ORGANISMA MULTISELULAR PERTAMA: ASAL, CIRI - BIOLOGI - 2026

The organisma multicellular pertama , menurut salah satu hipotesis yang paling diterima, mula kumpulan di tanah jajahan atau dalam hubungan simbiotik. Seiring berjalannya waktu, interaksi antara anggota jajahan mula bekerjasama dan bermanfaat bagi semua.

Secara beransur-ansur, setiap sel menjalani proses pengkhususan untuk tugas-tugas tertentu, meningkatkan tahap kebergantungan pada sahabatnya. Fenomena ini sangat penting dalam evolusi, memungkinkan adanya makhluk kompleks, meningkatkan ukurannya dan mengakui sistem organ yang berbeza.

Organisme kolonial, seperti Volvox, memungkinkan kita membuat hipotesis mengenai ciri-ciri potensi organisma multiselular leluhur. Sumber: Frank Fox

Organisma multisel adalah organisma yang terdiri daripada beberapa sel - seperti haiwan, tumbuhan, beberapa kulat, dll. Pada masa ini terdapat beberapa teori untuk menjelaskan asal usul makhluk multiselular bermula dari bentuk kehidupan unisel yang kemudian dikelompokkan bersama.

Mengapa organisma multisel wujud?

Peralihan dari organisma unisel ke multiselular adalah salah satu persoalan yang paling menarik dan kontroversial di kalangan ahli biologi. Namun, sebelum membincangkan kemungkinan senario yang menimbulkan multiselulariti, kita mesti bertanya kepada diri sendiri mengapa perlu atau bermanfaat untuk menjadi organisma yang terdiri daripada banyak sel.

Nisbah saiz sel dan permukaan-permukaan (S / V)

Sel purata yang merupakan bahagian badan tumbuhan atau haiwan berukuran antara 10 hingga 30 mikrometer. Organisme tidak dapat tumbuh dengan ukuran hanya dengan memperluas ukuran satu sel kerana batasan yang dikenakan oleh nisbah luas permukaan dan isipadu.

Gas yang berbeza (seperti oksigen dan karbon dioksida), ion dan molekul organik lain mesti masuk dan meninggalkan sel, melintasi permukaan yang dibatasi oleh membran plasma.

Dari situ ia mesti merebak ke seluruh isi sel. Oleh itu, hubungan antara luas permukaan dan isipadu lebih rendah pada sel besar, jika kita membandingkannya dengan parameter yang sama dalam sel yang lebih besar.

Sel yang sangat besar mempunyai permukaan pertukaran yang terhad

Mengikut pertimbangan ini, kita dapat membuat kesimpulan bahawa permukaan pertukaran menurun berkadaran dengan peningkatan ukuran sel. Mari kita gunakan kubus 4 cm sebagai contoh, dengan isipadu 64 cm ³ dan luas permukaan 96 cm ² . Nisbahnya adalah 1.5 / 1.

Sebaliknya, jika kita mengambil kubus yang sama dan membaginya menjadi 8 kubus dua sentimeter, nisbahnya adalah 3/1.

Atas sebab ini, jika organisma meningkatkan ukurannya, yang bermanfaat dalam beberapa aspek, seperti dalam mencari makanan, pergerakan atau pemangsa yang melarikan diri, lebih baik melakukannya dengan meningkatkan jumlah sel dan dengan demikian mempertahankan permukaan yang mencukupi untuk haiwan. proses pertukaran.

Kelebihan menjadi organisma multiselular

Kelebihan menjadi organisma multiselular lebih dari sekadar peningkatan ukuran. Multiselular memungkinkan peningkatan kerumitan biologi dan pembentukan struktur baru.

Fenomena ini memungkinkan evolusi jalan kerjasama yang sangat canggih dan tingkah laku pelengkap antara entiti biologi yang membentuk sistem.

Kekurangan menjadi organisma multiselular

Walaupun terdapat faedah ini, kita dapati contoh - seperti dalam beberapa spesies kulat - kehilangan multiselular, kembali ke keadaan leluhur makhluk bersel satu.

Apabila sistem koperatif gagal di antara sel-sel di dalam badan, akibat negatif dapat terjadi. Contoh yang paling jelas adalah barah. Namun, terdapat banyak jalan yang, dalam kebanyakan kes, berjaya memastikan kerjasama.

Apakah organisma multiselular pertama?

Permulaan multiselular telah ditelusuri ke masa lalu yang sangat terpencil, lebih dari 1 bilion tahun yang lalu, menurut beberapa penulis (misalnya, Selden & Nudds, 2012).

Oleh kerana bentuk peralihan kurang disimpan dalam catatan fosil, hanya sedikit yang diketahui mengenai mereka dan fisiologi, ekologi, dan evolusi mereka, menjadikan proses membina rekonstruksi multiselulariti awal menjadi sukar.

Sebenarnya, tidak diketahui apakah fosil pertama ini adalah haiwan, tumbuhan, kulat, atau keturunan ini. Fosil dicirikan oleh organisma rata, dengan luas permukaan / isipadu yang tinggi.

Evolusi organisma multisel

Oleh kerana organisma multisel terdiri daripada beberapa sel, langkah pertama dalam perkembangan evolusi keadaan ini seharusnya adalah pengelompokan sel. Ini boleh berlaku dengan cara yang berbeza:

Hipotesis kolonial dan simbiotik

Kedua-dua hipotesis ini mengemukakan bahawa nenek moyang asal makhluk multiselular adalah koloni atau makhluk uniselular yang menjalin hubungan simbiosis antara satu sama lain.

Masih belum diketahui sama ada agregat itu terbentuk dari sel dengan identiti genetik berbeza (seperti biofilm atau biofilm) atau dari sel stem dan anak perempuan - sama secara genetik. Pilihan yang terakhir lebih mungkin dilakukan, kerana konflik kepentingan genetik dapat dielakkan dalam sel yang berkaitan.

Peralihan dari makhluk sel tunggal ke organisma multiselular melibatkan beberapa langkah. Yang pertama adalah pembahagian kerja secara beransur-ansur dalam sel yang bekerja bersama. Sebahagiannya mengambil fungsi somatik, sementara yang lain menjadi unsur pembiakan.

Oleh itu, setiap sel menjadi lebih bergantung pada jirannya dan memperoleh pengkhususan dalam tugas tertentu. Pemilihan menggemari organisma yang berkerumun di jajahan awal ini berbanding organisme yang tetap menyendiri.

Pada masa kini, para penyelidik mencari kemungkinan keadaan yang menyebabkan pembentukan gugus ini dan sebab-sebab yang mungkin mendorong mereka - berbanding dengan bentuk uniselular. Organisme kolonial digunakan yang mungkin mengingatkan pada koloni nenek moyang hipotetikal.

Hipotesis Syncytium

Syncytium adalah sel yang mengandungi pelbagai inti. Hipotesis ini menunjukkan pembentukan membran dalaman dalam syncytium leluhur, yang memungkinkan pengembangan beberapa petak dalam satu sel.

Asal organisma multisel

Bukti semasa menunjukkan fakta bahawa keadaan multiselular muncul secara bebas di lebih daripada 16 garis keturunan eukariota, termasuk haiwan, tumbuhan dan kulat.

Penerapan teknologi baru seperti genomik dan pemahaman hubungan filogenetik memungkinkan untuk menunjukkan bahawa multiselularitas mengikuti lintasan umum, bermula dengan penggabungan gen yang berkaitan dengan kepatuhan. Penciptaan saluran ini mencapai komunikasi antara sel.

Rujukan

1. Brunet, T., & King, N. (2017). Asal Multiselularitas Haiwan dan Pembezaan Sel. Sel pengembangan, 43 (2), 124-140.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. Biologi. Panamerican Medical Ed.
3. Knoll, AH (2011). Pelbagai asal-usul multiselularitas kompleks. Kajian Tahunan Sains Bumi dan Planet, 39, 217-239.
4. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., & Nedelcu, AM (2006). Evolusi sejarah hidup dan asal usul multiselulariti. Jurnal Biologi teori, 239 (2), 257-272.
5. Ratcliff, WC, Denison, RF, Borrello, M., & Travisano, M. (2012). Evolusi eksperimen multiselulariti. Prosiding Akademi Sains Nasional, 109 (5), 1595-1600.
6. Roze, D., & Michod, RE (2001). Mutasi, pemilihan bertingkat, dan evolusi ukuran penyebaran semasa asal usul multiselulariti. The Naturalis Amerika, 158 (6), 638-654.
7. Selden, P., & Nudds, J. (2012). Evolusi ekosistem fosil. CRC Press.