Одноклітинні та багатоклітинні організми – біологія

Одноклітинні та багатоклітинні організми | Дистанційні уроки

Питання А3 ГІА з біології -

Теми, які потрібно знати:

Давайте розберемо особливості будови та життєдіяльності одноклітинних та багатоклітинних організмів за царствами, заразом і перелічимо найважливіших представників кожного.

1. Одноклітинні та багатоклітинні організми - бактерії

це організми редуценти чи автотрофи.

• просто навпіл (бінарне) або
• брунькуванням;
• спороутворення (для переживання несприятливих умов)

1. Бродіння - анаеробний (бесктслородний) процес дисиміляції
2. Дихання - Бактерії замість кисню використовують кисневмісні органічні та мінеральні речовини (хемосинтез)
3. Фотосинтез безкисневий - зелені та пурпурні бактерії використовують бактеріохлорофіл;
4. Фотосинтез кисневий ціанобактерії використовують хлорофіл.

• паразитичні (патогенні)
• симбіотичні
• індифірентія

Одноклітинні бактерії (найбільш часто зустрічаються): (можуть об'єднуватися, утворювати агрегат):

• коки - куляста (сферична форма);
• звита форма - спірили і вібріони - кілька клітин об'єднуються, витягнувшись у ланцюжок;
• форма грона - стафілококи;
• паличкоподібні - кишкові бактерії;

Багатоклітинні бактерії: це в основному ціанобактерії та актиноміцети.

Відповідь: 2) бактерії - симбіоти збагатять грунт азотом, як наслідок, підвищиться врожайність.

2. Одноклітинні та багатоклітинні організми - рослини

Рослини - це завжди організми - автотрофи (продуценти), дуже рідко зустрічаються рослини - гетеротрофы).

Одноклітинні рослини: одноклітинні водорості, рослинні протисти,
Багатоклітинні рослини: багатоклітинні водорості (ламінарія, саргассум), спорові та насінні рослини.

У багатоклітинних рослин (крім водоростей) клітини об'єднуються в тканини та органи. Відповідно до функцій тканин, клітини мають певну специфіку (див. тканини рослин).

На перетині двох царств — рослинної та тваринної стоїть Евглена зелена організм, здатний і до автотрофного, і гееротрофного харчування.

3. Одноклітинні та багатоклітинні організми - тварини

Тварини – це гетеротрофні організми. Це консументи різних порядків.

• «Полове» — обмін генетичною інформацією та

• Статеве (мейоз) - справжнє статеве розмноження у багатоклітинних організмів.

Одноклітинні тварини: клас корененіжки (амеба),

клас джгутикові (лямблія, евглена),

клас інфузорії (інфузорія-туфелька),

клас споровики (малярійний плазмодій).

Багатоклітинні тварини: клітини об'єднані у тканини, тканини – в органи і навіть системи органів.

Відповідь: 1) епітеліальна тканина

4. Одноклітинні та багатоклітинні організми - гриби

Гриби – це організми – деструктори, це гетеротрофи.

Відповідь на питання на самому початку лекції - 1) міцелій нижчих грибів - багатоядерні клітини-нитки

Обговорення: “Одноклітинні та багатоклітинні організми”

Одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми

У ході розвитку матерії на планеті всі речовини пройшли складний шлях еволюції. Згідно з сучасними науковими теоріями, спочатку формувалися неорганічні речовини.

Потім у ході складних фізико-хімічних процесів утворилися органічні сполуки. Відповідно до теорії академіка А. І.

Опарину, з цих перших органічних сполук сформувалися коацервати - «Краплі життя», що дали початок еволюції живих організмів.

Що таке «живий організм», «жива матерія»? Щоб відповісти на це запитання. Вчені розробили систему критеріїв живого. Відповідно до цієї системи критеріїв, життя – це особливий стан матерії, який має такі властивості:

• наявність обміну речовин;
• єдність хімічного складу;
• єдиний принцип структурної організації (9 на основі клітинної будови);
• зростання та розвиток;
• розмноження (здатність до самовідтворення);
• адаптивність та саморегуляція;
• і т.д.

На сьогоднішній день наука поділяє всі живі організми на кілька форм. Критерієм є особливості будови організму. Виділяють такі форми організації живих організмів, як одноклітинні (найпростіші), колоніальні та багатоклітинні. У цій статті ми розглянемо це питання докладніше.

Спробуй звернутися за допомогою до викладачів

Одноклітинні організми

Як згадувалося, основним структурним компонентом всього живого є клітина.

Ця клітина є живим організмом.

Фізіологічно клітина одноклітинних організмів – це цілісний організм, якому властиві всі прояви життя: обмін речовин, подразливість, зростання, розмноження та ін.

Відповідно до особливостей будови одноклітинних організмів, всі вони поділяються на організми з неоформленим ядром.прокаріоти – первинноядерні організми) та організми з оформленим ядром (еукаріоти - Власнеядерні організми).

До прокаріотів відносять бактерії та ціанобактерії. Характерною особливістю прокаріотів є те, що їх спадковий апарат знаходиться в товщі цитоплазми у вигляді кільцевої молекули нуклеїнової кислоти.

Крім прокаріотів, до одноклітинних належать і деякі еукаріотичні організми, серед яких є рослини, тварини і гриби. Вони вже мають набір органел, схожий на набір органел багатоклітинних організмів.

Розміри одноклітинних організмів мікроскопічно малі. Їх тіло складається з однієї клітини. нашу планету було занесено з космосу як одноклітинних організмів метеоритами.

Колоніальні організми

На певному етапі еволюції утворилися поєднання клітин живих організмів.При цьому вони разом виконували загальні функції, але кожна клітина цього утворення, як і раніше, може сама виконувати всі функції живого (тобто окремий живий організм).

Такі організми отримали назву колоніальних (об'єднання клітин у колонії). Найвідомішими представниками колоніальних живих організмів є колоніальні зелені водорості, наприклад вольвокс.

Поширені колоніальні та серед інших груп водоростей – діатомових, золотистих. Серед гетеротрофних джгутиконосців та інфузорій також зустрічаються колоніальні форми, існують колоніальні радіолярії.

Давні колоніальні форми, утворені одноклітинними еукаріотами, є проміжною ланкою між одноклітинними та багатоклітинними організмами.

Багатоклітинні організми

До багатоклітинних організмів належать ті організми, тіло яких складається з багатьох клітин та їх похідних (наприклад – міжклітинної речовини).

Характерною особливістю багатоклітинних організмів є якісна нерівноцінність клітин, їх диференціація та об'єднання у комплекси різної складності – тканини, органи, фізіологічні системи органів.

Для багатоклітинних організмів властивий індивідуальний розвиток (онтогенез).

Серед величезної кількості багатоклітинних організмів є рослини, тварини та гриби. Пристосовані до виконання функцій. Клітини багатоклітинних організмів що неспроможні виконувати інші функції й у нормальної життєдіяльності використовують результат роботи інших клітин. Клітини багатоклітинного організму взаємопов'язані, взаємозалежні та постійно підтримують зв'язок між собою.

Одноклітинні організми

До одноклітинних відносяться організми, тіло яких складається всього з однієї клітини, що має ядро.Вони поєднують у собі властивості клітини та самостійного організму.

Одноклітинні рослини

Одноклітинні рослини найчастіше зустрічаються серед водоростей. Одноклітинні водорості мешкають у прісних водоймах, морях, грунті.

Широко поширена в природі куляста одноклітинна водорість хлорела. Вона захищена щільною оболонкою, під якою знаходиться мембрана. У цитоплазмі розташовуються ядро ​​та один хлоропласт, який у водоростей називається хроматофором. У ньому міститься хлорофіл. У хроматофорі під впливом сонячної енергії утворюються органічні речовини, як й у хлоропластах наземних рослин.

Схожа на хлорелу куляста водорість хлорокок («зелена кулька»). Деякі види хлорококу живуть і на суші. Саме вони надають стовбурам старих дерев, що ростуть у вологих умовах, зелений колір.

Є серед одноклітинних водоростей і рухливі форми, наприклад, хламідомонаду. Органом її руху служать джгутики-тонкі вирости цитоплазми.

Одноклітинні гриби

Пачки дріжджів, що продаються і в магазинах, — це спресовані одноклітинні гриби дріжджі. Дріжджова клітина має типову будову грибної клітини.

Одноклітинний гриб фітофтора вражає живе листя та бульби картоплі, листя та плоди томатів.

Одноклітинні тварини

Подібно до одноклітинних рослин і грибів, існують тварини, у яких функції цілого організму виконує одна клітина. Вчені об'єднали всіх одноклітинних тварин у велику групу найпростіші.

Незважаючи на різноманітність організмів цієї групи, в основі їхньої будови лежить одна тваринна клітина.

Оскільки вона не містить хлоропластів, найпростіші не здатні виробляти органічні речовини, а споживають їх у готовому вигляді. Вони харчуються бактеріями.одноклітинними водоростями, шматочками організмів, що розкладаються.

Серед них багато збудників тяжких захворювань людини та тварин (дизентерійна амеба, лямблії, малярійний плазмодій).

До найпростіших, широко поширених у прісних водоймах, відносяться відносяться амеба та інфузорія-туфелька. Їхнє тіло складається з цитоплазми та одного (амеба) або двох (інфузорія-туфелька) ядер. У цитоплазмі утворюються травні вакуолі, у яких відбувається травлення їжі.

Через скорочувальні вакуолі видаляються надлишок води та продукти обміну. Зовні тіло вкрите проникною оболонкою. Через неї надходять кисень та вода, а виділяються різні речовини. Більшість найпростіших мають спеціальні органи руху – джгутики чи вії.

У інфузорії-туфельки віями покрито все тіло, їх налічується 10—15 тисяч.

Рух амеби відбувається за допомогою ложноніжок - випинання тіла. Наявність спеціальних органоїдів (органів руху, скорочувальних та травних вакуолей) дозволяє клітинам найпростіших виконувати функції живого організму.

Online Test Pad

Улюблені всіма загадки з каверзами. Обережніше. деякі відповіді питання не такі легкі як здаються.

Тест на перевірку сенсорозрізної ролі м'якого роздільного знака

Тест дозволить перевірити знання про метали головних підгруп: особливості будови атомів, властивості та знаходження в природі, а також уміння складати хімічні реакції та вирішувати завдання.

Питання тесту відповідають вступному заняття з курсу "Перші кроки в Робототехніці". У питаннях перевіряється знання походження слова робот, відмінність термінів: механізм, машина, робот, андроїд. перевіряється знання деталей конструктора Lego Mindstorms EV3.

Тест призначений для контролю знань, щодо ПМ 01 МДК 01 Підготовчо-зварювальні роботи Підготувала: Шуміліна Л.А.

Тест дає змогу визначити рівень комунікабельності людини.

Тест з біології для учнів 6-х класів на тему “Спільне знайомство з рослинами”. Наприкінці показані правильні відповіді.

Тест з предмету Історія для 11 класу на тему Історія Росії > Новий курс Росії. 2000 – 2008 рр.. У тесті міститься трохи більше 10 питань, які відбираються випадковим чином.

Тестовий тренажер для перевірки та самоперевірки рівня засвоєння учнями відповідної теми курсу «Географія: Регіональний огляд світу» під час індивідуального тестового опитування.

Пройти тестДаний тест включає завдання у формі: – закритих тестів з однією правильною відповіддю; – на додаток; - На встановлення відповідності;

Тест пропонується для закріплення знань студентів по всьому курсу дисципліни Математика: алгебра та початку математичного аналізу; геометрії.

I рівень (коледж)
14 оглядових питань з дисципліни “Інформатика та ІКТ”

Тест з предмету Навколишній світ для 3 класу на тему . У тесті міститься трохи більше 10 питань, які відбираються випадковим чином.

Здавалося б, фокусування давно стало автоматичним. Однак і сьогодні це мистецтво! Чи не вірите? Наберіть хоча б 50 відсотків у цьому простому тесті, який оцінює просто технічні навички досвіду фокусування

Розроблено на основі дидактичних матеріалів В.І.

Цей тест призначений для підготовки до ОДЕ з географії. Розділ “Природа Землі та людина”

Тест на тему Інформатика для підготовки до ЄДІ на тему 9 завдання. Кодування звукової інформації, швидкість передачі інформації. У тесті міститься трохи більше 10 питань, які відбираються випадковим чином.

Варіанти тестових завдань з дисципліни «Електротехніка»

Багатоклітинні організми: ознаки та розвиток:

Живий світ наповнений запаморочливим безліччю живих істот. Більшість організмів складаються лише з однієї клітини і не видно неозброєним оком. Багато хто з них стає помітним виключно під мікроскопом. Інші, такі як кролик, слон або сосна, а також людина, зроблені з багатьох клітин, і ці багатоклітинні організми також у величезній кількості населяють наш світ.

Будівельні блоки життя

Структурними та функціональними одиницями всіх живих організмів є клітини. Їх ще називають будівельними блоками життя. Усі живі організми складаються із клітин.

Ці структурні одиниці відкрили Робертом Гуком ще 1665 року. В організмі людини налічується близько ста трильйонів клітин. Розмір однієї становить близько десяти мікрометрів.

Осередок містить клітинні органели, які контролюють її активність.

Існують одноклітинні та багатоклітинні організми. Перші складаються з однієї клітини, наприклад бактерії, а другі включають рослини та тварин. Кількість осередків залежить від виду. Розмір більшості клітин рослин і тваринних клітин становить від одного до ста мікрометрів, тому вони видно під мікроскопом.

Одноклітинні організми

Ці крихітні істоти складаються з однієї клітини. Амеби та інфузорії є найстарішими формами життя, які існували ще близько 3,8 мільйонів років тому. Бактерії, археї, найпростіші, деякі водорості та гриби є основними групами одноклітинних організмів.Існує дві основні категорії: прокаріоти та еукаріоти. Вони також різняться за розміром.

Найменші становлять близько трьохсот нанометрів, а деякі можуть досягати розмірів до двадцяти сантиметрів. Такі організми зазвичай мають вії та джгутики, які допомагають їм при переміщенні.

Вони мають простий корпус із базовими функціями. Розмноження може бути як безстатеве, так і статеве.

Харчування здійснюється зазвичай у процесі фагоцитозу, де частинки їжі поглинаються і зберігаються у спеціальних вакуолях, які у організмі.

Багатоклітинні організми

Живі істоти, які з більш ніж однієї клітини, називаються багатоклітинними. Вони складаються з одиниць, які ідентифікуються та приєднуються один до одного, утворюючи складні багатоклітинні організми.

Більшість із них видно неозброєним оком. Такі організми, як рослини, деякі тварини та водорості, з'являються з однієї клітини і виростають у багатоланцюгові організації.

Обидві категорії живих істот, прокаріоти та еукаріоти можуть проявляти багатоклітинність.

Механізми виникнення багатоклітинності

Існує три теорії для обговорення механізмів, за допомогою яких може виникнути багатоклітинність:

• Симбіотична теорія стверджує, що перша клітина багатоклітинного організму виникла через симбіоз різних видів одноклітинних, кожен з яких виконує різні функції.
• Синцітіальна теорія стверджує, що багатоклітинний організм не зміг би розвинутися з одноклітинних істот із кількома ядрами. Такі найпростіші, як інфузорія та слизові гриби, мають кілька ядер, тим самим підтримуючи цю теорію.
• Колоніальна теорія стверджує, що симбіоз багатьох організмів того самого виду призводить до еволюції багатоклітинного організму.Вона була запропонована Геккелем у 1874 році. Більшість багатоклітинних утворень відбувається через те, що клітини не можуть відокремитися після процесу розподілу. Прикладами, що підтверджують цю теорію, є водорості вольвокс та еудорину.

Переваги багатоклітинності

Які організми – багатоклітинні чи одноклітинні – мають більше переваг? На це питання відповісти досить складно. Багатоклітинність організму дозволяє йому перевищувати граничні розміри, збільшує складність організму, дозволяючи диференціювати численні клітинні лінії.

Розмноження відбувається переважно статевим шляхом. Анатомія багатоклітинних організмів та процеси, що у них відбуваються, є досить складними через наявність різних типів клітин, що контролюють їхню життєдіяльність. Візьмемо, наприклад, поділ.

Цей процес має бути точним і злагодженим, щоб запобігти ненормальному зростанню та розвитку багатоклітинного організму.

Приклади багатоклітинних організмів

Як уже говорилося вище, багатоклітинні організми бувають двох видів: прокаріоти та еукаріоти. До першого відносять переважно бактерій. Деякі ціанобактерії, такі як чара або спірогіра, є багатоклітинними прокаріотами, іноді їх називають ще колоніальними.

Більшість еукаріотичних організмів також складаються з безлічі одиниць. Вони мають добре розвинену структуру тіла, і вони мають спеціальні органи до виконання певних функцій. Більшість добре розвинених рослин та тварин є багатоклітинними.

Прикладами можуть бути практично всі види голонасінних і покритонасінних рослин. Багато тварин є багатоклітинними еукаріотами.

Особливості та ознаки багатоклітинних організмів

Існує маса ознак, за якими можна легко визначити, чи є організм багатоклітинним чи ні. Серед них можна виділити такі:

• Вони досить складна організація тіла.
• Спеціалізовані функції виконують різні клітини, тканини, органи чи системи органів.
• Поділ праці в організмі може бути на клітинному рівні, на рівні тканин, органів та рівні систем органів.
• Здебільшого це еукаріоти.
• Травми чи загибель деяких клітин глобально не впливає на організм: уражені клітини будуть замінені.
• Завдяки багатоклітинності організм може досягати більших розмірів.
• Порівняно з одноклітинними, у них велика тривалість життєвого циклу.
• Основний тип розмноження – статевий.
• Диференціація клітин властива лише багатоклітинним.

Як ростуть багатоклітинні організми?

Усі істоти, від маленьких рослин та комах до великих слонів, жирафів і навіть людей, починають свій шлях як поодинокі прості клітини, які називають заплідненими яйцями. Щоби вирости у великий дорослий організм, вони проходять через кілька певних етапів розвитку.

Після запліднення яйця починається процес багатоклітинного розвитку. Протягом усього шляху відбувається зростання та багаторазове розподілення окремих осередків. Ця реплікація зрештою створює кінцевий продукт, який є складною, повністю сформованою живою істотою.

Поділ клітин створює ряд складних моделей, що визначаються геномами, які є практично ідентичними у всіх клітинах. Ця різноманітність призводить до експресії генів, яка контролює чотири стадії розвитку клітин та ембріонів: проліферацію, спеціалізацію, взаємодію та рух.

Перша включає реплікацію багатьох клітин з одного джерела, друга має відношення до створення клітин з виділеними, певними характеристиками, третя включає в себе поширення інформації між осередками, а четверта відповідає за розміщення клітин по всьому тілу для утворення органів, тканин, кісток та інших фізичні характеристики розвинених організмів.

Декілька слів про класифікацію

Серед багатоклітинних істот виділяють дві великі групи:

• безхребетні (губки, кільчасті черв'яки, членистоногі, молюски та інші);
• хордові (всі тварини, які мають осьовий скелет).

Важливим етапом за історію планети стала поява багатоклітинності у процесі еволюційного розвитку. Це стало потужним поштовхом збільшення біологічного розмаїття та її подальшого розвитку.

Головною ознакою багатоклітинного організму є чіткий розподіл клітинних функцій, обов'язків, а також встановлення та налагодження стійких та міцних контактів між ними.

Іншими словами, це численна колонія клітин, яка може зберігати фіксоване положення протягом усього життєвого циклу живої істоти.

Різноманітність організмів: одноклітинні та багатоклітинні. Приклади

1. Різноманітність організмів: одноклітинні та багатоклітинні. Тканини, органи, системи органів, їхній взаємозв'язок як основа цілісності багатоклітинного організму (на прикладі рослинного або тваринного організму)

Одноклітинні еукаріотичні організми складаються з однієї клітини. Деякі систематики виділяють в окреме царство. До них відносяться одноклітинні зелені водорості (хламідомонада, хлорела), одноклітинні тварини (амеба звичайна, інфузорія туфелька) та ін.

Багатоклітинні організми складаються з великої кількості клітин диференційованих за будовою та функціями. Сукупність клітин багатоклітинного організму, подібних до будови та функцій, називається тканиною. У тварин виділяють покривну тканину, м'язову, сполучну, нервову.

Тканини, що виконують загальні функції, що займають в організмі певне місце, утворюють органи. Прикладами органів можуть бути серце, мозок, печінка тощо.

Органи, що виконують спільні функції та мають загальне походження, утворюють системи органів.

Травна, опорно-рухова, нервова та інші системи функціонують у тісному взаємозв'язку, забезпечуючи цілісність організму та підтримку сталості внутрішнього середовища – гомеостазу.

Регуляція здійснюється за допомогою нервової системи та гуморальної (рідинної) регуляції, у тому числі шляхом вироблення спеціальних речовин - гормонів, що впливають не на всі, а тільки на певні клітини, що забезпечують необхідну реакцію.

Так, у момент небезпеки під впливом симпатичного відділу вегетативної нервової системи зменшується перистальтика кишечника, активізується робота серця, звужується просвіт кровоносних судин.

Кора надниркових залоз виділяє гормон адреналін, який також збільшує силу і частоту серцевих скорочень, працездатність м'язів.

Таким чином, у мобілізації можливостей організму беруть участь усі найважливіші системи органів.

2. Живлення рослин (мінеральне, повітряне). Пересування речовин у рослині, її причини. Запропонуйте досвід, за допомогою якого можна довести значення кореневого тиску у пересуванні води у рослині

Рослини є автотроф.Утворення в зелених частинах рослин органічних речовин з неорганічних, головним чином вуглекислого газу та води, у процесі фотосинтезу називають повітряним харчуванням.

Для нормального існування рослин також необхідно надходження розчинів мінеральних солей — мінеральне харчування.

Всмоктування розчинених речовин корінням та їх подальше просування в листя здійснюється завдяки двом факторам:

• кореневе тиск - за рахунок більш високої концентрації розчинених речовин у клітинах кореня, ніж у ґрунті;
• випаровування води листя.

Пересування мінеральних речовин здійснюється за провідними тканинами, у квіткових рослин цю роль виконують судини та трахеїди деревини.

Довести наявність кореневого тиску можна, зрізавши стебло кімнатної рослини і надівши на пеньок коротку гумову трубку, з якої через деякий час почне протікати вода.

3. Розкрийте механізм вдиху та видиху, значення чистоти атмосферного повітря як фактора здоров'я. Чому отруєння чадним газом є небезпечним для здоров'я? Як надати першу допомогу при отруєнні чадним газом та порятунку потопаючого?

Вдих здійснюється зі збільшенням обсягу грудної клітини. Це відбувається за рахунок скорочення міжреберних м'язів, що піднімають ребра, та скорочення діафрагми, зменшення її опуклості.

Низький тиск у плевральній порожнині сприяє тому, що легені йдуть за розширенням грудної клітки і в них надходить повітря.

При видиху ребра опускаються, діафрагма піднімається, витісняючи повітря з легенів.

Чистота атмосферного повітря є вирішальним чинником у справі збереження здоров'я людини, оскільки шкідливі домішки можуть дратувати органи дихання, викликати кашель, ядуху, алергічну реакцію, а й проникати у кров.Систематичне вдихання деяких речовин призводить до професійних захворювань, наприклад силікозу у шахтарів.

Чадний газ при вдиханні утворює міцну сполуку з гемоглобіном еритроцитів, що унеможливлює перенесення кров'ю кисню. При цьому настає швидка смерть від ядухи. Симптомами отруєння є запаморочення, дзвін у вухах, слабкість, задишка, ослаблення пульсу, нудота, блювання, непритомність.

До прибуття швидкої допомоги постраждалого необхідно винести на свіже повітря, дати кисневу маску, що сприяє видаленню крові чадного газу. Дати понюхати нашатирний спирт, обкласти грілками, дати міцний гарячий чай чи каву, проводити штучне дихання, розтирання тіла.

З огляду на те, що втрата свідомості та смерть може настати через досить великий проміжок часу, осіб, які могли вдихати чадний газ, наприклад, під час пожежі, не можна залишати без нагляду.

При наданні першої допомоги потопаючому потрібно подбати про видалення з дихальних шляхів води та мулу. Після цього робиться штучне дихання, а у разі відсутності пульсу — непрямий масаж серця, з силою натискаючи долонею на ділянку серця в ритмі близько 60 разів на хвилину.

автор: Володимир Соколов

Одноклітинні та багатоклітинні організми

⇐ ПопередняСтор 164 з 226Наступна ⇒

Клітка - основна одиниця життя, реальний носій її властивостей, елементарна одиниця будови та життєдіяльності всіх живих організмів (крім вірусів, про які нерідко говорять як про неклітинні форми життя), що володіє всією сукупністю властивостей живого, власним механізмом обміну речовин, здатна до самостійного існування, самовідтворення та розвитку.Всі живі організми або, як багатоклітинні тварини, рослини та гриби, складаються з безлічі клітин, або, як багато найпростіших і бактерій, є одноклітинними організмами. Розділ біології, що займається вивченням будови та життєдіяльності клітин, отримав назву цитології. Останнім часом прийнято також говорити про біологію клітини, або клітинну біологію.

Будова типової клітини прокаріотів:
капсула, клітинна стінка, плазмалема, цитоплазма, рибосоми, плазміда, пили, джгутик, нуклеоїд

Одноклітинні організми - позасистематична категорія живих організмів, тіло яких складається з однієї (на відміну від багатоклітинних) клітини (одноклітинність). До неї можуть належати як прокаріоти, так і еукаріоти.

Вважається, що одноклітинними були перші живі організми Землі. Найбільш давніми з них вважаються бактерії та археї. Термін «одноклітинні» також іноді використовується як синонім протист (лат. Protozoa,Protista).

Багатоклітинний організм - позасистематична категорія живих організмів, тіло яких складається з багатьох клітин, більшість яких (крім стовбурових, наприклад, клітин камбію у рослин) диференційовані, тобто розрізняються за будовою та виконуваними функціями.

Слід розрізняти багатоклітинність і колоніальність. У колоніальних організмів відсутні справжні диференційовані клітини, отже, і поділ тіла на тканини. Кордон між багатоклітинністю та колоніальністю нечітка.

Наприклад, вольвокс часто відносять до колоніальних організмів, хоча в його «колоніях» є чіткий поділ клітин на генеративні та соматичні. Крім диференціації клітин, для багатоклітинних характерний більш високий рівень інтеграції, ніж для колоніальних форм.

Багатоклітинні тварини, можливо, з'явилися на Землі 2,1 мільярда років тому, незабаром після кисневої революції.

©2015 arhivinfo.ru Всі права належать авторам розміщених матеріалів.

Біологія в ліцеї

Особливості організації одноклітинних еукаріотів

В 1866 видатний німецький біолог Ернст Геккель (1834 - 1919) на відміну від багатоклітинних тварин і рослин виділив так зване третє царство - Протисти (Від грец. Protistos - найперший).

До цього царства він відніс всі одноклітинні організми, що мають ядро.

Частина сучасних учених вживає цей термін як назву дотканевого рівня організації (тобто тканини, утворені спеціалізованими клітинами та продуктами їхньої секреції, відсутні) переважно одноклітинних еукаріотичних організмів – рослин, тварин та грибів.

Розділ біології, що вивчає одноклітинні організми, називається протистологією.

Іноді приналежність одноклітинного організму до певного царства, на відміну багатоклітинного, можна встановити лише після ретельних досліджень.

Наприклад, особливу групу паразитичних еукаріотів - мікроспоридії - довгий час вважали одноклітинними тваринами. Господар (різноманітні тварини, зрідка – людина) заражається суперечками цього паразита.

На оболонці суперечку виявили хітин, характерний для клітинних стінок грибів; тому частина сучасних учених відносить мікроспоридій до царства Гриби.

Евглен одні вчені вважають тваринами, інші водоростями. Серед цих водних еукаріотів відомі як здатні до фотосинтезу, так і гетеротрофні, зокрема паразитичні види.

Так званих слизовиків – паразитів рослин, цитоплазма яких оточена лише плазматичною мембраною, – одні вчені вважають тваринами, інші – грибами.

Особливості організації клітин одноклітинних еукаріотів. Ми вже згадували, що клітини еукаріотів мають ядро ​​(зазвичай одне, проте іноді кількість ядер досягає сотень і тисяч), хоча деякі (ситоподібні трубки вищих рослин, еритроцити більшості ссавців тощо).

) втрачають ядро ​​під час дозрівання. Цитоплазма клітин еукаріотів містить різноманітні органели, більшість яких оточено двома мембранами (мітохондрії, пластиди) або однією мембраною (ендоплазматична мережа, комплекс Гольджі, вакуолі, лізосоми).

Клітини еукаріотів діляться за допомогою мітозу або мейозу.

Поверхневий апарат клітин різних груп протист відрізняється за будовою. У водоростей та грибів надмембранний апарат клітини – щільна клітинна стінка, яка перешкоджає утворенню цитоплазматичних виростів – псевдоподій. У водоростей вона складається переважно з полісахаридів (целюлози та пектину).

До складу клітинної стінки грибів також входить і містить полісахарид - хітин. У одноклітинних тварин клітина поверх мембрани покрита тонким пластичним шаром – глікокаліксом і тому здатна утворювати псевдоподію (наприклад, у амеб). В інших видів клітина має постійну форму завдяки наявності щільного підмембранного шару цитоплазми (інфузорії, евгени та ін.).

), який у деяких набуває особливої ​​міцності, утворюючи своєрідний панцир.

Ложноніжки, або псевдоподії (грец.

pseudos - брехня і podos - нога) - тимчасові цитоплазматичні вирости у одноклітинних організмів (корененіжок, деяких джгутиконосців, споровиків, слизовиків), а також у деяких клітин багатоклітинних тварин (лейкоцитів, макрофагів, яєць губок, кишковопорожнинних, деяких вій). Служать для амебоїдного руху та захоплення їжі. У псевдоподіях багато мікротрубочок.

У багатьох одноклітинних тварин, наприклад, форамініфер, клітина знаходиться в захисній раковині. Вони основу раковини становлять органічні речовини, секретируемые клітиною; раковини часто просочені мінеральними сполуками або покриті прилиплими піщинками, голками губок або іншим стороннім матеріалом.

Форамініфери - Це найпростіші класи саркодових. Відомі з кембрія. Розміри зазвичай 0,1 - 1 мм, рідко до 20 см.

Мають зовнішній скелет у вигляді раковин, у більшості вапняних, іноді хітіноїдних або складаються зі склеєних піщин та інших сторонніх частинок.

Раковини можуть бути однокамерні та багатокамерні, розташовуються в один або два ряди, по спіралі, іноді розгалужуються.

Через мікроскопічні отвори раковин видаються дуже тонкі псевдоподії, які у форамініферу називаються різоподіями і утворюють навколо раковини складну мережу.

Сучасний форамініфер близько 1000 видів (копалин близько 30 тисяч видів). Усі форамініфери — найпростіші морські. Раковини форамініфер утворюють океанічний мул та значну частину осадових порід.

Планктонна форамініфера роду Глобігеріна

Майже всі одноклітинні тварини під плазматичною мембраною мають шар скорочувальних волокон, найкраще розвинений у амебоїдних форм.

Ці волокна дозволяють клітині змінювати форму, зокрема, захоплювати тверді поживні частинки і пересуватися.

У інфузорій-сувійок є особлива скоротлива стеблинка, за допомогою якої клітина прикріплюється до різних поверхонь (водні рослини та ін.).

Ядерні апарати одноклітинних та багатоклітинних еукаріотів можуть відрізнятися між собою.Так, у інфузорій та форамініфер є ядра двох типів: вегетативні – відповідають за регуляцію біосинтезу білків у клітині та інших процесів обміну речовин, генеративні – зберігають спадкову інформацію та забезпечують її передачу дочірнім клітинам при розмноженні.

У фотосинтезуючих видів одноклітинних в різних комбінаціях присутні пігменти: хлорофіли а, b і с, каротини, ксантофіл і ін.

Колоніальні одноклітинні еукаріоти, хоч і складаються з багатьох клітин одного або декількох типів, але кожна з них в основному функціонує неузгоджено з іншими.

Кількість клітин колонії може з часом змінюватися або залишається постійною (наприклад, у вольвоксу). Колонії здатні утворювати деякі інфузорії, радіолярії, дріжджі.

Зв'язок між окремими клітинами в межах колоній здійснюється за допомогою цитоплазматичних містків (вольвокс) або загальної слизової оболонки.

Серед вегетативних клітин колонії вольвоксу є клітини великих розмірів, що забезпечують безстатеве розмноження: за рахунок їхнього поділу утворюються дочірні колонії, які згодом залишають материнську і виходять назовні.

Інфузорії колонії можуть мати вигляд кущиків, на верхівках гілок яких розташовані окремі особини. Наприклад, колонії роду Зоотамніум мають вигляд пальми з 8-9 листям, кожен з яких містить кілька десятків дрібних особин та 1-2 великих. Великі особини відокремлюються від колонії, певний час плавають за допомогою вій, потім осідають на субстрат і дають початок новим колоніям.

У одноклітинних еукаріотів тіло складається з єдиної клітини, яка в той же час є самостійним організмом.

Серед одноклітинних відомі колоніальні види, що складаються з багатьох клітин одного або декількох типів;

Багатоклітинність

Багатоклітинність, Спосіб існування живих організмів у формі сукупності безлічі взаємозалежних і тісно інтегрованих між собою клітин та їх похідних (різних видів міжклітинної речовини).

Історія вивчення

Історично перші спроби вивчення еволюції багатоклітинних організмів зробили Еге. Геккель ( теорія гастреї ) і І. І. Мечников ( теорія фагоцителли ) Проте як Геккель, і Мечников робили акцент лише з однієї еволюційної лінії багатоклітинних організмів – тварин – майже без урахування всіх інших. груп (таких як рослини, гриби, водорості і тим більше слизовики). Зараз обидві ці теорії являють собою в основному історичний інтерес.

У 2000-х рр.. виникнення багатоклітинності не тільки вивчається порівняльними та обчислювальними методами, але також може бути відтворено в ході еволюційного експерименту.

У 2012 р. опубліковано результати успішного еволюційного експерименту щодо формування багатоклітинних форм у пекарських дріжджів (Saccharomyces cerevisiae).У ньому використовувався фактор штучного відбору, що не існує в дикій природі, – гравітаційний поділ великих і дрібних частинок (багатоклітинні структури опинялися у фракції великих частинок) (Ratcliff. 2012).

У 2019 р. опубліковано результати такого ж експерименту з водоростями хламідомонадою (Chlamydomonas reinhardtii) у присутності хижака з роду Туфельки (Paramecium tetraurelia), що створював тиск природного відбору , що сприяє виникненню багатоклітинних форм. Водорість набула здатності утворювати прості багатоклітинні структури вже через 750 поколінь (De novo origins. 2019). У порівняльній геноміці багатоклітинних організмів види Chlamydomonas часто використовуються як одноклітинний «контроль» для розуміння механізмів міжклітинної кооперації та диференціювання у вольвоксових водоростей. Самі водорості цих видів також використовуються як модельні організми для розуміння механізмів виникнення багатоклітинності.

Проблема визначення різних типів багатоклітинності

Не всі біологічні об'єкти, що складаються з багатьох клітин, можна вважати багатоклітинними організмами. Насамперед багатоклітинні організми необхідно відрізняти від колоніальних організмів, що складаються з самостійних клітин (рис. 1). Також багатоклітинними не є деякі мікроорганізми, що існують у вигляді ланцюжків із клітин, що не розійшлися при розподілі. До таких відносяться, наприклад, стрептококи (Streptococcus) та діатомові водорості (Bacillariophyta). Останні зовні дуже схожі на нитчасті водорості та ціанобактерії роду.Nostoc) що володіють істинною багатоклітинністю.Проте кожна клітина діатомеї – це самостійний організм, який живе у своєму відсіку мінерального панцира.

Мал. 1. Ілюстрація: Георгій Куракін. Створено за допомогою BioRender.com. 1. Ілюстрація: Георгій Куракін. Створено за допомогою BioRender.com Типи багатоклітинності

У життєвому циклі будь-якого багатоклітинного організму існує одноклітинна стадія, яка під час подальшого розвитку перетворюється на багатоклітинну. Залежно від деталей цього процесу розвитку багатоклітинність можна поділити на клональну та агрегативну (Coates. 2015).

У першому випадку одноклітинна стадія представлена ​​однією клітиною, з якої розвиваються усі клітини майбутнього організму. Таким чином, вся особина формується з одного клону клітин, що й назвало цей тип багатоклітинності. Такі організми називаються клонально-багатоклітинними. До них відносяться тварини, рослини, всі групи водоростей, з представників прокаріотів – нитчасті бактерії, ціанобактерії, сіркобактерії (рід Thioploca) та полісапроби (рід Beggiatoa). Зокрема, людина є клонально-багатоклітинним організмом так само, як дощовий черв'як (Lumbricina) або ромашка аптечна ( Matricaria chamomilla). Як правило, у клонально-багатоклітинних еукаріотів одноклітинна стадія розвитку представлена ​​зиготою – диплоїдною клітиною, що утворюється при злитті гаплоїдних статевих клітин батьківських організмів.

Як приклади агрегатно-багатоклітинних організмів можна навести диктіостелієві слизовики ( Dictyostelium discoideum), слизовики пологів Sorogena, Fonticula, Guttulinopsis і Acrasis, а також міксобактерії (Brunet. 2017).На одноклітинній стадії у них утворюється безліч вільноживучих автономних клітин. При стресових впливах (зазвичай – при нестачі поживних речовин) ці клітини агрегують і утворюють єдиний багатоклітинний організм, який називають плазмодієм (якщо він є синцитом), або псевдоплазмодієм (якщо побудований з окремих клітин). Зазвичай він утворює плодове тіло, частина клітин якого перетворюється на суперечки. У деяких слизовиків також існує рухлива стадія псевдоплазмодія - скупчення клітин, що агрегували, що переміщається як єдиний організм.

Загальні ознаки різних типів багатоклітинності

Серед загальних ознак обох типів організмів – клонально- та агрегативно-багатоклітинних – можна виділити поділ на генеративні та соматичні клітини (Furusawa. 2002). Перші дають початок організмам-нащадкам, тоді як другі гинуть, не залишивши потомства, і необхідні лише успішної життєдіяльності однієї конкретної особини. У тварин генеративні клітини представлені статевими клітинами, що відокремлюються від соматичних в ході ембріогенезу і дають початок яйцеклітин і сперматозоїдів дорослої особини. У диктіостелієвих слизовиків соматичними клітинами є клітини ніжки плодового тіла, а генеративними – клітини, що зазнають споруляції. Це ознака, що часто зустрічається, але її можна виділити не у всіх багатоклітинних організмів: зокрема, у ціанобактерій і актиноміцетів немає поділу на соматичні та генеративні клітини.Крім клітин, вищі багатоклітинні організми (тварини, крім трихоплаксу і губок; наземні рослини; великі бурі та червоні водорості) мають внутрішнє міжклітинне середовище, яке за складом відрізняється від навколишнього організму середовища, причому цей склад активно регулюється самим організмом.

Наступною частою і сутнісною ознакою істинної багатоклітинності є наявність генетично детермінованої програми розвитку . У складних клонально багатоклітинних організмів (рослини, тварини) добре вивчений процес розвитку зародка. Деякі агрегатно-багатоклітинні організми також мають складний життєвий цикл: так, у диктіостелієвих слизовиків чітко виділяються стадії агрегації, кульмінації та споруляції. Для Dictyostelium discoideum створено базу генів, необхідні нормального розвитку (DictyBase), а сам організм може використовуватися як модель вивчення ембріотоксичності ліків та інших хімічних речовин ( Baines. 2021 ). Клонально-багатоклітинні зелені водорості роду Volvox незалежно розвинули механізм «вивертання» у процесі розвитку, що нагадує гаструляцію у тварин (Dynamics of a Volvox embryo turning itself inside out. 2015). Цікаво, що різні види багатоклітинних еукаріотів, що виникли незалежно, використовують гомологічні гени для вирішення подібних завдань. Так, гомеобоксні гени беруть участь у сегментації зародка та визначенні його полярності як у рослин, так і у тварин (Лутова. 2010).

Дійсно невід'ємною частиною життєдіяльності будь-якого багатоклітинного організму є міжклітинна комунікація у формі виділення розчинних сигнальних речовин у внутрішнє середовище (або міжклітинний простір) або утворення міжклітинних контактів . У складних клонально-багатоклітинних еукаріотів присутні обидва типи таких міжклітинних взаємодій, як і у бактерій в цілому. Якщо для життєдіяльності міксобактерій важливі розчинні фактори, то у ціанобактерій міжклітинні взаємодії здійснюються в основному за допомогою міжклітинних контактів – за допомогою мікроплазмодесм, подібних до плазмодесмів рослин. Тісні міжклітинні взаємодії спостерігаються у багатоклітинних магнітотактичних прокаріотів (ММП) - дельта-протеобактерій, що утворюють рухливі сфери, що нагадують такі у водоростей роду Volvox. Спроба розділити клітини цих бактерій призводить до втрати рухливості, що робить ММП єдиними відомими бактеріями з багатоклітинністю облігатною ( Lyons. 2015 ).

Диференціювання клітин також відноситься до важливих ознак багатоклітинних організмів, хоча є далеко не завжди. Навіть у межах однієї філогенетичної лінії багатоклітинних організмів ця ознака може бути варіабельною. Наприклад, ціанобактерії роду осцилаторія (Oscillatoria) не диференціюються, утворюючи однорідні нитки, а ціанобактерії порядку Nostocales диференціюються на три клітинні типи: вегетативні клітини, гетероцисти та акінети. Таке диференціювання є однією з максимально можливих у світі прокаріотів – складніше диференційованих форм серед них не виникло.

Поширеність та філогенез

Багатоклітинність незалежно виникала багато разів протягом різних еволюційних періодів: за різними оцінками, понад 20 разів за всю історію еволюції живого світу (Knoll. 2011).Точний підрахунок цих подій утруднений, тому що вимагає повної і точної філогенетичної картини всього живого світу.

У ході еволюції багатоклітинність частіше розвивалася у еукаріотів. Саме до них відносяться багатоклітинні організми з найбільш складним диференціюванням (включаючи тварин і вищі рослини), тобто еукаріоти еволюційно більш схильні до формування багатоклітинних структур, ніж прокаріоти.

• присутні в еукаріотах цитоскелет, фагоцитоз і система мембранних везикул дають клітині більше можливостей відповідати на різноманітні сигнали зміною свого фенотипу, полегшуючи диференціювання;
• будова геному еукаріотів більшою мірою сприяє виникненню регуляторних мереж, необхідних для диференціювання (Knoll. 2011).

З точки зору багатоклітинності, найбільш вивчений філогенез ціанобактерій – розвиток багатоклітинності у них за часом збігся з кисневою катастрофою (Evolution of multicellularity coincided with increased diversification of cyanobacteria and the Great Oxidation Event. 2013) ймовірних пояснень цього феномена є зв'язок раннього виникнення багатоклітинності у ціанобактерій з необхідністю поділу фіксації азоту та фотосинтезу, тому що ці два процеси біохімічно несумісні (Knoll. 2011).

Серед еукаріотів клональна багатоклітинність особливо часто виникала у фотосинтезуючих організмів (водоростей) і грибів.Найбільш часто зустрічається в еукаріотів вид багатоклітинності - нерухомий організм з нитчастою або розгалуженою будовою. До цього типу належать рослини та багатоклітинні гриби (Brunet. 2017).

Багатоклітинність «тварини» типу – рухливі організми з великою різноманітністю форм, – ймовірно, виникла лише один раз. У цьому відношенні ми є представниками унікального типу багатоклітинності (Cavalier-Smith. 2017), деталі походження якого залишаються предметом інтенсивних наукових дискусій. Результати, отримані науковою групою Д.В. Multicellularity from predatory unicellular relatives of animals. ). Якщо ця гіпотеза знайде подальші підтвердження, тварини можуть стати першою відомою еволюційною лінією, яка змінила тип багатоклітинності в процесі еволюції з агрегатного на клональний.

Проблема брехунів

Одноклітинний організм знаходиться під односпрямованим тиском природного відбору, що сприяє його розмноженню. На кожну клітину багатоклітинного організму потенційно діє двонаправлений відбір, що сприяє збільшенню кількості таких клітин і таких же організмів. У нормі другий тип відбору переважає, тому підтримуються механізми, що обмежують розмноження окремої клітини заради блага всього організму. Однак якщо перший тип відбору виявляється переважним, клітина може почати активно розмножуватися на шкоду багатоклітинному організму, паразитуючи на ньому (рис. 2).Такі клітини називаються клітинами-ошуканцями, або просто ошуканцями (англ. cheater), а саме таке явище – проблемою ошуканців (англ. cheating), і з нею, ймовірно, стикаються всі багатоклітинні організми. Розмноження клітин-ошуканців у клонально-багатоклітинному організмі називається раком, або пухлинним зростанням (Cancer across the tree of life: cooperation and cheating in multicellularity. 2015).

Мал. 2. Ілюстрація: Георгій Куракін. Створено за допомогою BioRender.com. 2. Ілюстрація: Георгій Куракін. Створено за допомогою BioRender.com

Ймовірно, проблема обманщиків є причиною, через яку агрегатно-багатоклітинні організми не досягли такого ж рівня складності, як клонально-багатоклітинні ( Brunet. 2017 ; Why have aggregative multicellular organisms stayed simple. 2021 ). При агрегативної багатоклітинності організм формується з клітин з різними генотипами і висока ймовірність впровадження в нього мутантного штаму-обманщика. Клональна багатоклітинність знижує таку ймовірність - можливість появи клітин-ошуканців залишається тільки у разі соматичної мутації, що відбувається при розвитку раку. В еволюційному масштабі клональна багатоклітинність виявляється вигіднішою з погляду ускладнення організації. Це спричинило те, що образ сучасного живого світу визначають саме клонально-многоклеточные організми, і саме з їхньої основі розвинувся ряд складних феноменів, як-от свідомість.

Опубліковано 20 червня 2022 р. о 12:14 (GMT+3). Останнє оновлення 25 квітня 2023 р. о 18:42 (GMT+3). Зв'язатися з редакцією