Багатоклітинні організми Час існування: Мезопротерозой - теперішній час | ||
---|---|---|
![]() На цьому зображенні, дикий тип Caenorhabditis elegans забарвлена, щоб виділити ядра клітин. | ||
Біологічна класифікація | ||
| ||
Посилання | ||
|
Багатоклітинні організми — це організми, що складаються з більше ніж одної клітини, пов'язаних між собою в єдине ціле. Не існує чіткої межі між одноклітинними та багатоклітинними організмами. Багато одноклітинні володіють засобами для створення багатоклітинних колоній, в той же час окремі клітини деяких багатоклітинних організмів у змозі самостійно існувати.
Еволюція
Шістсот мільйонів років тому, в пізньому докембрії (Вейді), почався розквіт багатоклітинних організмів. Дивує різноманітність вендської фауни: різні типи і класи тварин з'являються як би раптом, але число родів і видів невелике. У Венді виник біосферний механізм взаємозв'язку одноклітинних і багатоклітинних організмів — перші стали продуктом харчування для других. Рясний в холодних водах планктон, який використовує світлову енергію, став їжею для плаваючих і донних мікроорганізмів, а також для багатоклітинних тварин. Поступове потепління і зростання вмісту кисню призвели до того, що еукаріоти, включаючи багатоклітинних тварин, стали заселяти і карбонатний пояс планети, витісняючи ціанобактерії. Початок палеозойської ери принесло дві загадки: зникнення вендської фауни і «кембрійський вибух» — поява скелетних форм.
Еволюція життя у Фанерозої (останні 545 млн років земної історії) — процес ускладнення організації багатоклітинних форм в рослинному і тваринному світі. Багатоклітинні організми виникли з одноклітинних і в порівнянні з ними є вищим етапом розвитку . Найдавніші багатоклітинні організми відомі з протерозою. Сучасні багатоклітинні організми в своєму індивідуальному розвитку проходять одноклітинну стадію (статеві клітини). Предки багатоклітинних організмів являли собою колонії — скупчення одноклітинних організмів, які не відокремилися один від одного. Всі члени такої колонії були спочатку рівнозначними; пізніше між ними відбувся розподіл функцій і виникла взаємна залежність, яка все більше поглиблювалася і кінець кінцем привела до виникнення багатоклітинних організмів.
Онтогенез
Розвиток багатоклітинних організмів починається з однієї клітини (наприклад, зиготи у тварин або суперечки в разі гаметофітів вищих рослин). У цьому випадку більшість клітин багатоклітинного організму мають однаковий геном. При вегетативному розмноженні, коли організм розвивається з багатоклітинного фрагмента материнського організму, як правило, також відбувається природне клонування. У деяких примітивних багатоклітинних (наприклад, клітинних слизовиків і міксобактерій) виникнення багатоклітинних стадій життєвого циклу відбувається принципово інакше — клітини, які об'єднуються в єдиний організм, часто сильно відрізняються за генотипом.
Всі багатоклітинні організми виникають з однієї клітини і проходять деякі стадії росту. У багатоклітинних організмів протягом усього їхнього формування й росту тривають інтенсивні процеси клітинного поділу, багато з яких супроводжуються диференціюванням. Ріст органів, а отже, і клітинний поділ, який забезпечує цей ріст, повинні йти лише до певної межі. Після цього клітинні ділення повинні або взагалі припинитися, або здійснюватися в міру необхідності. Наприклад, клітини епідермісу (зовнішній шар клітин шкірного покриву) повинні ділитися лише в міру загибелі частини з них в результаті механічних або інших ушкоджень. Нові еритроцити повинні утворюватися шляхом багатостадійної диференціації стовбурових клітин у міру руйнування еритроцитів в ході їх функціонування. Лімфоцити повинні утворюватися в значному числі з відповідних клонів у міру розвитку імунної відповіді.
Системи органів багатоклітинних тварин
- Опорно-рухова
- Травна
- Кровоносна
- Дихальна
- Нервова
- Видільна
- Статева
- Система залоз внутрішньої секреції.
Всі процеси в організмах багатоклітинних тварин регулюють імунна система та система залоз внутрішньої секреції. Ці системи тісно взаємопов'язані між собою і впливають на діяльність одна одної. Нервова система регулює життєві функції організму за допомогою нервових імпульсів, які мають електричну природу. Нервові імпульси передаються від рецепторів, до певних центрів ЦНС. Там відбувається їх аналіз і синтез. Від цих центрів нервові імпульси надходять до робочих органів. Завдяки нервовій системі тварини здатні сприймати зміни зовнішнього і внутрішнього середовища та швидко на них реагувати (рефлекс). В основі діяльності нервових центрів лежать складні процеси виникнення нервового збудження і гальмування. У деяких тварин і людей регулюються життєві функції системою залоз внутрішньої секреції. Всі залози працюють узгоджено, що регулюється гормонами. Важливе значення в регуляції життєвих функцій належить нейрогормонам — біологічно-активним речовинам. Вони виробляються особливими клітинами нервової тканини. Нейрогормони надходять у кров, міжклітинну та спинномозкову рідину і транспортуються до тих органів, роботу яких регулюють.
Відмінності від колоніальних організмів
Слід відрізняти багатоклітинність і колоніальність. У колоніальних організмів відсутні справжні диференційовані клітини, а отже, і поділ тіла на тканини. Кордон між багатоклітинними і колоніальними нечіткий. Наприклад, вольвокс часто відносять до колоніальних організмів, хоча в його «колоніях» є чіткий поділ клітин на генеративні і соматичні. Виділення смертної «соми» А. А. Захваткін вважав важливою ознакою багатоклітинності вольвокса. Крім диференціювання клітин, для багатоклітинних характерний і вищий рівень інтеграції, ніж для колоніальних форм. Однак деякі вчені вважають багатоклітинність більш розвиненою формою колоніальності.
Царство тварини
Твари́ни (лат. Animalia або лат. Metazoa) — царство переважно багатоклітинних еукаріотичних (ядерних) організмів, однією з найголовніших ознак якого є гетеротрофність (тобто, споживання готових органічних речовин) та здатність активно рухатись. Однак тварини не завжди ведуть активний спосіб життя і є гетеротрофами. У клітинах тварин (як і інших еукаріотів) міститься сформоване ядро. До тварин належать ссавці, птахи, риби, комахи, павукоподібні, молюски, морські зірки, черви тощо. До царства тварин не належать рослини та гриби — теж великі (але не єдині) царства еукаріотів.
Тварини належать до еукаріотів (в клітинах є ядра). Класичними ознаками тварин вважаються: гетеротрофність (харчування готовими органічними сполуками) та здатність активно пересуватися. Втім, існує чимало тварин, що ведуть нерухомий спосіб життя, а гетеротрофність властива також грибам і деяким рослинам-паразитам.
Експеримент з дріжджами
В експериментах по еволюції, проведених у 2012 році під керівництвом Вільяма Реткліфф і Майкла Травісано, об'єктом служили пекарські дріжджі. Ці одноклітинні гриби розмножуються брунькуванням; після досягнення материнської клітиною певних розмірів, від неї відділяється дрібніша дочірня клітина і стає самостійним організмом. Дочірні клітини можуть також злипатися один з одним, утворюючи кластери. Дослідники проводили штучний відбір клітин, що входять в найбільші кластери. Критерієм відбору була швидкість осідання кластерів на дно резервуара. Минулі фільтр відбору кластери знову культивувалися, і серед знову відбиралися найбільші. Згодом дріжджові кластери починали вести себе як єдині організми: після ювенільної стадії, коли відбувався ріст клітин, слідувала стадія розмноження, в процесі якої кластер ділився на велику і малу частини. При цьому клітини, які перебували на кордоні, гинули, дозволяючи розійтися батьківського і дочірнього кластерам.
Водорості
У 2013 році група дослідників Університету Міннесоти під керівництвом Вільяма Реткліффа, раніше відома еволюційними експериментами з дріжджами, провела аналогічні досліди з одноклітинними водоростями Chlamydomonas reinhardtii. 10 культур цих організмів культивували протягом 50 поколінь і відбираючи найбільші кластери. Через 50 поколінь в одній з культур розвинулися багатоклітинні скупчення з синхронізацією життєвих циклів окремих клітин. Залишаючись разом протягом декількох годин, кластери потім розходилися на окремі клітини, які, залишаючись усередині загальної слизової оболонки, починали ділитися і утворювати нові кластери.
На відміну від дріжджів, хламідомонади ніколи не мали багатоклітинних предків і не могли успадкувати від них механізми багатоклітинності, проте, в результаті штучного відбору протягом декількох десятків поколінь, примітивна багатоклітинність з'являється і у них. Однак, на відміну від дріжджових кластерів, які в процесі брунькування залишалися єдиним організмом, кластери хламідомонад при розмноженні поділяються на окремі клітини. Це свідчить про те, що механізми багатоклітинності могли виникати незалежно в різних групах одноклітинних і варіювати від випадку до випадку.
Див. також
Література
- Українська радянська енциклопедія : у 12 т. / гол. ред. М. П. Бажан ; редкол.: О. К. Антонов та ін. — 2-ге вид. — К. : Головна редакція УРЕ, 1974–1985.
- Шубин Н. Внутренняя рыба: История человеческого тела с древнейших времён до наших дней / Нил Шубин; пер. с англ. П. Петрова. — М: Астрель: CORPUS, 2010. — 303 c. (ЭЛЕМЕНТЫ), .
Примітки
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Bagatoklitinni organizmi Chas isnuvannya Mezoproterozoj teperishnij chasNa comu zobrazhenni dikij tip Caenorhabditis elegans zabarvlena shob vidiliti yadra klitin Biologichna klasifikaciyaPosilannyaVikishovishe Multicellularity Bagatoklitinni organizmi ce organizmi sho skladayutsya z bilshe nizh odnoyi klitini pov yazanih mizh soboyu v yedine cile Ne isnuye chitkoyi mezhi mizh odnoklitinnimi ta bagatoklitinnimi organizmami Bagato odnoklitinni volodiyut zasobami dlya stvorennya bagatoklitinnih kolonij v toj zhe chas okremi klitini deyakih bagatoklitinnih organizmiv u zmozi samostijno isnuvati EvolyuciyaHronologiya zhittyaP R 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 vodaOdnoklitinnifotosintezYaderniBagatoklitinnichlenistonogi molyuskiNazemne zhittyaRosliniDinozavri SsavciKvitiPtahi Primati pervisna Zemlya poyava vodi pervisne zhittya meteoritne bombarduvannya vilnij kisen atmosfernij kisen kisneva katastrofa stateve rozmnozhennya pershi roslini ediakarska biota kembrijskij vibuh tetrapodi gominidiF a n e r o z o jP r o t e r o z o jA r h e jG a d e jGuronZemlya snizhkaChetvertinneZledeninnya Masshtab shkali mln rokiv Divitsya takozh istorichni osi lyudini i prirodi Shistsot miljoniv rokiv tomu v piznomu dokembriyi Vejdi pochavsya rozkvit bagatoklitinnih organizmiv Divuye riznomanitnist vendskoyi fauni rizni tipi i klasi tvarin z yavlyayutsya yak bi raptom ale chislo rodiv i vidiv nevelike U Vendi vinik biosfernij mehanizm vzayemozv yazku odnoklitinnih i bagatoklitinnih organizmiv pershi stali produktom harchuvannya dlya drugih Ryasnij v holodnih vodah plankton yakij vikoristovuye svitlovu energiyu stav yizheyu dlya plavayuchih i donnih mikroorganizmiv a takozh dlya bagatoklitinnih tvarin Postupove poteplinnya i zrostannya vmistu kisnyu prizveli do togo sho eukarioti vklyuchayuchi bagatoklitinnih tvarin stali zaselyati i karbonatnij poyas planeti vitisnyayuchi cianobakteriyi Pochatok paleozojskoyi eri prineslo dvi zagadki zniknennya vendskoyi fauni i kembrijskij vibuh poyava skeletnih form Evolyuciya zhittya u Fanerozoyi ostanni 545 mln rokiv zemnoyi istoriyi proces uskladnennya organizaciyi bagatoklitinnih form v roslinnomu i tvarinnomu sviti Bagatoklitinni organizmi vinikli z odnoklitinnih i v porivnyanni z nimi ye vishim etapom rozvitku Najdavnishi bagatoklitinni organizmi vidomi z proterozoyu Suchasni bagatoklitinni organizmi v svoyemu individualnomu rozvitku prohodyat odnoklitinnu stadiyu statevi klitini Predki bagatoklitinnih organizmiv yavlyali soboyu koloniyi skupchennya odnoklitinnih organizmiv yaki ne vidokremilisya odin vid odnogo Vsi chleni takoyi koloniyi buli spochatku rivnoznachnimi piznishe mizh nimi vidbuvsya rozpodil funkcij i vinikla vzayemna zalezhnist yaka vse bilshe pogliblyuvalasya i kinec kincem privela do viniknennya bagatoklitinnih organizmiv OntogenezRozvitok bagatoklitinnih organizmiv pochinayetsya z odniyeyi klitini napriklad zigoti u tvarin abo superechki v razi gametofitiv vishih roslin U comu vipadku bilshist klitin bagatoklitinnogo organizmu mayut odnakovij genom Pri vegetativnomu rozmnozhenni koli organizm rozvivayetsya z bagatoklitinnogo fragmenta materinskogo organizmu yak pravilo takozh vidbuvayetsya prirodne klonuvannya U deyakih primitivnih bagatoklitinnih napriklad klitinnih slizovikiv i miksobakterij viniknennya bagatoklitinnih stadij zhittyevogo ciklu vidbuvayetsya principovo inakshe klitini yaki ob yednuyutsya v yedinij organizm chasto silno vidriznyayutsya za genotipom Vsi bagatoklitinni organizmi vinikayut z odniyeyi klitini i prohodyat deyaki stadiyi rostu U bagatoklitinnih organizmiv protyagom usogo yihnogo formuvannya j rostu trivayut intensivni procesi klitinnogo podilu bagato z yakih suprovodzhuyutsya diferenciyuvannyam Rist organiv a otzhe i klitinnij podil yakij zabezpechuye cej rist povinni jti lishe do pevnoyi mezhi Pislya cogo klitinni dilennya povinni abo vzagali pripinitisya abo zdijsnyuvatisya v miru neobhidnosti Napriklad klitini epidermisu zovnishnij shar klitin shkirnogo pokrivu povinni dilitisya lishe v miru zagibeli chastini z nih v rezultati mehanichnih abo inshih ushkodzhen Novi eritrociti povinni utvoryuvatisya shlyahom bagatostadijnoyi diferenciaciyi stovburovih klitin u miru rujnuvannya eritrocitiv v hodi yih funkcionuvannya Limfociti povinni utvoryuvatisya v znachnomu chisli z vidpovidnih kloniv u miru rozvitku imunnoyi vidpovidi Sistemi organiv bagatoklitinnih tvarin Oporno ruhova Travna Krovonosna Dihalna Nervova Vidilna Stateva Sistema zaloz vnutrishnoyi sekreciyi Vsi procesi v organizmah bagatoklitinnih tvarin regulyuyut imunna sistema ta sistema zaloz vnutrishnoyi sekreciyi Ci sistemi tisno vzayemopov yazani mizh soboyu i vplivayut na diyalnist odna odnoyi Nervova sistema regulyuye zhittyevi funkciyi organizmu za dopomogoyu nervovih impulsiv yaki mayut elektrichnu prirodu Nervovi impulsi peredayutsya vid receptoriv do pevnih centriv CNS Tam vidbuvayetsya yih analiz i sintez Vid cih centriv nervovi impulsi nadhodyat do robochih organiv Zavdyaki nervovij sistemi tvarini zdatni sprijmati zmini zovnishnogo i vnutrishnogo seredovisha ta shvidko na nih reaguvati refleks V osnovi diyalnosti nervovih centriv lezhat skladni procesi viniknennya nervovogo zbudzhennya i galmuvannya U deyakih tvarin i lyudej regulyuyutsya zhittyevi funkciyi sistemoyu zaloz vnutrishnoyi sekreciyi Vsi zalozi pracyuyut uzgodzheno sho regulyuyetsya gormonami Vazhlive znachennya v regulyaciyi zhittyevih funkcij nalezhit nejrogormonam biologichno aktivnim rechovinam Voni viroblyayutsya osoblivimi klitinami nervovoyi tkanini Nejrogormoni nadhodyat u krov mizhklitinnu ta spinnomozkovu ridinu i transportuyutsya do tih organiv robotu yakih regulyuyut Vidminnosti vid kolonialnih organizmivSlid vidriznyati bagatoklitinnist i kolonialnist U kolonialnih organizmiv vidsutni spravzhni diferencijovani klitini a otzhe i podil tila na tkanini Kordon mizh bagatoklitinnimi i kolonialnimi nechitkij Napriklad volvoks chasto vidnosyat do kolonialnih organizmiv hocha v jogo koloniyah ye chitkij podil klitin na generativni i somatichni Vidilennya smertnoyi somi A A Zahvatkin vvazhav vazhlivoyu oznakoyu bagatoklitinnosti volvoksa Krim diferenciyuvannya klitin dlya bagatoklitinnih harakternij i vishij riven integraciyi nizh dlya kolonialnih form Odnak deyaki vcheni vvazhayut bagatoklitinnist bilsh rozvinenoyu formoyu kolonialnosti Carstvo tvariniTvari ni lat Animalia abo lat Metazoa carstvo perevazhno bagatoklitinnih eukariotichnih yadernih organizmiv odniyeyu z najgolovnishih oznak yakogo ye geterotrofnist tobto spozhivannya gotovih organichnih rechovin ta zdatnist aktivno ruhatis Odnak tvarini ne zavzhdi vedut aktivnij sposib zhittya i ye geterotrofami U klitinah tvarin yak i inshih eukariotiv mistitsya sformovane yadro Do tvarin nalezhat ssavci ptahi ribi komahi pavukopodibni molyuski morski zirki chervi tosho Do carstva tvarin ne nalezhat roslini ta gribi tezh veliki ale ne yedini carstva eukariotiv Tvarini nalezhat do eukariotiv v klitinah ye yadra Klasichnimi oznakami tvarin vvazhayutsya geterotrofnist harchuvannya gotovimi organichnimi spolukami ta zdatnist aktivno peresuvatisya Vtim isnuye chimalo tvarin sho vedut neruhomij sposib zhittya a geterotrofnist vlastiva takozh gribam i deyakim roslinam parazitam Eksperiment z drizhdzhamiV eksperimentah po evolyuciyi provedenih u 2012 roci pid kerivnictvom Vilyama Retkliff i Majkla Travisano ob yektom sluzhili pekarski drizhdzhi Ci odnoklitinni gribi rozmnozhuyutsya brunkuvannyam pislya dosyagnennya materinskoyi klitinoyu pevnih rozmiriv vid neyi viddilyayetsya dribnisha dochirnya klitina i staye samostijnim organizmom Dochirni klitini mozhut takozh zlipatisya odin z odnim utvoryuyuchi klasteri Doslidniki provodili shtuchnij vidbir klitin sho vhodyat v najbilshi klasteri Kriteriyem vidboru bula shvidkist osidannya klasteriv na dno rezervuara Minuli filtr vidboru klasteri znovu kultivuvalisya i sered znovu vidbiralisya najbilshi Zgodom drizhdzhovi klasteri pochinali vesti sebe yak yedini organizmi pislya yuvenilnoyi stadiyi koli vidbuvavsya rist klitin sliduvala stadiya rozmnozhennya v procesi yakoyi klaster dilivsya na veliku i malu chastini Pri comu klitini yaki perebuvali na kordoni ginuli dozvolyayuchi rozijtisya batkivskogo i dochirnogo klasteram VodorostiU 2013 roci grupa doslidnikiv Universitetu Minnesoti pid kerivnictvom Vilyama Retkliffa ranishe vidoma evolyucijnimi eksperimentami z drizhdzhami provela analogichni doslidi z odnoklitinnimi vodorostyami Chlamydomonas reinhardtii 10 kultur cih organizmiv kultivuvali protyagom 50 pokolin i vidbirayuchi najbilshi klasteri Cherez 50 pokolin v odnij z kultur rozvinulisya bagatoklitinni skupchennya z sinhronizaciyeyu zhittyevih cikliv okremih klitin Zalishayuchis razom protyagom dekilkoh godin klasteri potim rozhodilisya na okremi klitini yaki zalishayuchis useredini zagalnoyi slizovoyi obolonki pochinali dilitisya i utvoryuvati novi klasteri Na vidminu vid drizhdzhiv hlamidomonadi nikoli ne mali bagatoklitinnih predkiv i ne mogli uspadkuvati vid nih mehanizmi bagatoklitinnosti prote v rezultati shtuchnogo vidboru protyagom dekilkoh desyatkiv pokolin primitivna bagatoklitinnist z yavlyayetsya i u nih Odnak na vidminu vid drizhdzhovih klasteriv yaki v procesi brunkuvannya zalishalisya yedinim organizmom klasteri hlamidomonad pri rozmnozhenni podilyayutsya na okremi klitini Ce svidchit pro te sho mehanizmi bagatoklitinnosti mogli vinikati nezalezhno v riznih grupah odnoklitinnih i variyuvati vid vipadku do vipadku Div takozhOdnoklitinni organizmi Evolyuciya Zakon nezvorotnosti evolyuciyi organichnogo svitu Kembrijskij vibuh Skeletna revolyuciyaLiteraturaUkrayinska radyanska enciklopediya u 12 t gol red M P Bazhan redkol O K Antonov ta in 2 ge vid K Golovna redakciya URE 1974 1985 Shubin N Vnutrennyaya ryba Istoriya chelovecheskogo tela s drevnejshih vremyon do nashih dnej Nil Shubin per s angl P Petrova M Astrel CORPUS 2010 303 c ELEMENTY ISBN 978 5 271 26000 1 Primitki