FLERCELLIGA ORGANISMER: EGENSKAPER, FUNKTIONER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

En multicellulär organism är en levande varelse som består av flera celler. Termen multicellulär används också ofta. De organiska varelserna som omger oss och som vi kan se med blotta ögat är flercelliga.

Den mest anmärkningsvärda egenskapen hos denna grupp organismer är nivån på den strukturella organisationen de besitter. Celler tenderar att specialisera sig för att utföra mycket specifika funktioner och grupperas i vävnader. När vi ökar i komplexitet, bildar vävnader organ och organ bildar system.

Djur är flercelliga varelser. Källa: pixabay.com

Konceptet motsätter sig det för encelliga organismer, som består av en enda cell. Till denna grupp hör bland annat bakterier, archaea, protozoa. I denna stora grupp måste organismer kompaktera alla grundläggande funktioner för livet (näring, reproduktion, ämnesomsättning etc.) i en enda cell.

Ursprung och evolution

Multicellularitet har utvecklats i olika linjer av eukaryoter, vilket har lett till uppkomsten av växter, svampar och djur. Enligt bevisen uppstod multicellulära cyanobakterier tidigt i evolutionen, och därefter uppträdde andra multicellulära former oberoende i olika evolutionära linjer.

Som är uppenbart inträffade övergången från en encell till en flercell enhet tidigt i evolutionen och upprepade gånger. Av dessa skäl är det logiskt att anta att flercellularitet representerar starka selektiva fördelar för organiska varelser. Senare kommer fördelarna med att vara flercelliga att diskuteras i detalj.

Flera teoretiska antaganden måste ha inträffat för att få detta fenomen: vidhäftningar mellan angränsande celler, kommunikation, samarbete och specialisering mellan dem.

Prekursorer för flercelliga organismer

Det uppskattas att flercelliga organismer utvecklades från sina enscelliga förfäder för cirka 1,7 miljarder år sedan. I denna föregångshändelse, bildade vissa encelliga eukaryota organismer en art av flercelliga aggregat som verkar vara en evolutionär övergång från organismerna i en cell till de flercelliga.

Idag observerar vi levande organismer som uppvisar ett sådant klustermönster. Till exempel kopplar gröna alger av släktet Volvox till sina kamrater för att bilda en koloni. Man tror att det måste ha funnits en föregångare som liknar Volvox som har sitt ursprung i dagens växter.

En ökning av specialiseringen av varje cell kan leda till att kolonin är en riktig flercell organism. En annan vy kan emellertid också tillämpas för att förklara ursprunget till encelliga organismer. För att förklara båda sätten kommer vi att använda två exempel från nuvarande arter.

Volvocaceans

Denna grupp organismer består av cellkonfigurationer. Till exempel består en organisme av släktet Gonium av en platt "platta" av cirka 4 till 16 celler, var och en med dess flagellum. Släktet Pandorina är för sin del en sfär på 16 celler. Således hittar vi flera exempel där antalet celler ökar.

Det finns släkter som uppvisar ett intressant differentieringsmönster: varje cell i kolonin har en "roll", precis som i en organism. Specifikt delar somatiska celler sig från sexuella celler.

Dictyostelium

Ett annat exempel på flercelliga arrangemang i encelliga organismer finns i släktet Dictyostelium. Denna organisms livscykel inkluderar en sexuell och en asexuell fas.

Under den asexuella cykeln utvecklas en ensam ameba på sönderfallande stockar, livnär sig av bakterier och reproduceras genom binär klyvning. Under tider med matbrist, sammanfaller ett betydande antal av dessa amöber till en slank kropp som kan röra sig i en mörk och fuktig miljö.

Båda exemplen på levande arter kan vara en möjlig indikation på hur flercellularitet började i forntida tider.

Fördelar med att vara flercelliga

Flock av elefanter i Serengeti

Celler är livets grundenhet, och större organismer visas ofta som aggregat av dessa enheter och inte som en enda cell som ökar i storlek.

Det är sant att naturen har experimenterat med relativt stora encelliga former, till exempel encellig tång, men dessa fall är sällsynta och mycket tillfälliga.

Encelliga organismer har varit framgångsrika i levande tingas evolutionära historia. De representerar mer än hälften av den totala massan av levande organismer och har framgångsrikt koloniserat de mest extrema miljöerna. Men vad är fördelarna med en flercellig kropp?

Optimal ytarea

Varför är en stor organisme som består av små celler bättre än en stor cell? Svaret på denna fråga är relaterat till ytytan.

Cellytan måste kunna förmedla utbytet av molekyler från cellens inre till den yttre miljön. Genom att dela cellmassan i små enheter ökar det tillgängliga ytområdet för metabolisk aktivitet.

Det är omöjligt att upprätthålla ett optimalt yt-till-massförhållande helt enkelt genom att öka storleken på en enda cell. Av denna anledning är flercellularitet en anpassningsbar egenskap som gör att organismer kan öka i storlek.

Specialisering

Ur biokemisk synvinkel är många encelliga organismer mångsidiga och kan syntetisera praktiskt taget vilken molekyl som helst från mycket enkla näringsämnen.

Däremot är cellerna i en multicellulär organism specialiserade för ett antal funktioner och dessa organismer uppvisar en högre grad av komplexitet. En sådan specialisering tillåter att funktionen sker mer effektivt - jämfört med en cell som måste utföra alla grundläggande vitala funktioner.

Dessutom, om en "del" av organismen påverkas - eller dör - betyder det inte att hela individen dör.

Kolonisering av nischer

Flercelliga organismer är bättre anpassade till livet i vissa miljöer som skulle vara helt otillgängliga för enhjuliga former.

Den mest extraordinära uppsättningen av anpassningar inkluderar de som tillät kolonisering av landet. Medan encelliga organismer lever mestadels i vattenmiljöer, har flercelliga former lyckats kolonisera land, luft och hav.

Mångfald

En av konsekvenserna av att bestå av mer än en cell är möjligheten att presentera sig i olika "former" eller morfologier. Av denna anledning översätter flercellularitet till större mångfald av organiska varelser.

I denna grupp av levande varelser hittar vi miljontals former, specialiserade organsystem och beteendemönster. Denna omfattande mångfald ökar de typer av miljöer som organismer kan utnyttja.

Ta fallet med leddjur. Denna grupp presenterar en överväldigande mångfald av former, som har lyckats kolonisera praktiskt taget alla miljöer.

egenskaper

Skalbaggar är varelser med miljoner celler. Källa: flickr.com

Organisation

Flercelliga organismer kännetecknas främst av att presentera en hierarkisk organisation av deras strukturella element. Dessutom har de embryonal utveckling, livscykler och komplexa fysiologiska processer.

På detta sätt presenterar levande materia olika organisationsnivåer, när vi stiger från en nivå till en annan hittar vi något kvalitativt annorlunda och det har egenskaper som inte fanns på den tidigare nivån. De högre nivåerna i organisationen innehåller alla de lägre. Således är varje nivå en del av en högre ordning.

Celldifferentiering

De typer av celler som utgör flercelliga varelser skiljer sig från varandra eftersom de syntetiserar och ackumulerar olika typer av RNA och proteinmolekyler.

De gör detta utan att förändra det genetiska materialet, det vill säga DNA-sekvensen. Oavsett hur olika två celler är i samma individ, har de samma DNA.

Detta fenomen bevisades tack vare en serie klassiska experiment där kärnan i en helt utvecklad groda cell injiceras i ett ägg, vars kärna hade tagits bort. Den nya kärnan kan styra utvecklingsprocessen, och resultatet är en normal rumpa.

Liknande experiment har genomförts i växtorganismer och däggdjur, vilket har fått samma slutsatser.

Hos människor hittar vi till exempel mer än 200 typer av celler, med unika egenskaper vad gäller deras struktur, funktion och metabolism. Alla dessa celler härrör från en enda cell efter befruktning.

Vävnadsbildning

Flercelliga organismer består av celler, men dessa grupperas inte slumpmässigt för att bilda en homogen massa. Tvärtom tenderar celler att specialisera sig, det vill säga de uppfyller en specifik funktion inom organismer.

Celler som liknar varandra grupperas tillsammans på en högre nivå av komplexitet som kallas vävnader. Celler hålls samman av speciella proteiner och cellkorsningar som gör förbindelser mellan cytoplasmerna i angränsande celler.

Vävnader i djur

Hos de mest komplexa djuren hittar vi en serie vävnader som klassificeras efter den funktion de uppfyller och den cellulära morfologin för deras komponenter i: muskulär, epitelial, bindande eller bindväv och nervvävnad.

Muskelvävnad består av kontraktila celler som lyckas förvandla kemisk energi till mekanisk energi och är förknippade med mobilitetsfunktioner. De klassificeras i skelett-, slät- och hjärtmuskeln.

Epitelvävnaden ansvarar för foder i organ och hålrum. De är också en del av parenkymen i många organ.

Bindvävnad är den mest heterogena typen, och dess huvudfunktion är sammanhållningen av de olika vävnaderna som utgör organen.

Slutligen ansvarar nervvävnaden för att uppskatta den inre eller yttre stimuli som kroppen får och översätta dem till en nervimpuls.

Metazoaner har vanligtvis sina vävnader ordnade på liknande sätt. Emellertid har svampar med hav eller porifer - som anses vara de enklaste flercelliga djuren - ett mycket särskilt schema.

Kroppen hos en svamp är en uppsättning celler inbäddade i en extracellulär matris. Stödet kommer från en serie små (nålliknande) spikuler och proteiner.

Vävnader i växter

I växter grupperas celler i vävnader som uppfyller en specifik funktion. De har det speciella att det bara finns en typ av vävnad där celler aktivt kan delas upp, och det är meristematisk vävnad. Resten av vävnaderna kallas vuxna, och de har tappat förmågan att dela sig.

De klassificeras som skyddande tyger, som, som deras namn antyder, ansvarar för att skydda kroppen från att torka ut och från mekaniskt slitage. Detta klassificeras i epidermal och suberös vävnad.

De grundläggande vävnaderna eller parenkym utgör huvuddelen av växtorganismens kropp och fyller vävnadens insida. I denna grupp hittar vi den assimilerande parenkymen, rik på kloroplaster; till reserven parenkym, typisk för frukt, rötter och stjälkar och ledning av salter, vatten och utarbetad safta.

Organbildning

På en högre nivå av komplexitet hittar vi organen. En eller flera typer av vävnader är associerade för att ge upphov till ett organ. Till exempel djurens hjärta och lever; och blad och stjälkar av växter.

Systemutbildning

På nästa nivå har vi gruppering av organ. Dessa strukturer är grupperade i system för att orkestrera specifika funktioner och fungera på ett koordinerat sätt. Bland de mest kända organsystemen har vi matsmältningssystemet, nervsystemet och cirkulationssystemet.

Bildande av organismen

Genom att gruppera organsystemen får vi en diskret och oberoende organism. Organuppsättningarna kan utföra alla viktiga funktioner, tillväxt och utveckling för att hålla organismen vid liv

Vitalfunktioner

Den vitala funktionen hos organiska varelser inkluderar processerna näring, interaktion och reproduktion. Flercelliga organismer visar mycket heterogena processer inom deras vitala funktioner.

När det gäller näring kan vi dela upp levande saker i autotrofer och heterotrofer. Växter är autotrofiska, eftersom de kan få sin egen mat genom fotosyntes. Djur och svampar måste under tiden aktivt få sin mat, så de är heterotrofer.

Reproduktionen är också mycket varierad. Hos växter och djur finns det arter som kan reproducera sig på ett sexuellt eller asexuellt sätt eller presentera båda reproduktionsmetoderna.

exempel

Månmaneter. (Aurelia aurita). Författare: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

De mest framstående multicellulära organismerna är växter och djur. Varje levande varelse som vi observerar med blotta ögat (utan att använda ett mikroskop) är flercelliga organismer.

Ett däggdjur, en havsmaneter, ett insekt, ett träd, en kaktus, alla är exempel på flercelliga varelser.

I gruppen svampar finns det också flercelliga varianter, till exempel svamparna som vi ofta använder i köket.

referenser

1. Cooper, GM, & Hausman, RE (2004). Cellen: Molekylär inställning. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Ursprunget för flercelliga organismer som en oundviklig konsekvens av dynamiska system. The Anatomical Record: En officiell publikation av American Association of Anatomists, 268 (3), 327-342.
3. Gilbert SF (2000). Utvecklingsbiologi. Sinauer Associates.
4. Kaiser, D. (2001). Att bygga en multicellulär organism. Årlig granskning av genetik, 35 (1), 103-123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Molekylär cellbiologi. WH frieman.
6. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., & Nedelcu, AM (2006). Livshistorisk evolution och ursprunget till flercellularitet. Journal of theoretical Biology, 239 (2), 257-272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). På autonomiens ursprung: en ny titt på de viktigaste övergångarna i evolutionen. Springer Science & Business Media.