İlk çok hücreli organizmalar kökeni, özellikleri, oluşumu ve evrimi



ilk çok hücreli organizmalar, En çok kabul edilen hipotezlerden birine göre, kendilerini koloniler halinde veya simbiyotik ilişkiler içinde gruplamaya başladılar. Zamanın geçmesiyle birlikte, koloninin üyeleri arasındaki etkileşimler işbirliğine ve herkes için faydalı olmaya başladı..

Yavaş yavaş, her hücreye, belirli görevler için uzmanlık süreci uygulandı ve ortaklarıyla bağımlılık derecesini artırdı. Bu fenomen evrimde çok önemliydi, karmaşık varlıkların varlığına izin veriyor, boyutlarını arttırıyor ve farklı organ sistemlerini kullanıyordu..

Çok hücreli organizmalar hayvanlar, bitkiler, bazı mantarlar vb. Gibi birkaç hücreden oluşan organizmalardır. Şu anda, daha sonra gruplandırılmış olan tek hücreli yaşam formlarına dayanan çok hücreli varlıkların kökenini açıklamak için birçok teori vardır..

indeks

  • 1 Çok hücreli organizmalar neden?
    • 1.1 Hücre boyutu ve yüzey hacmi oranı (S / V)
    • 1.2 Çok büyük bir hücre sınırlı bir değişim yüzeyine sahiptir
    • 1.3 Çok hücreli bir organizma olmanın avantajları
    • 1.4 Çok hücreli bir organizma olmanın dezavantajları
  • 2 İlk çok hücreli organizmalar neydi?
  • 3 Çok hücreli organizmaların evrimi
    • 3.1 Sömürge ve simbiyotik hipotez
    • 3.2 Syncytium'un Hipotezi
  • 4 Çok hücreli organizmaların kökeni
  • 5 Kaynakça

Neden çok hücreli organizmalar?

Tek hücreli hücreden çok hücreli organizmalara geçiş, biyologlar arasında en heyecan verici ve tartışmalı sorulardan biridir. Bununla birlikte, çok hücreliğe neden olan olası senaryoları tartışmadan önce kendimize birçok hücreden oluşan bir organizmanın neden gerekli veya faydalı olduğunu sormalıyız..

Hücre boyutu ve yüzey hacmi oranı (S / V)

Bir sebze veya hayvanın vücudunun bir parçası olan ortalama bir hücrenin çapı 10 ila 30 mikrometre arasındadır. Bir organizma, yüzey ve hacim arasındaki ilişkinin getirdiği sınırlama nedeniyle, tek bir hücrenin boyutunu genişleterek boyutta artış gösteremez..

Farklı gazlar (oksijen ve karbondioksit gibi), iyonlar ve diğer organik moleküller bir plazma zarı tarafından sınırlandırılan yüzeyi geçerek hücreye girmeli ve çıkmalıdır..

Oradan hücrenin tüm hacmine yayılmalıdır. Dolayısıyla, büyük hücrelerde yüzey ve hacim arasındaki ilişki daha büyük hücrelerde aynı parametre ile karşılaştırılırsa daha düşüktür..

Çok büyük bir hücre sınırlı bir değişim yüzeyine sahiptir

Bu akıl yürütmenin ardından değişim yüzeyinin hücre büyüklüğündeki artışla orantılı olarak azaldığı sonucuna varabiliriz. Örnek olarak 64 cm hacme sahip 4 cm küp kullanalım.3 ve yüzey 96 cm2. Oran 1.5 / 1 olacak.

Aksine, aynı küpü alıp iki santimetre 8 küp halinde bölersek oran 3/1 olacaktır..

Bu nedenle, eğer bir organizma, yiyecek arama, harekete geçme veya avcılara kaçma gibi birçok yönden yararlı olan büyüklüğünü arttırırsa, hücrelerin sayısını artırarak ve böylece uygun bir yüzey koruyarak yapılması tercih edilir. değişim süreçleri.

Çok hücreli bir organizma olmanın avantajları

Çok hücreli bir organizma olmanın avantajları, sadece boyuttaki artışın ötesine geçer. Çok hücreli olma biyolojik karmaşıklığın artmasına ve yeni yapıların oluşumuna izin verdi.

Bu fenomen, sistemi oluşturan biyolojik varlıklar arasındaki çok karmaşık işbirliği yollarının ve tamamlayıcılık davranışlarının gelişmesine olanak sağlamıştır..

Çok hücreli bir organizma olmanın dezavantajları

Bu faydalara rağmen, çok hücreli olma kaybına ilişkin, tek hücreli varlıkların atalarının durumuna geri dönen örnekler - bazı mantar türlerinde olduğu gibi - buluyoruz..

İşbirliği sistemleri organizmanın hücreleri arasında başarısız olduğunda, olumsuz sonuçlar doğurabilir. En açıklayıcı örnek kanserdir. Bununla birlikte, çoğu durumda işbirliğini sağlamayı başaran birçok yol vardır..

İlk çok hücreli organizmalar neydi?

Çok hücreliğin başlangıcı, bazı yazarlara göre 1000 milyon yıldan daha uzun bir süre önce çok uzak bir geçmişe kadar izlendi (örneğin, Selden ve Nudds, 2012)..

Geçiş formları fosil kayıtlarında yetersiz bir şekilde muhafaza edildiğinden, bunlar hakkında çok fazla şey bilinmemektedir, bunlar fizyoloji, ekoloji ve evrim hakkında çok az şey biliniyor, bu da yeni başlayan çok hücreliğin yeniden yapılandırılmasını geliştirme sürecini zorlaştırıyor..

Aslında, bu ilk fosillerin hayvanlar, bitkiler, mantarlar veya bu soylardan herhangi biri olup olmadığı bilinmemektedir. Fosiller, yüksek yüzey / hacimli düzlem organizmalar olarak tanımlanır.

Çok hücreli organizmaların evrimi

Çok hücreli organizmalar birkaç hücreden oluştuğundan, bu durumun evrimsel gelişimindeki ilk adım hücrelerin gruplanması olmalıdır. Bu farklı şekillerde olabilir:

Sömürge ve sembiyotik hipotezi

Bu iki hipotez, çok hücreli varlıkların asıl atalarının, birbirleriyle sembiyotik ilişkiler kuran koloniler veya tek hücreli varlıklar olduğunu öne sürmektedir..

Agreganın, diferansiyel genetik özdeşliğe sahip (örneğin bir biyofilm veya biyofilm) veya kök ve kız hücrelerinden - genetik olarak özdeş. İkinci seçenek daha olasıdır çünkü ilgili hücrelerde genetik çıkar çatışmalarından kaçınılır..

Tek bir hücreden oluşan varlıkların çok hücreli organizmalara geçişi birkaç basamak içerir. Birincisi, birlikte çalışan hücrelerin içindeki kademeli işbölümüdür. Bazıları somatik işlevler alırken, diğerleri üreme elemanı olur.

Böylece her hücre komşularına daha fazla bağımlı hale gelir ve belirli bir görevde uzmanlık kazanır. Seçim, bu ilkel sömürgelerde gruplanan organizmaları, yalnız kalanlar üzerinde destekledi..

Günümüzde araştırmacılar, tek hücreli formlar karşısında, bu grupların oluşumuna yol açan olası koşulları ve bunların lehine yol açabilecek sebepleri araştırıyorlar. Atalara ait varsayımsal kolonileri hatırlayabilen sömürge organizmaları kullanılır.

Syncitio hipotezi

Syncytium, çoklu çekirdek içeren bir hücredir. Bu hipotez, atalardan kalma bir sinsyum içinde iç zarların oluşmasını önererek, tek bir hücrede birden fazla bölmenin gelişmesini sağlar.

Çok hücreli organizmaların kökeni

Halen kullanılmakta olan kanıtlar, çok hücreli durumun, hayvanlar, bitkiler ve mantarlar dahil olmak üzere 16'dan fazla ökaryotik soyda bağımsız olarak ortaya çıktığını göstermektedir..

Genomik ve filogenetik ilişkilerin anlaşılması gibi yeni teknolojilerin uygulanması, çok hücreliğin, bağlılıkla ilgili genlerin işbirliğinden başlayarak ortak bir yol izlediğini ortaya koymamızı sağlamıştır. Bu kanalların yaratılması hücreler arasında iletişimi sağladı.

referanslar

  1. Brunet, T., & King, N. (2017). Hayvan Çok Hücreliğinin Kökeni ve Hücre Farklılaşması. Gelişimsel hücre, 43(2), 124-140.
  2. Curtis, H. ve Schnek, A. (2008). Curtis. biyoloji. Ed. Panamericana Medical.
  3. Knoll, A.H. (2011). Karmaşık çok hücreliğin çoklu kökenleri. Yer ve Gezegen Bilimlerinde Yıllık Gözden Geçirme, 39, 217-239.
  4. Michod, R.E., Viossat, Y., Solari, C.A., Hurand, M., & Nedelcu, A.M. (2006). Yaşam öyküsü gelişimi ve çok hücreliğin kökeni. Teorik biyoloji dergisi, 239(2), 257-272.
  5. Ratcliff, W.C., Denison, R.F., Borrello, M., ve Travisano, M. (2012). Çok hücreliğin deneysel evrimi. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri, 109(5), 1595-1600.
  6. Roze, D., ve Michod, R.E. (2001). Mutasyon, çok düzeyli seçim ve çok hücreliğin kökeni sırasındaki propagül boyutunun evrimi. Amerikan Naturalisti, 158(6), 638-654.
  7. Selden, P., ve Nudds, J. (2012). Fosil ekosistemlerinin evrimi. CRC Press.