Svi živi organizmi su podijeljeni u podcarstva višećelijskih i jednoćelijskih stvorenja. Potonje su jedna ćelija i pripadaju najjednostavnijim, dok su biljke i životinje one strukture u kojima se kroz vijekove razvijala složenija organizacija. Broj ćelija varira u zavisnosti od sorte kojoj pojedinac pripada. Većina je toliko mala da se može vidjeti samo pod mikroskopom. Ćelije su se pojavile na Zemlji prije otprilike 3,5 milijardi godina.
U našem vremenu, sve procese koji se dešavaju u živim organizmima proučava biologija. Ova nauka se bavi podkraljevstvom višećelijskih i jednoćelijskih.
Jednoćelijski organizmi
Jednocelularnost je određena prisustvom u tijelu jedne ćelije koja obavlja sve vitalne funkcije. Poznata ameba i trepavica su primitivni, a ujedno i najstariji oblici života,koji su pripadnici ove vrste. Oni su bili prva živa bića koja su živjela na Zemlji. Ovo također uključuje grupe kao što su sporozoani, sarkodovi i bakterije. Svi su mali i uglavnom nevidljivi golim okom. Obično se dijele u dvije opće kategorije: prokariotske i eukariotske.
Prokarioti su predstavljeni protozoama ili gljivama nekih vrsta. Neki od njih žive u kolonijama, gdje su sve jedinke iste. Čitav proces života odvija se u svakoj pojedinačnoj ćeliji kako bi ona preživjela.
Prokariotski organizmi nemaju jezgra vezana za membranu i ćelijske organele. To su obično bakterije i cijanobakterije kao što su E. coli, salmonela, nostoci, itd.
Eukarioti se sastoje od niza ćelija koje zavise jedna od druge za preživljavanje. Imaju jezgro i druge organele odvojene membranama. Oni su uglavnom vodeni paraziti ili gljive i alge.
Svi predstavnici ovih grupa razlikuju se po veličini. Najmanja bakterija je duga samo 300 nanometara. Jednoćelijski organizmi obično imaju posebne flagele ili cilije koje su uključene u njihovu lokomociju. Imaju jednostavno tijelo sa izraženim osnovnim karakteristikama. Ishrana se, po pravilu, odvija u procesu apsorpcije (fagocitoze) hrane i pohranjuje se u posebne organele ćelije.
Jednoćelijski su dominirali oblikom života na Zemlji milijardama godina. Međutim, evolucija od najjednostavnijih ka složenijim jedinkama promijenila je cijeli krajolik jer je dovela do pojave biološki naprednih odnosa. Osim toga, pojava novih vrsta dovela je do formiranjanovo okruženje sa različitim ekološkim interakcijama.
Višećelijski organizmi
Glavna karakteristika višećelijskog potkraljevstva je prisustvo velikog broja ćelija u jednoj jedinki. Oni su međusobno pričvršćeni, čime se stvara potpuno nova organizacija, koja se sastoji od mnogo izvedenih dijelova. Većina ih se može vidjeti bez posebnih instrumenata. Biljke, ribe, ptice i životinje izlaze iz jednog kaveza. Sva stvorenja uključena u višećelijsko potkraljevstvo regenerišu nove jedinke iz embriona koji su formirani iz dvije suprotne gamete.
Bilo koji dio pojedinca ili cijelog organizma, koji je određen velikim brojem komponenti, je složena, visoko razvijena struktura. U potkraljevstvu višećelijskih organizama, klasifikacija jasno razdvaja funkcije u kojima svaka od pojedinačnih čestica obavlja svoj zadatak. Oni su uključeni u vitalne procese, čime podržavaju postojanje cijelog organizma.
Subkingdom Multicellular na latinskom zvuči kao Metazoa. Da bi se formirao složen organizam, ćelije se moraju identifikovati i vezati za druge. Samo desetak protozoa može se pojedinačno vidjeti golim okom. Preostala skoro dva miliona vidljivih jedinki su višećelijske.
Pluricelularne životinje nastaju kombinovanjem jedinki kroz formiranje kolonija, filamenata ili agregacije. Pluricellular je evoluirao nezavisno, poput Volvoxa i nekih zelenih bičevaalge.
Znak podkraljevstva višećelijskih, odnosno njegovih ranih primitivnih vrsta, bilo je odsustvo kostiju, školjki i drugih tvrdih dijelova tijela. Stoga njihovi tragovi nisu sačuvani do danas. Izuzetak su sunđeri koji još žive u morima i okeanima. Možda se njihovi ostaci nalaze u nekim drevnim stijenama, kao što je Grypania spiralis, čiji su fosili pronađeni u najstarijim slojevima crnog škriljaca koji datiraju iz ranog proterozoika.
U tabeli ispod, višećelijsko potkraljevstvo je predstavljeno u svoj svojoj raznolikosti.
Složeni odnosi nastali su kao rezultat evolucije protozoa i pojave sposobnosti ćelija da se podele u grupe i organizuju tkiva i organe. Postoje mnoge teorije koje objašnjavaju mehanizme pomoću kojih su jednoćelijski organizmi mogli evoluirati.
Teorije nastanka
Danas postoje tri glavne teorije o nastanku višećelijskog potkraljevstva. Sažetak sincicijalne teorije, da ne ulazimo u detalje, može se opisati u nekoliko riječi. Njegova suština leži u činjenici da je primitivni organizam, koji je imao nekoliko jezgara u svojim stanicama, mogao na kraju svaku od njih odvojiti unutarnjom membranom. Na primjer, nekoliko jezgara sadrži gljivicu plijesni, kao i ciliastu cipelu, što potvrđuje ovu teoriju. Međutim, postojanje više jezgara nije dovoljno za nauku. Da bi se potvrdila teorija o njihovoj višestrukosti, neophodna je vizuelna transformacija u dobro razvijenu životinju najjednostavnijeg eukariota.
Teorija kolonija kaže da je simbioza, koja se sastoji od različitih organizama iste vrste, dovela do njihove promjene i pojave savršenijih stvorenja. Haeckel je prvi naučnik koji je predstavio ovu teoriju 1874. Složenost organizacije nastaje zato što ćelije ostaju zajedno, umjesto da se rastavljaju tokom diobe. Primjeri ove teorije mogu se vidjeti kod metazoa protozoa kao što su zelene alge zvane eudorina ili volvax. Oni formiraju kolonije koje broje do 50.000 ćelija u zavisnosti od vrste.
Teorija kolonija predlaže fuziju različitih organizama iste vrste. Prednost ove teorije je što je uočeno da se amebe za vrijeme nestašice hrane skupljaju u koloniju koja se kao jedinica kreće na novu lokaciju. Neke od ovih ameba su malo drugačije.
Teorija simbioze sugerira da se prvo stvorenje iz višećelijskog potkraljevstva pojavilo zahvaljujući zajednici različitih primitivnih stvorenja koja su obavljala različite zadatke. Takvi odnosi su, na primjer, prisutni između ribe klaunova i morskih anemona ili vinove loze koja parazitira na drveću u džungli.
Međutim, problem sa ovom teorijom je taj što nije poznato kako se DNK različitih pojedinaca može uključiti u jedan genom.
Na primjer, mitohondrije i hloroplasti mogu biti endosimbionti (organizmi u tijelu). To se događa izuzetno rijetko, a čak i tada genomi endosimbionta zadržavaju razlike među sobom. Oni zasebno sinhronizuju svoju DNK tokom mitoze vrste domaćina.
Dva ili tri simbiozajedinke koje čine lišaj, iako zavisne jedna od druge za preživljavanje, moraju se razmnožavati odvojeno, a zatim se rekombinovati da bi ponovo formirale jedan organizam.
Druge teorije koje takođe razmatraju nastanak višećelijskog potkraljevstva:
- GK-PID teorija. Prije oko 800 miliona godina, mala genetska promjena u jednom molekulu zvanom GK-PID je možda omogućila pojedincima da pređu iz jedne ćelije u složeniju strukturu.
- Uloga virusa. Nedavno je uočeno da geni posuđeni od virusa igraju ključnu ulogu u podjeli tkiva, organa, pa čak iu seksualnoj reprodukciji, u fuziji jajne stanice i sperme. Pronađen je prvi protein sincitin-1, koji se sa virusa prenosio na osobu. Nalazi se u međućelijskim membranama koje razdvajaju placentu i mozak. Drugi protein je identificiran 2007. i nazvan je EFF1. Pomaže u formiranju kože nematoda okruglih crva i dio je cijele porodice proteina FF. Dr. Felix Rey sa Instituta Pasteur u Parizu napravio je 3D izgled EFF1 strukture i pokazao da je to ono što povezuje čestice. Ovo iskustvo potvrđuje činjenicu da su sve poznate fuzije najsitnijih čestica u molekule virusnog porijekla. Također sugerira da su virusi bili vitalni za komunikaciju unutarnjih struktura, a bez njih ne bi bila moguća kolonija pod-kraljevstva tipa višećelijskog spužva.
Sve ove teorije, kao i mnoge druge koje slavni naučnici i dalje nude, veoma su zanimljive. Međutim, niko od njih ne može jasno i nedvosmisleno odgovoritina pitanje: kako je tolika raznolikost vrsta mogla proizaći iz jedne ćelije koja je nastala na Zemlji? Ili: zašto su se pojedinci odlučili ujediniti i početi postojati zajedno?
Možda će proći nekoliko godina, a nova otkrića će nam moći dati odgovore na svako od ovih pitanja.
Orguni i tkiva
Složeni organizmi imaju biološke funkcije kao što su zaštita, cirkulacija, probava, disanje i seksualna reprodukcija. Izvode ih određeni organi kao što su koža, srce, želudac, pluća i reproduktivni sistem. Sastoje se od mnogo različitih tipova ćelija koje rade zajedno na obavljanju određenih zadataka.
Na primjer, srčani mišić ima veliki broj mitohondrija. Oni proizvode adenozin trifosfat, zahvaljujući kojem se krv kontinuirano kreće kroz cirkulatorni sistem. S druge strane, ćelije kože imaju manje mitohondrija. Umjesto toga, imaju guste proteine i proizvode keratin, koji štiti meka unutrašnja tkiva od oštećenja i vanjskih faktora.
Reprodukcija
Dok se sve protozoe bez izuzetka razmnožavaju aseksualno, mnoga višećelijska potkraljevstva preferiraju seksualnu reprodukciju. Ljudi su, na primjer, složena struktura nastala fuzijom dvije pojedinačne ćelije koje se nazivaju jaje i spermatozoid. Fuzija jedne jajne ćelije sa gametom (gamete su posebne polne ćelije koje sadrže jedan set hromozoma) spermatozoida dovodi do formiranja zigota.
Zygote sadrži genetski materijali spermatozoida i jajnih ćelija. Njegova podjela dovodi do razvoja potpuno novog, odvojenog organizma. U toku razvoja i diobe ćelije, prema programu zacrtanom u genima, počinju da se diferenciraju u grupe. Ovo će im dalje omogućiti da obavljaju potpuno različite funkcije, uprkos činjenici da su genetski identične jedna drugoj.
Dakle, svi organi i tkiva u tijelu koji formiraju živce, kosti, mišiće, tetive, krv - svi su nastali iz jedne zigote, koja je nastala fuzijom dvije pojedinačne gamete.
Metazoan prednost
Postoji nekoliko glavnih prednosti podkraljevstva višećelijskih organizama, zahvaljujući kojima oni dominiraju našom planetom.
Budući da složena unutrašnja struktura omogućava povećanje veličine, ona također pomaže u razvoju struktura i tkiva višeg reda s višestrukim funkcijama.
Veliki organizmi imaju najbolju odbranu od predatora. Takođe imaju veću mobilnost, što im omogućava da migriraju na bolja mjesta za život.
Postoji još jedna neosporna prednost višećelijskog potkraljevstva. Zajednička karakteristika svih njegovih vrsta je prilično dug životni vijek. Ćelijsko tijelo je sa svih strana izloženo okolini i svako oštećenje može dovesti do smrti pojedinca. Višećelijski organizam će nastaviti da postoji čak i ako jedna ćelija umre ili je oštećena. Dupliciranje DNK je također prednost. Podjela čestica unutar tijela omogućava brži rast i popravak oštećenihtkanine.
Tokom svoje podjele, nova ćelija kopira staru, što vam omogućava da sačuvate povoljne karakteristike u narednim generacijama, kao i da ih poboljšate tokom vremena. Drugim riječima, dupliciranje omogućava zadržavanje i prilagođavanje osobina koje će poboljšati opstanak ili kondiciju organizma, posebno u životinjskom carstvu, podcarstvu višećelijskih organizama.
Nedostaci višećelijskih organizama
Složeni organizmi takođe imaju nedostatke. Na primjer, podložni su raznim bolestima koje proizlaze iz njihovog složenog biološkog sastava i funkcija. U protozoama, naprotiv, nema dovoljno razvijenih organskih sistema. To znači da su njihovi rizici od opasnih bolesti minimizirani.
Važno je napomenuti da, za razliku od višećelijskih organizama, primitivne osobe imaju sposobnost aseksualne reprodukcije. Ovo im pomaže da ne troše resurse i energiju na pronalaženje partnera i seksualne aktivnosti.
Najjednostavniji organizmi takođe imaju sposobnost da uzimaju energiju difuzijom ili osmozom. To ih oslobađa od potrebe da se kreću kako bi pronašli hranu. Gotovo sve može biti potencijalni izvor hrane za jednoćelijsko stvorenje.
Kremenjaci i beskičmenjaci
Bez izuzetka, klasifikacija dijeli sva višećelijska stvorenja uključena u potkraljevstvo na dva tipa: kralježnjake (hordate) i beskičmenjake.
Beskičmenjaci nemaju čvrst kostur, dok hordati imaju dobro razvijen unutrašnji skelet od hrskavice, kostiju i visoko razvijen mozak koji je zaštićen lobanjom. Kičmenjaciimaju dobro razvijene čulne organe, respiratorni sistem sa škrgama ili plućima i razvijen nervni sistem, što ih dodatno razlikuje od njihovih primitivnijih kolega.
Obje vrste životinja žive u različitim staništima, ali akordi se, zahvaljujući razvijenom nervnom sistemu, mogu prilagoditi kopnu, moru i zraku. Međutim, beskičmenjaci se takođe nalaze u širokom rasponu, od šuma i pustinja do pećina i mulja s morskog dna.
Do danas je identifikovano skoro dva miliona vrsta podkraljevstva višećelijskih beskičmenjaka. Ova dva miliona čine oko 98% svih živih bića, odnosno 98 od 100 vrsta organizama koji žive na svijetu su beskičmenjaci. Ljudi pripadaju porodici horda.
Kremenjaci se dijele na ribe, vodozemce, gmizavce, ptice i sisare. Životinje bez kičme predstavljaju tipove kao što su člankonošci, bodljikaši, crvi, koelenterati i mekušci.
Jedna od najvećih razlika između ovih vrsta je njihova veličina. Beskičmenjaci kao što su insekti ili koelenterati su mali i spori jer ne mogu razviti velika tijela i jake mišiće. Postoji nekoliko izuzetaka, kao što je lignja, koja može doseći 15 metara dužine. Kičmenjaci imaju univerzalni sistem podrške i stoga se mogu brže razvijati i postati veći od beskičmenjaka.
Cordati takođe imaju visoko razvijen nervni sistem. Uz pomoć specijalizirane veze između nervnih vlakana, mogu vrlo brzo reagirati na promjene u svom okruženju, što im dajedefinitivna prednost.
U poređenju sa kičmenjacima, većina životinja bez kičme koristi jednostavan nervni sistem i ponaša se gotovo potpuno instinktivno. Ovaj sistem dobro funkcioniše većinu vremena, iako ova stvorenja često nisu u stanju da uče iz svojih grešaka. Izuzetak su hobotnice i njihovi bliski rođaci, koji se smatraju među najinteligentnijim životinjama u svijetu beskičmenjaka.
Svi hordati, kao što znamo, imaju okosnicu. Međutim, karakteristika potkraljevstva višećelijskih beskičmenjaka je sličnost s njihovim rođacima. Leži u činjenici da u određenom životnom periodu kičmenjaci imaju i fleksibilnu potpornu šipku, notohordu, koja kasnije postaje kičma. Prvi život se razvio kao pojedinačne ćelije u vodi. Beskičmenjaci su bili početna karika u evoluciji drugih organizama. Njihove postepene promjene dovele su do pojave složenih stvorenja sa dobro razvijenim skeletom.
celijakije
Danas postoji oko jedanaest hiljada vrsta koelenterata. Ovo su jedne od najstarijih složenih životinja koje su se pojavile na zemlji. Najmanji koelenterati se ne mogu vidjeti bez mikroskopa, a najveća poznata meduza je 2,5 metara u prečniku.
Dakle, pogledajmo pobliže potkraljevstvo višećelijskih organizama, crijevni tip. Opis glavnih karakteristika staništa može se odrediti prisustvom vodenog ili morskog okruženja. Žive sami ili u kolonijama koje moguslobodno se krećete ili živite na jednom mjestu.
Telesni oblik koelenterata naziva se "vreća". Usta se spajaju sa slijepom vrećicom koja se naziva "gastrovaskularna šupljina". Ova vreća funkcionira u procesu probave, izmjene plinova i djeluje kao hidrostatički skelet. Jedan otvor služi i kao usta i kao anus. Pipci su dugačke, šuplje strukture koje se koriste za pomicanje i hvatanje hrane. Svi koelenterati imaju pipke prekrivene sisama. Opremljeni su posebnim ćelijama - nemocistama, koje mogu ubrizgati toksine u svoj plijen. Odojci također omogućavaju hvatanje velikog plijena, koji životinje stavljaju u usta povlačeći svoje pipke. Nematociste su odgovorne za opekotine koje neke meduze nanose ljudima.
Životinje pod-kraljevstva su višećelijske, kao što su koelenterati, imaju i intracelularnu i ekstracelularnu probavu. Disanje se odvija jednostavnom difuzijom. Imaju mrežu nerava koji se prostiru cijelim tijelom.
Mnogi oblici pokazuju polimorfizam, odnosno niz gena u kojima su različiti tipovi stvorenja prisutni u koloniji za različite funkcije. Ove osobe se nazivaju zooidi. Razmnožavanje se može nazvati slučajnim (vanjsko pupanje) ili spolnim (formiranje gameta).
Muze, na primjer, proizvode jajašca i spermu, a zatim ih puštaju u vodu. Kada je jaje oplođeno, razvija se u larvu sa trepetljama koja slobodno pliva, a naziva se planla.
Tipični primjeri potkraljevstva Višećelijski tip koelenterata su hidre,obelia, portugalski čamac, jedrilica, meduza aurelija, meduza glava, morske anemone, koralji, morsko pero, gorgonije, itd.
Biljke
U podkraljevstvu Višećelijske biljke su eukariotski organizmi koji se mogu hraniti fotosintezom. Alge su se prvobitno smatrale biljkama, ali sada su klasifikovane kao protisti, posebna grupa koja je isključena iz svih poznatih vrsta. Moderna definicija biljaka odnosi se na organizme koji žive prvenstveno na kopnu (a ponekad i u vodi).
Još jedna karakteristična karakteristika biljaka je zeleni pigment - hlorofil. Koristi se za apsorpciju sunčeve energije tokom fotosinteze.
Svaka biljka ima haploidne i diploidne faze koje karakterišu njen životni ciklus. Naziva se smjenom generacija jer su sve faze u njemu višećelijske.
Alternativne generacije su generacija sporofita i generacija gametofita. U fazi gametofita formiraju se gamete. Haploidne gamete se spajaju i formiraju zigotu, koja se naziva diploidna ćelija jer ima kompletan set hromozoma. Odatle rastu diploidne jedinke generacije sporofita.
Sporofiti prolaze kroz fazu mejoze (podjele) i formiraju haploidne spore.
Dakle, višećelijsko pod-kraljevstvo se može ukratko opisati kao glavna grupa živih bića koja naseljavaju Zemlju. Tu spadaju svi koji imaju određeni broj ćelija, različitih po strukturi i funkciji i spojenih u jednuorganizam. Najjednostavniji od višećelijskih organizama su koelenterati, a najsloženija i najrazvijenija životinja na planeti je čovjek.
