Alla levande organismer är indelade i underriken av flercelliga och encelliga varelser. De senare är en enda cell och tillhör de enklaste, medan växter och djur är de strukturer där en mer komplex organisation har utvecklats genom århundradena. Antalet celler varierar beroende på vilken sort individen tillhör. De flesta är så små att de bara kan ses i mikroskop. Celler dök upp på jorden för ungefär 3,5 miljarder år sedan.
I vår tid studeras alla processer som sker med levande organismer av biologi. Det är denna vetenskap som handlar om underriket flercelliga och encelliga.
Encelliga organismer
Encellularitet bestäms av närvaron i kroppen av en enda cell som utför alla vitala funktioner. Den välkända amöban och ciliatskon är primitiva och samtidigt de äldsta livsformerna,som är medlemmar av denna art. De var de första levande varelserna som levde på jorden. Detta inkluderar även grupper som sporozoer, sarkoder och bakterier. De är alla små och för det mesta osynliga för blotta ögat. De delas vanligtvis in i två allmänna kategorier: prokaryota och eukaryota.
Prokaryoter representeras av protozoer eller svampar av vissa arter. En del av dem lever i kolonier, där alla individer är likadana. Hela livets process genomförs i varje enskild cell för att den ska överleva.
Prokaryota organismer har inte membranbundna kärnor och cellorganeller. Dessa är vanligtvis bakterier och cyanobakterier som E. coli, salmonella, nostocs, etc.
Eukaryoter är uppbyggda av en serie celler som är beroende av varandra för att överleva. De har en kärna och andra organeller åtskilda av membran. De är mestadels vattenparasiter eller svampar och alger.
Alla representanter för dessa grupper har olika storlek. Den minsta bakterien är bara 300 nanometer lång. Encelliga organismer har vanligtvis speciella flageller eller flimmerhår som är involverade i deras rörelse. De har en enkel kropp med uttalade grunddrag. Näring sker som regel i processen för absorption (fagocytos) av mat och lagras i speciella organeller i cellen.
Encelliga har dominerat livsformen på jorden i miljarder år. Evolutionen från de enklaste till mer komplexa individerna har dock förändrat hela landskapet eftersom det har lett till uppkomsten av biologiskt avancerade relationer. Dessutom ledde uppkomsten av nya arter till bildandetny miljö med olika ekologiska interaktioner.
Multicellulära organismer
Det huvudsakliga kännetecknet för det flercelliga underriket är närvaron av ett stort antal celler i en individ. De fästs ihop och skapar därigenom en helt ny organisation, som består av många härledda delar. De flesta av dem kan ses utan några speciella instrument. Växter, fiskar, fåglar och djur kommer ut ur en enda bur. Alla varelser som ingår i det flercelliga underriket regenererar nya individer från embryon som bildas av två motsatta könsceller.
Varje del av en individ eller en hel organism, som bestäms av ett stort antal komponenter, är en komplex, högt utvecklad struktur. I underriket av flercelliga organismer separerar klassificeringen tydligt de funktioner i vilka var och en av de individuella partiklarna utför sin uppgift. De är engagerade i vitala processer och stödjer på så sätt hela organismens existens.
Subkingdom Multicellular på latin låter som Metazoa. För att bilda en komplex organism måste celler identifieras och fästas vid andra. Endast ett dussin protozoer kan ses individuellt med blotta ögat. De återstående nästan två miljoner synliga individerna är flercelliga.
Flercelliga djur skapas genom att kombinera individer genom bildandet av kolonier, filament eller aggregering. Pluricellulärt utvecklades oberoende, som Volvox och några flagellära greeneralger.
Ett tecken på det flercelliga underriket, det vill säga dess tidiga primitiva arter, var frånvaron av ben, skal och andra hårda delar av kroppen. Därför har deras spår inte överlevt till denna dag. Undantagen är svampar som fortfarande lever i haven och oceanerna. Kanske finns deras kvarlevor i några gamla klippor, till exempel Grypania spiralis, vars fossil hittades i de äldsta lagren av svart skiffer som går tillbaka till den tidiga proterozoiska eran.
I tabellen nedan presenteras det flercelliga underriket i all sin mångfald.
Komplexa relationer uppstod som ett resultat av utvecklingen av protozoer och uppkomsten av cellers förmåga att dela sig i grupper och organisera vävnader och organ. Det finns många teorier som förklarar mekanismerna genom vilka encelliga organismer kunde ha utvecklats.
Teorier om uppkomst
Idag finns det tre huvudsakliga teorier om framväxten av det flercelliga underriket. En sammanfattning av syncyti alteorin, för att inte gå in på detaljer, kan beskrivas med några få ord. Dess väsen ligger i det faktum att en primitiv organism, som hade flera kärnor i sina celler, så småningom kunde separera var och en av dem med ett inre membran. Till exempel innehåller flera kärnor en mögelsvamp, såväl som en ciliatsko, vilket bekräftar denna teori. Men att ha flera kärnor är inte tillräckligt för vetenskapen. För att bekräfta teorin om deras mångfald krävs en visuell transformation till ett välutvecklat djur av den enklaste eukaryot.
Kolonieteorin säger att symbios, som består av olika organismer av samma art, ledde till att de förändrades och att mer perfekta varelser dök upp. Haeckel är den första vetenskapsmannen som presenterade denna teori 1874. Komplexiteten i organisationen uppstår eftersom cellerna håller ihop, snarare än att de dras isär under delning. Exempel på denna teori kan ses i sådana protozoiska metazoer som grönalger som kallas eudorina eller volvax. De bildar kolonier som omfattar upp till 50 000 celler beroende på art.
Kolonieteori föreslår sammansmältning av olika organismer av samma art. Fördelen med denna teori är att det har observerats att under matbrist samlas amöbor till en koloni som flyttar som en enhet till en ny plats. Vissa av dessa amöbor är något annorlunda.
Symbiosteorin antyder att den första varelsen från det flercelliga underriket dök upp på grund av gemenskapen av olika primitiva varelser som utförde olika uppgifter. Sådana relationer finns till exempel mellan clownfiskar och havsanemoner eller vinrankor som parasiterar träd i djungeln.
Men problemet med denna teori är att det inte är känt hur olika individers DNA kan inkluderas i ett enda genom.
Till exempel kan mitokondrier och kloroplaster vara endosymbionter (organismer i kroppen). Detta händer extremt sällan, och även då behåller endosymbionternas genom skillnader sinsemellan. De synkroniserar separat sitt DNA under värdartsmitos.
Två eller tre symbiotiskaindividerna som utgör laven, även om de är beroende av varandra för att överleva, måste föröka sig separat och sedan rekombinera för att bilda en enda organism igen.
Andra teorier som också beaktar framväxten av det flercelliga underriket:
- GK-PID-teori. För cirka 800 miljoner år sedan kan en liten genetisk förändring i en enda molekyl som kallas GK-PID ha gjort det möjligt för individer att flytta från en enda cell till en mer komplex struktur.
- Virusens roll. Det har nyligen insetts att gener som lånas från virus spelar en avgörande roll i uppdelningen av vävnader, organ och till och med i sexuell fortplantning, i sammansmältningen av ägg och spermier. Det första syncytin-1-proteinet hittades, som överfördes från ett virus till en person. Det finns i de intercellulära membranen som separerar moderkakan och hjärnan. Det andra proteinet identifierades 2007 och fick namnet EFF1. Det hjälper till att bilda huden på nematodspolmaskar och är en del av hela FF-proteinfamiljen. Dr Felix Rey vid Institut Pasteur i Paris byggde en 3D-layout av EFF1-strukturen och visade att det är det som binder samman partiklarna. Denna erfarenhet bekräftar det faktum att alla kända fusioner av de minsta partiklarna till molekyler är av vir alt ursprung. Det antyder också att virus var avgörande för kommunikationen av interna strukturer, och utan dem hade det inte varit möjligt för en koloni av subriket av den flercelliga svamptypen.
Alla dessa teorier, liksom många andra som kända forskare fortsätter att erbjuda, är mycket intressanta. Ingen av dem kan dock klart och entydigt svarapå frågan: hur kunde en sådan enorm variation av arter komma från en enda cell som har sitt ursprung på jorden? Eller: varför bestämde sig enskilda individer för att förenas och började existera tillsammans?
Kanske några år kommer att gå och nya upptäckter kommer att kunna ge oss svar på var och en av dessa frågor.
Organer och vävnader
Komplexa organismer har biologiska funktioner som skydd, cirkulation, matsmältning, andning och sexuell reproduktion. De utförs av vissa organ som huden, hjärtat, magen, lungorna och reproduktionssystemet. De består av många olika typer av celler som arbetar tillsammans för att utföra specifika uppgifter.
Hjärtmuskeln har till exempel ett stort antal mitokondrier. De producerar adenosintrifosfat, tack vare vilket blod rör sig kontinuerligt genom cirkulationssystemet. Hudceller har å andra sidan färre mitokondrier. Istället har de täta proteiner och producerar keratin, som skyddar mjuka inre vävnader från skador och yttre faktorer.
Reproduktion
Medan alla protozoer utan undantag reproducerar sig asexuellt, föredrar många av det flercelliga underriket sexuell reproduktion. Människor, till exempel, är en komplex struktur som skapas genom sammansmältning av två enstaka celler som kallas ett ägg och en spermie. Fusionen av en äggcell med en gamet (gameter är speciella könsceller som innehåller en uppsättning kromosomer) i en spermatozoon leder till bildandet av en zygot.
Zygote innehåller genetiskt materialbåde spermier och ägg. Dess uppdelning leder till utvecklingen av en helt ny, separat organism. Under utvecklingen och uppdelningen av celler, enligt det program som fastställs i generna, börjar de differentiera sig i grupper. Detta kommer ytterligare att tillåta dem att utföra helt olika funktioner, trots att de är genetiskt identiska med varandra.
Alla kroppens organ och vävnader som bildar nerver, ben, muskler, senor, blod - de uppstod alla från en zygot, som uppstod på grund av sammansmältningen av två enstaka gameter.
Metazoan-fördel
Det finns flera stora fördelar med underriket av flercelliga organismer, tack vare vilket de dominerar vår planet.
Eftersom den komplexa interna strukturen möjliggör en storleksökning hjälper den också till att utveckla strukturer och vävnader av högre ordning med flera funktioner.
Stora organismer har det bästa försvaret mot rovdjur. De har också större rörlighet, vilket gör att de kan migrera till bättre platser att bo på.
Det finns ytterligare en obestridlig fördel med det flercelliga underriket. Ett gemensamt kännetecken för alla dess arter är en ganska lång livslängd. Cellkroppen utsätts för miljön från alla håll och alla skador på den kan leda till att individen dör. En flercellig organism kommer att fortsätta att existera även om en cell dör eller skadas. DNA-duplicering är också en fördel. Uppdelningen av partiklar i kroppen möjliggör snabbare tillväxt och reparation av skadadetyger.
Under uppdelningen kopierar en ny cell den gamla, vilket gör att du kan spara fördelaktiga funktioner i nästa generationer, samt förbättra dem över tiden. Duplicering möjliggör med andra ord bibehållande och anpassning av egenskaper som kommer att förbättra en organisms överlevnad eller kondition, särskilt i djurriket, ett underrike av flercelliga organismer.
Nackdelar med flercelliga organismer
Komplexa organismer har också nackdelar. Till exempel är de mottagliga för olika sjukdomar som härrör från deras komplexa biologiska sammansättning och funktioner. I protozoer finns det tvärtom inte tillräckligt med utvecklade organsystem. Detta innebär att deras risker för farliga sjukdomar minimeras.
Det är viktigt att notera att, till skillnad från flercelliga organismer, har primitiva individer förmågan att föröka sig asexuellt. Detta hjälper dem att inte slösa resurser och energi på att hitta en partner och sexuella aktiviteter.
De enklaste organismerna har också förmågan att ta in energi genom diffusion eller osmos. Detta befriar dem från behovet av att flytta runt för att hitta mat. Nästan vad som helst kan vara en potentiell matkälla för en encellig varelse.
Vertebrater och ryggradslösa djur
Utan undantag delar klassificeringen in alla flercelliga varelser som ingår i underriket i två typer: ryggradsdjur (kordat) och ryggradslösa djur.
Ryggradslösa djur har inte ett fast skelett, medan chordater har ett välutvecklat inre skelett av brosk, ben och en högt utvecklad hjärna som skyddas av en skalle. Ryggradsdjurhar välutvecklade sinnesorgan, ett andningssystem med gälar eller lungor och ett utvecklat nervsystem, vilket ytterligare skiljer dem från sina mer primitiva motsvarigheter.
Båda typerna av djur lever i olika livsmiljöer, men chordater kan tack vare ett utvecklat nervsystem anpassa sig till land, hav och luft. Men ryggradslösa djur finns också i ett brett spektrum, från skogar och öknar till grottor och lera på havsbotten.
Hintills har nästan två miljoner arter av underriket flercelliga ryggradslösa djur identifierats. Dessa två miljoner utgör cirka 98% av alla levande varelser, det vill säga 98 av 100 arter av organismer som lever i världen är ryggradslösa djur. Människor tillhör familjen chordate.
Vertebrater delas in i fiskar, groddjur, reptiler, fåglar och däggdjur. Djur utan ryggrad representerar phyla såsom leddjur, tagghudingar, maskar, coelenterates och mollusker.
En av de största skillnaderna mellan dessa arter är deras storlek. Ryggradslösa djur som insekter eller coelenterates är små och långsamma eftersom de inte kan utveckla stora kroppar och starka muskler. Det finns några få undantag, som bläckfisken, som kan bli 15 meter lång. Ryggradsdjur har ett universellt stödsystem och kan därför utvecklas snabbare och bli större än ryggradslösa djur.
Chordates har också ett högt utvecklat nervsystem. Med hjälp av en specialiserad koppling mellan nervfibrer kan de reagera mycket snabbt på förändringar i sin omgivning, vilket ger demen klar fördel.
Jämfört med ryggradsdjur använder de flesta ryggradslösa djur ett enkelt nervsystem och beter sig nästan helt instinktivt. Detta system fungerar bra för det mesta, även om dessa varelser ofta inte kan lära sig av sina misstag. Undantagen är bläckfiskar och deras nära släktingar, som anses vara bland de mest intelligenta djuren i ryggradslösa världen.
Alla ackord har som vi vet en ryggrad. Ett kännetecken för underriket av flercelliga ryggradslösa djur är emellertid likheten med deras släktingar. Det ligger i att ryggradsdjur i ett visst skede av livet också har en flexibel stödstång, notokorden, som senare blir ryggraden. Det första livet utvecklades som enstaka celler i vatten. Ryggradslösa djur var den första länken i evolutionen av andra organismer. Deras gradvisa förändringar ledde till uppkomsten av komplexa varelser med ett välutvecklat skelett.
Celiacs
Idag finns det omkring elva tusen arter av coelenterater. Dessa är ett av de äldsta komplexa djuren som dök upp på jorden. Den minsta av coelenteraten kan inte ses utan mikroskop, och den största kända maneten är 2,5 meter i diameter.
Så, låt oss titta närmare på underriket av flercelliga organismer, tarmtypen. Beskrivningen av livsmiljöernas huvudsakliga egenskaper kan bestämmas av närvaron av en vatten- eller marinmiljö. De lever ensamma eller i kolonier som kanrör dig fritt eller bo på ett ställe.
Kroppens form av coelenterates kallas en "påse". Munnen ansluter till en blind säck som kallas "gastrovaskulär hålighet". Denna säck fungerar i processen för matsmältning, gasutbyte och fungerar som ett hydrostatiskt skelett. Den enda öppningen fungerar som både mun och anus. Tentakler är långa, ihåliga strukturer som används för att flytta och fånga mat. Alla coelenterater har tentakler täckta med sugkoppar. De är utrustade med speciella celler - nemocyster, som kan injicera gifter i sitt byte. Sucker tillåter också fångst av stora byten, som djur placerar i munnen genom att dra tillbaka sina tentakler. Nematocyster är ansvariga för de brännskador som vissa maneter orsakar människor.
Djur i underriket är flercelliga, såsom coelenterater, har både intracellulär och extracellulär matsmältning. Andning sker genom enkel diffusion. De har ett nätverk av nerver som sträcker sig genom hela kroppen.
Många former uppvisar polymorfism, det vill säga en mängd gener där olika typer av varelser finns i kolonin för olika funktioner. Dessa individer kallas zooider. Reproduktion kan kallas slumpmässig (extern spirande) eller sexuell (bildning av könsceller).
Maneter, till exempel, producerar ägg och spermier och släpper sedan ut dem i vattnet. När ett ägg befruktas utvecklas det till en fritt simmande, cilierad larv som kallas planla.
Typiska exempel på underriket Coelenterater av flercellig typ är hydror,obelia, portugisisk båt, segelbåt, aureliamaneter, huvudmaneter, havsanemoner, koraller, sjöfåra, gorgonier, etc.
Växter
I underriket Flercelliga växter är eukaryota organismer som kan livnära sig på fotosyntes. Alger ansågs ursprungligen vara växter, men nu klassas de som protister, en speciell grupp som är utesluten från alla kända arter. Den moderna definitionen av växter hänvisar till organismer som huvudsakligen lever på land (och ibland i vatten).
En annan utmärkande egenskap hos växter är det gröna pigmentet - klorofyll. Den används för att absorbera solenergi under fotosyntesen.
Varje växt har haploida och diploida faser som kännetecknar dess livscykel. Det kallas generationsväxling eftersom alla faser i det är flercelliga.
Alternativa generationer är sporofytgenerationen och gametofytgenerationen. I gametofytfasen bildas gameter. De haploida könscellerna smälter samman och bildar en zygot, som kallas en diploid cell eftersom den har en komplett uppsättning kromosomer. Därifrån växer diploida individer av sporofytgenerationen.
Sporofyter går igenom en fas av meios (delning) och bildar haploida sporer.
Så, det flercelliga underriket kan kort beskrivas som huvudgruppen av levande varelser som bebor jorden. Dessa inkluderar alla som har ett antal celler, olika i struktur och funktion och kombinerade till en endaorganism. Den enklaste av flercelliga organismer är coelenterater, och det mest komplexa och utvecklade djuret på planeten är människan.
