Asal mula organisme multiseluler pertama, karakteristik, pembentukan dan evolusi



itu organisme multiseluler pertama, Menurut salah satu hipotesis yang paling diterima, mereka mulai mengelompokkan diri dalam koloni atau dalam hubungan simbiosis. Dengan berlalunya waktu, interaksi antara anggota koloni mulai kooperatif dan bermanfaat bagi semua.

Secara bertahap, setiap sel menjalani proses spesialisasi untuk tugas-tugas tertentu, meningkatkan tingkat ketergantungan dengan pasangannya. Fenomena ini sangat penting dalam evolusi, memungkinkan keberadaan makhluk kompleks, meningkatkan ukuran mereka dan mengakui sistem organ yang berbeda.

Organisme multisel adalah organisme yang terdiri dari beberapa sel - seperti hewan, tumbuhan, beberapa jamur, dll. Saat ini ada beberapa teori untuk menjelaskan asal usul makhluk multiseluler berdasarkan bentuk kehidupan uniseluler yang kemudian dikelompokkan.

Indeks

  • 1 Mengapa organisme multiseluler??
    • 1.1 Ukuran sel dan rasio volume permukaan (S / V)
    • 1.2 Sel yang sangat besar memiliki permukaan pertukaran terbatas
    • 1.3 Keuntungan menjadi organisme multiseluler
    • 1.4 Kerugian dari menjadi organisme multiseluler
  • 2 Apa yang merupakan organisme multiseluler pertama?
  • 3 Evolusi organisme multiseluler
    • 3.1 Hipotesis kolonial dan simbiotik
    • 3.2 Hipotesis syncytium
  • 4 Asal organisme multiseluler
  • 5 Referensi

Mengapa organisme multiseluler??

Transisi dari organisme bersel satu ke sel banyak adalah salah satu pertanyaan paling menarik dan dibahas di antara para ahli biologi. Namun, sebelum membahas skenario yang memungkinkan munculnya multiseluler, kita harus bertanya pada diri sendiri mengapa perlu atau bermanfaat untuk menjadi organisme yang terdiri dari banyak sel.

Ukuran sel dan rasio volume permukaan (S / V)

Sel rata-rata yang merupakan bagian dari tubuh sayuran atau hewan berdiameter antara 10 dan 30 mikrometer. Suatu organisme tidak dapat memperbesar ukuran hanya dengan memperluas ukuran sel tunggal karena keterbatasan yang dipaksakan oleh hubungan antara permukaan dan volume.

Gas yang berbeda (seperti oksigen dan karbon dioksida), ion dan molekul organik lainnya harus masuk dan meninggalkan sel, melintasi permukaan yang dibatasi oleh membran plasma.

Dari sana itu harus menyebar melalui seluruh volume sel. Dengan demikian, hubungan antara permukaan dan volume lebih rendah di sel besar, jika kita membandingkannya dengan parameter yang sama di sel yang lebih besar.

Sel yang sangat besar memiliki permukaan pertukaran terbatas

Dengan mengikuti alasan ini, kita dapat mencapai kesimpulan bahwa permukaan pertukaran menurun secara proporsional dengan peningkatan ukuran sel. Mari kita gunakan sebagai contoh kubus 4 cm, dengan volume 64 cm3 dan permukaan 96 cm2. Rasionya adalah 1,5 / 1.

Sebaliknya, jika kita mengambil kubus yang sama dan membaginya menjadi 8 kubus dua sentimeter rasionya adalah 3/1.

Oleh karena itu, jika suatu organisme meningkatkan ukurannya, yang bermanfaat dalam beberapa aspek, seperti dalam mencari makanan, penggerak atau melarikan diri ke pemangsa, lebih disukai untuk melakukannya dengan meningkatkan jumlah sel dan dengan demikian mempertahankan permukaan yang sesuai untuk proses pertukaran.

Keuntungan menjadi organisme multiseluler

Keuntungan menjadi organisme multisel melampaui peningkatan ukuran. Multiseluleritas memungkinkan peningkatan kompleksitas biologis dan pembentukan struktur baru.

Fenomena ini memungkinkan evolusi jalur kerjasama yang sangat canggih dan perilaku saling melengkapi antara entitas biologis yang membentuk sistem.

Kerugian dari menjadi organisme multiseluler

Terlepas dari manfaat ini, kami menemukan contoh - seperti pada beberapa spesies jamur - hilangnya multiseluleritas, yang kembali ke kondisi leluhur makhluk sel tunggal..

Ketika sistem kerja sama gagal di antara sel-sel organisme, konsekuensi negatif dapat dihasilkan. Contoh paling ilustratif adalah kanker. Namun, ada beberapa cara yang, dalam banyak kasus, berhasil memastikan kerjasama.

Apa yang merupakan organisme multiseluler pertama?

Awal mula multiseluler telah ditelusuri kembali ke masa lalu yang sangat terpencil, lebih dari 1000 juta tahun yang lalu, menurut beberapa penulis (misalnya, Selden & Nudds, 2012).

Karena bentuk transisi telah dilestarikan dengan buruk dalam catatan fosil, sedikit yang diketahui tentang mereka dan fisiologi, ekologi, dan evolusi, membuat proses mengelaborasi rekonstruksi multiseluleritas yang baru jadi sulit..

Faktanya, tidak diketahui apakah fosil pertama ini adalah binatang, tumbuhan, jamur, atau salah satu dari garis keturunan ini. Fosil-fosil dicirikan dengan menjadi organisme bidang, dengan permukaan / volume tinggi.

Evolusi organisme multiseluler

Karena organisme multiseluler terdiri dari beberapa sel, langkah pertama dalam evolusi evolusioner dari kondisi ini adalah pengelompokan sel. Ini bisa terjadi dengan berbagai cara:

Hipotesis kolonial dan simbiotik

Dua hipotesis ini mengusulkan bahwa leluhur asli makhluk multisel adalah koloni atau makhluk bersel tunggal yang menjalin hubungan simbiosis satu sama lain..

Belum diketahui apakah agregat terbentuk dari sel dengan identitas genetik diferensial (seperti biofilm atau biofilm) atau dari sel induk dan anak - identik secara genetis. Opsi yang terakhir lebih memungkinkan, karena dalam sel-sel terkait konflik kepentingan dihindari.

Transisi makhluk yang tersusun dari sel tunggal menjadi organisme multiseluler melibatkan beberapa langkah. Yang pertama adalah pembagian kerja secara bertahap di dalam sel yang bekerja bersama. Beberapa mengambil fungsi somatik, sementara yang lain menjadi elemen reproduksi.

Dengan demikian, setiap sel menjadi lebih tergantung pada tetangganya dan memperoleh spesialisasi dalam tugas tertentu. Seleksi lebih disukai organisme yang dikelompokkan dalam koloni primitif ini daripada yang tetap soliter.

Saat ini para peneliti mencari kemungkinan kondisi yang mengarah pada pembentukan kelompok-kelompok ini dan penyebab yang dapat mengarah pada mereka - dalam menghadapi bentuk uniseluler. Organisme kolonial digunakan yang dapat mengingat koloni hipotetis leluhur.

Hipotesis Syncitio

Syncytium adalah sel yang mengandung banyak nuklei. Hipotesis ini menunjukkan pembentukan membran internal dalam syncytium leluhur, yang memungkinkan pengembangan beberapa kompartemen dalam satu sel..

Asal organisme multiseluler

Bukti yang sedang digunakan menunjukkan bahwa kondisi multiseluler muncul secara independen di lebih dari 16 garis keturunan eukariotik, termasuk hewan, tumbuhan dan jamur..

Penerapan teknologi baru seperti genomik dan pemahaman hubungan filogenetik telah memungkinkan kami untuk menyarankan bahwa multiseluleritas mengikuti jalur yang sama, dimulai dengan kooptasi gen yang terkait dengan kepatuhan. Penciptaan saluran-saluran ini mencapai komunikasi antar sel.

Referensi

  1. Brunet, T., & King, N. (2017). Asal Usul Multiseluleritas Hewan dan Diferensiasi Sel. Sel perkembangan, 43(2), 124-140.
  2. Curtis, H., & Schnek, A. (2008). Curtis. Biologi. Ed. Panamericana Medical.
  3. Knoll, A. H. (2011). Asal mula banyak multiseluler yang kompleks. Tinjauan Tahunan Ilmu Bumi dan Planet, 39, 217-239.
  4. Michod, R.E., Viossat, Y., Solari, C.A., Hurand, M., & Nedelcu, A.M. (2006). Evolusi sejarah kehidupan dan asal mula multiseluler. Jurnal biologi teoretis, 239(2), 257-272.
  5. Ratcliff, W.C., Denison, R.F, Borrello, M., & Travisano, M. (2012). Evolusi multiseluler eksperimental. Prosiding Akademi Sains Nasional, 109(5), 1595-1600.
  6. Roze, D., & Michod, R. E. (2001). Mutasi, pemilihan multilevel, dan evolusi ukuran propagul selama asal multiseluleritas. Naturalis Amerika, 158(6), 638-654.
  7. Selden, P., & Nudds, J. (2012). Evolusi ekosistem fosil. CRC Tekan.