Відмінності від колоніальності [ред | правити вікі-текст]
Слід відрізняти многоклеточность і колониальность. У колоніальних організмів відсутні справжні диференційовані клітини, а отже, і поділ тіла на тканини. Кордон між багатоклітинних і колоніального нечітка. Наприклад, вольвокс часто відносять до колоніальним організмам, хоча в його «колоніях» є чітке поділ клітин на генеративні і соматичні. Виділення смертної «соми» А. А. Захваткин вважав важливою ознакою многоклеточности вольвокса. Крім диференціювання клітин, для багатоклітинних характерний і вищий рівень інтеграції, ніж для колоніальних форм. Однак деякі вчені вважають многоклеточность більш розвиненою формою колоніальності [джерело не вказано 1527 днів].
Походження [ред | правити вікі-текст]
В цілому ж многоклеточность виникала в різних еволюційних лініях органічного світу кілька десятків разів. За не цілком зрозумілих причин многоклеточность більш характерна для еукаріот. хоча серед прокаріотів теж зустрічаються зачатки многоклеточности. Так, у деяких нитчастих ціанобактерій в нитках зустрічаються три типи чітко диференційованих клітин, а при русі нитки демонструють високий рівень цілісності. Багатоклітинні плодові тіла характерні для міксобактерій.
За сучасними даними основні передумови для виникнення многоклеточности, а саме:
- білки-наповнювачі міжклітинної простору, різновиди колагену і протеогликана;
- «Молекулярний клей» або «молекулярні заклепки» для з'єднання клітин;
- сигнальні речовини для забезпечення взаємодії між клітинами,
виникли задовго до появи многоклеточности, але виконували у одноклітинних інші функції. «Молекулярні заклепки» імовірно застосовувалися одноклітинними хижаками для захоплення і утримання жертви, а сигнальні речовини - для залучення потенційних жертв і відлякування хижаків [3].
Причиною появи багатоклітинних організмів вважають еволюційну доцільність укрупнення розмірів особин, яка дозволяє більш успішно протистояти хижакам, а також поглинати і перетравлювати більшу жертву. Однак умови для масової появи багатоклітинних з'явилися тільки в едиакарской періоді. коли рівень кисню в атмосфері досяг величини, що дозволяє покривати зростаючі енергетичні витрати на підтримку многоклеточности [4].
Розвиток багатьох багатоклітинних організмів починається з однієї клітини (наприклад, зиготи у тварин або суперечки в разі гаметофитов вищих рослин). У цьому випадку більшість клітин багатоклітинного організму мають однаковий геном. При вегетативному розмноженні. коли організм розвивається з багатоклітинного фрагмента материнського організму, як правило, також відбувається природне клонування.
У деяких примітивних багатоклітинних (наприклад, клітинних слизовики і міксобактерій) виникнення багатоклітинних стадій життєвого циклу відбувається принципово інакше - клітини, часто мають сильно розрізняються генотипи, об'єднуються в єдиний організм.
Еволюція [ред | правити вікі-текст]
Шістсот мільйонів років тому, в пізньому докембрії (Вейде), почався розквіт багатоклітинних організмів. Дивує різноманітність вендской фауни: різні типи і класи тварин з'являються як би раптом, але число пологів і видів невелике. У венде виник біосферний механізм взаємозв'язку одноклітинних і багатоклітинних організмів - перші стали продуктом харчування для других. Рясний в холодних водах планктон, який використовує світлову енергію, став їжею для плаваючих і донних мікроорганізмів, а також для багатоклітинних тварин. Поступове потепління і зростання вмісту кисню призвели до того, що еукаріоти. включаючи багатоклітинних тварин, стали заселяти і карбонатний пояс планети, витісняючи ціанобактерії. Початок палеозойської ери принесло дві загадки: зникнення вендской фауни і «кембрійський вибух» - поява скелетних форм.
Еволюція життя в фанерозое (останні 545 млн років земної історії) - процес ускладнення організації багатоклітинних форм в рослинному і тваринному світі.
Грань між одноклітинними та багатоклітинними [ред | правити вікі-текст]
Не існує чіткої межі між одноклітинними та багатоклітинними організмами. Багато одноклітинні володіють засобами для створення багатоклітинних колоній, в той же час окремі клітини деяких багатоклітинних організмів мають здатність до самостійного існування.
Губки [ред | правити вікі-текст]
Губки - найбільш прості з багатоклітинних істот. Значну частину тіла губки становлять опорні структури на основі силікатів або карбонату кальцію, переплетені волокнами колагену.
На початку XX століття Генрі ван Пітерс Вілсон поставив класичний експеримент, під час якого він протирав тіло губки через дрібне сито, розділяючи його на окремі клітини. Вміщені в скляну чашки і надані самим собі ці амёбовідние клітини починали групуватися в безформні грудки червонуватого кольору, які потім знаходили структуру і перетворювалися в організм губки. Відновлення організму губки відбувалося і в тому випадку, якщо чашку містилася тільки частина з початкового кількості клітин [5].
Хоанофлагелляти [ред | правити вікі-текст]
Хоанофлагелляти - одноклітинні організми, що нагадують за формою келихи з джгутиками в середині. За своєю анатомії вони настільки схожі з клітинами внутрішньої поверхні губок, що деякий час їх вважали виродилася губками, такими, що втратили інші типи клітин. Помилковість цього погляду встановлена тільки після розшифровки геномів обох організмів. У хоанофлагеллят є елементи молекулярних каскадів, що забезпечують у багатоклітинних взаємодія між клітинами, а також кілька типів молекулярних заклепок і білки, подібні колагену і протеогліканів [6].
Докладне вивчення хоанофлагеллят зробила Ніколь Кінг з Каліфорнійського університету в Берклі.
Бактерії [ред | правити вікі-текст]
У багатьох бактерій, наприклад, стептококков. виявлені білки, подібні з колагеном і протеогліканів, проте не утворюють канати і пласти, як у тварин. У стінках бактерій виявлені цукру, що входять до складу протеоглікановие комплексу, що утворює хрящі.
Еволюційні експерименти [ред | правити вікі-текст]
Дріжджі [ред | правити вікі-текст]
Згодом дріжджові кластери починали вести себе як єдині організми: після ювенільної стадії, коли відбувалося зростання клітин, слідувала стадія розмноження, в процесі якої кластер ділився на велику і малу частини. При цьому клітини, які перебували на кордоні, гинули, дозволяючи розійтися батьківського і дочірнього кластерам [7].
Експеримент зайняв 60 днів. В результаті вийшли індивідуальні скупчення дріжджових клітин, які жили і вмирали як єдиний організм [7].
Самі дослідники не вважають експеримент чистим, так як дріжджі в минулому мали багатоклітинних предків, від яких могли успадкувати деякі механізми многоклеточности [7].
Водорості Chlamydomonas reinhardtii [ред | правити вікі-текст]
На відміну від дріжджів, хламідомонади ніколи не мали багатоклітинних предків і не могли успадкувати від них механізми многоклеточности, тим не менш, в результаті штучного відбору протягом декількох десятків поколінь, примітивна многоклеточность з'являється і у них. Однак на відміну від дріжджових кластерів, які в процесі брунькування залишалися єдиним організмом, кластери хламідомонад при розмноженні поділяються на окремі клітини. Це свідчить про те, що механізми многоклеточности могли виникати незалежно в різних групах одноклітинних і варіювати від випадку до випадку [8].
Штучні багатоклітинні організми [ред | правити вікі-текст]
В даний час немає інформації про створення по-справжньому багатоклітинних штучних організмів, однак проводяться експерименти по створенню штучних колоній одноклітинних.