Kenmerken, functies en voorbeelden van meercellige organismen

2866
Egbert Haynes

EEN meercellig organisme het is een levend wezen dat uit meerdere cellen bestaat. De term meercellig wordt ook vaak gebruikt. De organische wezens die ons omringen en die we met het blote oog kunnen waarnemen, zijn meercellig.

Het meest opvallende kenmerk van deze groep organismen is het niveau van structurele organisatie dat ze bezitten. Cellen hebben de neiging zich te specialiseren om zeer specifieke functies te vervullen en zijn gegroepeerd in weefsels. Naarmate we complexer worden, vormen weefsels organen, en deze vormen systemen.

Dieren zijn meercellige wezens. Bron: pixabay.com

Het concept staat haaks op dat van eencellige organismen, die uit een enkele cel bestaan. Tot deze groep behoren onder meer bacteriën, archaea, protozoa. In deze grote groep moeten organismen alle basisfuncties voor het leven (voeding, voortplanting, metabolisme, enz.) In één enkele cel verdichten..

Artikel index

  • 1 Oorsprong en evolutie
    • 1.1 Voorlopers van meercellige organismen
    • 1.2 De Volvocaceans
    • 1.3 Dictyostelium
  • 2 Voordelen van meercellig zijn
    • 2.1 Optimaal oppervlak
    • 2.2 Specialisatie
    • 2.3 Kolonisatie van niches
    • 2.4 Diversiteit
  • 3 kenmerken
    • 3.1 Organisatie
    • 3.2 Celdifferentiatie
    • 3.3 Weefselvorming
    • 3.4 Weefsels bij dieren
    • 3.5 Weefsels in planten
    • 3.6 Orgaanvorming
    • 3.7 Systeemvorming
    • 3.8 Vorming van het organisme
  • 4 vitale functies
  • 5 voorbeelden
  • 6 referenties

Oorsprong en evolutie

Multicellulariteit is geëvolueerd in verschillende lijnen van eukaryoten, wat heeft geleid tot het verschijnen van planten, schimmels en dieren. Volgens het bewijs ontstonden er vroeg in de evolutie meercellige cyanobacteriën, en vervolgens verschenen andere meercellige vormen onafhankelijk van elkaar in verschillende evolutionaire lijnen..

Zoals duidelijk is, vond de overgang van een eencellige naar een meercellige entiteit vroeg in de evolutie en herhaaldelijk plaats. Om deze redenen is het logisch om aan te nemen dat multicellulariteit sterke selectieve voordelen vertegenwoordigt voor organische wezens. Later zullen de voordelen van meercellig zijn in detail worden besproken..

Er moeten verschillende theoretische aannames zijn gedaan om dit fenomeen te verkrijgen: adhesies tussen naburige cellen, communicatie, samenwerking en specialisatie daartussen..

Voorlopers van meercellige organismen

Geschat wordt dat meercellige organismen ongeveer 1,7 miljard jaar geleden uit hun eencellige voorouders zijn geëvolueerd. In deze voorouderlijke gebeurtenis vormden sommige eencellige eukaryote organismen een soort meercellige aggregaten die een evolutionaire overgang lijken te zijn van eencellige naar meercellige organismen..

Tegenwoordig zien we levende organismen die zo'n clusteringpatroon vertonen. Bijvoorbeeld groene algen van het geslacht Volvox ze associëren zich met hun leeftijdsgenoten om een ​​kolonie te vormen. Er wordt gedacht dat een voorloper vergelijkbaar is met Volvox waaruit de huidige planten zijn voortgekomen.

Een toename van de specialisatie van elke cel zou ertoe kunnen leiden dat de kolonie een echt meercellig organisme wordt. Er kan echter ook een andere opvatting worden gehanteerd om de oorsprong van eencellige organismen te verklaren. Om beide manieren uit te leggen, zullen we twee voorbeelden van huidige soorten gebruiken.

De volvocaceans

Deze groep organismen bestaat uit celconfiguraties. Bijvoorbeeld een organisme van het geslacht Gonium Het bestaat uit een platte "plaat" van ongeveer 4 tot 16 cellen, elk met zijn flagellum. Het geslacht Pandorina, van zijn kant is het een bol van 16 cellen. Zo vinden we verschillende voorbeelden waarbij het aantal cellen toeneemt.

Er zijn geslachten die een interessant differentiatiepatroon vertonen: elke cel in de kolonie heeft een "rol", net als in een organisme. In het bijzonder delen somatische cellen zich van seksuele cellen.

Dictyostelium

Een ander voorbeeld van meercellige arrangementen in eencellige organismen is te vinden in het geslacht Dictyostelium. De levenscyclus van dit organisme omvat een seksuele fase en een aseksuele fase..

Tijdens de aseksuele cyclus ontwikkelt een eenzame amoebe zich op rottende boomstammen, voedt zich met bacteriën en reproduceert door binaire splitsing. In tijden van voedselschaarste smelt een aanzienlijk aantal van deze amoeben samen tot een slijmerig lichaam dat in staat is zich te verplaatsen in een donkere en vochtige omgeving..

Beide voorbeelden van levende soorten zouden een mogelijke indicatie kunnen zijn van hoe meercellulariteit in de oudheid begon..

Voordelen van meercellig zijn

Kudde olifanten in de Serengeti

Cellen zijn de basiseenheid van het leven, en grotere organismen verschijnen meestal als aggregaten van deze eenheden en niet als een enkele cel die in omvang toeneemt..

Het is waar dat de natuur heeft geëxperimenteerd met relatief grote eencellige vormen, zoals eencellig zeewier, maar deze gevallen zijn zeldzaam en zeer punctueel..

Eencellige organismen zijn succesvol geweest in de evolutionaire geschiedenis van levende wezens. Ze vertegenwoordigen meer dan de helft van de totale massa aan levende organismen en hebben met succes de meest extreme omgevingen gekoloniseerd. Wat zijn echter de voordelen van een meercellig lichaam?

Optimaal oppervlak

Waarom is een groot organisme dat uit kleine cellen bestaat beter dan een grote cel? Het antwoord op deze vraag heeft betrekking op de oppervlakte.

Het celoppervlak moet in staat zijn om de uitwisseling van moleculen van het binnenste van de cel naar de externe omgeving te bemiddelen. Door celmassa in kleine eenheden te verdelen, wordt het oppervlak dat beschikbaar is voor metabole activiteit vergroot.

Het is onmogelijk om een ​​optimale verhouding tussen oppervlakte en massa te behouden door simpelweg de grootte van een enkele cel te vergroten. Om deze reden is multicellulariteit een adaptieve eigenschap waardoor organismen in omvang kunnen toenemen..

Specialisatie

Vanuit biochemisch oogpunt zijn veel eencellige organismen veelzijdig en in staat om vrijwel elk molecuul te synthetiseren, uitgaande van zeer eenvoudige voedingsstoffen..

Daarentegen zijn de cellen van een meercellig organisme gespecialiseerd voor een aantal functies, en deze organismen vertonen een hogere mate van complexiteit. Door een dergelijke specialisatie kan de functie effectiever plaatsvinden - vergeleken met een cel die alle essentiële vitale functies moet vervullen..

Bovendien, als een "deel" van het lichaam wordt aangetast - of sterft - vertaalt dit zich niet in de dood van het hele individu..

Kolonisatie van niches

Meercellige organismen zijn beter aangepast aan het leven in bepaalde omgevingen die totaal ontoegankelijk zouden zijn voor eencellige vormen..

De meest buitengewone reeks aanpassingen omvatte de aanpassingen die de kolonisatie van het land mogelijk maakten. Hoewel eencellige organismen voornamelijk in waterige omgevingen leven, zijn meercellige vormen erin geslaagd land, lucht en oceanen te koloniseren..

Diversiteit

Een van de gevolgen van het bestaan ​​uit meer dan één cel is de mogelijkheid om zichzelf in verschillende "vormen" of morfologieën te presenteren. Daarom vertaalt multicellulariteit zich in een grotere diversiteit aan organische wezens.

In deze groep levende wezens vinden we miljoenen vormen, gespecialiseerde systemen van organen en gedragspatronen. Deze uitgebreide diversiteit vergroot het aantal soorten omgevingen dat organismen kunnen exploiteren..

Neem het geval van geleedpotigen. Deze groep presenteert een overweldigende diversiteit aan vormen, die erin zijn geslaagd om praktisch alle omgevingen te koloniseren.

Kenmerken

Kevers zijn wezens met miljoenen cellen. Bron: flickr.com

Organisatie

Meercellige organismen worden voornamelijk gekenmerkt door een hiërarchische organisatie van hun structurele elementen. Bovendien hebben ze embryonale ontwikkeling, levenscycli en complexe fysiologische processen..

Op deze manier presenteert levende materie verschillende organisatieniveaus waar we bij het opstijgen van het ene niveau naar het andere iets kwalitatief anders vinden en het heeft eigenschappen die niet bestonden in het vorige niveau. De hogere organisatieniveaus bevatten alle lagere. Elk niveau is dus een onderdeel van een hogere orde.

Celdifferentiatie

De soorten cellen waaruit meercellige wezens bestaan, verschillen van elkaar omdat ze verschillende soorten RNA- en eiwitmoleculen synthetiseren en accumuleren..

Ze doen dit zonder het genetische materiaal, dat wil zeggen de DNA-sequentie, te veranderen. Het maakt niet uit hoe verschillend twee cellen in hetzelfde individu zijn, ze hebben hetzelfde DNA.

Dit fenomeen werd bewezen dankzij een reeks klassieke experimenten waarbij de kern van een volledig ontwikkelde cel van een kikker wordt geïnjecteerd in een eicel waarvan de kern was verwijderd. De nieuwe kern kan het ontwikkelingsproces sturen en het resultaat is een normaal kikkervisje.

Soortgelijke experimenten zijn uitgevoerd bij plantenorganismen en bij zoogdieren, waarbij dezelfde conclusies werden getrokken..

Bij de mens vinden we bijvoorbeeld meer dan 200 celtypen met unieke kenmerken in termen van structuur, functie en metabolisme. Al deze cellen zijn na bevruchting afkomstig uit een enkele cel.

Weefselvorming

Meercellige organismen bestaan ​​uit cellen, maar deze groeperen zich niet lukraak om een ​​homogene massa te vormen. Integendeel, cellen hebben de neiging zich te specialiseren, dat wil zeggen dat ze een specifieke functie vervullen binnen organismen..

Cellen die op elkaar lijken, zijn bij elkaar gegroepeerd op een hoger niveau van complexiteit, weefsels genaamd. Cellen worden bij elkaar gehouden door speciale eiwitten en celverbindingen die verbindingen maken tussen de cytoplasma's van aangrenzende cellen..

Weefsels bij dieren

Bij de meest complexe dieren vinden we een reeks weefsels die zijn ingedeeld op basis van hun functie en de cellulaire morfologie van hun componenten in: spier-, epitheel-, bind- of bind- en zenuwweefsel..

Spierweefsel bestaat uit samentrekkende cellen die erin slagen chemische energie om te zetten in mechanische energie en worden geassocieerd met mobiliteitsfuncties. Ze zijn ingedeeld in skeletspieren, gladde spieren en hartspieren.

Het epitheelweefsel is verantwoordelijk voor de bekleding van de organen en holtes. Ze maken ook deel uit van het parenchym van veel organen.

Bindweefsel is het meest heterogene type en de belangrijkste functie is de samenhang van de verschillende weefsels waaruit de organen bestaan..

Ten slotte is het zenuwweefsel verantwoordelijk voor het waarderen van de interne of externe prikkels die het lichaam ontvangt en deze om te zetten in een zenuwimpuls..

Metazoans hebben de neiging om hun weefsels op een vergelijkbare manier te rangschikken. Zee- of poreuze sponzen - die als de eenvoudigste meercellige dieren worden beschouwd - hebben echter een heel bijzonder schema.

Het lichaam van een spons is een reeks cellen ingebed in een extracellulaire matrix. Ondersteuning komt van een reeks kleine (naaldachtige) spicula's en eiwitten.

Weefsels in planten

In planten worden cellen gegroepeerd in weefsels die een specifieke functie vervullen. Ze hebben de bijzonderheid dat er maar één type weefsel is waarin cellen actief kunnen delen, en dit is meristeemweefsel. De rest van de weefsels worden volwassenen genoemd en hebben het vermogen om te delen verloren.

Ze zijn geclassificeerd als beschermende weefsels, die, zoals hun naam suggereert, verantwoordelijk zijn voor de bescherming van het lichaam tegen uitdroging en mechanische slijtage. Dit wordt ingedeeld in epidermaal en onderhuids weefsel.

De fundamentele weefsels of het parenchym vormen het grootste deel van het lichaam van het plantenorganisme en vullen het inwendige van de weefsels. In deze groep vinden we het assimilerende parenchym, rijk aan chloroplasten; naar het reserveparenchym, typisch voor de vruchten, wortels en stengels en die van geleiding van zouten, water en bewerkt sap.

Orgaanvorming

Op een hoger niveau van complexiteit vinden we de orgels. Een of meer soorten weefsels worden geassocieerd om een ​​orgaan te doen ontstaan. Bijvoorbeeld het hart en de lever van dieren; en de bladeren en stengels van planten.

Systeemtraining

Op het volgende niveau hebben we de groepering van de orgels. Deze structuren zijn gegroepeerd in systemen om specifieke functies te orkestreren en op een gecoördineerde manier te werken. Tot de bekendste orgaansystemen behoren het spijsverteringsstelsel, het zenuwstelsel en de bloedsomloop.

Vorming van het organisme

Door de orgaansystemen samen te voegen, krijgen we een discreet en onafhankelijk organisme. De sets organen zijn in staat om alle vitale, groei- en ontwikkelingsfuncties uit te voeren om het organisme in leven te houden

Vitale functies

De vitale functie van organische wezens omvat de processen van voeding, interactie en voortplanting. Meercellige organismen vertonen zeer heterogene processen binnen hun vitale functies.

In termen van voeding kunnen we levende wezens verdelen in autotrofen en heterotrofen. Planten zijn autotroof, omdat ze via fotosynthese aan hun eigen voedsel kunnen komen. Dieren en schimmels van hun kant moeten actief hun voedsel bemachtigen, dus het zijn heterotrofen.

Ook de weergave is erg gevarieerd. Bij planten en dieren zijn er soorten die zich op seksuele of aseksuele wijze kunnen voortplanten, of beide voortplantingsmodaliteiten kunnen vertonen.

Voorbeelden

Maan kwallen. (Aurelia aurita). Auteur: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

De meest prominente meercellige organismen zijn planten en dieren. Elk levend wezen dat we met het blote oog waarnemen (zonder een microscoop te gebruiken) zijn meercellige organismen.

Een zoogdier, een zeekwal, een insect, een boom, een cactus, het zijn allemaal voorbeelden van meercellige wezens..

In de groep paddenstoelen zitten ook meercellige varianten, zoals de paddenstoelen die we veel in de keuken gebruiken..

Referenties

  1. Cooper, G. M., & Hausman, R. E. (2004). De cel: moleculaire benadering. Medicinska naklada.
  2. Furusawa, C., en Kaneko, K. (2002). Oorsprong van meercellige organismen als onvermijdelijk gevolg van dynamische systemen. The Anatomical Record: een officiële publicatie van de American Association of Anatomists268(3), 327-342.
  3. Gilbert S.F. (2000). Ontwikkelingsbiologie. Sinauer Associates.
  4. Kaiser, D. (2001). Een meercellig organisme bouwen. Jaarlijks overzicht van genetica35(1), 103-123.
  5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Moleculaire celbiologie . WH freeman.
  6. Michod, R. E., Viossat, Y., Solari, C. A., Hurand, M., & Nedelcu, A. M. (2006). Evolutie in de levensgeschiedenis en de oorsprong van meercellulariteit. Journal of theoretische biologie239(2), 257-272.
  7. Rosslenbroich, B. (2014). Over de oorsprong van autonomie: een nieuwe kijk op de belangrijkste transities in de evolutie. Springer Science & Business Media.

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.