VIŠEĆELIJSKI ORGANIZMI: KARAKTERISTIKE, FUNKCIJE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026

Višestanični organizam je živo biće sastavljena od više stanica. Termin višećelijski se također često koristi. Organska bića koja nas okružuju i koja možemo promatrati golim okom su višećelijska.

Najistaknutija karakteristika ove skupine organizama je razina strukturne organizacije koju posjeduju. Stanice se uglavnom specijaliziraju za obavljanje vrlo specifičnih funkcija i grupirane su u tkiva. Kako povećavamo složenost, tkiva tvore organe, a organi tvore sustave.

Životinje su višećelijska bića. Izvor: pixabay.com

Koncept je suprotan konceptu jednoćelijskih organizama koji su sastavljeni od jedne stanice. U ovu skupinu, između ostalih, spadaju bakterije, arheje, protozoje. U ovoj velikoj skupini organizmi moraju sajediniti sve osnovne funkcije za život (prehrana, reprodukcija, metabolizam itd.) U jednoj stanici.

Podrijetlo i evolucija

Višećeličnost se razvila u različitim rodovima eukariota, što je dovelo do pojave biljaka, gljivica i životinja. Prema dokazima, višećelijske cijanobakterije su se pojavile u ranoj evoluciji, a nakon toga su se drugi višećelijski oblici pojavljivali, neovisno, u različitim evolucijskim linijama.

Kao što je vidljivo, prijelaz s jednostanične na višećelijsku cjelinu dogodio se početkom evolucije i više puta. Iz tih razloga, logično je pretpostaviti da višećelijska snaga predstavlja snažne selektivne prednosti za organska bića. Kasnije će se detaljno raspravljati o prednostima višećeličnosti.

Za te se pojave moralo stvoriti nekoliko teorijskih pretpostavki: spajanja između susjednih stanica, komunikacija, suradnja i specijalizacija među njima.

Prekursori višećelijskih organizama

Procjenjuje se da su se višećelijski organizmi razvili od svojih jednoćelijskih predaka prije oko 1,7 milijardi godina. U ovom događaju predaka, neki su jednoćelijski eukariotski organizmi formirali vrstu višećelijskih agregata koji izgleda kao evolucijski prijelaz iz organizma stanice u višećelijske.

Danas promatramo žive organizme koji pokazuju takav uzorak grupiranja. Na primjer, zelene alge roda Volvox udružuju se s vršnjacima kako bi tvorile koloniju. Smatra se da je sigurno postojao prethodnik sličan Volvoxu koji je podrijetlom današnje biljke.

Porast specijalizacije svake stanice mogao bi dovesti da kolonija bude pravi višećelijski organizam. Međutim, može se primijeniti i drugi pogled kako bi se objasnilo podrijetlo jednoćelijskih organizama. Da bismo objasnili oba načina, poslužit ćemo se dva primjera iz trenutačnih vrsta.

Volvokacei

Ovu skupinu organizama čine stanične konfiguracije. Na primjer, organizam roda Gonium sastoji se od ravne "ploče" s oko 4 do 16 stanica, od kojih svaka ima svojčić. Rod Pandorina sa svoje strane predstavlja sferu od 16 stanica. Tako pronalazimo nekoliko primjera gdje se broj stanica povećava.

Postoje rodovi koji pokazuju zanimljiv obrazac diferencijacije: svaka stanica u koloniji ima "ulogu", baš kao što se događa u organizmu. Konkretno, somatske stanice se dijele od seksualnih stanica.

Dictyostelium

Drugi primjer višećelijskih aranžmana u jednoćelijskih organizama nalazi se u rodu Dictyostelium. Životni ciklus ovog organizma uključuje seksualnu i aseksualnu fazu.

Tijekom aseksualnog ciklusa, samotna ameba razvija se na raspadajućim trupcima, hrani se bakterijama i razmnožava se binarnom fisijom. U vrijeme nestašice hrane, značajan broj ovih ameja spaja se u vitko tijelo sposobno kretati se u mračnom i vlažnom okruženju.

Oba primjera živih vrsta mogu biti mogući pokazatelj kako je počelo višećelijsko djelovanje u davnim vremenima.

Prednosti biti višećelijski

Stado slonova u Serengetiju

Stanice su osnovna jedinica života, a veći organizmi često se pojavljuju kao agregati tih jedinica, a ne kao jedna stanica koja se povećava.

Istina je da je priroda eksperimentirala s relativno velikim jednostaničnim oblicima, poput jednoćelijskih morskih algi, ali ti su slučajevi rijetki i vrlo povremeni.

Jednoćelijski organizmi bili su uspješni u povijesti evolucije živih bića. Predstavljaju više od polovice ukupne mase živih organizama i uspješno su kolonizirali najekstremnija okruženja. Međutim, koje su prednosti višećelijskog tijela?

Optimalna površina

Zašto je veliki organizam sastavljen od malih stanica bolji od velike stanice? Odgovor na ovo pitanje odnosi se na površinu.

Stanična površina mora biti u mogućnosti posredovati u izmjeni molekula iz ćelije u unutrašnjosti. Podjelom stanične mase u male jedinice povećava se raspoloživa površina za metaboličku aktivnost.

Nemoguće je održavati optimalan odnos površine prema masi jednostavno povećanjem veličine jedne ćelije. Iz tog razloga, višećeličnost je prilagodljiva osobina koja omogućuje organizmima da se povećavaju u veličini.

Specijalizacija

S biokemijskog stajališta, mnogi su jednoćelijski organizmi svestrani i sposobni su sintetizirati gotovo bilo koju molekulu, počevši od vrlo jednostavnih hranjivih sastojaka.

Suprotno tome, stanice višećelijskog organizma specijalizirane su za brojne funkcije, a ti organizmi pokazuju veći stupanj složenosti. Takva specijalizacija omogućuje učinkovitiju funkciju - u usporedbi sa stanicom koja mora obavljati sve osnovne vitalne funkcije.

Nadalje, ako je zahvaćen "dio" organizma - ili umire - to ne znači smrt cijele jedinke.

Kolonizacija niša

Višećelijski organizmi su bolje prilagođeni životu u određenim sredinama koje bi bile potpuno nepristupačne jednoćelijskim oblicima.

Najneobičniji skup prilagodbi uključuje one koje su omogućile kolonizaciju zemlje. Dok jednoćelijski organizmi žive uglavnom u vodenom okruženju, višećelijski oblici su uspjeli kolonizirati kopno, zrak i oceane.

raznovrsnost

Jedna od posljedica stvaranja više od jedne stanice je mogućnost da se predstave u različitim "oblicima" ili morfologijama. Iz tog razloga, višećeličnost se pretvara u veću raznolikost organskih bića.

U ovoj skupini živih bića nalazimo milijune oblika, specijaliziranih organskih sustava i obrazaca ponašanja. Ova velika raznolikost povećava vrste okruženja koje organizmi mogu iskoristiti.

Uzmimo slučaj člankonožaca. Ova skupina predstavlja ogromnu raznolikost oblika, koji su uspjeli kolonizirati gotovo sve sredine.

karakteristike

Bube su bića s milijunima stanica. Izvor: flickr.com

Organizacija

Za višećelijske organizme karakteristično je ponajprije predstavljanje hijerarhijske organizacije njihovih strukturnih elemenata. Osim toga, imaju embrionalni razvoj, životne cikluse i složene fiziološke procese.

Na ovaj način, živa tvar predstavlja različite razine organizacije gdje pri usponu s jedne razine na drugu nalazimo nešto kvalitativno drugačije i ima svojstva koja nisu postojala na prethodnoj razini. Viši nivoi organizacije sadrže sve niže. Dakle, svaka razina je komponenta višeg reda.

Stanična diferencijacija

Vrste stanica koje čine više ćelijska bića razlikuju se jedna od druge jer sintetiziraju i akumuliraju različite vrste RNA i molekule proteina.

Oni to rade bez promjene genetskog materijala, odnosno DNK sekvence. Bez obzira koliko su dvije stanice u istoj jedinki, one imaju isti DNK.

Ovaj je fenomen dokazan zahvaljujući nizu klasičnih eksperimenata u kojima se jezgra potpuno razvijene ćelije žabe ubrizgava u jajovod, čija je jezgra uklonjena. Nova jezgra sposobna je usmjeriti razvojni proces, a rezultat je normalna kadulja.

Slični eksperimenti provedeni su u biljnim organizmima i sisavcima, dobivajući iste zaključke.

Na primjer, kod ljudi nalazimo više od 200 vrsta stanica, s jedinstvenim karakteristikama u pogledu njihove strukture, funkcije i metabolizma. Sve ove stanice dobivaju se iz jedne stanice, nakon oplodnje.

Tkivna formacija

Višećelijski organizmi su sastavljeni od stanica, ali oni nisu grupirani nasumično kako bi tvorili homogenu masu. Naprotiv, stanice se često specijaliziraju, odnosno ispunjavaju specifičnu funkciju u organizmima.

Stanice koje su međusobno slične grupirane su u viši stupanj složenosti koji se naziva tkiva. Stanice se drže zajedno pomoću posebnih proteina i staničnih spojeva koji čine veze između citoplazmi susjednih stanica.

Tkiva kod životinja

Kod najsloženijih životinja nalazimo niz tkiva koja su razvrstana prema funkciji koju ispunjavaju i staničnoj morfologiji njihovih komponenata u: mišićnom, epitelijskom, vezivnom ili vezivnom i živčanom tkivu.

Mišićno tkivo sačinjavaju kontraktilne stanice koje uspijevaju pretvoriti kemijsku energiju u mehaničku energiju i povezane su s funkcijama mobilnosti. Razvrstavaju se u skeletne, glatke i srčane mišiće.

Epitelijsko tkivo odgovorno je za sluznicu organa i šupljina. Oni su također dio parenhima mnogih organa.

Vezivno tkivo je najheterogeniji tip, a njegova glavna funkcija je kohezija različitih tkiva koja čine organe.

Konačno, živčano tkivo je odgovorno za procjenu unutarnjih ili vanjskih podražaja koje tijelo prima i pretvara ih u živčani impuls.

Metazoa obično imaju svoja tkiva raspoređena na sličan način. Međutim, morske ili pornaste spužve - koje se smatraju najjednostavnijim višećelijskim životinjama - imaju vrlo određenu shemu.

Tijelo spužve skup je stanica ugrađenih u izvanćelijski matriks. Podrška dolazi od niza sitnih (igličastih) spicula i proteina.

Tkiva u biljkama

U biljkama se stanice grupiraju u tkiva koja ispunjavaju određenu funkciju. Imaju osobinu da postoji samo jedna vrsta tkiva u kojoj se stanice mogu aktivno dijeliti, a to je meristematsko tkivo. Ostalo tkivo naziva se odraslim osobama i izgubilo je sposobnost dijeljenja.

Razvrstane su u zaštitne tkanine koje su, kako im samo ime govori, odgovorne za zaštitu tijela od isušivanja i od bilo kakvog mehaničkog trošenja. To je svrstano u epidermalno i suberozno tkivo.

Temeljna tkiva ili parenhimi čine većinu tijela biljnog organizma i ispunjavaju unutrašnjost tkiva. U ovoj skupini nalazimo asimilacijski parenhim, bogat kloroplastima; do rezervnog parenhima, tipičnog za plodove, korijenje i stabljike te provođenje soli, vode i razrađenog soka.

Formiranje organa

Na višem stupnju složenosti nalazimo organe. Jedna ili više vrsta tkiva je povezano da bi se dobio organ. Na primjer, srce i jetra životinja; i lišće i stabljike biljaka.

Obuka za sustave

Na sljedećoj razini imamo grupiranje organa. Te su strukture grupirane u sustave za orkestriranje određenih funkcija i koordinirani rad. Među najpoznatijim organskim sustavima imamo probavni, živčani i krvožilni sustav.

Formiranje organizma

Grupiranjem organskih sustava zajedno dobivamo diskretan i neovisan organizam. Skup organa sposobni su obavljati sve vitalne funkcije, rast i razvoj kako bi organizam ostao živ

Vitalne funkcije

Vitalna funkcija organskih bića uključuje procese prehrane, interakcije i reprodukcije. Višećelijski organizmi pokazuju vrlo heterogene procese unutar svojih vitalnih funkcija.

U pogledu prehrane, možemo podijeliti živa bića na autotrofe i heterotrofe. Biljke su autotrofne jer vlastitom hranom mogu dobiti fotosintezu. U međuvremenu, životinje i gljivice moraju aktivno dobivati ​​hranu, pa su heterotrofi.

Reprodukcija je također vrlo raznolika. U biljkama i životinjama postoje vrste koje su sposobne da se razmnožavaju na seksualni ili aseksualni način ili predstavljaju oba reproduktivna načina.

Primjeri

Mjesečeve meduze. (Aurelia aurita). Autor: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

Najistaknutiji višećelijski organizmi su biljke i životinje. Svako živo biće koje opažamo golim okom (bez upotrebe mikroskopa) su višećelijski organizmi.

Sisavac, morska meduza, insekt, drvo, kaktus, sve su to primjeri višećelijskih bića.

U skupini gljiva postoje i višećelijske varijante, poput gljiva koje često koristimo u kuhinji.

Reference

1. Cooper, GM i Hausman, RE (2004). Stanica: Molekularni pristup. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., i Kaneko, K. (2002). Podrijetlo višećelijskih organizama kao neizbježna posljedica dinamičkih sustava. Anatomski zapis: Službena publikacija Američkog udruženja anatomista, 268 (3), 327-342.
3. Gilbert SF (2000). Razvojna biologija. Sinauer Associates.
4. Kaiser, D. (2001). Izgradnja višećelijskog organizma. Godišnji pregled genetike, 35 (1), 103-123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., i Darnell, J. (2013). Molekularna stanična biologija. WH freeman.
6. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., & Nedelcu, AM (2006). Evolucija povijesti života i podrijetlo višećeličnosti. Časopis za teorijsku biologiju, 239 (2), 257-272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). O nastanku autonomije: novi pogled na glavne tranzicije u evoluciji. Springer Science & Business Media.