Svi živi organizmi podijeljeni su u podkraljevstva višestaničnih i jednostaničnih stvorenja. Potonje su jedna stanica i spadaju u najjednostavnije, dok su biljke i životinje one strukture u kojima se kroz stoljeća razvijala složenija organizacija. Broj stanica varira ovisno o sorti kojoj pojedinac pripada. Većina je toliko mala da se može vidjeti samo pod mikroskopom. Stanice su se pojavile na Zemlji prije otprilike 3,5 milijardi godina.
U našem vremenu sve procese koji se događaju u živim organizmima proučava biologija. To je znanost koja se bavi podkraljevstvom višestaničnih i jednostaničnih.
Jednostanični organizmi
Jednocelularnost je određena prisutnošću u tijelu jedne stanice koja obavlja sve vitalne funkcije. Poznata ameba i trepavica su primitivni, a ujedno i najstariji oblici života,koji su pripadnici ove vrste. Bili su prva živa bića koja su živjela na Zemlji. To također uključuje skupine kao što su sporozoani, sarkodovi i bakterije. Svi su mali i uglavnom nevidljivi golim okom. Obično se dijele u dvije opće kategorije: prokariotske i eukariotske.
Prokariote predstavljaju protozoe ili gljive nekih vrsta. Neki od njih žive u kolonijama, gdje su svi pojedinci isti. Cijeli proces života odvija se u svakoj pojedinačnoj stanici kako bi ona preživjela.
Prokariotski organizmi nemaju membranom vezane jezgre i stanične organele. To su obično bakterije i cijanobakterije kao što su E. coli, salmonela, nostoci, itd.
Eukarioti se sastoje od niza stanica koje ovise jedna o drugoj za preživljavanje. Imaju jezgru i druge organele odvojene membranama. Uglavnom su to vodeni paraziti ili gljive i alge.
Svi predstavnici ovih grupa razlikuju se po veličini. Najmanja bakterija duga je samo 300 nanometara. Jednostanični organizmi obično imaju posebne flagele ili cilije koje sudjeluju u njihovom kretanju. Imaju jednostavno tijelo s izraženim osnovnim značajkama. Ishrana se, u pravilu, događa u procesu apsorpcije (fagocitoze) hrane i pohranjuje se u posebne organele stanice.
Jednostanični su dominirali oblikom života na Zemlji milijardama godina. Međutim, evolucija od najjednostavnijih prema složenijim pojedincima promijenila je cijeli krajolik jer je dovela do pojave biološki naprednih odnosa. Osim toga, pojava novih vrsta dovela je do formiranjanovo okruženje s različitim ekološkim interakcijama.
Višestanični organizmi
Glavna karakteristika višestaničnog potkraljevstva je prisutnost velikog broja stanica u jednoj jedinki. Oni su međusobno pričvršćeni, čime se stvara potpuno nova organizacija koja se sastoji od mnogih izvedenih dijelova. Većina ih se može vidjeti bez posebnih instrumenata. Biljke, ribe, ptice i životinje izlaze iz jednog kaveza. Sva stvorenja uključena u višestanično podkraljevstvo regeneriraju nove jedinke iz embrija koji su formirani od dvije suprotne gamete.
Svaki dio pojedinca ili cijelog organizma, koji je određen velikim brojem komponenti, složena je, visoko razvijena struktura. U podkraljevstvu višestaničnih organizama klasifikacija jasno razdvaja funkcije u kojima svaka od pojedinačnih čestica obavlja svoju zadaću. Oni su uključeni u vitalne procese, čime podržavaju postojanje cijelog organizma.
Subkingdom Multicellular na latinskom zvuči kao Metazoa. Da bi se formirao složeni organizam, stanice se moraju identificirati i povezati s drugima. Samo desetak protozoa može se pojedinačno vidjeti golim okom. Preostala gotovo dva milijuna vidljivih jedinki su višestanične.
Pluricelularne životinje nastaju spajanjem jedinki kroz stvaranje kolonija, filamenata ili agregacije. Pluricellular je evoluirao neovisno, poput Volvoxa i nekih bičastih zeljaalge.
Znak podkraljevstva višestaničnih, odnosno njegovih ranih primitivnih vrsta, bio je nedostatak kostiju, školjki i drugih tvrdih dijelova tijela. Stoga im se tragovi do danas nisu sačuvali. Iznimka su spužve koje još uvijek žive u morima i oceanima. Možda se njihovi ostaci nalaze u nekim drevnim stijenama, kao što je Grypania spiralis, čiji su fosili pronađeni u najstarijim slojevima crnog škriljevca koji datiraju iz ranog proterozojskog doba.
U tablici ispod, višestanično podkraljevstvo je predstavljeno u svoj svojoj raznolikosti.
Složeni odnosi nastali su kao rezultat evolucije protozoa i pojave sposobnosti stanica da se dijele u skupine i organiziraju tkiva i organe. Postoje mnoge teorije koje objašnjavaju mehanizme pomoću kojih su jednostanični organizmi mogli evoluirati.
Teorije nastanka
Danas postoje tri glavne teorije o nastanku višestaničnog potkraljevstva. Sažetak sincicijalne teorije, da ne ulazimo u detalje, može se opisati u nekoliko riječi. Njegova bit leži u činjenici da je primitivni organizam, koji je imao nekoliko jezgri u svojim stanicama, na kraju mogao odvojiti svaku od njih unutarnjom membranom. Na primjer, nekoliko jezgri sadrži gljivicu plijesni, kao i ciliastu cipelu, što potvrđuje ovu teoriju. Međutim, posjedovanje više jezgri nije dovoljno za znanost. Za potvrdu teorije o njihovoj višestrukosti potrebna je vizualna transformacija u dobro razvijenu životinju najjednostavnijeg eukariota.
Teorija kolonija kaže da je simbioza, koja se sastoji od različitih organizama iste vrste, dovela do njihove promjene i pojave savršenijih stvorenja. Haeckel je prvi znanstvenik koji je predstavio ovu teoriju 1874. godine. Složenost organizacije nastaje zato što stanice ostaju zajedno, umjesto da se rastavljaju tijekom diobe. Primjeri ove teorije mogu se vidjeti kod metazoa protozoa kao što su zelene alge zvane eudorina ili volvax. Oni tvore kolonije koje broje do 50.000 stanica ovisno o vrsti.
Teorija kolonija predlaže fuziju različitih organizama iste vrste. Prednost ove teorije je u tome što je uočeno da se tijekom nestašice hrane amebe skupljaju u koloniju koja se kao jedinica kreće na novo mjesto. Neke od ovih ameba su malo drugačije.
Teorija simbioze sugerira da se prvo stvorenje iz višestaničnog potkraljevstva pojavilo zahvaljujući zajednici različitih primitivnih stvorenja koja su obavljala različite zadatke. Takvi su odnosi, na primjer, prisutni između ribe klaunova i morskih anemona ili vinove loze koja parazitira na drveću u džungli.
Međutim, problem s ovom teorijom je taj što nije poznato kako se DNK različitih pojedinaca može uključiti u jedan genom.
Na primjer, mitohondriji i kloroplasti mogu biti endosimbionti (organizmi u tijelu). To se događa iznimno rijetko, a čak i tada genomi endosimbionta zadržavaju razlike među sobom. Oni zasebno sinkroniziraju svoju DNK tijekom mitoze vrste domaćina.
Dvije ili tri simbiozejedinke koje čine lišaj, iako ovise jedna o drugoj za preživljavanje, moraju se razmnožavati odvojeno, a zatim se ponovno kombinirati kako bi ponovno formirale jedan organizam.
Druge teorije koje također razmatraju nastanak višestaničnog potkraljevstva:
- GK-PID teorija. Prije otprilike 800 milijuna godina, mala genetska promjena u jednoj molekuli zvanoj GK-PID možda je omogućila pojedincima da pređu iz jedne stanice u složeniju strukturu.
- Uloga virusa. Nedavno je uočeno da geni posuđeni od virusa igraju ključnu ulogu u diobi tkiva, organa, pa čak i u spolnoj reprodukciji, u fuziji jajašca i sperme. Pronađen je prvi protein sincitin-1 koji se s virusa prenosio na osobu. Nalazi se u međustaničnim membranama koje odvajaju posteljicu i mozak. Drugi protein identificiran je 2007. i nazvan je EFF1. Pomaže u formiranju kože nematoda okruglih crva i dio je cijele obitelji FF proteina. Dr. Felix Rey na Institutu Pasteur u Parizu napravio je 3D izgled strukture EFF1 i pokazao da je to ono što povezuje čestice. Ovo iskustvo potvrđuje činjenicu da su sve poznate fuzije najsitnijih čestica u molekule virusnog podrijetla. Također sugerira da su virusi bili vitalni za komunikaciju unutarnjih struktura, a bez njih ne bi bila moguća kolonija podkraljevstva tipa višestanične spužve.
Sve su ove teorije, kao i mnoge druge koje slavni znanstvenici i dalje nude, vrlo zanimljive. Međutim, nitko od njih ne može jasno i nedvosmisleno odgovoritina pitanje: kako je tolika raznolikost vrsta mogla proizaći iz jedne stanice koja je nastala na Zemlji? Ili: zašto su se pojedinci odlučili ujediniti i početi postojati zajedno?
Možda će proći nekoliko godina i nova otkrića će nam moći dati odgovore na svako od ovih pitanja.
Orguli i tkiva
Složeni organizmi imaju biološke funkcije kao što su zaštita, cirkulacija, probava, disanje i spolno razmnožavanje. Izvode ih određeni organi poput kože, srca, želuca, pluća i reproduktivnog sustava. Sastoje se od mnogo različitih vrsta stanica koje rade zajedno za obavljanje određenih zadataka.
Na primjer, srčani mišić ima veliki broj mitohondrija. Oni proizvode adenozin trifosfat, zahvaljujući kojem se krv kontinuirano kreće kroz krvožilni sustav. Stanice kože, s druge strane, imaju manje mitohondrija. Umjesto toga, imaju guste proteine i proizvode keratin, koji štiti meka unutarnja tkiva od oštećenja i vanjskih čimbenika.
Reprodukcija
Dok se sve protozoe bez iznimke razmnožavaju aseksualno, mnoga višestanična podkraljevstva preferiraju spolnu reprodukciju. Ljudi su, na primjer, složena struktura nastala fuzijom dviju pojedinačnih stanica koje se nazivaju jaje i spermij. Fuzija jedne jajne stanice sa gametom (gamete su posebne spolne stanice koje sadrže jedan skup kromosoma) spermatozoida dovodi do stvaranja zigote.
Zygote sadrži genetski materijali spermija i jajašca. Njegova podjela dovodi do razvoja potpuno novog, odvojenog organizma. Tijekom razvoja i diobe stanice, prema programu založenom u genima, počinju se diferencirati u skupine. To će im nadalje omogućiti obavljanje potpuno različitih funkcija, unatoč činjenici da su genetski identične jedna drugoj.
Dakle, svi organi i tkiva tijela koji tvore živce, kosti, mišiće, tetive, krv - svi su nastali iz jednog zigota, koji je nastao spajanjem dviju pojedinačnih gameta.
Metazoan prednost
Postoji nekoliko glavnih prednosti podkraljevstva višestaničnih organizama, zahvaljujući kojima oni dominiraju našim planetom.
Budući da složena unutarnja struktura omogućuje povećanje veličine, također pomaže u razvoju struktura i tkiva višeg reda s višestrukim funkcijama.
Veliki organizmi imaju najbolju obranu od grabežljivaca. Također imaju veću mobilnost, što im omogućuje da se presele na bolja mjesta za život.
Postoji još jedna neosporna prednost višestaničnog potkraljevstva. Zajednička karakteristika svih njegovih vrsta je prilično dug životni vijek. Tijelo stanice je sa svih strana izloženo okolišu, a svako oštećenje može dovesti do smrti jedinke. Višestanični organizam nastavit će postojati čak i ako jedna stanica umre ili je oštećena. Dupliciranje DNK također je prednost. Podjela čestica unutar tijela omogućuje brži rast i popravak oštećenihtkanine.
Tijekom svoje podjele, nova ćelija kopira staru, što vam omogućuje da sačuvate povoljne značajke u sljedećim generacijama, kao i da ih s vremenom poboljšate. Drugim riječima, umnožavanje omogućuje zadržavanje i prilagodbu osobina koje će poboljšati opstanak ili kondiciju organizma, posebno u životinjskom carstvu, potkraljevstvu višestaničnih organizama.
Nedostaci višestaničnih organizama
Složeni organizmi također imaju nedostatke. Primjerice, osjetljivi su na razne bolesti koje proizlaze iz njihovog složenog biološkog sastava i funkcija. U protozoa, naprotiv, nema dovoljno razvijenih organskih sustava. To znači da je njihov rizik od opasnih bolesti minimiziran.
Važno je napomenuti da, za razliku od višestaničnih organizama, primitivni pojedinci imaju sposobnost aseksualne reprodukcije. To im pomaže da ne troše resurse i energiju na pronalaženje partnera i seksualne aktivnosti.
Najjednostavniji organizmi također imaju sposobnost preuzimanja energije difuzijom ili osmozom. To ih oslobađa od potrebe da se kreću kako bi pronašli hranu. Gotovo sve može biti potencijalni izvor hrane za jednostanično stvorenje.
Krašnjaci i beskralješnjaci
Bez iznimke, klasifikacija dijeli sva višestanična stvorenja uključena u potkraljevstvo u dvije vrste: kralježnjaci (hordati) i beskralješnjaci.
Beskralješnjaci nemaju čvrst kostur, dok hordati imaju dobro razvijen unutarnji kostur hrskavice, kosti i visoko razvijen mozak koji je zaštićen lubanjom. Kralježnjaciimaju dobro razvijene osjetilne organe, dišni sustav sa škrgama ili plućima i razvijen živčani sustav, što ih dodatno razlikuje od njihovih primitivnijih kolega.
Obje vrste životinja žive u različitim staništima, ali akordi se zahvaljujući razvijenom živčanom sustavu mogu prilagoditi kopnu, moru i zraku. Međutim, beskralješnjaci se također nalaze u širokom rasponu, od šuma i pustinja do špilja i mulja s morskog dna.
Do danas je identificirano gotovo dva milijuna vrsta podkraljevstva višestaničnih beskralježnjaka. Ova dva milijuna čine oko 98% svih živih bića, odnosno 98 od 100 vrsta organizama koji žive u svijetu su beskralježnjaci. Ljudi pripadaju obitelji akorda.
Krašnjaci se dijele na ribe, vodozemce, gmazove, ptice i sisavce. Životinje bez kralježnice predstavljaju tipove kao što su člankonošci, bodljikaši, crvi, koelenterati i mekušci.
Jedna od najvećih razlika između ovih vrsta je njihova veličina. Beskičmenjaci kao što su kukci ili koelenterati su mali i spori jer ne mogu razviti velika tijela i jake mišiće. Postoji nekoliko iznimaka, poput lignje, koje mogu doseći 15 metara duljine. Kralježnjaci imaju univerzalni sustav potpore i stoga se mogu brže razvijati i postati veći od beskralježnjaka.
Cordati također imaju vrlo razvijen živčani sustav. Uz pomoć specijalizirane veze između živčanih vlakana, mogu vrlo brzo reagirati na promjene u svom okruženju, što im dajedefinitivna prednost.
U usporedbi s kralježnjacima, većina životinja bez kralježnice koristi jednostavan živčani sustav i ponaša se gotovo potpuno instinktivno. Ovaj sustav većinu vremena radi dobro, iako ta stvorenja često nisu u stanju učiti iz svojih pogrešaka. Iznimka su hobotnice i njihovi bliski rođaci, koje se smatraju među najinteligentnijim životinjama u svijetu beskralježnjaka.
Svi akordi, kao što znamo, imaju okosnicu. Međutim, značajka potkraljevstva višestaničnih beskralježnjaka je sličnost s njihovim rođacima. Leži u činjenici da u određenoj fazi života kralježnjaci imaju i fleksibilnu potpornu šipku, notohordu, koja kasnije postaje kralježnica. Prvi život se razvio kao pojedinačne stanice u vodi. Beskičmenjaci su bili početna karika u evoluciji drugih organizama. Njihove postupne promjene dovele su do pojave složenih stvorenja s dobro razvijenim kosturom.
celijakije
Danas postoji oko jedanaest tisuća vrsta koelenterata. Ovo su jedne od najstarijih složenih životinja koje su se pojavile na zemlji. Najmanji koelenterati ne mogu se vidjeti bez mikroskopa, a najveća poznata meduza ima 2,5 metara u promjeru.
Dakle, pogledajmo pobliže podkraljevstvo višestaničnih organizama, crijevni tip. Opis glavnih karakteristika staništa može se odrediti prisutnošću vodenog ili morskog okoliša. Žive sami ili u kolonijama koje moguslobodno se krećete ili živite na jednom mjestu.
Oblik tijela koelenterata naziva se "vreća". Usta se spajaju sa slijepom vrećicom koja se naziva "gastrovaskularna šupljina". Ova vrećica funkcionira u procesu probave, izmjene plinova i djeluje kao hidrostatski kostur. Jedan otvor služi i kao usta i kao anus. Pipci su dugačke, šuplje strukture koje se koriste za pomicanje i hvatanje hrane. Svi koelenterati imaju pipke prekrivene sisama. Opremljeni su posebnim stanicama - nemocistima, koje mogu ubrizgati toksine u svoj plijen. Odojke također omogućuju hvatanje velikog plijena, koji životinje stavljaju u usta povlačeći svoje ticale. Nematociste su odgovorne za opekline koje neke meduze nanose ljudima.
Životinje pod-kraljevstva su višestanične, kao što su koelenterati, imaju i intracelularnu i izvanstaničnu probavu. Disanje se odvija jednostavnom difuzijom. Imaju mrežu živaca koji se protežu cijelim tijelom.
Mnogi oblici pokazuju polimorfizam, odnosno niz gena u kojima su različite vrste stvorenja prisutne u koloniji za različite funkcije. Ove osobe se nazivaju zooidi. Razmnožavanje se može nazvati slučajnim (vanjsko pupanje) ili spolnim (formiranje gameta).
Muze, na primjer, proizvode jajašca i spermu, a zatim ih puštaju u vodu. Kada se jaje oplodi, razvija se u slobodno plivajuću ličinku s trepetljikama zvanu planla.
Tipični primjeri podkraljevstva Višestanični tip koelenterata su hidre,obelia, portugalski brod, jedrilica, meduza aurelija, meduza glava, morske anemone, koralji, morsko pero, gorgonije, itd.
Biljke
U podkraljevstvu Višestanične biljke su eukariotski organizmi koji se mogu hraniti fotosintezom. Alge su se izvorno smatrale biljkama, ali sada su klasificirane kao protisti, posebna skupina koja je isključena iz svih poznatih vrsta. Moderna definicija biljaka odnosi se na organizme koji žive prvenstveno na kopnu (a ponekad i u vodi).
Još jedna karakteristična karakteristika biljaka je zeleni pigment - klorofil. Koristi se za apsorpciju sunčeve energije tijekom fotosinteze.
Svaka biljka ima haploidne i diploidne faze koje karakteriziraju njezin životni ciklus. Zove se izmjena generacija jer su sve faze u njemu višestanične.
Alternativne generacije su generacija sporofita i generacija gametofita. U fazi gametofita nastaju gamete. Haploidne gamete se spajaju u zigotu, koja se naziva diploidna stanica jer ima kompletan skup kromosoma. Odatle rastu diploidne jedinke generacije sporofita.
Sporofiti prolaze kroz fazu mejoze (podjele) i formiraju haploidne spore.
Dakle, višestanično podkraljevstvo može se ukratko opisati kao glavna skupina živih bića koja nastanjuju Zemlju. Tu spadaju svi koji imaju određeni broj stanica, različitih po strukturi i funkciji i spojenih u jednuorganizam. Najjednostavniji višestanični organizmi su koelenterati, a najsloženija i najrazvijenija životinja na planeti je čovjek.
