Vsi živi organizmi so razdeljeni na podkraljestva večceličnih in enoceličnih bitij. Slednje so ena sama celica in spadajo med najpreprostejše, rastline in živali pa so tiste strukture, v katerih se je skozi stoletja razvijala kompleksnejša organizacija. Število celic se razlikuje glede na sorto, ki ji posameznik pripada. Večina je tako majhnih, da jih je mogoče videti le pod mikroskopom. Celice so se pojavile na Zemlji pred približno 3,5 milijardami let.
V našem času vse procese, ki se dogajajo v živih organizmih, proučuje biologija. Ta znanost se ukvarja s podkraljestvom večceličnega in enoceličnega.
Enocelični organizmi
Enoceličnost je določena s prisotnostjo v telesu ene same celice, ki opravlja vse vitalne funkcije. Znana ameba in ciliatni čevelj sta primitivni in hkrati najstarejši obliki življenja,ki so pripadniki te vrste. Bili so prva živa bitja, ki so živela na Zemlji. To vključuje tudi skupine, kot so sporozoji, sarkode in bakterije. Vsi so majhni in večinoma nevidni s prostim očesom. Običajno so razdeljeni v dve splošni kategoriji: prokariotske in evkariontske.
Prokariote predstavljajo protozoji ali glive nekaterih vrst. Nekateri živijo v kolonijah, kjer so vsi posamezniki enaki. Celoten proces življenja se izvaja v vsaki posamezni celici, da lahko preživi.
Prokariontski organizmi nimajo membransko vezanih jeder in celičnih organelov. Običajno so to bakterije in cianobakterije, kot so E. coli, salmonela, nostoci itd.
Evkarioti so sestavljeni iz vrste celic, ki so za preživetje odvisne ena od druge. Imajo jedro in druge organele, ločene z membranami. Večinoma so vodni paraziti ali glive in alge.
Vsi predstavniki teh skupin se razlikujejo po velikosti. Najmanjša bakterija je dolga le 300 nanometrov. Enocelični organizmi imajo običajno posebne bičke ali cilije, ki sodelujejo pri njihovem gibanju. Imajo preprosto telo z izrazitimi osnovnimi lastnostmi. Prehrana praviloma poteka v procesu absorpcije (fagocitoze) hrane in je shranjena v posebnih organelah celice.
Enocelični prevladujejo v življenjski obliki na Zemlji že milijarde let. Vendar je evolucija od najpreprostejših k bolj zapletenim posameznikom spremenila celotno pokrajino, saj je privedla do nastanka biološko naprednih odnosov. Poleg tega je nastanek novih vrst povzročil nastaneknovo okolje z različnimi ekološkimi interakcijami.
Večcelični organizmi
Glavna značilnost večceličnega podkraljestva je prisotnost velikega števila celic v enem posamezniku. Pritrjeni so med seboj in tako ustvarijo popolnoma novo organizacijo, ki je sestavljena iz številnih izpeljanih delov. Večino jih je mogoče videti brez posebnih instrumentov. Rastline, ribe, ptice in živali prihajajo iz ene same kletke. Vsa bitja, vključena v večcelično podkraljestvo, regenerirajo nove posameznike iz zarodkov, ki so oblikovani iz dveh nasprotnih gamet.
Vsak del posameznika ali celotnega organizma, ki ga določa veliko število komponent, je kompleksna, visoko razvita struktura. V podkraljestvu večceličnih organizmov klasifikacija jasno ločuje funkcije, pri katerih vsak od posameznih delcev opravlja svojo nalogo. Sodelujejo v vitalnih procesih in tako podpirajo obstoj celotnega organizma.
Subkingdom Multicellular v latinščini zveni kot Metazoa. Za oblikovanje kompleksnega organizma je treba celice identificirati in povezati z drugimi. S prostim očesom lahko posamezno vidimo le približno ducat protozojev. Preostala skoraj dva milijona vidnih posameznikov je večceličnih.
Pluricelularne živali nastanejo z združevanjem posameznikov s tvorbo kolonij, filamentov ali združevanja. Pluricellular se je razvil neodvisno, tako kot Volvox in nekatere bičaste zelenicealge.
Znak podkraljestva večceličnih, torej njegovih zgodnjih primitivnih vrst, je bila odsotnost kosti, školjk in drugih trdih delov telesa. Zato njihove sledi niso preživele do danes. Izjema so spužve, ki še vedno živijo v morjih in oceanih. Morda so njihovi ostanki najdeni v nekaterih starodavnih kamninah, kot je Grypania spiralis, katere fosili so našli v najstarejših plasteh črnega skrilavca, ki segajo v zgodnjo proterozojsko dobo.
V spodnji tabeli je večcelično podkraljestvo predstavljeno v vsej svoji raznolikosti.
Zapleteni odnosi so nastali kot posledica evolucije protozojev in pojava sposobnosti celic, da se delijo v skupine in organizirajo tkiva in organe. Obstaja veliko teorij, ki pojasnjujejo mehanizme, s katerimi bi se lahko razvili enocelični organizmi.
Teorije nastanka
Danes obstajajo tri glavne teorije o nastanku večceličnega podkraljestva. Povzetek sincicialne teorije, da se ne spuščamo v podrobnosti, lahko opišemo z nekaj besedami. Njegovo bistvo je v tem, da je primitivni organizem, ki je imel v svojih celicah več jeder, lahko sčasoma vsako od njih ločil z notranjo membrano. Na primer, več jeder vsebuje glivico plesni, pa tudi ciliatni čevelj, kar potrjuje to teorijo. Vendar pa več jeder ni dovolj za znanost. Za potrditev teorije o njihovi množici je potrebna vizualna preobrazba v dobro razvito žival najpreprostejšega evkarionta.
Teorija kolonij pravi, da je simbioza, sestavljena iz različnih organizmov iste vrste, privedla do njihove spremembe in pojava popolnejših bitij. Haeckel je prvi znanstvenik, ki je predstavil to teorijo leta 1874. Kompleksnost organizacije nastane, ker celice ostanejo skupaj, namesto da se med delitvijo raztrgajo. Primere te teorije lahko vidimo pri protozojskih metazojih, kot so zelene alge, imenovane eudorina ali volvax. Tvorijo kolonije, ki štejejo do 50.000 celic, odvisno od vrste.
Teorija kolonij predlaga zlitje različnih organizmov iste vrste. Prednost te teorije je, da je bilo opaženo, da se med pomanjkanjem hrane amebe združijo v kolonijo, ki se kot enota preseli na novo lokacijo. Nekatere od teh ameb so nekoliko drugačne.
Teorija simbioze kaže, da se je prvo bitje iz večceličnega podkraljestva pojavilo zaradi skupnosti različnih primitivnih bitij, ki so opravljala različne naloge. Takšni odnosi so na primer prisotni med klovnom in morskimi vetrnicami ali trtami, ki parazitirajo na drevesih v džungli.
Vendar je težava te teorije v tem, da ni znano, kako je lahko DNK različnih posameznikov vključena v en sam genom.
Na primer, mitohondriji in kloroplasti so lahko endosimbionti (organizmi v telesu). To se zgodi izjemno redko in tudi takrat genomi endosimbiontov ohranjajo razlike med seboj. Ločeno sinhronizirajo svojo DNK med mitozo gostiteljske vrste.
Dve ali trije simbiotiposamezniki, ki sestavljajo lišaj, čeprav so odvisni drug od drugega za preživetje, se morajo razmnoževati ločeno in nato ponovno združiti, da tvorijo en sam organizem.
Druge teorije, ki upoštevajo tudi nastanek večceličnega podkraljestva:
- GK-PID teorija. Pred približno 800 milijoni let je lahko rahla genetska sprememba v eni sami molekuli, imenovani GK-PID, omogočila prehod iz ene celice v bolj zapleteno strukturo.
- Vloga virusov. Nedavno je bilo ugotovljeno, da imajo geni, izposojeni iz virusov, ključno vlogo pri delitvi tkiv, organov in celo pri spolnem razmnoževanju, pri fuziji jajčeca in sperme. Najden je bil prvi protein sincitin-1, ki se je prenesel z virusa na človeka. Najdemo ga v medceličnih membranah, ki ločujejo posteljico in možgane. Drugi protein je bil identificiran leta 2007 in poimenovan EFF1. Pomaga pri oblikovanju kože okroglih črvov ogorčic in je del celotne družine beljakovin FF. Dr. Felix Rey na Institutu Pasteur v Parizu je zgradil 3D postavitev strukture EFF1 in pokazal, da je to tisto, kar povezuje delce skupaj. Ta izkušnja potrjuje dejstvo, da so vse znane fuzije najmanjših delcev v molekule virusnega izvora. Prav tako nakazuje, da so bili virusi ključnega pomena za komunikacijo notranjih struktur in brez njih kolonija podkraljestva večcelične gobice ne bi bila mogoča.
Vse te teorije, tako kot mnoge druge, ki jih še naprej ponujajo znani znanstveniki, so zelo zanimive. Vendar nobeden od njih ne more jasno in nedvoumno odgovoritina vprašanje: kako bi lahko iz ene same celice, ki je nastala na Zemlji, nastala tako velika raznolikost vrst? Ali: zakaj so se posamezniki odločili, da se združijo in začnejo obstajati skupaj?
Morda bo minilo nekaj let in nova odkritja nam bodo lahko dala odgovore na vsako od teh vprašanj.
Orgle in tkiva
Zapleteni organizmi imajo biološke funkcije, kot so zaščita, cirkulacija, prebava, dihanje in spolno razmnoževanje. Izvajajo jih nekateri organi, kot so koža, srce, želodec, pljuča in reproduktivni sistem. Sestavljene so iz številnih različnih vrst celic, ki sodelujejo pri opravljanju določenih nalog.
Na primer, srčna mišica ima veliko število mitohondrijev. Proizvajajo adenozin trifosfat, zahvaljujoč kateremu se kri neprekinjeno premika po cirkulacijskem sistemu. Po drugi strani imajo kožne celice manj mitohondrijev. Namesto tega imajo goste beljakovine in proizvajajo keratin, ki ščiti mehka notranja tkiva pred poškodbami in zunanjimi dejavniki.
reprodukcija
Medtem ko se vsi protozoji brez izjeme razmnožujejo nespolno, je veliko večceličnega podkraljestva raje spolno razmnoževanje. Ljudje smo na primer zapletena struktura, ki nastane s fuzijo dveh posameznih celic, imenovanih jajčece in sperma. Fuzija ene jajčne celice z gameto (gamete so posebne spolne celice, ki vsebujejo en niz kromosomov) spermatozoida vodi do tvorbe zigote.
Zygote vsebuje genetski materi altako spermo kot jajca. Njena delitev vodi do razvoja popolnoma novega, ločenega organizma. Med razvojem in delitvijo celic se po programu, ki je določen v genih, začnejo diferencirati v skupine. To jim bo dodatno omogočilo izvajanje popolnoma različnih funkcij, kljub dejstvu, da so si med seboj genetsko identične.
Tako so vsi telesni organi in tkiva, ki tvorijo živce, kosti, mišice, kite, kri - vsi so nastali iz ene zigote, ki je nastala zaradi zlitja dveh posameznih gamet.
Metazoan prednost
Obstaja več glavnih prednosti podkraljestva večceličnih organizmov, zaradi katerih prevladujejo na našem planetu.
Ker kompleksna notranja struktura omogoča povečanje velikosti, pomaga tudi pri razvoju struktur in tkiv višjega reda z več funkcijami.
Veliki organizmi imajo najboljšo obrambo pred plenilci. Imajo tudi večjo mobilnost, kar jim omogoča, da se preselijo v boljša mesta za življenje.
Obstaja še ena nesporna prednost večceličnega podkraljestva. Skupna značilnost vseh njegovih vrst je dokaj dolga življenjska doba. Celično telo je izpostavljeno okolju z vseh strani in vsaka poškodba le-tega lahko povzroči smrt posameznika. Večcelični organizem bo še naprej obstajal, tudi če ena celica umre ali je poškodovana. Prednost je tudi podvajanje DNK. Delitev delcev znotraj telesa omogoča hitrejšo rast in popravilo poškodovanihtkanine.
Med delitvijo nova celica kopira staro, kar vam omogoča, da shranite ugodne lastnosti v naslednjih generacijah in jih sčasoma izboljšate. Z drugimi besedami, podvajanje omogoča ohranjanje in prilagajanje lastnosti, ki bodo povečale preživetje ali kondicijo organizma, zlasti v živalskem kraljestvu, podkraljestvu večceličnih organizmov.
Pomanjkljivosti večceličnih organizmov
Zapleteni organizmi imajo tudi slabosti. Na primer, dovzetni so za različne bolezni, ki izhajajo iz njihove zapletene biološke sestave in funkcij. Pri protozojih, nasprotno, ni dovolj razvitih organskih sistemov. To pomeni, da je njihovo tveganje za nevarne bolezni minimalno.
Pomembno je omeniti, da imajo primitivni posamezniki za razliko od večceličnih organizmov sposobnost nespolnega razmnoževanja. To jim pomaga, da ne zapravljajo sredstev in energije za iskanje partnerja in spolne aktivnosti.
Najenostavnejši organizmi imajo tudi sposobnost sprejemanja energije z difuzijo ali osmozo. To jih osvobodi potrebe po premikanju po iskanju hrane. Skoraj vse je lahko potencialni vir hrane za enocelično bitje.
Vretenčarji in nevretenčarji
Brez izjeme klasifikacija vsa večcelična bitja, vključena v podkraljestvo, deli na dve vrsti: vretenčarje (hordate) in nevretenčarje.
Nevretenčarji nimajo trdnega okostja, medtem ko imajo hordati dobro razvit notranji skelet iz hrustanca, kosti in močno razvite možgane, ki jih ščiti lobanja. Vretenčarjiimajo dobro razvite čutne organe, dihalni sistem s škrgami ali pljuči in razvit živčni sistem, kar jih dodatno loči od bolj primitivnih sorodnikov.
Obe vrsti živali živita v različnih habitatih, vendar se hordati zaradi razvitega živčnega sistema lahko prilagajajo kopnemu, morju in zraku. Vendar pa nevretenčarje najdemo tudi v širokem razponu, od gozdov in puščav do jam in blata na morskem dnu.
Do danes je bilo ugotovljenih skoraj dva milijona vrst podkraljestva večceličnih nevretenčarjev. Ta dva milijona predstavljata približno 98 % vseh živih bitij, torej je 98 od 100 vrst organizmov, ki živijo na svetu, nevretenčarjev. Ljudje pripadamo družini hordatov.
Vretenčarje delimo na ribe, dvoživke, plazilce, ptice in sesalce. Živali brez hrbtenice predstavljajo tipe, kot so členonožci, iglokožci, črvi, celični črvi in mehkužci.
Ena največjih razlik med tema vrstama je njihova velikost. Nevretenčarji, kot so žuželke ali koelenterati, so majhni in počasni, ker ne morejo razviti velikih teles in močnih mišic. Obstaja nekaj izjem, na primer lignji, ki lahko dosežejo dolžino 15 metrov. Vretenčarji imajo univerzalni podporni sistem, zato se lahko hitreje razvijajo in postanejo večji od nevretenčarjev.
Cordati imajo tudi zelo razvit živčni sistem. S pomočjo specializirane povezave med živčnimi vlakni se lahko zelo hitro odzovejo na spremembe v svojem okolju, kar jim dajenedvomna prednost.
V primerjavi z vretenčarji večina živali brez hrbtenice uporablja preprost živčni sistem in se vede skoraj povsem instinktivno. Ta sistem večino časa dobro deluje, čeprav se ta bitja pogosto ne morejo učiti iz svojih napak. Izjema so hobotnice in njihovi bližnji sorodniki, ki veljajo za najbolj inteligentne živali v svetu nevretenčarjev.
Vsi hordati, kot vemo, imajo hrbtenico. Vendar je značilnost podkraljestva večceličnih nevretenčarjev podobnost z njihovimi sorodniki. Leži v tem, da imajo vretenčarji v določenem obdobju življenja tudi prožno podporno palico, notohordo, ki kasneje postane hrbtenica. Prvo življenje se je razvilo kot posamezne celice v vodi. Nevretenčarji so bili začetni člen v evoluciji drugih organizmov. Njihove postopne spremembe so privedle do pojava zapletenih bitij z dobro razvitim okostjem.
celiakija
Danes obstaja okoli enajst tisoč vrst kelenteratov. To so ene najstarejših kompleksnih živali, ki so se pojavile na zemlji. Najmanjšega meduza ni mogoče videti brez mikroskopa, največja znana meduza pa ima premer 2,5 metra.
Torej, poglejmo si podrobneje podkraljestvo večceličnih organizmov, črevesni tip. Opis glavnih značilnosti habitatov je mogoče določiti s prisotnostjo vodnega ali morskega okolja. Živijo sami ali v kolonijah, ki lahkoprosto se gibajte ali živite na enem mestu.
Telesna oblika koelenteratov se imenuje "vreča". Usta se povezujejo s slepo vrečko, imenovano "gastrovaskularna votlina". Ta vrečka deluje v procesu prebave, izmenjave plinov in deluje kot hidrostatski skelet. Ena sama odprtina služi kot usta in anus. Pipalke so dolge, votle strukture, ki se uporabljajo za premikanje in zajemanje hrane. Vsi koelenterati imajo lovke, pokrite s sesalci. Opremljeni so s posebnimi celicami – nemocistami, ki lahko v svoj plen vbrizgajo toksine. Sesalci omogočajo tudi zajem velikega plena, ki ga živali naložijo v usta tako, da umaknejo lovke. Nematociste so odgovorne za opekline, ki jih nekatere meduze povzročijo ljudem.
Živali podkraljestva so večcelične, kot so koelenterati, imajo tako znotrajcelično kot zunajcelično prebavo. Dihanje poteka s preprosto difuzijo. Imajo mrežo živcev, ki se raztezajo po vsem telesu.
Številne oblike kažejo polimorfizem, to je različne gene, v katerih so v koloniji prisotne različne vrste bitij za različne funkcije. Te osebe se imenujejo zooidi. Razmnoževanje lahko imenujemo naključno (zunanje brstenje) ali spolno (tvorba gamet).
Muze, na primer, proizvajajo jajčeca in spermo in jih nato spustijo v vodo. Ko je jajčece oplojeno, se razvije v prosto plavajočo ciliasto ličinko, imenovano planla.
Tipični primeri večceličnega tipa koelenteratov podkraljestva so hidre,obelia, portugalski čoln, jadrnica, meduza aurelija, glava meduze, morske anemone, korale, morsko pero, gorgonije itd.
Rastline
V podkraljestvu Večcelične rastline so evkariontski organizmi, ki se lahko hranijo s fotosintezo. Alge so prvotno veljale za rastline, zdaj pa jih uvrščamo med protiste, posebno skupino, ki je izključena iz vseh znanih vrst. Sodobna definicija rastlin se nanaša na organizme, ki živijo predvsem na kopnem (in včasih v vodi).
Druga posebnost rastlin je zeleni pigment - klorofil. Uporablja se za absorpcijo sončne energije med fotosintezo.
Vsaka rastlina ima haploidne in diploidne faze, ki označujejo njen življenjski cikel. Imenuje se izmenjava generacij, ker so vse faze v njej večcelične.
Nadomestne generacije sta generacija sporofitov in generacija gametofitov. V fazi gametofita nastanejo gamete. Haploidne gamete se zlijejo v zigoto, imenovano diploidna celica, ker ima celoten nabor kromosomov. Od tam rastejo diploidni posamezniki generacije sporofitov.
Sporofiti gredo skozi fazo mejoze (delitev) in tvorijo haploidne spore.
Torej lahko večcelično podkraljestvo na kratko opišemo kot glavno skupino živih bitij, ki naseljujejo Zemljo. Sem spadajo vsi, ki imajo več celic, različnih po zgradbi in funkciji ter združenih v enoorganizem. Najenostavnejši večcelični organizmi so koelenterati, najbolj zapletena in razvita žival na planetu pa je človek.
