Chia sẻ:
Sinh vật đa bào đầu tiên có nguồn gốc, đặc điểm, sự hình thành và tiến hóa
các sinh vật đa bào đầu tiên, Theo một trong những giả thuyết được chấp nhận nhất, họ bắt đầu tự nhóm mình trong các thuộc địa hoặc trong các mối quan hệ cộng sinh. Với thời gian trôi qua, sự tương tác giữa các thành viên thuộc địa bắt đầu hợp tác và mang lại lợi ích cho tất cả mọi người.
Dần dần, mỗi tế bào trải qua một quá trình chuyên môn hóa cho các nhiệm vụ cụ thể, làm tăng mức độ phụ thuộc với các đối tác của họ. Hiện tượng này rất quan trọng trong quá trình tiến hóa, cho phép sự tồn tại của những sinh vật phức tạp, tăng kích thước và thừa nhận các hệ cơ quan khác nhau.
Các sinh vật đa bào là các sinh vật bao gồm một số tế bào - chẳng hạn như động vật, thực vật, một số loại nấm, v.v. Hiện tại có nhiều lý thuyết để giải thích nguồn gốc của các sinh vật đa bào dựa trên các dạng sống đơn bào mà sau đó được nhóm lại.
Chỉ số
- 1 Tại sao các sinh vật đa bào?
- 1.1 Kích thước tế bào và tỷ lệ thể tích bề mặt (S / V)
- 1.2 Một tế bào rất lớn có bề mặt trao đổi hạn chế
- 1.3 Ưu điểm của việc là một sinh vật đa bào
- 1.4 Nhược điểm của một sinh vật đa bào
- 2 Các sinh vật đa bào đầu tiên là gì?
- 3 Sự tiến hóa của các sinh vật đa bào
- 3.1 Giả thuyết thuộc địa và cộng sinh
- 3.2 Giả thuyết về hợp bào
- 4 Nguồn gốc của các sinh vật đa bào
- 5 tài liệu tham khảo
Tại sao các sinh vật đa bào?
Sự chuyển đổi từ sinh vật đơn bào sang đa bào là một trong những câu hỏi thú vị và được thảo luận nhiều nhất giữa các nhà sinh học. Tuy nhiên, trước khi thảo luận về các kịch bản có thể xảy ra với đa bào, chúng ta phải tự hỏi tại sao cần thiết hoặc có lợi để trở thành một sinh vật bao gồm nhiều tế bào.
Kích thước tế bào và tỷ lệ thể tích bề mặt (S / V)
Một tế bào trung bình là một phần của cơ thể của thực vật hoặc động vật có đường kính từ 10 đến 30 micromet. Một sinh vật không thể tăng kích thước chỉ bằng cách mở rộng kích thước của một tế bào vì giới hạn áp đặt bởi mối quan hệ giữa bề mặt và thể tích.
Các loại khí khác nhau (như oxy và carbon dioxide), các ion và các phân tử hữu cơ khác phải xâm nhập và rời khỏi tế bào, đi qua bề mặt được giới hạn bởi màng plasma.
Từ đó nó phải lan rộng ra toàn bộ thể tích của tế bào. Do đó, mối quan hệ giữa bề mặt và thể tích thấp hơn trong các ô lớn, nếu chúng ta so sánh nó với cùng một tham số trong các ô lớn hơn.
Một tế bào rất lớn có bề mặt trao đổi hạn chế
Theo lý do này, chúng ta có thể đi đến kết luận rằng bề mặt trao đổi giảm tỷ lệ thuận với sự gia tăng kích thước tế bào. Hãy sử dụng như một ví dụ về khối lập phương 4 cm, với thể tích 64 cm3 và bề mặt 96 cm2. Tỷ lệ sẽ là 1,5 / 1.
Ngược lại, nếu chúng ta lấy cùng một khối lập phương và chia nó thành 8 khối hai cm thì tỷ lệ sẽ là 3/1.
Do đó, nếu một sinh vật tăng kích thước của nó, có lợi ở một số khía cạnh, chẳng hạn như trong việc tìm kiếm thức ăn, vận động hoặc trốn thoát đến động vật ăn thịt, tốt nhất nên làm như vậy bằng cách tăng số lượng tế bào và do đó duy trì bề mặt phù hợp cho quá trình trao đổi.
Ưu điểm của việc là một sinh vật đa bào
Những lợi thế của việc trở thành một sinh vật đa bào vượt xa sự gia tăng kích thước. Tính đa bào cho phép tăng độ phức tạp sinh học và hình thành các cấu trúc mới.
Hiện tượng này cho phép sự phát triển của các con đường hợp tác rất tinh vi và các hành vi bổ sung giữa các thực thể sinh học tạo nên hệ thống.
Nhược điểm của một sinh vật đa bào
Mặc dù có những lợi ích này, chúng tôi tìm thấy các ví dụ - như trong một số loài nấm - về sự mất đa bào, trở lại tình trạng tổ tiên của các sinh vật đơn bào.
Khi các hệ thống hợp tác thất bại giữa các tế bào của sinh vật, hậu quả tiêu cực có thể được tạo ra. Ví dụ minh họa nhất là ung thư. Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, có nhiều cách để đảm bảo sự hợp tác.
Các sinh vật đa bào đầu tiên là gì?
Sự khởi đầu của đa bào đã được bắt nguồn từ quá khứ rất xa, hơn 1000 triệu năm trước, theo một số tác giả (ví dụ, Selden & Nudds, 2012).
Bởi vì các hình thức chuyển tiếp đã được bảo tồn kém trong hồ sơ hóa thạch, người ta biết rất ít về chúng và sinh lý học, sinh thái học và tiến hóa, khiến cho quá trình xây dựng một sự tái cấu trúc của đa bào bất thường trở nên khó khăn..
Trên thực tế, người ta không biết liệu những hóa thạch đầu tiên này là động vật, thực vật, nấm hay bất kỳ dòng dõi nào. Hóa thạch được đặc trưng bởi các sinh vật phẳng, với bề mặt / thể tích cao.
Sự phát triển của các sinh vật đa bào
Vì các sinh vật đa bào bao gồm một số tế bào, bước đầu tiên trong quá trình tiến hóa của tình trạng này phải là nhóm các tế bào. Điều này có thể xảy ra theo những cách khác nhau:
Giả thuyết thuộc địa và cộng sinh
Hai giả thuyết này đề xuất rằng tổ tiên ban đầu của các sinh vật đa bào là các thuộc địa hoặc các sinh vật đơn bào thiết lập mối quan hệ cộng sinh với nhau.
Vẫn chưa biết liệu tổng hợp được hình thành từ các tế bào có bản sắc di truyền khác biệt (chẳng hạn như màng sinh học hoặc màng sinh học) hoặc từ tế bào gốc và tế bào con - giống hệt nhau về mặt di truyền. Tùy chọn thứ hai là có thể hơn, vì trong các tế bào liên quan, xung đột lợi ích di truyền được tránh.
Sự chuyển đổi của các sinh vật bao gồm một tế bào duy nhất sang các sinh vật đa bào bao gồm một số bước. Đầu tiên là sự phân công lao động dần dần trong các tế bào đang làm việc cùng nhau. Một số có chức năng soma, trong khi những người khác trở thành yếu tố sinh sản.
Do đó, mỗi tế bào trở nên phụ thuộc nhiều hơn vào các nước láng giềng và đạt được sự chuyên môn hóa trong một nhiệm vụ cụ thể. Việc lựa chọn ủng hộ các sinh vật được nhóm lại trong các thuộc địa nguyên thủy này hơn các sinh vật vẫn còn đơn độc.
Ngày nay, các nhà nghiên cứu tìm kiếm các điều kiện có thể dẫn đến sự hình thành các nhóm này và các nguyên nhân có thể dẫn đến việc ủng hộ chúng - khi đối mặt với các hình thức đơn bào. Các sinh vật thuộc địa được sử dụng có thể nhớ các thuộc địa giả thuyết tổ tiên.
Giả thuyết Syncitio
Một synytium là một tế bào chứa nhiều nhân. Giả thuyết này cho thấy sự hình thành các màng bên trong trong một synytium tổ tiên, cho phép phát triển nhiều ngăn trong một tế bào.
Nguồn gốc của các sinh vật đa bào
Bằng chứng hiện đang được sử dụng chỉ ra rằng tình trạng đa bào xuất hiện độc lập trong hơn 16 dòng sinh vật nhân chuẩn, bao gồm cả động vật, thực vật và nấm..
Việc áp dụng các công nghệ mới như genomics và sự hiểu biết về các mối quan hệ phát sinh gen đã cho phép chúng tôi đề xuất rằng đa bào đi theo một con đường chung, bắt đầu từ việc đồng chọn các gen liên quan đến tuân thủ. Việc tạo ra các kênh này đạt được giao tiếp giữa các tế bào.
Tài liệu tham khảo
- Ngăm đen, T., & King, N. (2017). Nguồn gốc của đa bào động vật và biệt hóa tế bào. Tế bào phát triển, 43(2), 124-140.
- Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Tiếng Anh. Sinh học. Ed. Panamericana Y tế.
- Quỳ, A. H. (2011). Nguồn gốc của đa bào phức tạp. Đánh giá thường niên về khoa học trái đất và hành tinh, 39, 217-239.
- Michod, R.E., Viossat, Y., Solari, C.A., Hurand, M., & Nedelcu, A.M. (2006). Sự tiến hóa lịch sử cuộc sống và nguồn gốc của đa bào. Tạp chí sinh học lý thuyết, 239(2), 257-272.
- Ratcliff, W.C., Denison, R.F., Borrello, M., & Travisano, M. (2012). Tiến hóa thực nghiệm của đa bào. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia, 109(5), 1595-1600.
- Roze, D., & Michod, R. E. (2001). Đột biến, chọn lọc đa cấp và sự phát triển của kích thước trụ trong quá trình hình thành đa bào. Nhà tự nhiên học người Mỹ, 158(6), 638-654.
- Selden, P., & Nudds, J. (2012). Sự phát triển của hệ sinh thái hóa thạch. Báo chí CRC.