Asal-usul multiselular pertama, ciri-ciri, pembentukan dan evolusi



The organisma multiselular pertama, Mengikut salah satu hipotesis yang paling diterima, mereka mula berkumpul di koloni atau dalam hubungan simbiotik. Dengan peredaran masa, interaksi antara anggota koloni mula menjadi koperasi dan bermanfaat untuk semua.

Secara beransur-ansur, setiap sel menjalani proses pengkhususan untuk tugas tertentu, meningkatkan tahap pergantungan dengan rakan-rakan mereka. Fenomena ini amat penting dalam evolusi, yang membolehkan kewujudan kompleks, meningkatkan saiznya dan mengakui sistem organ yang berlainan.

Organisme multiselular adalah organisma yang terdiri daripada beberapa sel - seperti haiwan, tumbuh-tumbuhan, beberapa kulat, dan lain-lain. Saat ini terdapat beberapa teori untuk menjelaskan asal-usul makhluk multiseluler berdasarkan bentuk kehidupan uniselular yang kemudian dikelompokkan.

Indeks

  • 1 Mengapa organisma multiselular??
    • 1.1 Saiz sel dan nisbah keluaran permukaan (S / V)
    • 1.2 Sel yang sangat besar mempunyai permukaan pertukaran terhad
    • 1.3 Kelebihan menjadi organisma multiselular
    • 1.4 Kelemahan menjadi organisma multiselular
  • 2 Apakah organisma multiselular pertama??
  • 3 Evolusi organisma multiselular
    • 3.1 Hipotesis kolonial dan simbiotik
    • 3.2 Hipotesis syncytium
  • 4 Asal-usul organisma multiselular
  • 5 Rujukan

Mengapa organisma multiselular?

Peralihan dari uniselular ke organisma multiselular adalah salah satu soalan yang paling menarik dan dibincangkan di kalangan ahli biologi. Walau bagaimanapun, sebelum membincangkan kemungkinan senario yang menimbulkan multiselulariti, kita mesti bertanya kepada diri sendiri mengapa ia perlu atau bermanfaat untuk menjadi organisma yang terdiri daripada banyak sel.

Saiz sel dan nisbah kelantangan permukaan (S / V)

Sel purata yang merupakan sebahagian daripada badan sayuran atau haiwan adalah di antara diameter 10 hingga 30 mikrometer. Organisma tidak dapat meningkatkan ukuran hanya dengan memanjangkan saiz sel tunggal kerana batasan yang dikenakan oleh hubungan antara permukaan dan kelantangan.

Gas yang berbeza (seperti oksigen dan karbon dioksida), ion dan molekul organik lain mesti masuk dan meninggalkan sel, menyeberang permukaan yang dibatasi oleh membran plasma.

Dari sana ia mesti merebak melalui keseluruhan jumlah sel. Oleh itu, hubungan antara permukaan dan isipadu adalah lebih rendah dalam sel-sel yang besar, jika kita bandingkan dengan parameter yang sama dalam sel-sel yang lebih besar.

Sel yang sangat besar mempunyai permukaan pertukaran terhad

Berikutan dengan alasan ini, kita dapat mencapai kesimpulan bahawa permukaan pertukaran menurun berkadaran dengan peningkatan saiz sel. Mari kita gunakan sebagai contoh kiub 4 cm, dengan jumlah 64 cm3 dan permukaan 96 cm2. Nisbahnya ialah 1.5 / 1.

Sebaliknya, jika kita mengambil kiub yang sama dan membahagikannya kepada 8 kiub dua sentimeter nisbahnya akan menjadi 3/1.

Oleh itu, jika organisma meningkatkan saiznya, yang bermanfaat dalam beberapa aspek, seperti dalam mencari makanan, lokomotif atau melarikan diri kepada pemangsa, lebih baik melakukannya dengan meningkatkan jumlah sel dan dengan demikian mengekalkan permukaan yang sesuai untuk proses pertukaran.

Kelebihan menjadi organisma multiselular

Kelebihan menjadi organisma multiselular melampaui peningkatan saiznya. Multicellularity membenarkan peningkatan kerumitan biologi dan pembentukan struktur baru.

Fenomena ini membenarkan evolusi jalur kerjasama yang sangat canggih dan tingkahlaku saling melengkapi antara entiti biologi yang membentuk sistem.

Kelemahan menjadi organisma multiselular

Walaupun terdapat manfaat ini, kita dapati contoh - seperti dalam beberapa spesies kulat - kehilangan multiselulariti, kembali ke keadaan leluhur makhluk sel tunggal.

Apabila sistem kerjasama gagal di antara sel-sel organisma, akibat negatif dapat dihasilkan. Contoh yang paling menggambarkan adalah kanser. Walau bagaimanapun, terdapat banyak cara yang, dalam kebanyakan kes, berjaya menjamin kerjasama.

Apakah organisma multiselular pertama??

Permulaan multicellularity telah dikesan kembali ke masa lalu yang sangat jauh, lebih daripada 1000 juta tahun yang lalu, menurut beberapa penulis (contohnya, Selden & Nudds, 2012).

Kerana bentuk peralihan telah kurang dipelihara dalam rekod fosil, sedikit diketahui tentang mereka dan fisiologi, ekologi dan evolusi, membuat proses menguraikan pembinaan semula multicellularity yang awal sukar..

Malah, tidak diketahui sama ada fosil pertama ini adalah haiwan, tumbuhan, kulat, atau mana-mana keturunan ini. Fosil tersebut dicirikan oleh organisma satah, dengan permukaan / volume yang tinggi.

Evolusi organisma multiselular

Sebagai organisma multiselular terdiri daripada beberapa sel, langkah pertama dalam evolusi evolusi keadaan ini haruslah kumpulan sel. Ini boleh berlaku dengan cara yang berbeza:

Hipotesis kolonial dan simbiotik

Kedua-dua hipotesis ini mencadangkan bahawa nenek moyang asal makhluk multiselular adalah koloni atau makhluk uniselular yang membentuk hubungan simbiotik antara satu sama lain.

Tidak diketahui sama ada agregat terbentuk daripada sel-sel dengan identiti genetik berbeza (seperti biofilm atau biofilm) atau dari sel stem dan anak perempuan - secara genetik sama. Pilihan yang kedua adalah lebih mustahil, kerana dalam sel-sel yang berkaitan konflik kepentingan genetik dielakkan.

Peralihan makhluk yang terdiri daripada satu sel ke organisma multiselular melibatkan beberapa langkah. Yang pertama ialah pembahagian kerja secara beransur-ansur dalam sel-sel yang bekerja bersama-sama. Sesetengah mengambil fungsi somatik, sementara yang lain menjadi elemen reproduktif.

Oleh itu, setiap sel menjadi lebih bergantung kepada jirannya dan pengkhususan keuntungan dalam tugas tertentu. Pemilihan itu menggemari organisma-organisma yang dikelompokkan dalam koloni-puak primitif ini berbanding mereka yang tetap bersendirian.

Pada masa kini para penyelidik mencari keadaan yang mungkin menyebabkan pembentukan kumpulan-kumpulan ini dan punca-punca yang boleh menyebabkan mereka memihak kepada mereka - dalam menghadapi bentuk uniselular. Organisma kolonial digunakan yang dapat mengingati jajahan hipotetis leluhur.

Hipotesis Syncitio

Syncytium adalah sel yang mengandungi pelbagai nukleus. Hipotesis ini menunjukkan pembentukan membran dalaman dalam syncytium nenek moyang, yang membolehkan pembangunan pelbagai ruang dalam sel tunggal.

Asal-usul organisma multiselular

Bukti yang sedang digunakan menunjukkan bahawa keadaan multiselular muncul secara bebas di lebih daripada 16 garis keturunan eukaryotic, termasuk haiwan, tumbuh-tumbuhan dan kulat..

Penerapan teknologi baru seperti genomik dan pemahaman hubungan filogenetik telah membolehkan kita mencadangkan bahawa multicellularity mengikuti jalan yang sama, bermula dengan koordinasi gen yang berkaitan dengan kepatuhan. Penciptaan saluran ini mencapai komunikasi antara sel-sel.

Rujukan

  1. Brunet, T., & King, N. (2017). Asal-usul Multicellularity Haiwan dan Pembezaan Sel. Sel pembangunan, 43(2), 124-140.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. Biologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Knoll, A. H. (2011). Asal-usul berganda multiselular kompleks. Kajian Tahunan Sains Bumi dan Planet, 39, 217-239.
  4. Michod, R.E., Viossat, Y., Solari, C.A., Hurand, M., & Nedelcu, A.M. (2006). Evolusi kehidupan-kehidupan dan asal-usul multiselular. Jurnal biologi teoritis, 239(2), 257-272.
  5. Ratcliff, W.C., Denison, R.F., Borrello, M., & Travisano, M. (2012). Evolusi percobaan multiselularitas. Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 109(5), 1595-1600.
  6. Roze, D., & Michod, R. E. (2001). Mutasi, pemilihan pelbagai peringkat, dan evolusi saiz propagul semasa asal multiwellular. Naturalist Amerika, 158(6), 638-654.
  7. Selden, P., & Nudds, J. (2012). Evolusi ekosistem fosil. CRC Press.