ראשית אורגניזמים תאיים, מאפיינים, היווצרות ואבולוציה

ה האורגניזמים הרב-תאיים הראשונים, על פי אחת ההשערות המקובלות ביותר, הם החלו לקבץ את עצמם במושבות או ביחסים סימביוטיים. עם חלוף הזמן החלו יחסי הגומלין בין חברי המושבה להיות שיתופי ומועיל לכולם.

בהדרגה, כל תא עבר תהליך התמחות עבור משימות ספציפיות, להגדיל את מידת התלות עם השותפים שלהם. תופעה זו היתה מכרעת באבולוציה, דבר המאפשר קיום של יצורים מורכבים, הגדלת גודלם והודאת מערכות איברים שונות.

אורגניזמים תאיים הם אורגניזמים המורכבים מכמה תאים - כגון בעלי חיים, צמחים, כמה פטריות וכו '. נכון לעכשיו יש תיאוריות מרובות כדי להסביר את מקורם של יצורים רב תאיים המבוססים על צורות חיים חד תאיים שהיו מאוחדים מאוחר יותר.

אינדקס

• 1 מדוע אורגניזמים רב תאיים?
  • 1.1 גודל תא שטח נפח נפח (S / V)
  • 1.2 תא גדול מאוד יש שטח החליפין מוגבל
  • 1.3 יתרונותיו של אורגניזם רב תאיים
  • 1.4 חסרונות של אורגניזם רב תאיים
• 2 מה היו האורגניזמים הרב-תאיים הראשונים?
• 3 אבולוציה של אורגניזמים רב תאיים
  • 3.1 היפותזה קולוניאלית וסימביוטית
  • 3.2 השערת סינסיטיום
• 4 מקורם של אורגניזמים רב תאיים
• 5 הפניות

מדוע אורגניזמים רב תאיים?

המעבר מאורגניזמים חד תאיים לאורגניזמים רב תאיים הוא אחת השאלות המרגשות והמדוברות ביותר בקרב הביולוגים. עם זאת, לפני שנדון בתרחישים האפשריים שהולידו רב תאיות, עלינו לשאול את עצמנו מדוע זה הכרחי או מועיל להיות אורגניזם המורכב תאים רבים.

גודל התא וגודל עוצמת השמע (S / V)

תא ממוצע שהוא חלק מגוף של ירק או בעל חיים הוא בין 10 ל 30 מיקרומטר בקוטר. אורגניזם לא יכול להגדיל את גודל פשוט על ידי הארכת גודל של תא בודד בגלל המגבלה שהוטלו על ידי הקשר בין השטח נפח.

גזים שונים (כגון חמצן ופחמן דו חמצני), יונים ומולקולות אורגניות אחרות חייבים להיכנס ולעזוב את התא, חוצה את פני השטח, כי הוא תחם על ידי קרום פלזמה.

משם הוא חייב להתפשט דרך כל נפח התא. לכן, הקשר בין השטח והנפח נמוך יותר בתאים גדולים, אם נשווה אותו עם אותו פרמטר בתאים גדולים יותר.

לתא גדול מאוד יש שטח חליפין מוגבל

בעקבות נימוק זה, אנו יכולים להגיע למסקנה כי שטח החליפין מצטמצם באופן יחסי לגידול בגודל התא. בואו נשתמש כדוגמה 4 קוביה, עם נפח של 64 ס"מ³ משטח 96 ס"מ². היחס יהיה 1.5 / 1.

לעומת זאת, אם ניקח את אותה קובייה ונחלק אותה ל 8 קוביות של שני סנטימטרים היחס יהיה 3/1.

לכן, אם האורגניזם מגדיל את גודלו, אשר מועיל בכמה היבטים, כגון בחיפוש אחר מזון, תנועה או בריחה לטורפים, עדיף לעשות זאת על ידי הגדלת מספר התאים וכך לשמור על משטח מתאים עבור חילופי תהליכים.

יתרונותיו של אורגניזם רב תאיים

היתרונות של להיות אורגניזם רב תאיים ללכת מעבר לגידול בלבד בגודל. הרב-תאיות אפשרה את הגידול במורכבות הביולוגית ובהיווצרות מבנים חדשים.

תופעה זו אפשרה את התפתחותם של נתיבי שיתוף פעולה מתוחכמים מאוד והתנהגויות משלימות בין הישויות הביולוגיות המרכיבות את המערכת.

החסרונות של היותו אורגניזם רב תאיים

למרות היתרונות הללו, אנו מוצאים דוגמאות - כמו בכמה מינים של פטריות - של אובדן multicellularity, חוזרים למצב אבותיהם של יצורים חד תאיים.

כאשר מערכות שיתוף הפעולה נכשלות בין התאים של האורגניזם, התוצאות השליליות יכול להיות שנוצר. הדוגמה המובהקת ביותר היא סרטן. עם זאת, ישנן דרכים רבות, כי ברוב המקרים, לנהל כדי להבטיח שיתוף פעולה.

מה היו האורגניזמים הרב-תאיים הראשונים?

ראשיתם של רב-תאיות נבעה בעבר הרחוק מאוד, לפני יותר מ -1000 מיליון שנים, על פי כמה מחברים (לדוגמה, Selden & Nudds, 2012).

מאחר שטופסי המעבר השתמרו בצורה לא טובה ברשומות המאובנים, מעט מאוד ידוע עליהם ועל הפיזיולוגיה, האקולוגיה והאבולוציה, מה שהופך את תהליך הרחבת השחזור מחדש של המולקולות החדשה..

למעשה, לא ידוע אם המאובנים הראשונים האלה היו בעלי חיים, צמחים, פטריות או כל השושלות האלה. המאובנים מתאפיינים באורגניזמים של מטוסים, עם משטח / נפח גבוה.

אבולוציה של אורגניזמים רב תאיים

כמו אורגניזמים תאיים מורכבים מספר תאים, הצעד הראשון בהתפתחות האבולוציונית של מצב זה צריך להיות קיבוץ של תאים. זה יכול לקרות בדרכים שונות:

היפותזה קולוניאלית וסימביוטית

שתי ההשערות הללו מציעות שהאבות הקדומים של יצורים רב-תאיים היו מושבות או יצורים חד-תאיים שהקימו יחסים סימביוטים זה עם זה.

זה עדיין לא ידוע אם המצרפי נוצר מתאים עם זהות גנטית דיפרנציאלית (כגון biofilm או biofilm) או מתאי גזע ובתו - זהים גנטית. האפשרות השנייה היא אפשרית יותר, שכן בתאים הקשורים התנגשויות גנטיות של עניין נמנעים.

המעבר של יצורים המורכב מתא בודד לאורגניזמים רב תאיים כרוך בכמה צעדים. הראשונה היא חלוקת העבודה ההדרגתית בתוך התאים הפועלים יחד. יש לקחת פונקציות סומטיות, בעוד שאחרים הופכים אלמנטים הרבייה.

לכן, כל תא הופך להיות תלוי יותר בשכנותיו והתמחות במשימה מסוימת. הבחירה העדיפה את האורגניזמים שהיו מקובצים במושבות הפרימיטיביות הללו על אלה שנותרו בודדים.

כיום מחפשים החוקרים את התנאים האפשריים שהובילו להיווצרותן של קבוצות אלה ואת הסיבות שעשויות להוביל להעדפתן - אל מול צורות חד-תאיות. אורגניזמים קולוניאליים משמשים כי יכול לזכור מושבות היפותטי אבותי.

השערת הסינכסיו

סינסיטיום הוא תא המכיל גרעינים מרובים. השערה זו מציעה את היווצרותם של ממברנות פנימיות בתוך syncytium אבות, המאפשר פיתוח של תאים מרובים בתוך תא בודד.

מקורם של אורגניזמים תאיים

העדויות המשמשות כיום מלמדות כי המצב הרב-תאי הופיע באופן עצמאי ביותר מ -16 שושלות אוקריוטיות, כולל בעלי חיים, צמחים ופטריות..

היישום של טכנולוגיות חדשות כגון גנומיקה והבנה של קשרים פילוגנטיים אפשרה לנו להציע כי ריבוי-תאיות הלך בדרך משותפת, החל עם שילוב של גנים הקשורים לדבקות. יצירת הערוצים האלה השיגה תקשורת בין תאים.

הפניות

1. Brunet, T., & King, N. (2017). מוצא של תאיים רב תאיים והתמיינות תאים. תא התפתחותי, 43(2), 124-140.
2. קרטיס, ח ', ושנק, א. (2008). קרטיס. ביולוגיה. אד פנמריקנה מדיקל.
3. Knoll, A. H. (2011). מקורות מרובים של מורכבות multicellularity. סקירה שנתית של כדור הארץ ומדעי הפלנט, 39, 217-239.
4. מיוכוד, ר ', ויוסאט, י', סולארי, ס.א., הורנד, מ ', ונדלקו, א"מ (2006). האבולוציה של ההיסטוריה של החיים ומקור המולקולריות. כתב העת לביולוגיה תיאורטית, 239(2), 257-272.
5. רטקליף, W.C., Denison, R.F., Borrello, M., & Travisano, M. (2012). האבולוציה הניסויית של ריבוי תאי. ההליכים של האקדמיה הלאומית למדעים, 109(5), 1595-1600.
6. Roze, D., & Michod, R. (2001). מוטציה, בחירה מדורגת, ואבולוציה של גודל פרואגולת במהלך המוצא של multicellularity. אמריקן נטורליסט, 158(6), 638-654.
7. Selden, P., & Nudds, J. (2012). אבולוציה של מערכות אקולוגיות מאובנות. לחץ על CRC.