Всички живи организми са разделени на подцарства на многоклетъчни и едноклетъчни същества. Последните са единична клетка и принадлежат към най-простите, докато растенията и животните са онези структури, в които през вековете се е развила по-сложна организация. Броят на клетките варира в зависимост от сорта, към който принадлежи индивидът. Повечето са толкова малки, че могат да се видят само под микроскоп. Клетките са се появили на Земята преди около 3,5 милиарда години.
В наше време всички процеси, които протичат с живите организми, се изучават от биологията. Именно тази наука се занимава с подцарството на многоклетъчните и едноклетъчните.
Едноклетъчни организми
Едноклетъчността се определя от наличието в тялото на една клетка, която изпълнява всички жизненоважни функции. Добре познатите амеба и ресничеста обувка са примитивни и в същото време най-старите форми на живот,които са представители на този вид. Те бяха първите живи същества, живели на Земята. Това също включва групи като спорозои, саркодове и бактерии. Всички те са малки и предимно невидими с просто око. Те обикновено се разделят на две общи категории: прокариотни и еукариотни.
Прокариотите са представени от протозои или гъби от някои видове. Някои от тях живеят в колонии, където всички индивиди са еднакви. Целият процес на живот се извършва във всяка отделна клетка, за да оцелее.
Прокариотните организми нямат свързани с мембрана ядра и клетъчни органели. Обикновено това са бактерии и цианобактерии като E. coli, салмонела, nostocs и др.
Еукариотите са съставени от поредица от клетки, които зависят една от друга за оцеляване. Те имат ядро и други органели, разделени от мембрани. Те са предимно водни паразити или гъбички и водорасли.
Всички представители на тези групи се различават по размер. Най-малката бактерия е дълга само 300 нанометра. Едноклетъчните организми обикновено имат специални флагели или реснички, които участват в тяхното движение. Те имат просто тяло с ясно изразени основни характеристики. Храненето, като правило, се случва в процеса на усвояване (фагоцитоза) на храната и се съхранява в специални органели на клетката.
Едноклетъчните са доминирали над формата на живот на Земята в продължение на милиарди години. Въпреки това, еволюцията от най-простите към по-сложните индивиди промени целия пейзаж, тъй като доведе до появата на биологично напреднали взаимоотношения. Освен това появата на нови видове доведе до образуванетонова среда с разнообразни екологични взаимодействия.
Многоклетъчни организми
Основната характеристика на многоклетъчното подцарство е наличието на голям брой клетки в един индивид. Те са закрепени заедно, като по този начин се създава напълно нова организация, която се състои от много производни части. Повечето от тях могат да се видят без специални инструменти. Растения, риби, птици и животни излизат от една клетка. Всички същества, включени в многоклетъчното подцарство, регенерират нови индивиди от ембриони, които се формират от две противоположни гамети.
Всяка част от индивид или цял организъм, която се определя от голям брой компоненти, е сложна, силно развита структура. В подцарството на многоклетъчните организми класификацията ясно разделя функциите, при които всяка от отделните частици изпълнява своята задача. Те участват в жизненоважни процеси, като по този начин подпомагат съществуването на целия организъм.
Subkingdom Multicellular на латински звучи като Metazoa. За да образуват сложен организъм, клетките трябва да бъдат идентифицирани и прикрепени към други. Само около дузина протозои могат да се видят поотделно с просто око. Останалите близо два милиона видими индивида са многоклетъчни.
Многоклетъчните животни се създават чрез комбиниране на индивиди чрез образуване на колонии, филаменти или агрегиране. Pluricellular еволюира независимо, като Volvox и някои флагеларни зелениводорасли.
Признак за подцарството на многоклетъчните, тоест ранните му примитивни видове, е отсъствието на кости, черупки и други твърди части на тялото. Следователно техните следи не са оцелели до наши дни. Изключение правят гъбите, които все още живеят в моретата и океаните. Може би техните останки са открити в някои древни скали, като Grypania spiralis, чиито вкаменелости са открити в най-старите слоеве от черни шисти, датиращи от ранната протерозойска ера.
В таблицата по-долу многоклетъчното подцарство е представено в цялото му разнообразие.
Сложните взаимоотношения са възникнали в резултат на еволюцията на протозоите и появата на способността на клетките да се разделят на групи и да организират тъкани и органи. Има много теории, обясняващи механизмите, чрез които едноклетъчните организми биха могли да еволюират.
Теории за възникване
Днес има три основни теории за възникването на многоклетъчното подцарство. Обобщение на синцитиалната теория, за да не навлизаме в подробности, може да се опише с няколко думи. Същността му се крие във факта, че един примитивен организъм, който има няколко ядра в клетките си, може в крайна сметка да раздели всяко от тях с вътрешна мембрана. Например, няколко ядра съдържат плесенни гъбички, както и ресничеста обувка, което потвърждава тази теория. Въпреки това, наличието на множество ядра не е достатъчно за науката. За да се потвърди теорията за тяхната множественост, е необходима визуална трансформация в добре развито животно от най-простия еукариот.
Теорията на колониите казва, че симбиозата, състояща се от различни организми от един и същи вид, е довела до тяхната промяна и появата на по-съвършени същества. Хекел е първият учен, който представя тази теория през 1874 г. Сложността на организацията възниква, защото клетките остават заедно, вместо да се разделят по време на деленето. Примери за тази теория могат да се видят в такива протозойни метазои като зелени водорасли, наречени eudorina или volvax. Те образуват колонии с до 50 000 клетки в зависимост от вида.
Теорията на колониите предлага сливането на различни организми от един и същи вид. Предимството на тази теория е, че се наблюдава, че по време на недостиг на храна амебите се струпват в колония, която се премества като единица на ново място. Някои от тези амеби са малко по-различни.
Теорията за симбиозата предполага, че първото създание от многоклетъчното подцарство се е появило благодарение на общността от различни примитивни същества, които изпълняват различни задачи. Такива взаимоотношения съществуват например между риба клоун и морски анемони или лози, които паразитират по дърветата в джунглата.
Въпреки това, проблемът с тази теория е, че не е известно как ДНК на различни индивиди може да бъде включена в един геном.
Например, митохондриите и хлоропластите могат да бъдат ендосимбионти (организми в тялото). Това се случва изключително рядко и дори тогава геномите на ендосимбионтите запазват различия помежду си. Те отделно синхронизират своята ДНК по време на митоза на вида гостоприемник.
Два или три симбиотичнииндивидите, които съставляват лишеите, въпреки че зависят един от друг за оцеляване, трябва да се размножават отделно и след това да се комбинират, за да образуват отново един организъм.
Други теории, които също разглеждат появата на многоклетъчното подцарство:
- GK-PID теория. Преди около 800 милиона години, лека генетична промяна в една-единствена молекула, наречена GK-PID, може да е позволила на хората да преминат от една клетка към по-сложна структура.
- Ролята на вирусите. Наскоро беше признато, че гените, заимствани от вируси, играят решаваща роля в разделянето на тъканите, органите и дори в сексуалното размножаване, при сливането на яйцеклетка и сперма. Открит е първият протеин синцитин-1, който се предава от вирус на човек. Намира се в междуклетъчните мембрани, които разделят плацентата и мозъка. Вторият протеин е идентифициран през 2007 г. и е наречен EFF1. Той помага за образуването на кожата на нематодните кръгли червеи и е част от цялото семейство FF протеини. Д-р Феликс Рей от Института Пастьор в Париж изгради 3D оформление на структурата EFF1 и показа, че именно тя свързва частиците заедно. Този опит потвърждава факта, че всички известни сливания на най-малките частици в молекули са от вирусен произход. Това също така предполага, че вирусите са били жизненоважни за комуникацията на вътрешните структури и без тях не би било възможно колония от подцарството на многоклетъчната гъба.
Всички тези теории, както и много други, които известни учени продължават да предлагат, са много интересни. Никой от тях обаче не може да отговори ясно и недвусмисленона въпроса: как може такова огромно разнообразие от видове да идва от една-единствена клетка, която произхожда от Земята? Или: защо отделни хора решиха да се обединят и започнаха да съществуват заедно?
Може би ще минат няколко години и новите открития ще могат да ни дадат отговори на всеки един от тези въпроси.
Органи и тъкани
Сложните организми имат биологични функции като защита, кръвообращение, храносмилане, дишане и сексуално размножаване. Те се извършват от определени органи като кожата, сърцето, стомаха, белите дробове и репродуктивната система. Те са съставени от много различни видове клетки, които работят заедно за изпълнение на конкретни задачи.
Например, сърдечният мускул има голям брой митохондрии. Те произвеждат аденозин трифосфат, благодарение на който кръвта се движи непрекъснато през кръвоносната система. Клетките на кожата, от друга страна, имат по-малко митохондрии. Вместо това те имат плътни протеини и произвеждат кератин, който предпазва меките вътрешни тъкани от увреждане и външни фактори.
Възпроизвеждане
Докато всички протозои без изключение се възпроизвеждат безполово, много от многоклетъчните подцарства предпочитат сексуално размножаване. Хората, например, са сложна структура, създадена от сливането на две единични клетки, наречени яйцеклетка и сперма. Сливането на една яйцеклетка с гамета (гаметите са специални полови клетки, съдържащи един набор от хромозоми) на сперматозоида води до образуването на зигота.
Zygote съдържа генетичен материалкакто сперматозоидите, така и яйцеклетките. Разделянето му води до развитието на напълно нов, отделен организъм. По време на развитието и деленето на клетките, според програмата, заложена в гените, те започват да се диференцират в групи. Това допълнително ще им позволи да изпълняват напълно различни функции, въпреки факта, че са генетично идентични един с друг.
Така всички органи и тъкани на тялото, които образуват нерви, кости, мускули, сухожилия, кръв - всички те са възникнали от една зигота, която се е появила в резултат на сливането на две единични гамети.
Преимущество на Metazoan
Има няколко основни предимства на подцарството на многоклетъчните организми, благодарение на които те доминират на нашата планета.
Тъй като сложната вътрешна структура позволява увеличаване на размера, тя също така помага за развитието на структури и тъкани от по-висок порядък с множество функции.
Големите организми имат най-добрата защита срещу хищници. Те също така имат по-голяма мобилност, което им позволява да мигрират към по-добри места за живеене.
Има още едно неоспоримо предимство на многоклетъчното подцарство. Обща характеристика на всички негови видове е доста дълъг живот. Клетъчното тяло е изложено на околната среда от всички страни и всяко увреждане на него може да доведе до смърт на индивида. Многоклетъчен организъм ще продължи да съществува, дори ако една клетка умре или бъде повредена. Дублирането на ДНК също е предимство. Разделянето на частиците в тялото позволява по-бърз растеж и възстановяване на увреденитетъкани.
По време на своето разделяне, нова клетка копира старата, което ви позволява да запазвате благоприятни характеристики в следващите поколения, както и да ги подобрявате с течение на времето. С други думи, дублирането позволява задържане и адаптиране на черти, които ще подобрят оцеляването или годността на организма, особено в животинското царство, подцарство на многоклетъчни организми.
Недостатъци на многоклетъчните организми
Сложните организми също имат недостатъци. Например, те са податливи на различни заболявания, произтичащи от техния сложен биологичен състав и функции. При протозоите, напротив, няма достатъчно развити системи от органи. Това означава, че техните рискове от опасни заболявания са сведени до минимум.
Важно е да се отбележи, че за разлика от многоклетъчните организми, примитивните индивиди имат способността да се възпроизвеждат безполово. Това им помага да не губят ресурси и енергия за намиране на партньор и сексуални дейности.
Най-простите организми също имат способността да приемат енергия чрез дифузия или осмоза. Това ги освобождава от необходимостта да се движат, за да намерят храна. Почти всичко може да бъде потенциален източник на храна за едноклетъчно същество.
Гръбначни и безгръбначни
Без изключение, класификацията разделя всички многоклетъчни същества, включени в подцарството на два типа: гръбначни (хордови) и безгръбначни.
Безгръбначните нямат солиден скелет, докато хордовите имат добре развит вътрешен скелет от хрущял, кост и силно развит мозък, който е защитен от череп. Гръбначни животниимат добре развити сетивни органи, дихателна система с хриле или бели дробове и развита нервна система, което допълнително ги отличава от по-примитивните им събратя.
И двата вида животни живеят в различни местообитания, но хордовите, благодарение на развитата нервна система, могат да се адаптират към сушата, морето и въздуха. Въпреки това, безгръбначните се срещат и в широк диапазон, от гори и пустини до пещери и кал на морското дъно.
Към днешна дата са идентифицирани почти два милиона вида от подцарството на многоклетъчните безгръбначни. Тези два милиона съставляват около 98% от всички живи същества, тоест 98 от 100 вида организми, живеещи в света, са безгръбначни. Хората принадлежат към семейството на хордовите.
Гръбначните се разделят на риби, земноводни, влечуги, птици и бозайници. Животните без гръбнаци представляват тип като членестоноги, бодлокожи, червеи, кишечно-половодни и мекотели.
Една от най-големите разлики между тези видове е техният размер. Безгръбначните като насекоми или кишечно-половите животни са малки и бавни, защото не могат да развият големи тела и силни мускули. Има няколко изключения, като калмарите, които могат да достигнат 15 метра дължина. Гръбначните имат универсална поддържаща система и следователно могат да се развиват по-бързо и да станат по-големи от безгръбначните.
Акордовите също имат силно развита нервна система. С помощта на специализирана връзка между нервните влакна те могат да реагират много бързо на промените в околната среда, което им даваопределено предимство.
В сравнение с гръбначните, повечето безгръбначни животни използват проста нервна система и се държат почти изцяло инстинктивно. Тази система работи добре през повечето време, въпреки че тези същества често не са в състояние да се поучат от грешките си. Изключение правят октоподите и техните близки роднини, които се считат за едни от най-интелигентните животни в света на безгръбначните.
Всички хордови, както знаем, имат гръбнак. Въпреки това, особеност на подцарството на многоклетъчните безгръбначни е приликата с техните роднини. Тя се крие във факта, че на определен етап от живота гръбначните животни имат и гъвкава опорна пръчка, хордата, която по-късно се превръща в гръбначния стълб. Първият живот се развива като единични клетки във вода. Безгръбначните са били първоначалната връзка в еволюцията на други организми. Техните постепенни промени доведоха до появата на сложни същества с добре развит скелет.
Цьолиакия
Днес има около единадесет хиляди вида кишечнополостни животни. Това са едни от най-старите сложни животни, появили се на земята. Най-малкият от кишечнополостите не може да се види без микроскоп, а най-голямата известна медуза е с диаметър 2,5 метра.
И така, нека разгледаме по-отблизо подцарството на многоклетъчните организми, чревния тип. Описанието на основните характеристики на местообитанията може да се определи от наличието на водна или морска среда. Те живеят сами или в колонии, които могатдвижете се свободно или живейте на едно място.
Формата на тялото на кишечно-половите се нарича "торба". Устата се свързва със сляпа торбичка, наречена "гастроваскуларна кухина". Тази торбичка функционира в процеса на храносмилане, газообмен и действа като хидростатичен скелет. Единичният отвор служи както за уста, така и за анус. Пипалата са дълги, кухи структури, използвани за придвижване и улавяне на храна. Всички кишечнополостни имат пипала, покрити със смукатели. Снабдени са със специални клетки - немоцисти, които могат да инжектират токсини в плячката си. Смукачите позволяват и улавянето на голяма плячка, която животните поставят в устата си, като прибират пипалата си. Нематоцистите са отговорни за изгарянията, които някои медузи причиняват на хората.
Животните от подцарството са многоклетъчни, като кишечно-половите, имат както вътреклетъчно, така и извънклетъчно храносмилане. Дишането се осъществява чрез проста дифузия. Те имат мрежа от нерви, които се простират в цялото тяло.
Много форми проявяват полиморфизъм, тоест разнообразие от гени, в които различни видове същества присъстват в колонията за различни функции. Тези индивиди се наричат зооиди. Размножаването може да се нарече произволно (външно пъпкуване) или сексуално (образуване на гамети).
Медузите, например, произвеждат яйца и сперма и след това ги пускат във водата. Когато яйцето е оплодено, то се развива в свободно плуваща, ресничеста ларва, наречена планла.
Типични примери за подцарството Многоклетъчен тип coelenterates са хидри,обелия, португалска лодка, платноходка, медуза аурелия, глави медузи, морски анемони, корали, морски писалка, горгони и др.
Растения
В подцарството Многоклетъчните растения са еукариотни организми, които могат да се хранят с фотосинтеза. Първоначално водораслите са били считани за растения, но сега те са класифицирани като протисти, специална група, която е изключена от всички известни видове. Съвременната дефиниция на растенията се отнася до организми, които живеят предимно на сушата (а понякога и във вода).
Друга отличителна черта на растенията е зеленият пигмент - хлорофил. Използва се за усвояване на слънчева енергия по време на фотосинтеза.
Всяко растение има хаплоидни и диплоидни фази, които характеризират неговия жизнен цикъл. Нарича се редуване на поколенията, защото всички фази в него са многоклетъчни.
Алтернативни поколения са поколението на спорофити и поколението на гаметофити. Във фазата на гаметофит се образуват гамети. Хаплоидните гамети се сливат, за да образуват зигота, наречена диплоидна клетка, защото има пълен набор от хромозоми. Оттам диплоидни индивиди от поколението спорофити растат.
Спорофитите преминават през фаза на мейоза (разделяне) и образуват хаплоидни спори.
И така, многоклетъчното подцарство може накратко да се опише като основната група от живи същества, които обитават Земята. Те включват всички, които имат определен брой клетки, различни по структура и функция и обединени в еднаорганизъм. Най-простият от многоклетъчните организми са кишечно-половите, а най-сложното и развито животно на планетата е човекът.
