ORGANISME MULTICELULARE: CARACTERISTICI, FUNCȚII ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

Un organism multicelular este o ființă vie formată din mai multe celule. Termenul multicelular este adesea folosit. Ființele organice care ne înconjoară și pe care le putem observa cu ochiul liber sunt multicelulare.

Cea mai notabilă caracteristică a acestui grup de organisme este nivelul de organizare structurală pe care îl posedă. Celulele tind să se specializeze pentru a îndeplini funcții foarte specifice și sunt grupate în țesuturi. Pe măsură ce creștem în complexitate, țesuturile formează organe, iar organele formează sisteme.

Animalele sunt ființe multicelulare. Sursa: pixabay.com

Conceptul se opune celui al organismelor unicelulare, care sunt compuse dintr-o singură celulă. Acest grup aparține bacterii, arhaea, protozoare, printre altele. În acest grup mare, organismele trebuie să compacteze toate funcțiile de bază pentru viață (nutriție, reproducere, metabolism etc.) într-o singură celulă.

Originea și evoluția

Multicelularitatea a evoluat în diverse linii de eucariote, ducând la apariția plantelor, a ciupercilor și a animalelor. Conform dovezilor, cianobacteriile multicelulare au apărut la începutul evoluției și ulterior alte forme multicelulare au apărut, în mod independent, în diferite linii evolutive.

După cum este evident, trecerea de la o entitate unicelulară la una multicelulară s-a produs devreme în evoluție și în mod repetat. Din aceste motive, este logic să presupunem că multicelularitatea reprezintă avantaje selective puternice pentru ființele organice. Ulterior vor fi discutate în detaliu avantajele de a fi multicelulare.

Mai multe presupuneri teoretice trebuie să fi avut loc pentru a obține acest fenomen: adeziuni între celulele vecine, comunicare, cooperare și specializare între ele.

Precursori ai organismelor multicelulare

Se estimează că organismele multicelulare au evoluat de la strămoșii lor unicelulari acum aproximativ 1,7 miliarde de ani. În acest eveniment ancestral, unele organisme eucariote unicelulare au format o specie de agregate multicelulare care pare a fi o tranziție evolutivă de la organismele unei celule la cele multicelulare.

Astăzi, observăm organisme vii care prezintă un astfel de model de clustering. De exemplu, algele verzi din genul Volvox se asociază cu semenii lor pentru a forma o colonie. Se crede că trebuie să fi existat un predecesor similar cu Volvox care a generat plantele de astăzi.

O creștere a specializării fiecărei celule ar putea duce colonia să fie un adevărat organism multicelular. Cu toate acestea, o altă viziune poate fi aplicată și pentru a explica originea organismelor unicelulare. Pentru a explica ambele moduri, vom folosi două exemple din speciile actuale.

Volvocaceii

Acest grup de organisme este format din configurații celulare. De exemplu, un organism din genul Gonium este format dintr-o „placă” plată de aproximativ 4 până la 16 celule, fiecare cu flagelul său. Genul Pandorina, la rândul său, este o sferă de 16 celule. Astfel, găsim câteva exemple în care numărul de celule crește.

Există genuri care prezintă un model de diferențiere interesant: fiecare celulă din colonie are un „rol”, la fel cum se întâmplă într-un organism. Mai exact, celulele somatice se împart de celulele sexuale.

Dictyostelium

Un alt exemplu de aranjamente multicelulare în organismele unicelulare se găsește în genul Dictyostelium. Ciclul de viață al acestui organism include o fază sexuală și una asexuală.

În timpul ciclului asexual, o amebă solitară se dezvoltă pe bușteni în descompunere, se hrănește cu bacterii și se reproduce prin fisiune binară. În perioadele cu deficiențe alimentare, un număr semnificativ de aceste amebe se coagulează într-un corp subțire capabil să se miște într-un mediu întunecat și umed.

Ambele exemple de specii vii ar putea fi un posibil indiciu al modului în care multicelularitatea a început în cele mai vechi timpuri.

Avantajele de a fi multicelulare

Efectiv de elefanți în Serengeti

Celulele sunt unitatea de bază a vieții, iar organismele mai mari apar adesea ca agregate ale acestor unități și nu ca o singură celulă care crește în dimensiune.

Este adevărat că natura a experimentat cu forme relativ mari, unicelulare, cum ar fi algele unicelulare, dar aceste cazuri sunt rare și foarte ocazionale.

Organismele unicelulare au avut succes în istoria evolutivă a ființelor vii. Ele reprezintă mai mult de jumătate din masa totală a organismelor vii și au colonizat cu succes cele mai extreme medii. Cu toate acestea, care sunt avantajele unui corp multicelular?

Suprafață optimă

De ce un organism mare format din celule mici este mai bun decât o celulă mare? Răspunsul la această întrebare este legat de zona de suprafață.

Suprafața celulară trebuie să poată medie schimbul de molecule din interiorul celulei în mediul extern. Prin împărțirea masei celulare în unități mici, suprafața disponibilă disponibilă pentru activitatea metabolică crește.

Este imposibil să se mențină un raport optim suprafață-masă pur și simplu prin creșterea dimensiunii unei singure celule. Din acest motiv, multicelularitatea este o trăsătură adaptivă care permite creșterea dimensiunilor organismelor.

Specializare

Din punct de vedere biochimic, multe organisme unicelulare sunt versatile și capabile să sintetizeze practic orice moleculă pornind de la nutrienți foarte simpli.

În schimb, celulele unui organism multicelular sunt specializate pentru o serie de funcții, iar aceste organisme prezintă un grad mai mare de complexitate. O astfel de specializare permite funcției să apară mai eficient - în comparație cu o celulă care trebuie să îndeplinească toate funcțiile vitale de bază.

Mai mult, dacă o „porțiune” din organism este afectată - sau moare - nu se traduce prin moartea întregului individ.

Colonizarea nișelor

Organismele multicelulare sunt mai bine adaptate vieții în anumite medii care ar fi total inaccesibile formelor unicelulare.

Cel mai extraordinar set de adaptări includ cele care au permis colonizarea pământului. În timp ce organismele unicelulare trăiesc mai ales în medii apoase, formele multicelulare au reușit să colonizeze țara, aerul și oceanele.

Diversitate

Una dintre consecințele faptului că este formată din mai multe celule este posibilitatea de a se prezenta în diferite „forme” sau morfologii. Din acest motiv, multicelularitatea se traduce printr-o mai mare diversitate de ființe organice.

În acest grup de ființe vii găsim milioane de forme, sisteme de organe specializate și modele de comportament. Această diversitate extinsă crește tipurile de medii pe care organismele sunt capabile să le exploateze.

Luați cazul artropodelor. Acest grup prezintă o diversitate copleșitoare de forme, care au reușit să colonizeze practic toate mediile.

caracteristici

Gândacii sunt ființe cu milioane de celule. Sursa: flickr.com

Organizare

Organismele multicelulare se caracterizează în principal prin prezentarea unei organizări ierarhice a elementelor lor structurale. În plus, au dezvoltare embrionară, cicluri de viață și procese fiziologice complexe.

În acest fel, materia vie prezintă diferite niveluri de organizare în care atunci când ascendem de la un nivel la altul, găsim ceva diferit calitativ și are proprietăți care nu existau la nivelul anterior. Nivelurile superioare de organizare le conțin pe toate cele inferioare. Astfel, fiecare nivel este o componentă a unei ordini superioare.

Diferențierea celulelor

Tipurile de celule care alcătuiesc ființe multicelulare sunt diferite unele de altele, deoarece sintetizează și acumulează diferite tipuri de ARN și molecule de proteine.

Ei fac acest lucru fără a modifica materialul genetic, adică secvența ADN. Oricât de diferite sunt două celule la același individ, ele au același ADN.

Acest fenomen a fost dovedit datorită unei serii de experimente clasice în care nucleul unei celule complet dezvoltate de broască este injectat într-un ovul, al cărui nucleu fusese eliminat. Noul nucleu este capabil să direcționeze procesul de dezvoltare, iar rezultatul este un mormol normal.

Experimente similare au fost efectuate în organismele vegetale și la mamifere, obținând aceleași concluzii.

La oameni, de exemplu, găsim peste 200 de tipuri de celule, cu caracteristici unice în ceea ce privește structura, funcția și metabolismul lor. Toate aceste celule sunt derivate dintr-o singură celulă, după fertilizare.

Formarea țesuturilor

Organismele multicelulare sunt formate din celule, dar acestea nu sunt grupate aleatoriu pentru a forma o masă omogenă. Dimpotrivă, celulele tind să se specializeze, adică îndeplinesc o funcție specifică în cadrul organismelor.

Celulele care sunt similare între ele sunt grupate la un nivel mai mare de complexitate numite țesuturi. Celulele sunt ținute împreună de proteine ​​speciale și joncțiuni celulare care fac conexiuni între citoplasmele celulelor vecine.

Țesuturi la animale

La cele mai complexe animale, găsim o serie de țesuturi care sunt clasificate în funcție de funcția pe care o îndeplinesc și morfologia celulară a componentelor lor în: țesut muscular, epitelial, conjunctiv sau conjunctiv și nervos.

Țesutul muscular este format din celule contractile care reușesc să transforme energia chimică în energie mecanică și sunt asociate cu funcțiile de mobilitate. Acestea sunt clasificate în mușchi scheletici, netezi și cardiaci.

Țesutul epitelial este responsabil de mucoasa organelor și a cavităților. De asemenea, fac parte din parenchimul multor organe.

Țesutul conjunctiv este cel mai eterogen tip, iar funcția sa principală este coeziunea diferitelor țesuturi care alcătuiesc organele.

În cele din urmă, țesutul nervos este responsabil pentru aprecierea stimulilor interni sau externi pe care organismul îi primește și transpunerea lor într-un impuls nervos.

Metazoanele au de obicei țesuturile aranjate într-un mod similar. Cu toate acestea, bureții de mare sau periferici - care sunt considerați cele mai simple animale multicelulare - au o schemă foarte particulară.

Corpul unui burete este un set de celule încorporate într-o matrice extracelulară. Suportul provine dintr-o serie de spicule și proteine ​​minuscule (asemănătoare acului).

Țesuturile din plante

La plante, celulele sunt grupate în țesuturi care îndeplinesc o funcție specifică. Au particularitatea că există un singur tip de țesut în care celulele se pot diviza activ, iar acesta este țesutul meristematic. Restul țesuturilor se numesc adulți și și-au pierdut capacitatea de a se împărți.

Acestea sunt clasificate ca țesături de protecție, care, după cum sugerează și numele lor, sunt responsabile pentru protejarea organismului de uscare și de orice uzură mecanică. Aceasta este clasificată în țesuturile epidermice și suberoase.

Țesuturile fundamentale sau parenchimul constituie majoritatea corpului organismului vegetal și umplu interiorul țesuturilor. În acest grup găsim parenchimul asimilator, bogat în cloroplaste; până la parenchimul de rezervă, tipic fructelor, rădăcinilor și tulpinilor și conducerii sărurilor, apei și a puilor elaborate.

Formarea de organe

La un nivel mai ridicat de complexitate găsim organele. Unul sau mai multe tipuri de țesuturi sunt asociate pentru a da naștere unui organ. De exemplu, inima și ficatul animalelor; iar frunzele și tulpinile plantelor.

Instruirea sistemelor

La nivelul următor avem gruparea organelor. Aceste structuri sunt grupate în sisteme pentru a orchestra funcțiile specifice și funcționează într-o manieră coordonată. Printre cele mai cunoscute sisteme de organe avem sistemul digestiv, sistemul nervos și sistemul circulator.

Formarea organismului

Prin gruparea sistemelor de organe, obținem un organism discret și independent. Seturile de organe sunt capabile să îndeplinească toate funcțiile vitale, creșterea și dezvoltarea pentru a menține organismul în viață

Funcții vitale

Funcția vitală a ființelor organice include procesele de nutriție, interacțiune și reproducere. Organismele multicelulare prezintă procese foarte eterogene în funcțiile lor vitale.

În ceea ce privește nutriția, putem împărți lucrurile vii în autotrofe și heterotrofe. Plantele sunt autotrofe, deoarece își pot obține propriul aliment prin fotosinteză. Între timp, animalele și ciupercile trebuie să-și procure în mod activ hrana, deci sunt heterotrofe.

Reproducerea este, de asemenea, foarte variată. La plante și animale există specii capabile să se reproducă în mod sexual sau asexual sau să prezinte ambele modalități de reproducere.

Exemple

Meduză de lună. (Aurelia aurita). Autor: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

Cele mai importante organisme multicelulare sunt plantele și animalele. Orice ființă vie pe care o observăm cu ochiul liber (fără a folosi un microscop) sunt organisme multicelulare.

Un mamifer, o meduză de mare, o insectă, un copac, un cactus, toate sunt exemple de ființe multicelulare.

În grupul de ciuperci, există și variante multicelulare, cum ar fi ciupercile pe care le folosim frecvent în bucătărie.

Referințe

1. Cooper, GM, & Hausman, RE (2004). Celula: abord molecular. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Originea organismelor multicelulare ca o consecință inevitabilă a sistemelor dinamice. The Anatomical Record: An Official Publication of the American Association of Anatomists, 268 (3), 327-342.
3. Gilbert SF (2000). Biologie dezvoltării. Asociații Sinauer.
4. Kaiser, D. (2001). Construirea unui organism multicelular. Revizuirea anuală a geneticii, 35 (1), 103-123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Biologia celulelor moleculare. WH liber.
6. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., și Nedelcu, AM (2006). Evoluția istoriei vieții și originea multicelularității. Jurnalul de biologie teoretică, 239 (2), 257-272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). Pe originea autonomiei: o nouă privire asupra tranzițiilor majore din evoluție. Springer Media științifică și de afaceri.