الكائنات العضوية متعددة الخلايا وخصائصها ووظائفها وأمثلة لها

ل كائن متعدد الخلايا إنه كائن حي يتكون من خلايا متعددة. وغالبا ما يستخدم المصطلح متعدد الخلايا. الكائنات العضوية التي تحيط بنا ، والتي يمكننا ملاحظتها بالعين المجردة ، متعددة الخلايا.

الميزة الأبرز لهذه المجموعة من الكائنات هي مستوى التنظيم الهيكلي الذي تملكه. تميل الخلايا إلى التخصص لتحقيق وظائف محددة للغاية ويتم تجميعها في الأنسجة. كما نزيد من التعقيد ، تشكل الأنسجة أعضاء ، وهذه النظم الشكل.

يعارض هذا المفهوم الكائنات الحية المفردة الخلية التي تتكون من خلية واحدة. البكتريا والعتيقة والبروتوزوا وغيرها ضمن هذه المجموعة. في هذه المجموعة العريضة ، يجب على الكائنات الحية ضغط جميع الوظائف الأساسية للحياة (التغذية ، التكاثر ، الأيض ، إلخ) في خلية واحدة.

مؤشر

• 1 الأصل والتطور
  • 1.1 سلائف الكائنات متعددة الخلايا
  • 1.2 volvocaceanos
  • 1.3 Dictyostelium
• 2 مزايا كونها متعددة الخلايا
  • 2.1 مساحة السطح الأمثل
  • 2.2 التخصص
  • 2.3 استعمار المنافذ
  • 2.4 التنوع
• 3 خصائص
  • 3.1 المنظمة
  • 3.2 تمايز الخلايا
  • 3.3 تشكيل الأنسجة
  • 3.4 الأقمشة في الحيوانات
  • 3.5 الأقمشة في النباتات
  • 3.6 تكوين الجهاز
  • 3.7 تشكيل النظم
  • 3.8 تكوين الكائن الحي
• 4 وظائف حيوية
• 5 أمثلة
• 6 المراجع

الأصل والتطور

تطورت الخلايا متعددة الخلايا في عدة سلالات من حقيقيات النوى ، مما أدى إلى ظهور النباتات والفطريات والحيوانات. وفقا للأدلة ، ظهرت البكتيريا الزرقاء متعددة الخلايا في وقت مبكر من التطور ، وبعد ذلك ظهرت أشكال أخرى متعددة الخلايا ، بشكل مستقل ، في سلالات تطورية مختلفة..

كما هو واضح ، فإن الانتقال من خلية واحدة إلى كيان متعدد الخلايا حدث في مرحلة مبكرة من التطور وبشكل متكرر. لهذه الأسباب ، من المنطقي افتراض أن تعدد الخلايا يمثل مزايا انتقائية قوية للكائنات العضوية. وسيتم مناقشة مزايا كونها متعددة الخلايا بالتفصيل في وقت لاحق..

كان لا بد من حدوث افتراضات نظرية عديدة للحصول على هذه الظاهرة: الالتصاقات بين الخلايا المجاورة والتواصل والتعاون والتخصص فيما بينها.

سلائف الكائنات متعددة الخلايا

تشير التقديرات إلى أن الكائنات متعددة الخلايا تطورت من أسلافها أحادية الخلية منذ حوالي 1.7 مليار سنة. في هذا الحدث السلفي ، شكلت بعض الكائنات حقيقية النواة أحادية الخلية نوعًا من المجاميع متعددة الخلايا التي تبدو وكأنها انتقال تطوري من كائنات الخلية إلى الكائنات متعددة الخلايا..

في الوقت الحاضر ، نلاحظ الكائنات الحية التي تظهر هذا النمط التجمع. على سبيل المثال ، الطحالب الخضراء للجنس Volvox يربطون مع أقرانهم لتشكيل مستعمرة. ويعتقد أنه في الماضي كان ينبغي أن يكون هناك سلائف مماثلة ل Volvox التي نشأت النباتات الحالية.

يمكن أن تؤدي الزيادة في تخصص كل خلية إلى أن تكون المستعمرة كائنًا حقيقيًا متعدد الخلايا. ومع ذلك ، يمكن أيضًا تطبيق رؤية أخرى لشرح أصل الكائنات أحادية الخلية. لشرح الطريقتين ، سنستخدم مثالين من الأنواع الحالية.

volvocaceanos

تتكون هذه المجموعة من الكائنات الحية من تكوينات الخلية. على سبيل المثال ، كائن من هذا النوع Gonium يتكون من "صفيحة" مسطحة من حوالي 4 إلى 16 خلية ، ولكل منها سوط. الجنس Pandorina, من جانبها ، إنها كرة مكونة من 16 خلية. وبالتالي نجد العديد من الأمثلة التي يزداد فيها عدد الخلايا.

هناك أنواع تظهر نمطًا مميزًا للتمييز: كل خلية في المستعمرة لها "دور" ، تمامًا كما في الكائن الحي. على وجه التحديد ، تنقسم الخلايا الجسدية من الخلايا الجنسية.

Dictyostelium

يوجد مثال آخر للترتيبات متعددة الخلايا في الكائنات أحادية الخلية في الجنس Dictyostelium. تتضمن دورة حياة هذا الكائن الحي مرحلة جنسية وغير جنسية.

أثناء دورة اللاجنسي ، تتطور الأميبا الانفرادية إلى جذوع متحللة ، وتتغذى على البكتيريا وتتكاثر عن طريق الانشطار الثنائي. في أوقات النقص في الغذاء ، يتحد عدد كبير من هذه الأميبات في جسم طري قادر على الحركة في بيئة مظلمة ورطبة.

يمكن أن يكون كلا مثالين الأنواع الحية مؤشرا محتملا لكيفية بدء التعدد في الأوقات النائية.

مزايا كونها متعددة الخلايا

الخلايا هي الوحدة الأساسية للحياة ، وعادة ما تظهر الكائنات الأكبر حجمًا على أنها مجاميع من هذه الوحدات وليس كخلية واحدة تزيد من حجمها.

صحيح أن الطبيعة قد جربت أشكالاً أحادية الخلية كبيرة نسبيًا ، مثل الأعشاب البحرية أحادية الخلية ، ولكن هذه الحالات نادرة ومحددة للغاية.

لقد نجحت الكائنات الحية في خلية واحدة في التاريخ التطوري للكائنات الحية. إنها تمثل أكثر من نصف الكتلة الكلية للكائنات الحية ، وقد نجحت في استعمار أكثر البيئات تطرفًا. ومع ذلك ، ما هي المزايا التي يوفرها الجسم متعدد الخلايا؟?

مساحة السطح الأمثل

لماذا يتكون كائن كبير من خلايا صغيرة أفضل من خلية كبيرة؟ يرتبط إجابة هذا السؤال بمساحة السطح.

يجب أن يكون سطح الخلية قادرًا على التوسط في تبادل الجزيئات من الداخل الخلوي إلى البيئة الخارجية. إذا تم تقسيم كتلة الخلية إلى وحدات صغيرة ، تزداد مساحة السطح المتاحة للنشاط الأيضي.

من المستحيل الحفاظ على نسبة السطح والكتلة المثلى ببساطة عن طريق زيادة حجم خلية واحدة. لهذا السبب ، تعد تعددية الخلايا ميزة تكيفية تسمح بزيادة حجم الكائنات الحية.

تخصص

من وجهة نظر الكيمياء الحيوية ، فإن العديد من الكائنات أحادية الخلية متعددة الاستخدامات وقادرة على تجميع أي جزيء تقريبًا استنادًا إلى مغذيات بسيطة للغاية.

في المقابل ، فإن خلايا كائن حي متعدد الخلايا متخصصة في سلسلة من الوظائف ، وهذه الكائنات تقدم درجة أكبر من التعقيد. يتيح هذا التخصص أن تحدث الوظيفة بشكل أكثر فعالية - مقارنة بالخلية التي يجب أن تؤدي جميع وظائف الحياة الأساسية.

بالإضافة إلى ذلك ، إذا تأثر "جزء" من الكائن الحي - أو مات - فهذا لا يؤدي إلى وفاة الفرد بأكمله.

استعمار المنافذ

يتم تكييف الكائنات المتعددة الخلايا بشكل أفضل للحياة في بيئات معينة والتي يتعذر الوصول إليها تمامًا لأشكال الخلية المفردة.

تتضمن مجموعة التعديلات الأكثر استثنائية تلك التي سمحت باستعمار الأرض. بينما تعيش الكائنات أحادية الخلية في معظمها في بيئات مائية ، تمكنت الأشكال المتعددة الخلايا من استعمار الأرض والهواء والمحيطات.

تنوع

إحدى نتائج تكوين أكثر من خلية واحدة هي إمكانية التقديم في أشكال أو أشكال مختلفة. لهذا السبب ، ينتج تعدد الخلايا في تنوع أكبر للكائنات العضوية.

في هذه المجموعة من الكائنات الحية ، نجد ملايين الأشكال والأنظمة المتخصصة للأعضاء وأنماط السلوك. هذا التنوع الواسع يزيد من أنواع البيئات التي تستطيع الكائنات الحية استغلالها.

خذ حالة المفصليات. تقدم هذه المجموعة تنوعًا هائلاً من الأشكال ، والتي تمكنت من استعمار جميع البيئات تقريبًا.

ملامح

منظمة

تتميز الكائنات متعددة الخلايا في المقام الأول من خلال تقديم تنظيم هرمي لعناصرها الهيكلية. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تمثل تطورًا جنينيًا ودورات حياة وعمليات فسيولوجية معقدة.

وبهذه الطريقة ، تعرض المادة الحية مستويات مختلفة من التنظيم ، عندما نجد من مستوى إلى آخر ، نجد شيئًا مختلفًا نوعيًا ونمتلك خصائص لم تكن موجودة في المستوى السابق. تحتوي المستويات العليا من التنظيم على جميع المستويات الأدنى. وبالتالي ، كل مستوى هو مكون من ترتيب أعلى.

تمايز الخلايا

تختلف أنواع الخلايا التي تتكون من كائنات متعددة الخلايا عن بعضها البعض لأنها تجمع وتجمع أنواعًا مختلفة من جزيئات وبروتينات الرنا..

يفعلون ذلك دون تغيير المادة الوراثية ، أي تسلسل الحمض النووي. على الرغم من وجود خليتين مختلفتين في نفس الفرد ، فإن لديهم نفس الحمض النووي.

لقد أثبتت هذه الظاهرة بفضل سلسلة من التجارب الكلاسيكية حيث يتم حقن نواة خلية الضفادع المتطورة بالكامل في بيضة تم إزالتها. النواة الجديدة قادرة على توجيه عملية التطوير ، والنتيجة هي الشرغوف العادي.

وقد أجريت تجارب مماثلة على الكائنات الحية النباتية والثدييات ، والحصول على نفس الاستنتاجات.

في البشر ، على سبيل المثال ، وجدنا أكثر من 200 نوع من الخلايا ، مع خصائص فريدة من حيث تركيبتها ووظيفتها والتمثيل الغذائي. كل هذه الخلايا مشتقة من خلية واحدة ، بعد الإخصاب.

تشكيل الأنسجة

تتكون الخلايا متعددة الخلايا من الخلايا ، لكن لا يتم تجميعها بطريقة عشوائية لتكوين كتلة متجانسة. على العكس ، تميل الخلايا إلى التخصص ، أي أنها تؤدي وظيفة محددة داخل الكائنات الحية.

يتم تجميع الخلايا التي تشبه بعضها البعض في مستوى أعلى من التعقيد يسمى الأنسجة. يتم تجميع الخلايا معًا بواسطة بروتينات خاصة ووصلات خلايا تربط بين السيتوبلازم في الخلايا المجاورة.

الأقمشة في الحيوانات

في الحيوانات الأكثر تعقيدًا ، نجد سلسلة من الأنسجة المصنفة وفقًا للوظيفة التي تؤديها والتشكل الخلوي لمكوناتها في: الأنسجة العضلية أو الظهارية أو الضامة أو الضامة والأعصاب.

يتكون نسيج العضلات من خلايا مقلصة تعمل على تحويل الطاقة الكيميائية إلى ميكانيكا وترتبط بوظائف التنقل. يتم تصنيفها على أنها العضلات الهيكلية ، على نحو سلس والقلب.

الأنسجة الظهارية هي المسؤولة عن بطانة الأعضاء وتجويف الأسنان. كما أنها جزء من حمة العديد من الأعضاء.

النسيج الضام هو النوع الأكثر تجانسًا ، وتتمثل وظيفته الرئيسية في تماسك الأنسجة المختلفة التي تتكون منها الأعضاء.

أخيرًا ، النسيج العصبي مسؤول عن تقدير المحفزات الداخلية أو الخارجية التي يتلقاها الكائن وترجمتها إلى دفعة عصبية..

يميل الميتازوان إلى تنظيم أنسجتهم بطريقة مماثلة. ومع ذلك ، فإن الإسفنج البحري أو البورفيوس - الذي يعتبر أبسط الحيوانات متعددة الخلايا - لديه مخطط خاص للغاية.

جسم الإسفنج عبارة عن مجموعة من الخلايا مضمنة في مصفوفة خارج الخلية. الدعم يأتي من سلسلة من المسامير الصغيرة (على غرار الإبر) والبروتينات.

الأقمشة في النباتات

في النباتات ، يتم تجميع الخلايا في الأنسجة التي تؤدي وظيفة محددة. لديهم خصوصية أنه لا يوجد سوى نوع واحد من الأنسجة التي يمكن للخلايا أن تنقسم فيها بنشاط ، وهذا هو النسيج الموريستيماتي. تسمى بقية الأنسجة بالبالغين ، وفقدت القدرة على الانقسام.

يتم تصنيفها كأنسجة واقية ، كما يوحي الاسم ، مسؤولة عن حماية الجسم من الجفاف ومن أي لبس ميكانيكي. ويصنف هذا على أنه نسيج البشرة والسوبروبيس.

تشكل الأنسجة الأساسية أو الحمة الغالبية العظمى من جسم الكائن الحي للنبات ، وتملأ الأنسجة الداخلية. في هذه المجموعة ، نجد حمة الاستيعاب الغنية بالبلاستيدات الخضراء. إلى الحمة الاحتياطية ، نموذجي من الفواكه والجذور والسيقان وتوصيل الأملاح والمياه والنسغ المتقن.

تكوين الجهاز

على مستوى أعلى من التعقيد نجد الأعضاء. يرتبط نوع واحد أو أكثر من الأنسجة بإحداث عضو. على سبيل المثال ، قلب وكبد الحيوانات ؛ وأوراق وسيقان النباتات.

تشكيل النظم

في المستوى التالي لدينا تجمع الأعضاء. يتم تجميع هذه الهياكل في أنظمة لتنظيم وظائف محددة والعمل بطريقة منسقة. من بين أكثر أجهزة الجسم المعروفة لدينا الجهاز الهضمي والجهاز العصبي والجهاز الدوري.

تكوين الكائن الحي

من خلال تجميع أنظمة الأعضاء ، نحصل على هيئة سرية ومستقلة. مجموعات الأعضاء قادرة على أداء جميع الوظائف الحيوية والنمو والتنمية للحفاظ على الكائن الحي على قيد الحياة

وظائف حيوية

تشمل الوظيفة الحيوية للكائنات العضوية عمليات التغذية والتفاعل والتكاثر. الكائنات المتعددة الخلايا تظهر عمليات غير متجانسة للغاية ضمن وظائفها الحيوية.

من حيث التغذية ، يمكننا تقسيم الكائنات الحية إلى autotrophs و heterotrophs. النباتات ذاتية التغذية ، لأنها يمكن أن تحصل على طعامها من خلال التمثيل الضوئي. الحيوانات والفطريات ، من ناحية أخرى ، يجب أن تحصل بنشاط على طعامها ، لذلك فهي غير متجانسة.

الاستنساخ هو أيضا متنوعة جدا. في النباتات والحيوانات هناك أنواع قادرة على التكاثر الجنسي أو اللاجنسي ، أو تقديم كلا الطرائق الإنجابية.

أمثلة

وأبرز الكائنات المتعددة الخلايا هي النباتات والحيوانات. أي كائن حي نلاحظه بالعين المجردة (دون الحاجة إلى استخدام المجهر) هي كائنات متعددة الخلايا.

ثدييات ، قنديل البحر ، حشرة ، شجرة ، صبار ، كلها أمثلة للكائنات متعددة الخلايا.

في مجموعة الفطر ، هناك أيضًا أشكال متعددة الخلايا ، مثل الفطر الذي نستخدمه كثيرًا في المطبخ.

مراجع

1. Cooper، G. M.، & Hausman، R. E. (2004). الخلية: النهج الجزيئي. Medicinska naklada.
2. Furusawa، C.، & Kaneko، K. (2002). أصل الكائنات متعددة الخلايا كنتيجة حتمية للأنظمة الديناميكية. السجل التشريعي: منشور رسمي للجمعية الأمريكية لعلماء التشريح, 268(3) ، 327-342.
3. جيلبرت إس. (2000). علم الأحياء التنموي. شركاء سيناور.
4. كايزر ، د. (2001). بناء كائن متعدد الخلايا. الاستعراض السنوي لعلم الوراثة, 35(1) ، 103-123.
5. Lodish، H.، Berk، A.، Zipursky، S.L، Matsudaira، P.، Baltimore، D.، & Darnell، J. (2013). بيولوجيا الخلية الجزيئية . ما فريمان.
6. Michod، R.E، Viossat، Y.، Solari، C.A.، Hurand، M.، & Nedelcu، A.M (2006). تطور تاريخ الحياة وأصل تعدد الخلايا. مجلة البيولوجيا النظرية, 239(2) ، 257-272.
7. روسلينبرويش ، ب. (2014). حول أصل الحكم الذاتي: نظرة جديدة على التحولات الرئيسية في التطور. سبرينغر للعلوم ووسائل الإعلام التجارية.