Σύντομη βιογεωχημική ιστορία των οργανισμών. Μέρος 7ο. ΣΥΝΔΕΣΗ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ ΓΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ. Οι αποικίες κυττάρων δημιουργούν ιστούς και εξελίσσονται σε πολυκύτταρους οργανισμούς

Σύντομη βιογεωχημική ιστορία των οργανισμών. Μέρος 7ο. ΣΥΝΔΕΣΗ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ ΓΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ. Οι αποικίες κυττάρων δημιουργούν ιστούς και εξελίσσονται σε πολυκύτταρους οργανισμούς

Δήμητρα Σπανού, χημικός, καθηγήτρια στο 1ο Γυμνασιο Δάφνης

 

 

 ΠΡΟΥΠΟΘΕΣΕΙΣ, ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΕΣ  ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ 

ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ ΜΟΝΟΚΥΤΤΑΡΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΣΕ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΟ

Το πρώτο βήμα σύνδεσης κυττάρων για την δημιουργία πολυκύτταρου οργανισμού, είναι η αναγνώριση των κυττάρων αυτών το ένα με το άλλο. Αυτό  συμβαίνει με μόρια (γλυκάνες κυρίως) που βρίσκονται στην εξωτερική επιφάνεια της κυτταρικής μεμβράνης συνδεδεμένα με πρωτεϊνες ή λιπίδια,  ή με μόρια της εξωκυττάριας ουσίας. 

Δηλαδή, στην πλασματική μεμβράνη υπάρχουν ειδικοί υποδοχείς αναγνώρισης.

Ακολουθεί η προσκόληση των κυττάρων (Στην συνέχεια όμως πρέπει να εξασφαλιστεί και η επικοινωνία τους, Π.χ. στα ζωϊκά κύτταρα μέσω χασμοσυνδέσμων

ΠΩΣ ΓΙΝΕΤΑΙ ΑΥΤΗ Η ΣΥΝΔΕΣΗ

.Για την σύνδεση ζωϊκών κυττάρων, μέσω συνδέσεων που "αγκυροβολούν" στις εξωτερικές τους μεμβράνες, συμμετέχουν ουσίες πρωτεϊνικής φύσης όπως οι καντχερίνες, ιντεργκρίνες, εκλεκτίνες, πρωτεϊνογλυκάνες, ανοσοσφαιρίνες.

Σε κύτταρα ειδών που διαθέτουν κυτταρικό τοίχωμα, φυτά, βακτήρια, φύκη,  απλά τα κυτταρικά τοιχώματα έρχονται το ένα κοντα κτο άλλο, με διάκενα που επικοινωνούν.

Το αξιοπρόσεκτο είναι ότι ίδιες ουσίες σύνδεσης κυττάρων εντοπίζονται και σε ορισμένους μονοκύτταρους οργανισμούς (όπως το μονοκύτταρο  monosiga brevicollis), 

Η ερμηνεία αλλά και η υπόθεση που δίνεται είναι ότι οι ουσίες που θα χησιμοποιηθούν σε επόμενο στάδιο εξέλιξης σχηματίζονται πριν από το επόμενο βήμα . (άλλωστε έχουμε τέτοια παραδείγματα σχηματισμού οργανιδίων κυττάρου όπως μιτοχόνδρια, χλωροπλάστες,  πριν το ευκαρυωτικό κύτταρο που χρησιμοποιήθηκαν στην συνέχεια για την κατασκευή του!)

Ακόμη πιθανολογείται ότι ήδη πριν την δημιουργία πολυκύτταρων , οι ουσίες αυτές βοηθούν στην επαφή κυττάρων μεταξύ τους και χωρίς της οριστική σύνδεση των πολυκύτταρων.

 Ο αρχικός  αριθμός κυττάρων- οργανισμών, που ευννοεί την αρχή δημιουργίας πολυκύτταρου οργανισμού είναι της τάξης του 105

 

 ΟΙ ΕΞΩΤΕΡΙΚΕΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΠΟΥ ΩΘΗΣΑΝ  

ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΜΟΝΟΚΥΤΤΑΡΟΥΣ 

 

Όπως αναφέρθηκε στο 5ο μέρος πειράματα σε βακτήρια έδειξαν ότι η ύπαρξη θηρευτή (κίνδυνος) σε μια καλλιέργεια μικροβίων, οδήγησε στην δημιουργία  αποικίας για περισσότερη προστασία.

Η ίδια λογική, μια απώτερη ανάγκη όπως αντίξοες συνθήκες περιβάλλοντος ή έλλειψη τροφής, θα ωδηγήσουν στην συνέχεια τις αποικίες να εξελιξθούν σε πολλυκύτταρους οργανισμούς

Οι πολυκυτταρικοί οργανισμοί έχουν σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των μονοκυτταρικών, όπως η μείωση των κινδύνων από τους φυσικούς εχθρούς - θηρευτές τους, η εξειδίκευση λόγω καταμερισμού εργασίας που εξασφαλίζει υψηλότερη απόδωση, η οικονομία σε τροφή και ενέργεια.

Η εμφάνιση πολυκύτταρων οργανισμών, αφορά αποκλειστικά οργανισμούς ευκαρυωτικών κυττάρων και η πρώτη εμφάνισή τους, σύμφωνα με πρόσφατες ανακαλύψεις εντοπίζεται στην Γκαμπόν της Αφρικής, όπου βρίσκονται απολιθώματα μικρών πολυκύτταρων οργανισμών ενός εκατοστού περίπου που χρονολογούνται 2,1 δισεκατομυρίων χρόνων.

Η πιθανότερη ερμηνεία της αρχής των πολυκύτταρικής ζωής είναι η περαιτέρω εξέλιξη των αποικιών μικροοργανισμών σε μια πιο συνεκτική λειτουργία που περιλάμβανε την ύπαρξη περισσότερων τύπων κυττάρων που συνήθως οργανώνονταν σε ιστούς

 

ΠΟΙΑ ΕΙΝΑΙ ΟΙ ΠΡΟΣΘΕΤΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ- ΠΡΟΥΠΟΘΕΣΕΙΣ, ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ 

ΣΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΕΝΟΣ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ

Οι προυποθέσεις για την κατασκευή ενός πολυκύτταρου οργανισμού είναι οι εξής:

1. ΑΡΧΙΚΟ ΜΟΝΟΚΥΤΤΑΡΟ ΣΤΑΔΙΟ ΣΕΞΟΥΑΛΙΚΑ ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΜΕΝΩΝ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΩΝ

Αρχική κατασκευή των σεξουαλικώς αναπαραγώμενων πολυκύτταρων οργανισμών είναι ένα αρχικό πολυδύναμο κύτταρο. στο οποία υπάρχουν εν δυνάμει ενεργά όλα τα γονίδιά του. Από αυτό σταδιακά προκύπτουν διαφοροιημένα κύτταρα ανάλογα με το ποια γονίδιά του παραμένουν ενεργοποιημένα και ποια έχουν αδρανοποιηθεί κατά τις διαδοχικές μιτωτικέ διαιρέσεις.

2.Η ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΔΙΑΦΟΡΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΑΥΞΗΣΗ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ

 Το αρχικά πολυδύναμο κύτταρο αλλά και αυτά που έχουν μερικώς διαφοροποιηθεί παράγουν ομάδες όμοιων κυττάρων ακόμα περισσότερο διαφοροποιημένων, με χαρακτηριστικές ιδιότητες και ιδιαίτερα ενεργά γονίδια που συνενώνονται σε συσσωματώματα κυττάρων και 

, χάνουν σταδιακά την πολυδυναμία τους

Υποθέσεις  κατα την διαίρεση των κυττάρων στο στάδιο της πρώϊμης εμβρυικής ζωής, , ενώ τα γονίδια έχουν κατανεμηθεί ίδια και στα δύο θυγατρικά κύτταρα, το κυτταρόπλασμα δεν κατανέμεται πάντα  ίσο στα δύο κύτταρα και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την διαφοροποίησή τους.

Μόνο ένα είδος κυττάρων κρατούν πάντα τον πολυδύναμο χαρακτήρα τους, τα άωρα γενετικά κύτταρα του θηλυκού εμβρύου3. 

3.ΤΡΟΠΟΙ  ΠΡΟΣΚΟΛΗΣΗΣ ΤΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ ΓΙΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΣΥΣΣΩΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΕΝ ΤΕΛΕΙ ΤΟΥ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ

Υπάρχουν δύο βασικοί μηχανισμοί προσκόλησης κυττάρων ώστε να αποτελέσουν πολυκύτταρο οργανισμό.  

α. ο μηχανισμός προσκόλησης  για κύτταρα που περιβάλλονται από κυτταρικό τοίχωμα (περισσότερων φυτών, ορισμένων βακτηρίων, φυκών, μυκήτων)  

β. ο μηχανισμός προσκόλησης  για τα γυμνά κύτταρα

 

α. ο μηχανισμός προσκόλησης  για κύτταρα πουπεριβάλλονται από κυτταρικό τοίχωμα

Τα κυτταρικά τοιχώματα έρχονται κοντά

Εδώ τα εξωτερικά στρώματα των  κυτταρικών τοιχωμάτων των περισσότερων φυτών, και ορισμένων βακτηρίων, φυκών, μυκήτων, κολάνε το ένα δίπλα στο άλλο μαζύ με πολυσακχαρίτες που περιέχουν όπως πηκτίνες, ημικυτταρίνες, γλυκάνες κ.α. 

Η άμεση επαφή των κυττάρων γίνεται από κενά που δημιουργούνται μεταξύ των τοιχωμάτων μέσω συνδέσεων που  εκτείνονται στο εσωτερικό των κυττάρων και έρχονται σε επαφή με σημεία του κυτταρικού σκελετού που ονομάζονται πλασμοδήματα

β. ο μηχανισμός προσκόλησης  για τα γυμνά κύτταρα

Τα κύτταρα συνδέονται με μεγάλα μόρια πρωτεϊνικής φύσης δια μέσου της εξωκυττάρικής μήτρας

Η επαφή και η σύνδεση αυτών των κυττάρων γίνεται με μεμβρανικές πρωτεϊνες, με δύο τρόπους 

1.μέσω συνδέσεων που είτε βρίσκονται συνδεδεμένα στο εξωτερικό των μεμβρανών σε σημεία "άγκυρες" μέσω ουσιών όπως η γλυκοζυλοφωσφατιδυλοϊνοσιτόλη, που βρίσκονται σε όλα τα ευκαρυωτικά κύτταρα.

Οι πρωτεϊνικής φύσης ουσίες που αποτελούν τους συνδέσμους των κυττάρων είναι οι εξής 5 κατηγορίες

α. Καδχερίνες είναι διαμεμβρανιακές γλυκοπρωτεϊνες εξαρτώμενες από το ασβέστιο, συντελούν στην σταθεροποίηση της σύνδεσης, β. Ιντεργκρίνες είναι διαμεμβρανιακές προτεϊνες (εκτός από τα ερυθροκύτταρα) Συνδέουν κύτταρα με άλλα κύτταρα και την εξωκυτταρική μήτρα. Μετάδοση σήματος 3. Εκλεκτίνες. Μόρια κυτταρικής προσκόλησης, Από τις  γλυκοπρωτεϊνες της μεμβράνης, υπάρχουν διαφορετικοί τύποι που διαφέρουν στα αμινοξέα τους και εκφράζονται σε διαφορετικά είδη κυττάρων (ενδοθηλιακά, αιμοπετάλια, λευκά αιμοσφαίρια) 4 Πρωτεϊνογλυκάνες, Πρωτεϊνες με πλευρικές αλυσίδες υδατανθράκων (95%). Μαζί με υαλουρονικό και κολλαγόνο αποτελεί σημαντικό συστατικό εξωκυτταρικής μήτρας που συντελεί στη σταθεροποίηση των κυττάρων γιατί σχηματίζουν ακόμα μεγαλύτερα σύνθετα μακρομόρια).  Κοινό σε χόνδρους. 5 Ανοσοσφαιρίνες. συντίθενται στα ανοσοποιητικά κύτταρα σαν αντίδραση στην εμφάνιση αντιγόνων. Είναι πρωτεϊνες της κατηγορίας των σφαιρινών που προσκολώνται σε λιποπολυσακχαρίτες της κυτταρικής μεμβράνης των βακτηρίων

2. οι σύνδεσμοι πρωτεϊνών προεκτείνονται και μέσα στα κύτταρα που συνδέονται με τον κυτταροσκελετό

4. ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΚΗΣ ΜΗΤΡΑΣ. Ο ΖΩΤΙΚΟΣ ΧΩΡΟΣ ΓΥΡΩ ΑΠΟ ΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΕΝΟΣ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ

Ένας πολυκύτταρος οργανισμός αποτελείται από κύτταρα και έναν χώρο γύρω από τα κύτταρα που σχηματίζεται από ουσίες  που παράγονται από τα κύτταρα και είναι γνωστός σαν εξωκυτταρική μήτρα.

Η εξωκυτταρική μήτρα συνήθως αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του οργανισμού και έχει μεγάλη σημασία γιατί συμμετέχει στην εμφάνιση της μορφής και της δομής του οργανισμού  αλλά επίσης οι ουσίες που περιέχονται σε αυτήν και είναι απαραίτητες στην διαβίωση των κυττάρων.

Κύτταρα εκκρίνουν δομικές ουσίες που  σταθεροποιούν την μήτρα (π.χ. βελόνες ασβεστίου) ή άλλες χρήσιμες ουσίες όπως ένζυμα για την πέψη τροφίμων (ώστε να απορροφηθούν καλλίτερα), αντιβιωτικά κ.α.

 

ΠΩΣ ΑΝΑΓΝΩΡΙΖΟΝΤΑΙ ΤΑ ΟΜΟΙΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΜΕΤΑΞΥ ΤΟΥΣ ΩΣΤΕ ΝΑ ΓΙΝΕΙ Η ΠΡΟΣΚΟΛΗΣΗ

Η ικανότητα των κυττάρων να αναγνωρίζονται τα όμοια και να προσκολλώνται , (μετά την διαφοροποίησή τους που δημιουργεί πληθυσμούς όμοια διαφοροποιημένων κυττάρων) οφείλεται στον γλυκοκάλυκα που βρίσκεται στην επιφάνεια της κυτταρικής τους μεμβράνης. Ο γλυκοκάλυκας είναι ένα πλέγμα που δημιουργείται από τους ολιγοσακχαρίτες της μεμβράνης που είναι ενωμένοι είτε με πρωτεϊνες (γλυκοπρωτεϊνες) ή με λιπίδια (γλυκολιπίδια)

Οι ολιγοσακχαρίτες γαλακτόζη, εξανόζη, μαννόζη, φυκόζη και σιελικό οξύ αποτελούν ένα είδος αναγνωριστικού σήματος από το οποίο εξαρτάται η αναγνώριση των κυττάρων μεταξύ τους και η μοριακή αναγνώριση ουσιών που προσσεγίζουν τα κύτταρα. 

L-Glutamin - L-Glutamine.svg

Αυτή η κυτταρική αναγνώριση οδηγεί στην συνέχεια, τα όμοια κύτταρα να σχηματίζουν κυτταρικό ιστό

Στην συνένωση των κυττάρων μεταξύ τους, σημαντικό ρόλο παίζει η ουσία α γλουταμίνη που συμμετέχει στον σχηματισμό αμινοσακχάρων όπως η γλυκοζαμίνη (χόνδροι, αρθρώσεις).

 Αν λείπει η α γλουταμίνη, τα κύτταρα δεν μπορούν να συνενωθούν 

 

Η ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΣΤΟΥΣ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΟΥΣ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥΣ

Οφείλεται στον πολλαπλασιασμό των κυττάρων τους που γίνεται με τον διπλασιασμό τους με την διαδικασία της μίτωσης.

Απαραίτητο για αυτό είναι να υπάρχουν οι ανάλογες θρεπτικές ουσίες που μπορεί να προσληφθούν από τα κύτταρα, επίσης ορμόνες και αυξητικοί παράγοντες.

Οι τελευταίοι, ελευθερώνονται από κύτταρα και δρουν σε κοντινές αποστάσεις, σε αντίθεση με τις ορμόνες που δρουν σε μακρινή απόσταση μέσω της κυκλοφορίας του αίματος.χρησιμοποιούνται και σε ανάλογα εργαστηριακά πειράματα χρησιμεύουν για τον συντονισμό του κυτταρικού πολλαπλασιασμού. Έχουν επισημανθεί πολυάριθμοι, οι σημαντικότεροι είναι οι κάτωθι:

Νευρικός αυξητικός παράγοντας (πολυπεπτίδιο με 118 αμινοξέα)

Παράγοντας ανάπτυξης ινοβλαστών 

Παράγοντας ανάπτυξης αιμοπεταλικής προέλευσης (ελευθερώνεται στα αιμοπετάλια μετά από διεγερση από θρομβίνη)

Λεμφοκίνες : (Ευδιάλυτες πρωτεϊνες που ρυθμίζουν πολλαπλασιασμό των κυττάρων στο ανοσιολογικό σύστημα)

Επιδερμικός αυξητικός παράγοντας Πολυπεπτίδιο ενισχύει την μίτωση σε μια ποικιλία κυττάρων εξωδερμικής και ενδοδερμικής προέλευσης

 

 

Οι πρωτεογλυκάνες μπορούν να δράσουν ως υποδοχέας για αυξητικούς παράγοντες, όπως ο αυξητικός παράγοντας ινοβλαστών (FGF) και άλλες ορμόνες. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιήσουν αναστολείς πρωτεάσης όπως η αντιθρομβίνη ως "σταθμός σύνδεσης".

 

Στην συνέχεια πολυκύτταροι οργανισμοί, εξελίσσονται  σε έξη διαφορετικές γραμμές ανάπτυξης

1. Τα πολυκύτταρα ζώα,  2. τα χερσαία φυτά, 3. τα κόκκινα φύκια,  4. τα καφέ φύκια, 5. τους βασιδομύκητες και 6. τους σαπωνοειδείς μύκητες 

Στην πραγματικότητα, υπάρχουν ακόμα περισσότερες γραμμές ανάπτυξης που κατέληξαν σε απλούς πολυκύτταρους οργανισμούς, το οποίο δείχνει μια γενικότερη τάση για δημιουργία πολυκύτταρης ζωής.

Εκτός από τα ζώα και τα φυτά που είναι αποκλειστικά πολυκύτταρα είδη, υπάρχει παράλληλα  ένας  μεγάλος αριθμός από πολυκύτταρους οργανισμούς μεταξύ των φυκών, και μυκήτων που συνυπάρχουν με αντίστοιχους  μονοκύτταρους οργανισμούς αλλά και άλλων κατηγοριών που δεν εμφανίζουν τάση να μετακινηθούν από την μονοκύτταρη σε πολυκύτταρη ζωή.

 

Έτσι τελικά απετέλεσαν τα φυτά, τα ζώα, ορισμένες κατηγορίες μυκήτων, φυκών και πλαγκτόν και μαζύ συνυπάρχουν βακτήρια πρώτιστα και μονοκύτταροι μύκητες σε μια μεγάλη ποικιλία συνύπαρξης και αλληλεξάρτησης


 


       Δημητρα Σπανού 

ΠΗΓΕΣ

Βασικές 'Εννοιες Κυτταρολογίας   Παναγιώτης Οικονομόπουλος Ιατρικές εκδόσεις 1991

Τα αρχαιότερα δείγματα πολυκύτταρων οργανισμών | Η ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ (kathimerini.gr)

Ανάπτυξη από μονοκύτταρους οργανισμούς σε πολυκύτταρους οργανισμούς - Wikipedia

Δομή και λειτουργία κυτταρικού τοιχώματος (greelane.com)

Ανάπτυξη από μονοκύτταρους οργανισμούς σε πολυκύτταρους οργανισμούς - Wikipedia

 

 

 

ακατέργαστο

 Αυτή η συνάθροιση κυττάρων γίνεται με ανάπτυξη κυτταροσκελετικών ινιδίων  και κατευθύνεται από εκπομπή σημάτων που έχουν χημική υπόσταση το cAMP. Τα μόρια     cAMP παράγοναι ενδοκυττάρια με την βοήθεια της αδενυλικής κυκλάσης και εκκρίνονται όταν χρειαστεί.

Τα μόρια     cAMP παράγονται από το ΑΤΡ με την βοήθεια του ενζύμου αδενυλική κυκλάση που δρα κατόπιν ερεθίσματος και για όσο διαρκεί το ερέθισμα

 

Η ΠΡΟΣΚΟΛΗΣΗ ΜΟΝΟΚΥΤΤΑΡΩΝ ΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΟΥ

Σε ορισμένες περιπτώσεις κυρίως σε αντίξοες συνθήκες  όπως η έλλειψη τροφής, κάποιοι μονοκύτταροι οργανισμοί λ.χ. αμοιβάδες, συναθροίζονται για να σχηματίσουν πολυκύτταρο οργανισμό που αποτελείται από έναν αριθμό της τάξης του 105 κύτταρα. Αυτή η συνάθροιση γίνεται με ανάπτυξη κυτταροσκελετικών ινιδίων  και κατευθύνεται από εκπομπή σημάτων που έχουν χημική υπόσταση το cAMP. Τα μόρια     cAMP παράγοναι ενδοκυττάρια με την βοήθεια της αδενυλικής κυκλάσης και εκκρίνονται όταν χρειαστεί.

Τα μόρια     cAMP παράγονται από το ΑΤΡ με την βοήθεια του ενζύμου αδενυλική κυκλάση που δρα κατόπιν ερεθίσματος και για όσο διαρκεί το ερέθισμα.

 

Πάνω από 600 εκατομμύρια χρόνια πριν, τα ζώα εξελίχθηκαν από έναν μονοκύτταρο ή αποικιακό οργανισμό του οποίου τα κύτταρα αιχμαλώτιζαν βακτήρια με ένα σύμπλεγμα κολάρου, ένα μαστίγιο που περιβάλλεται από ένα μικροκολάρο. Χρησιμοποιώντας αρχές από την εξελικτική κυτταρική βιολογία, θεωρούμε ότι η μετάβαση στην πολυκυτταρικότητα απαιτούσε τροποποίηση των προϋπαρχόντων μηχανισμών για τη σύνθεση και την κυτταροκίνηση της εξωκυτταρικής μήτρας. Συζητάμε δύο υποθέσεις για την προέλευση των τύπων ζωικών κυττάρων: τον καταμερισμό της εργασίας από τα αρχαία πολυλειτουργικά κύτταρα και τη μετατροπή των χρονικά εναλλασσόμενων φαινοτύπων σε χωρικά αντιπαρατιθέμενους κυτταρικούς τύπους. Οι μηχανιστικές μελέτες σε διάφορα ζώα και τους συγγενείς τους υπόσχονται να εμβαθύνουν την κατανόησή μας για την προέλευση των ζώων και την κυτταρική βιολογία.

How evolution shifts from unicellular to multicellular life - Big Think

Παρόμοια κύτταρα σχηματίζουν ενώσεις (επιθήλια) και αυτά σχηματίζουν έναν ιστό. Διαφορετικοί ιστοί με τη σειρά τους σχηματίζουν ένα όργανο. Αυτό είναι, για παράδειγμα, η καρδιά στα ζώα ή ένα φύλλο στα φυτά.

Η πολυκύτταρη φύση προσφέρει μια ποικιλία πλεονεκτημάτων. Αυτό περιλαμβάνει τον καταμερισμό της εργασίας, γι 'αυτό είναι δυνατή η υψηλότερη απόδοση. Επιπλέον, τα πλάσματα είναι πολύ μεγαλύτερα από τους μονοκύτταρους οργανισμούς, γεγονός που παρέχει προστασία από τους θηρευτές. Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας είναι ότι το ισοζύγιο ενέργειας και θερμότητας μπορεί να ρυθμιστεί καλύτερα.

Η αδενυλική κυκλάση καταλύει τη μετατροπή της ΑΤΡ σε κυκλική ΑΜΡ.
 
Το μόριο αυτό εκτός από κυτταρικό σήμα  και  στον χημειοτακτισμό, δραστηριοποιείται και σε άλλες περιπτώσεις αύξησης και πολλαπλασιασμού των κυττάρων 

\Η περίπτωση των νηματοειδών βακτηρίων

 

ΤΑ ΚΥΤΤΑΡΑ ΕΝΟΣ ΠΟΛΥΚΥΤΤΑΡΟΥ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΥ ΣΥΝΑΘΡΟΙΖΟΝΤΑΙ ΣΕ ΟΜΟΕΙΔΕΙΣ ΜΑΖΕΣ

 

Οι ιστοί είναι ομοειδη κύτταρα που προέρχονται από το ίδιο αρχικό κύτταρο, παραμενουν συνδεδεμενα, επικοινωνουν με πλασμοδετες και δομούν ιστολογικές ομάδες.

 

Πολυκύτταροι οργανισμοί- αυτοί είναι οργανισμοί που αποτελούνται από ένα σύνολο κυττάρων, ομάδες των οποίων ειδικεύονται στην εκτέλεση ορισμένων λειτουργιών, δημιουργώντας ποιοτικά νέες δομές: ιστούς, όργανα, συστήματα οργάνων.Στις περισσότερες περιπτώσεις, λόγω αυτής της εξειδίκευσης, τα μεμονωμένα κύτταρα δεν μπορούν να υπάρχουν έξω από το σώμα. Οι πολυκύτταροι οργανισμοί είναι τα περισσότερα φυτά, μύκητες και ζώα. Δεδομένου ότι τα κύτταρα, οι ιστοί, τα όργανα και τα συστήματα οργάνων εμπλέκονται στην υλοποίηση μιας συγκεκριμένης ζωτικής λειτουργίας, αυτή η λειτουργία στους πολυκύτταρους οργανισμούς θα έχει πιο περίπλοκο και τέλειο χαρακτήρα. Η εξειδίκευση των συστατικών μερών ενός πολυκύτταρου οργανισμού να εκτελούν μια συγκεκριμένη λειτουργία τα καθιστά εξαρτημένα από άλλα μέρη, επομένως, μαζί με τη διαφοροποίηση, λαμβάνουν χώρα διαδικασίες ολοκλήρωσης, λόγω των οποίων σχηματίζονται εσωτερικές συνδέσεις μεταξύ των μερών (φυσιολογικές, γενετικές, νευρικές, χυμικά κ.λπ.), που καθορίζουν την υποταγή του σώματός τους ως πλήρες σύστημα. Οι πολυκύτταροι οργανισμοί συνδυάζουν τα επίπεδα μοριακού, κυτταρικού, ιστού, οργάνου και συστήματος.
Источник: https://ege-land.ru/el/trainers/kolonialnye-i-mnogokletochnye-organizmy-kolonialnyi.html
© ege-land.ru

Υφασμα- μια συλλογή κυττάρων που έχουν παρόμοια δομή, προέλευση και λειτουργίες.Οι ιστοί σχηματίζονται σε πολυκύτταρους οργανισμούς λόγω της κυτταρικής διαφοροποίησης. Διαφοροποίηση κυττάρων -η διαδικασία εμφάνισης διαφορών στη δομή και τις λειτουργίες των κυττάρων κατά την ανάπτυξή τους. Οι κύριοι παράγοντες διαφοροποίησης των κυττάρων είναι: α) οι διαφορές στο κυτταρόπλασμα των πρώιμων εμβρυϊκών κυττάρων, οι οποίες οφείλονται στην ετερογένεια του κυτταροπλάσματος του ωαρίου. β) επαγόμενες επιδράσεις γειτονικών κυττάρων. γ) την επίδραση των ορμονών. δ) η επίδραση περιβαλλοντικών παραγόντων κ.λπ. Αυτή η σημαντική διαδικασία πραγματοποιείται κυρίως στη διαδικασία της εμβρυϊκής ανάπτυξης και σε ορισμένα όργανα του ενήλικου οργανισμού (για παράδειγμα, στα αιμοποιητικά όργανα, γονάδες). Η διαφοροποίηση των κυττάρων
Источник: https://ege-land.ru/el/trainers/kolonialnye-i-mnogokletochnye-organizmy-kolonialnyi.html
© ege-land.ru

 

Η μετάβαση στην πολυκύτταρη ζωή πραγματοποιήθηκε σε καθεμία από αυτές τις γενεαλογίες με μοναδικό τρόπο, ανεξάρτητα από τις άλλες.

Αντίθετα, είναι πολύ πυκνά και πλούσια σε είδη χωρίς καμία τάση να εκτοπίζονται από πολυκύτταρους οργανισμούς. Ενώ τα ζώα και τα χερσαία φυτά αποτελούνται αποκλειστικά από πολυκύτταρους οργανισμούς, σε όλες τις άλλες γενεαλογίες όλες οι μεταβάσεις από μονοκύτταρους οργανισμούς σε απλές αποικίες και ενώσεις σε πραγματικούς πολυκύτταρους οργανισμούς συνυπάρχουν μέχρι σήμερα. Αυτό δεν θα ήταν δυνατό αν το επίπεδο οργάνωσης των πολυκύτταρων οργανισμών ήταν αναμφισβήτητα ανώτερο από όλες τις απόψεις και υπό όλες τις συνθήκες.

 

  1. Οι διαφοροποιημένες ομάδες κυττάρων που μοιράζονται την εργασία απαιτούν ορισμένα κύτταρα να πρέπει να κάνουν χωρίς ανεξάρτητη πρόσληψη τροφής. Άρα πρέπει να τρέφονται από άλλους. Αυτό απαιτεί εγκαταστάσεις διακυττάριων μεταφορών.
  2. Οι πιο πολύ ανεπτυγμένοι πολυκύτταροι οργανισμοί απομονώνονται από το περιβάλλον τους με ιστό κάλυψης (επιθήλιο) και σχηματίζουν έτσι ένα εσωτερικό περιβάλλον. Με αυτόν τον τρόπο, προσφέρουν στα κύτταρα μέσα πιο ομοιόμορφες, ρυθμιστικές συνθήκες διαβίωσης. Ωστόσο, αυτά τα κύτταρα πρέπει τώρα να μεταφερθούν με πρόσθετες συσκευές μεταφοράς, π.χ. Β. να τροφοδοτούνται με οξυγόνο.
  3. Οι πιο ανεπτυγμένοι πολυκύτταροι οργανισμοί σχηματίζουν πολλές διαφορετικές κυτταρικές σειρές, αν και το γενετικό υλικό είναι το ίδιο σε όλα τα κύτταρά τους. Χρειάζεστε λοιπόν πολύπλοκο έλεγχο ανάπτυξης και διαφοροποίησης.