Primi organismi multicellulari Origine, caratteristiche

IL Primi organismi multicellulari, Secondo una delle ipotesi più accettate, hanno iniziato a raggrupparsi in colonie o relazioni simbiotiche. Con il passare del tempo, le interazioni tra i membri della colonia hanno iniziato a essere cooperative e utili per tutti.

A poco a poco, ogni cellula ha subito un processo di specializzazione per compiti specifici, aumentando il grado di dipendenza con i loro compagni. Questo fenomeno era cruciale in evoluzione, permettendo l'esistenza di esseri complessi, aumentando le loro dimensioni e ammettendo sistemi di organi diversi.

Gli organismi coloniali, come Volvox, ci consentono di raccogliere ipotesi sulle potenziali caratteristiche degli organismi multicellulari ancestrali. Fonte: Frank Fox [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/azione.In)]

Gli organismi multicellulari sono organismi composti da diverse cellule - come animali, piante, alcuni funghi, ecc. Esistono attualmente molteplici teorie per spiegare l'origine degli esseri multicellulari basati su forme di vita unicellulare che sono state successivamente raggruppate.

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Perché esistono organismi multicellulari?

Il passaggio dagli organismi unicellulari a quello multicellulare è una delle domande più eccitanti e discusse tra i biologi. Tuttavia, prima di discutere i possibili scenari che hanno dato origine alla multicellularità, dobbiamo chiederci perché è necessario o utile essere un organismo composto da molte cellule.

Volume della dimensione e del rapporto di superficie (S/V)

Una cellula media che fa parte del corpo di una verdura o di un animale misura tra 10 e 30 micrometri di diametro. Un organismo non può aumentare di dimensioni semplicemente estendendo le dimensioni di una singola cella dalla limitazione imposta dalla relazione tra la superficie e il volume.

Diversi gas (come ossigeno e anidride carbonica), ioni e altre molecole organiche devono entrare ed uscire dalla cellula, attraversando la superficie che è delimitata da una membrana plasmatica.

Da lì devi diffondersi durante il volume della cella. Pertanto, la relazione tra la superficie e il volume è inferiore nelle celle grandi, se la confrontiamo con lo stesso parametro nelle cellule più grandi.

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Una cella molto grande ha una superficie di scambio limitata

Seguendo questo ragionamento, possiamo concludere che la superficie di scambio diminuisce proporzionalmente all'aumento delle dimensioni delle cellule. Usiamo un cubo da 4 cm, 64 cm³ e superficie 96 cm². Il rapporto sarà 1,5/1.

Al contrario, se prendiamo lo stesso secchio e lo dividiamo in 8 cubi da due centeci, il rapporto sarà 3/1.

Per questo motivo, se un organismo aumenta le sue dimensioni, il che è benefico in diversi aspetti, come nella ricerca di cibo, locomozione o fuga ai predatori, è preferibile farlo per mezzo dell'aumento del numero di cellule e quindi mantenere un superficie adeguata per i processi di scambio.

Vantaggi di essere un organismo multicellulare

I vantaggi di essere un organismo multicellulare vanno oltre il semplice aumento delle dimensioni. La multicellularità ha permesso l'aumento della complessità biologica e la formazione di nuove strutture.

Questo fenomeno ha permesso l'evoluzione di strade di cooperazione molto sofisticate e comportamenti di complementarità tra le entità biologiche che formano il sistema.

Svantaggi di essere un organismo multicellulare

Nonostante questi benefici, troviamo esempi - come in diverse specie di funghi - della perdita di multicellularità, tornando alla condizione ancestrale di un singolo esseri cellulari.

Quando i sistemi di cooperazione falliscono tra le cellule del corpo, si possono generare conseguenze negative. L'esempio più illustrativo è il cancro. Tuttavia, ci sono più percorsi che, nella maggior parte dei casi, riescono a garantire la cooperazione.

Quali sono stati i primi organismi multicellulari?

Gli inizi della multicellularità sono stati rintracciati su un passato molto remoto, oltre 1000 milioni di anni fa, secondo alcuni autori (ad esempio Selden & Nudds, 2012).

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Poiché le forme di transizione sono state scarsamente conservate nel registro dei fossili, si sa poco su questi e la fisiologia, l'ecologia ed evoluzione, rendendo difficile elaborare una ricostruzione della multicellularità incipiente.

In effetti, non è noto se questi primi fossili fossero animali, piante, funghi o nessuna di queste lignaggi. I fossili sono caratterizzati dall'essere organismi piani, con una superficie/volume elevata.

Evoluzione degli organismi multicellulari

Poiché gli organismi multicellulari sono composti da diverse cellule, il primo passo nel futuro evolutivo di questa condizione deve essere stato il gruppo del gruppo. Questo potrebbe accadere in diversi modi:

Ipotesi coloniale e simbiotico

Queste due ipotesi propongono che l'antenato di esseri multicellulari fossero colonie o esseri unicellulari che stabilirono relazioni simbiotiche tra loro.

Non è ancora noto se l'aggregato è stato formato da cellule con identità genetica differenziale (come un biofilm o Biofilm) o a partire da steli e figlia - geneticamente le stesse cellule. Quest'ultima opzione è più possibile, poiché nelle cellule correlate sono evitati i conflitti genetici di interesse.

Il passaggio dagli esseri composti da una singola cellula agli organismi multicellulari è di diversi passaggi. Il primo è la divisione del lavoro graduale all'interno delle cellule che stanno lavorando insieme. Alcuni prendono funzioni somatiche, mentre altri diventano elementi riproduttivi.

Pertanto, ogni cella diventa più dipendente dai suoi vicini e ottiene la specializzazione in un compito particolare. La selezione ha favorito gli organismi raggruppati in queste colonie primitive su coloro che sono rimasti solitari.

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Oggi i ricercatori cercano le possibili condizioni che hanno portato alla formazione di questi gruppi e alle cause che potrebbero portare al favore - di fronte a forme unicellulari. Sono usati organismi coloniali che potrebbero ricordare le colonie ipotetiche ancestrali.

Ipotesi Sypitio

Una syncitio è una cellula che contiene più nuclei. Questa ipotesi suggerisce la formazione di membrane interne all'interno di una sintesi ancestrale, consentendo lo sviluppo di compartimenti multipli all'interno di una singola cellula.

Origine degli organismi multicellulari

Le prove attualmente gestite indicano che la condizione multicellulare è apparsa indipendentemente in più di 16 lignaggi eucariotici, tra cui animali, piante e funghi.

L'applicazione di nuove tecnologie come la genomica e la comprensione delle relazioni filogenetiche ha consentito suggerire. La creazione di questi canali ha raggiunto la comunicazione tra le cellule.

Riferimenti

1. Brunet, t., & King, N. (2017). L'origine della multicellularità animale e della differenziazione cellulare. Cellula di sviluppo, 43(2), 124-140.
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3. Knoll, a. H. (2011). Le molteplici origini della multillulare complessa. Revisione annuale delle scienze della Terra e Planetaria, 39, 217-239.
4. MICHOD, r. E., Vissat, e., Solari, c. A., HURAND, m., & Nedelcu, a. M. (2006). Evoluzione della storia della vita e origine del multicellulare. Journal of Theorical Biology, 239(2), 257-272.
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