Багатоклітинні. Загальна характеристика

Поява багатоклітинних організмів – величезний еволюційний стрибок. Сотні мільйонів років життя на Землі була представлена виключно одноклітинними. Різні групи незалежно один від одного робили спроби перейти до багатоклітинності.

І близько мільярда років тому планета вже освоювалася багатоклітинними організмами, а 700 мільйонів років тому існували примітивні губки — шлях до неймовірної біологічної складності почався!

Походження багатоклітинних вчені пояснювали по-різному. Наприклад, Ернст Геккель в 1870 — і роки запропонував теорію гастреї (за аналогією з гаструлою) – якогось спільного предка багатоклітинних, що володів двошаровим тілом і ротом.

Через десяток років висунув свою теорію фагоцителли Ілля Мечников. Він вважав, що першонащадок володів зовнішньою ектодермою (джгутикові клітини) і внутрішньою паренхімою (трофічні клітини), які дали початок всім тканинам тварин.

На початкових стадіях розвитку багатоклітинних про спеціалізацію їх клітин мова не йшла — вона була дуже слабкою. На сьогодні примітивним тваринам вважається трихоплакс, представник пластинчастих.

Ця морська міліметрова дисковидна тварина, що не має кишечника, нервів, ротової порожнини, м’язів. Тіло трихоплакса вкрите зовні рядами джгутикових клітин. Може статися, саме на нього були схожі перші багатоклітинні.

Які головні особливості багатоклітинних?

• Тіло дорослих багатоклітинних складається з клітин, які втратили самостійність, диференційованих за будовою і заданих функцій.
• Тканини є конгломератами однорідно диференційованих клітин.
• Основні тканини відносяться до чотирьох типів: нервова, епітеліальна, сполучна, м’язова.
• Багатоклітинним притаманне складне індивідуальний розвиток, онтогенез, в ході якого запліднена яйцеклітина поетапно перетворюється на дорослу особину.
• Променева симетрія властива голкошкірим і стрекаючим тваринам. В онтогенезі у видів з променевою симетрією формуються тільки два клітинні шари, ектодерма і ентодерма, між якими лежить мезоглея — відносно розвинений неклітинний шар.
• Тварини з двосторонньою симетрією розділені єдиною площиною симетрії, з обох сторін якої знаходяться парні органи. У них завжди є мезодерма, серединний клітинний шар.

Багатоклітинні організми: ознаки та розвиток

Живий світ наповнений запаморочливою безліччю живих істот. Більшість організмів складаються тільки з однієї клітини і не видимі неозброєним оком. Багато з них стають помітними виключно під мікроскопом. Інші, такі як кролик, слон або сосна, а також людина, зроблені з багатьох клітин, і ці багатоклітинні організми також у величезній кількості населяють весь наш світ.

Будівельні блоки життя

Структурними та функціональними одиницями всіх живих організмів є клітини. Їх ще називають будівельними блоками життя. Всі живі організми складаються з клітин. Ці структурні одиниці були відкриті Робертом Гуком ще в 1665 році. В організмі людини налічується близько ста трильйонів клітин. Розмір однієї становить близько десяти мікрометрів. Комірка містить клітинні органели, які контролюють її активність.

Існують одноклітинні та багатоклітинні організми. Перші складаються з однієї клітини, наприклад бактерії, а другі включають рослини і тварин. Кількість комірок залежить від виду. Розмір більшості клітин рослин і тварин клітинах становить від одного до ста мікрометрів, тому вони видні під мікроскопом.

Одноклітинні організми

Ці крихітні істоти складаються з однієї клітини. Амеби та інфузорії є найстарішими формами життя, які існували ще близько 3,8 мільйона років тому. Бактерії, археї, найпростіші, деякі водорості і гриби є основними групами одноклітинних організмів. Існує дві основні категорії: прокаріоти та еукаріоти. Вони також різняться за розміром.

Найменші складають близько трьохсот нанометрів, а деякі можуть досягати розмірів до двадцяти сантиметрів. Такі організми зазвичай мають реснички і джгутики, які допомагають їм при переміщенні. Вони мають простий корпус з базовими функціями. Розмноження може бути як безстатеве, так і статеве. Харчування здійснюється зазвичай у процесі фагоцитозу, де частинки їжі поглинаються і зберігаються в спеціальних вакуолях, які присутні в організмі.

Багатоклітинні організми

Живі істоти, що складаються з більш ніж однієї клітини, називаються багатоклітинними. Вони складаються з одиниць, які ідентифікуються і приєднуються один до одного, утворюючи складні багатоклітинні організми. Більшість з них видно неозброєним оком. Такі організми, як рослини, деякі тварини і водорості, з ‘являються з однієї клітини і виростають у багатоціпочкові організації. Обидві категорії живих істот, прокаріоти та еукаріоти, можуть виявляти багатоклітинність.

Механізми виникнення багатоклітинності

Існує три теорії для обговорення механізмів, за допомогою яких може виникнути багатоклітинність:

• Симбіотична теорія стверджує, що перша клітина багатоклітинного організму виникла через симбіоз різних видів одноклітинних, кожен з яких виконує різні функції.
• Синцитіальна теорія стверджує, що багатоклітинний організм не зміг би розвинутися з одноклітинних істот з кількома ядрами. Такі найпростіші, як інфузорія і слизові гриби, мають кілька ядер, тим самим підтримуючи цю теорію.
• Колоніальна теорія стверджує, що симбіоз багатьох організмів одного і того ж виду призводить до еволюції багатоклітинного організму. Вона була запропонована Геккелем в 1874 році. Більшість багатоклітинних утворень відбувається внаслідок того, що клітини не можуть відокремитися після процесу ділення. Прикладами, що підтверджують цю теорію, є водорості вольвокс і еудорина.

Привілеї багатоклітинності

Які організми – багатоклітинні або одноклітинні – мають більше переваг? На це питання відповісти досить складно. Багатоклітинність організму дозволяє йому перевищувати граничні розміри, збільшує складність організму, дозволяючи диференціювати численні клітинні лінії. Розмноження відбувається переважно статевим шляхом. Анатомія багатоклітинних організмів і процеси, які в них відбуваються, є досить складними через наявність різних типів клітин, що контролюють їх життєдіяльність. Візьмемо, наприклад, поділ. Цей процес повинен бути точним і злагодженим, щоб запобігти ненормальному зростанню і розвитку багатоклітинного організму.

Приклади багатоклітинних організмів

Як вже говорилося вище, багатоклітинні організми бувають двох видів: прокаріоти та еукаріоти. До першого відносять в основному бактерій. Деякі ціанобактерії, такі як чара або спірогіра, є також багатоклітинними прокаріотами, іноді їх називають ще колоніальними. Більшість еукаріотичних організмів також складаються з багатьох одиниць. Вони мають добре розвинену структуру тіла, і у них є спеціальні органи для виконання певних функцій. Більшість добре розвинених рослин і тварин є багатоклітинними. Прикладами можуть бути практично всіх види голосеменних і покритосеменних рослин. Майже всі тварини є багатоклікарняними еукаріотами.

Особливості та ознаки багатоклітинних організмів

Існує маса ознак, за якими можна з легкістю визначити, чи є організм багатоклітинним чи ні. Ви можете вибрати такі:

• У них досить складна організація тіла.
• Спеціалізовані функції виконують різні клітини, тканини, органи або системи органів.
• Поділ праці в організмі може бути на клітинному рівні, на рівні тканин, органів і рівні систем органів.
• В основному це еукаріоти.
• Травми або загибель деяких клітин глобально не впливає на організм: уражені клітини будуть замінені.
• Завдяки багатоклітинності організм може досягати великих розмірів.
• У порівнянні з одноклітинними у них велика тривалість життєвого циклу.
• Основний тип розмноження – статевий.
• Диференціація клітин властива тільки багатоклітинним.

Як ростуть багатоклітинні організми?

Всі істоти, від маленьких рослин і комах до великих слонів, жирафів і навіть людей, починають свій шлях як поодинокі прості клітини, звані заплідненими яйцями. Щоб вирости у великий дорослий організм, вони проходять через кілька певних етапів розвитку. Після запліднення яйця починається процес багатоклітинного розвитку. Протягом усього шляху відбувається зростання і багаторазовий поділ окремих осередків. Ця реплікація в кінцевому підсумку створює кінцевий продукт, який є складним, повністю сформованим живою істотою.

Розділення клітин створює ряд складних моделей, що визначаються геномами, які є практично ідентичними у всіх клітинах. Ця різноманітність призводить до експресії генів, яка контролює чотири стадії розвитку клітин і ембріонів: проліферацію, спеціалізацію, взаємодію і рух. Перша включає в себе реплікацію багатьох клітин з одного джерела, друга має відношення до створення клітин з виділеними, певними характеристиками, третя включає в себе поширення інформації між комірками, а четверта відповідає за розміщення клітин по всьому тілу для утворення органів, тканин, кісток та інших фізичних характеристик розвинених організмів.

Декілька слів про класифікацію

Серед багатоклітинних істот виділяють дві великі групи:

• безхребетні (губки, кільчасті хробаки, членистоногі, молюски та інші);
• хордові (всі тварини, у яких є осьовий скелет).

Важливим етапом за всю історію планети стала поява багатоклітинності в процесі еволюційного розвитку. Це послужило потужним поштовхом для збільшення біологічного розмаїття і його подальшого розвитку. Головною ознакою багатоклітинного організму є чіткий розподіл клітинних функцій, обов ‘язків, а також установка і налагодження стійких і міцних контактів між ними. Іншими словами, це численна колонія клітин, яка в силах зберігати фіксоване становище протягом усього життєвого циклу живої істоти.