинні організми — це організми, що складаються з більше ніж одної клітини, пов'язаних між собою в єдине ціле. Не існує чіткої межі між одноклітинними та багатоклітинними організмами. Багато одноклітинні володіють засобами для створення багатоклітинних колоній, в той же час окремі клітини деяких багатоклітинних організмів у змозі самостійно існувати.

?
Багатоклітинні організми
Час існування: Мезопротерозой - теперішній час

На цьому зображенні, дикий тип Caenorhabditis elegans забарвлена, щоб виділити ядра клітин.
Біологічна класифікація

Еволюція

Шістсот мільйонів років тому, в пізньому докембрії (Вейді), почався розквіт багатоклітинних організмів. Дивує різноманітність вендської фауни: різні типи і класи тварин з'являються як би раптом, але число родів і видів невелике. У Венді виник біосферний механізм взаємозв'язку одноклітинних і багатоклітинних організмів — перші стали продуктом харчування для других. Рясний в холодних водах планктон, який використовує світлову енергію, став їжею для плаваючих і донних мікроорганізмів, а також для багатоклітинних тварин. Поступове потепління і зростання вмісту кисню призвели до того, що еукаріоти, включаючи багатоклітинних тварин, стали заселяти і карбонатний пояс планети, витісняючи ціанобактерії. Початок палеозойської ери принесло дві загадки: зникнення вендской фауни і «кембрійський вибух» — поява скелетних форм.

Еволюція життя у Фанерозої (останні 545 млн років земної історії) — процес ускладнення організації багатоклітинних форм в рослинному і тваринному світі. Багатоклітинні організми виникли з одноклітинних і в порівнянні з ними є вищим етапом розвитку органічного світу. Найдавніші багатоклітинні організми відомі з протерозою. Сучасні багатоклітинні організми в своєму індивідуальному розвитку проходять одноклітинну стадію (статеві клітини). Предки багатоклітинних організмів являли собою колонії — скупчення одноклітинних організмів, які не відокремилися один від одного. Всі члени такої колонії були спочатку рівнозначними; пізніше між ними відбувся розподіл функцій і виникла взаємна залежність, яка все більше поглиблювалася і кінець кінцем привела до виникнення багатоклітинних організмів.

Онтогенез

Розвиток багатоклітинних організмів починається з однієї клітини (наприклад, зиготи у тварин або суперечки в разі гаметофітів вищих рослин). У цьому випадку більшість клітин багатоклітинного організму мають однаковий геном. При вегетативному розмноженні, коли організм розвивається з багатоклітинного фрагмента материнського організму, як правило, також відбувається природне клонування. У деяких примітивних багатоклітинних (наприклад, клітинних слизовиків і міксобактерій) виникнення багатоклітинних стадій життєвого циклу відбувається принципово інакше — клітини, часто мають сильно розрізняючийся генотипи, об'єднуються в єдиний організм.

Всі багатоклітинні організми виникають з однієї клітини і проходять деякі стадії росту. У багатоклітинних організмів протягом усього їхнього формування й росту тривають інтенсивні процеси клітинного поділу, багато з яких супроводжуються диференціюванням. Pіст органів, а отже, і забезпечує цей ріст клітинний поділ повинні йти лише до певної межі. Після цього клітинні ділення повинні або взагалі припинитися, або здійснюватися в міру необхідності. Наприклад, клітини епідермісу (зовнішній шар клітин шкірного покриву) повинні ділитися лише в міру загибелі частини з них в результаті механічних або інших ушкоджень. Нові еритроцити повинні утворюватися шляхом багатостадійної диференціювання стовбурових клітин у міру руйнування еритроцитів у ході їх функціонування. Лімфоцити повинні утворюватися в значному числі з відповідних клонів з мірою розвитку імунної відповіді.

Системи органів багатоклітинних тварин
  • Опорно-рухова
  • Травна
  • Кровоносна
  • Дихальна
  • Нервова
  • Видільна
  • Статева
  • Система залоз внутрішньої секреції.

Всі процеси в організмах багатоклітинних тварин регулюють імунна система та система залоз внутрішньої секреції. Ці системи тісно взаємопов'язані між собою і впливають на діяльність одна одної. Нервова система регулює життєві функції організму за допомогою нервових імпульсів, які мають ел-ну природу. Нервові імпульси передаються від рецепторів, о певних центрів ЦНС. Там відбувається їх аналіз і синтез. Від цих центрів нервові імпульси надходять до робочих органів. Завдяки нервовій системі тварини здатні сприймати зміни зовнішнього і внутрішнього середовища й швидко на них реагувати (рефлекс). В основі діяльності нервових центрів лежать складні процеси виникнення нервового збудження і гальмування. У деяких тварин і людей регулюються життєві функції системою залоз внутрішньої секреції. Всі залози працюють узгоджено, що регулюється гормонами. Важливе значення в регуляції життєвих функцій належить нейрогормонам — біологічно-активним речовинам. Вони виробляються особливими клітинами нервової тканини. Нейрогормони надходять у кров, міжклітинну та спинномозкову рідину і транспортуються до тих органів, роботу яких регулюють.

Відмінності від колоніальних організмів

Слід відрізняти багатоклітинність і колоніальність. У колоніальних організмів відсутні справжні диференційовані клітини, а отже, і поділ тіла на тканини. Кордон між багатоклітинними і колоніальними нечіткий. Наприклад, вольвокс часто відносять до колоніальних організмів, хоча в його «колоніях» є чіткий поділ клітин на генеративні і соматичні. Виділення смертної «соми» А. А. Захваткін вважав важливою ознакою багатоклітинності вольвокса. Крім диференціювання клітин, для багатоклітинних характерний і вищий рівень інтеграції, ніж для колоніальних форм. Однак деякі вчені вважають багатоклітинність більш розвиненою формою колоніальності.

Царство тварини

Твари́ни (лат. Animalia або лат. Metazoa) — царство переважно багатоклітинних еукаріотичних (ядерних) організмів, однією з найголовніших ознак якого є гетеротрофність (тобто, споживання готових органічних речовин) та здатність активно рухатись. Однак тварини не завжди ведуть активний спосіб життя і є гетеротрофами. У клітинах тварин (як і інших еукаріотів) міститься сформоване ядро. До тварин належать ссавці, птахи, риби, комахи, павукоподібні, молюски, морські зірки, черви тощо. До царства тварин не належать рослини та гриби — теж великі (але не єдині) царства еукаріотів.

Тварини належать до еукаріотів (в клітинах є ядра). Класичними ознаками тварин вважаються: гетеротрофність (харчування готовими органічними сполуками) та здатність активно пересуватися. Втім, існує чимало тварин, що ведуть нерухомий спосіб життя, а гетеротрофність властива також грибам і деяким рослинам-паразитам.

Експеримент з дріжджами

В експериментах по еволюції, проведених у 2012 році під керівництвом Вільяма Реткліфф і Майкла Травісано, об'єктом служили пекарські дріжджі. Ці одноклітинні гриби розмножуються брунькуванням; після досягнення материнської клітиною певних розмірів, від неї відділяється дрібніша дочірня клітина і стає самостійним організмом. Дочірні клітини можуть також злипатися один з одним, утворюючи кластери. Дослідники проводили штучний відбір клітин, що входять в найбільші кластери. Критерієм відбору була швидкість осідання кластерів на дно резервуара. Минулі фільтр відбору кластери знову культивувалися, і серед знову відбиралися найбільші. Згодом дріжджові кластери починали вести себе як єдині організми: після ювенільної стадії, коли відбувався ріст клітин, слідувала стадія розмноження, в процесі якої кластер ділився на велику і малу частини. При цьому клітини, які перебували на кордоні, гинули, дозволяючи розійтися батьківського і дочірнього кластерам.

Водорості

У 2013 році група дослідників Університету Міннесоти під керівництвом Вільяма Реткліффа, раніше відома еволюційними експериментами з дріжджами, провела аналогічні досліди з одноклітинними водоростями Chlamydomonas reinhardtii. 10 культур цих організмів культивували протягом 50 поколінь і відбираючи найбільші кластери. Через 50 поколінь в одній з культур розвинулися багатоклітинні скупчення з синхронізацією життєвих циклів окремих клітин. Залишаючись разом протягом декількох годин, кластери потім розходилися на окремі клітини, які, залишаючись усередині загальної слизової оболонки, починали ділитися і утворювати нові кластери.

На відміну від дріжджів, хламідомонади ніколи не мали багатоклітинних предків і не могли успадкувати від них механізми багатоклітинності, проте, в результаті штучного відбору протягом декількох десятків поколінь, примітивна багатоклітинність з'являється і у них. Однак, на відміну від дріжджових кластерів, які в процесі брунькування залишалися єдиним організмом, кластери хламідомонад при розмноженні поділяються на окремі клітини. Це свідчить про те, що механізми багатоклітинності могли виникати незалежно в різних групах одноклітинних і варіювати від випадку до випадку.

Див. також

Література

Примітки
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.