Tutti gli organismi viventi sono divisi in sottoregni di creature multicellulari e unicellulari. Questi ultimi sono un'unica cellula e appartengono ai più semplici, mentre le piante e gli animali sono quelle strutture in cui si è sviluppata nei secoli un'organizzazione più complessa. Il numero di cellule varia a seconda della varietà a cui appartiene l'individuo. La maggior parte sono così piccoli che possono essere visti solo al microscopio. Le cellule sono apparse sulla Terra circa 3,5 miliardi di anni fa.
Nel nostro tempo, tutti i processi che avvengono con gli organismi viventi sono studiati dalla biologia. È questa scienza che si occupa del sottoregno multicellulare e unicellulare.
Organismi unicellulari
L'unicellularità è determinata dalla presenza nel corpo di una singola cellula che svolge tutte le funzioni vitali. La famosa ameba e la scarpa ciliata sono primitive e, allo stesso tempo, le più antiche forme di vita,che sono membri di questa specie. Sono stati i primi esseri viventi che hanno vissuto sulla Terra. Ciò include anche gruppi come sporozoi, sarcodi e batteri. Sono tutti piccoli e per lo più invisibili ad occhio nudo. Di solito sono divisi in due categorie generali: procarioti ed eucariotici.
I procarioti sono rappresentati da protozoi o funghi di alcune specie. Alcuni di loro vivono in colonie, dove tutti gli individui sono uguali. L'intero processo della vita si svolge in ogni singola cellula affinché sopravviva.
Gli organismi procarioti non hanno nuclei e organelli cellulari legati alla membrana. Di solito si tratta di batteri e cianobatteri come E. coli, salmonella, nostocs, ecc.
Gli eucarioti sono costituiti da una serie di cellule che dipendono l'una dall' altra per la sopravvivenza. Hanno un nucleo e altri organelli separati da membrane. Sono per lo più parassiti acquatici o funghi e alghe.
Tutti i rappresentanti di questi gruppi differiscono per dimensioni. Il batterio più piccolo è lungo solo 300 nanometri. Gli organismi unicellulari di solito hanno flagelli o ciglia speciali coinvolti nella loro locomozione. Hanno un corpo semplice con caratteristiche di base pronunciate. La nutrizione, di regola, avviene nel processo di assorbimento (fagocitosi) del cibo e viene immagazzinata in speciali organelli della cellula.
Unicellulari hanno dominato la forma di vita sulla Terra per miliardi di anni. Tuttavia, l'evoluzione dagli individui più semplici a quelli più complessi ha cambiato l'intero paesaggio in quanto ha portato all'emergere di relazioni biologicamente avanzate. Inoltre, l'emergere di nuove specie ha portato alla formazionenuovo ambiente con diverse interazioni ecologiche.
Organismi multicellulari
La caratteristica principale del sottoregno multicellulare è la presenza di un gran numero di cellule in un individuo. Sono fissati insieme, creando così un'organizzazione completamente nuova, che consiste in molte parti derivate. La maggior parte di essi può essere vista senza strumenti speciali. Piante, pesci, uccelli e animali escono da un'unica gabbia. Tutte le creature incluse nel sottoregno multicellulare rigenerano nuovi individui da embrioni formati da due gameti opposti.
Qualsiasi parte di un individuo o di un intero organismo, determinata da un gran numero di componenti, è una struttura complessa e altamente sviluppata. Nel sottoregno degli organismi multicellulari, la classificazione separa nettamente le funzioni in cui ciascuna delle singole particelle svolge il suo compito. Sono impegnati in processi vitali, sostenendo così l'esistenza dell'intero organismo.
Subkingdom Multicellular in latino suona come Metazoa. Per formare un organismo complesso, le cellule devono essere identificate e attaccate ad altre. Solo una dozzina di protozoi possono essere visti individualmente ad occhio nudo. I restanti quasi due milioni di individui visibili sono multicellulari.
Gli animali pluricellulari sono creati combinando gli individui attraverso la formazione di colonie, filamenti o aggregazione. Pluricellulari si sono evoluti indipendentemente, come Volvox e alcuni verdi flagellarialghe.
Un segno del sottoregno del multicellulare, cioè delle sue prime specie primitive, era l'assenza di ossa, conchiglie e altre parti dure del corpo. Pertanto, le loro tracce non sono sopravvissute fino ad oggi. Le eccezioni sono le spugne che vivono ancora nei mari e negli oceani. Forse i loro resti si trovano in alcune rocce antiche, come la Grypania spiralis, i cui fossili sono stati trovati negli strati più antichi di scisto nero risalenti all'inizio dell'era proterozoica.
Nella tabella seguente, il sottoregno multicellulare è presentato in tutta la sua diversità.
Relazioni complesse sono nate come risultato dell'evoluzione dei protozoi e dell'emergere della capacità delle cellule di dividersi in gruppi e organizzare tessuti e organi. Ci sono molte teorie che spiegano i meccanismi attraverso i quali gli organismi unicellulari potrebbero essersi evoluti.
Teorie dell'emergenza
Oggi, ci sono tre teorie principali sull'emergere del sottoregno multicellulare. Un riassunto della teoria sinciziale, per non entrare nei dettagli, può essere descritto in poche parole. La sua essenza sta nel fatto che un organismo primitivo, che aveva diversi nuclei nelle sue cellule, potrebbe eventualmente separare ciascuno di essi con una membrana interna. Ad esempio, diversi nuclei contengono un fungo della muffa, oltre a una scarpa ciliata, che conferma questa teoria. Tuttavia, avere più nuclei non è sufficiente per la scienza. Per confermare la teoria della loro molteplicità, è necessaria una trasformazione visiva in un animale ben sviluppato del più semplice eucariota.
La teoria della colonia afferma che la simbiosi, costituita da diversi organismi della stessa specie, ha portato al loro cambiamento e alla comparsa di creature più perfette. Haeckel è il primo scienziato a presentare questa teoria nel 1874. La complessità dell'organizzazione sorge perché le cellule stanno insieme, piuttosto che essere separate durante la divisione. Esempi di questa teoria possono essere visti in metazoi protozoi come le alghe verdi chiamate eudorina o volvax. Formano colonie che contano fino a 50.000 cellule a seconda della specie.
La teoria della colonia propone la fusione di diversi organismi della stessa specie. Il vantaggio di questa teoria è che è stato osservato che durante la carenza di cibo, le amebe si raggruppano in una colonia che si sposta come un'unità in una nuova posizione. Alcune di queste amebe sono leggermente diverse.
La teoria della simbiosi suggerisce che la prima creatura del sottoregno multicellulare sia apparsa a causa della comunità di creature primitive dissimili che svolgevano compiti diversi. Tali relazioni sono, ad esempio, presenti tra pesci pagliaccio e anemoni di mare o viti che parassitano gli alberi della giungla.
Tuttavia, il problema con questa teoria è che non si sa come il DNA di individui diversi possa essere incluso in un unico genoma.
Ad esempio, i mitocondri e i cloroplasti possono essere endosimbionti (organismi nel corpo). Ciò accade estremamente raramente e anche in questo caso i genomi degli endosimbionti mantengono differenze tra loro. Sincronizza separatamente il loro DNA durante la mitosi della specie ospite.
Due o tre simbiontigli individui che compongono il lichene, sebbene dipendenti l'uno dall' altro per la sopravvivenza, devono riprodursi separatamente e poi ricombinarsi per formare nuovamente un unico organismo.
Altre teorie che considerano anche l'emergere del sottoregno multicellulare:
- Teoria GK-PID. Circa 800 milioni di anni fa, un leggero cambiamento genetico in una singola molecola chiamata GK-PID potrebbe aver consentito agli individui di spostarsi da una singola cellula a una struttura più complessa.
- Il ruolo dei virus. È stato recentemente riconosciuto che i geni presi in prestito dai virus svolgono un ruolo cruciale nella divisione di tessuti, organi e persino nella riproduzione sessuale, nella fusione di uovo e sperma. È stata trovata la prima proteina sincitina-1, che è stata trasmessa da un virus a una persona. Si trova nelle membrane intercellulari che separano la placenta e il cervello. La seconda proteina è stata identificata nel 2007 e denominata EFF1. Aiuta a formare la pelle dei nematodi nematodi e fa parte dell'intera famiglia delle proteine FF. Il dottor Felix Rey dell'Institut Pasteur di Parigi ha costruito un layout 3D della struttura EFF1 e ha mostrato che è ciò che lega insieme le particelle. Questa esperienza conferma il fatto che tutte le fusioni conosciute delle particelle più piccole in molecole sono di origine virale. Suggerisce anche che i virus fossero vitali per la comunicazione delle strutture interne, e senza di essi non sarebbe stato possibile per una colonia del sottoregno del tipo spugna multicellulare.
Tutte queste teorie, come molte altre che scienziati famosi continuano ad offrire, sono molto interessanti. Tuttavia, nessuno di loro può rispondere in modo chiaro e inequivocabilealla domanda: come potrebbe una tale varietà di specie provenire da una singola cellula che ha avuto origine sulla Terra? Oppure: perché i singoli individui hanno deciso di unirsi e hanno cominciato a esistere insieme?
Forse passeranno alcuni anni e nuove scoperte potranno darci risposte a ciascuna di queste domande.
Organi e tessuti
Gli organismi complessi hanno funzioni biologiche come protezione, circolazione, digestione, respirazione e riproduzione sessuale. Sono eseguiti da alcuni organi come la pelle, il cuore, lo stomaco, i polmoni e il sistema riproduttivo. Sono costituiti da molti diversi tipi di cellule che lavorano insieme per eseguire compiti specifici.
Ad esempio, il muscolo cardiaco ha un gran numero di mitocondri. Producono adenosina trifosfato, grazie al quale il sangue si muove continuamente attraverso il sistema circolatorio. Le cellule della pelle, d' altra parte, hanno meno mitocondri. Invece, hanno proteine dense e producono cheratina, che protegge i tessuti interni molli da danni e fattori esterni.
Riproduzione
Mentre tutti i protozoi senza eccezioni si riproducono asessualmente, molti dei sottoregni multicellulari preferiscono la riproduzione sessuale. Gli esseri umani, ad esempio, sono una struttura complessa creata dalla fusione di due singole cellule chiamate uovo e sperma. La fusione di una cellula uovo con un gamete (i gameti sono cellule sessuali speciali contenenti una serie di cromosomi) di uno spermatozoo porta alla formazione di uno zigote.
Zygote contiene materiale geneticosia sperma che uova. La sua divisione porta allo sviluppo di un organismo completamente nuovo e separato. Durante lo sviluppo e la divisione delle cellule, secondo il programma stabilito nei geni, iniziano a differenziarsi in gruppi. Ciò consentirà loro di svolgere funzioni completamente diverse, nonostante siano geneticamente identiche tra loro.
Così, tutti gli organi e i tessuti del corpo che formano nervi, ossa, muscoli, tendini, sangue - sono tutti nati da uno zigote, che è apparso a causa della fusione di due singoli gameti.
Vantaggio metazoico
Ci sono diversi importanti vantaggi del sottoregno degli organismi multicellulari, grazie ai quali dominano il nostro pianeta.
Poiché la complessa struttura interna consente l'aumento delle dimensioni, aiuta anche a sviluppare strutture e tessuti di ordine superiore con molteplici funzioni.
I grandi organismi hanno la migliore difesa contro i predatori. Hanno anche una maggiore mobilità, che consente loro di migrare verso posti migliori in cui vivere.
C'è un altro indiscutibile vantaggio del sottoregno multicellulare. Una caratteristica comune a tutte le sue specie è una durata della vita abbastanza lunga. Il corpo cellulare è esposto all'ambiente da tutti i lati e qualsiasi danno ad esso può portare alla morte dell'individuo. Un organismo multicellulare continuerà ad esistere anche se una cellula muore o viene danneggiata. Anche la duplicazione del DNA è un vantaggio. La divisione delle particelle all'interno del corpo consente una crescita più rapida e la riparazione dei dannitessuti.
Durante la sua divisione, una nuova cella copia quella vecchia, che consente di salvare le caratteristiche favorevoli nelle generazioni successive, oltre a migliorarle nel tempo. In altre parole, la duplicazione consente la conservazione e l'adattamento di tratti che miglioreranno la sopravvivenza o la forma fisica di un organismo, specialmente nel regno animale, un sottoregno di organismi multicellulari.
Svantaggi degli organismi multicellulari
Anche gli organismi complessi presentano degli svantaggi. Ad esempio, sono suscettibili a varie malattie derivanti dalla loro complessa composizione biologica e dalle loro funzioni. Nei protozoi, al contrario, non ci sono abbastanza sistemi di organi sviluppati. Ciò significa che i loro rischi di malattie pericolose sono ridotti al minimo.
È importante notare che, a differenza degli organismi multicellulari, gli individui primitivi hanno la capacità di riprodursi in modo asessuato. Questo li aiuta a non sprecare risorse ed energie nella ricerca di un partner e nelle attività sessuali.
Gli organismi più semplici hanno anche la capacità di assorbire energia per diffusione o osmosi. Questo li libera dalla necessità di spostarsi per trovare cibo. Quasi tutto può essere una potenziale fonte di cibo per una creatura unicellulare.
Vertebrati e invertebrati
Senza eccezioni, la classificazione divide tutte le creature multicellulari incluse nel sottoregno in due tipi: vertebrati (cordati) e invertebrati.
Gli invertebrati non hanno uno scheletro solido, mentre i cordati hanno uno scheletro interno ben sviluppato di cartilagine, ossa e un cervello molto sviluppato che è protetto da un cranio. Vertebratihanno organi di senso ben sviluppati, un sistema respiratorio con branchie o polmoni e un sistema nervoso sviluppato, che li distingue ulteriormente dalle loro controparti più primitive.
Entrambi i tipi di animali vivono in habitat diversi, ma i cordati, grazie a un sistema nervoso sviluppato, possono adattarsi alla terra, al mare e all'aria. Tuttavia, gli invertebrati si trovano anche in una vasta gamma, dalle foreste e deserti alle grotte e al fango dei fondali marini.
Ad oggi sono state identificate quasi due milioni di specie del sottoregno degli invertebrati multicellulari. Questi due milioni costituiscono circa il 98% di tutti gli esseri viventi, ovvero 98 su 100 specie di organismi che vivono nel mondo sono invertebrati. Gli esseri umani appartengono alla famiglia dei cordati.
I vertebrati si dividono in pesci, anfibi, rettili, uccelli e mammiferi. Gli animali senza spina dorsale rappresentano phyla come artropodi, echinodermi, vermi, celenterati e molluschi.
Una delle maggiori differenze tra queste specie è la loro dimensione. Gli invertebrati come insetti o celenterati sono piccoli e lenti perché non possono sviluppare corpi grandi e muscoli forti. Ci sono alcune eccezioni, come il calamaro, che può raggiungere i 15 metri di lunghezza. I vertebrati hanno un sistema di supporto universale e quindi possono svilupparsi più velocemente e diventare più grandi degli invertebrati.
I cordati hanno anche un sistema nervoso altamente sviluppato. Con l'aiuto di una connessione specializzata tra le fibre nervose, possono reagire molto rapidamente ai cambiamenti nel loro ambiente, che li dàun indubbio vantaggio.
Rispetto ai vertebrati, la maggior parte degli animali senza spina dorsale usa un semplice sistema nervoso e si comporta quasi del tutto istintivamente. Questo sistema funziona bene per la maggior parte del tempo, anche se queste creature spesso non sono in grado di imparare dai propri errori. Fanno eccezione i polpi ei loro parenti stretti, considerati tra gli animali più intelligenti del mondo degli invertebrati.
Tutti i cordati, come sappiamo, hanno una spina dorsale. Tuttavia, una caratteristica del sottoregno degli invertebrati multicellulari è la somiglianza con i loro parenti. Sta nel fatto che in una certa fase della vita i vertebrati hanno anche un'asta di sostegno flessibile, la notocorda, che poi diventa la spina dorsale. La prima vita si sviluppò come singole cellule nell'acqua. Gli invertebrati sono stati il collegamento iniziale nell'evoluzione di altri organismi. I loro graduali cambiamenti portarono all'emergere di creature complesse con uno scheletro ben sviluppato.
Celiachia
Oggi ci sono circa undicimila specie di celenterati. Questi sono uno degli animali complessi più antichi apparsi sulla terra. Il più piccolo dei celenterati non può essere visto senza un microscopio e la più grande medusa conosciuta ha un diametro di 2,5 metri.
Quindi, diamo un'occhiata più da vicino al sottoregno degli organismi multicellulari, il tipo intestinale. La descrizione delle principali caratteristiche degli habitat può essere determinata dalla presenza di un ambiente acquatico o marino. Vivono da soli o in colonie che possonomuoviti liberamente o vivi in un posto.
La forma del corpo dei celenterati è chiamata "borsa". La bocca si collega a una sacca cieca chiamata "cavità gastrovascolare". Questa sacca funziona nel processo di digestione, scambio gassoso e funge da scheletro idrostatico. L'unica apertura funge sia da bocca che da ano. I tentacoli sono strutture lunghe e cave utilizzate per spostare e catturare il cibo. Tutti i celenterati hanno tentacoli ricoperti di ventose. Sono dotati di cellule speciali: le nemocisti, che possono iniettare tossine nella loro preda. Le ventose consentono anche la cattura di grandi prede, che gli animali mettono in bocca ritraendo i loro tentacoli. Le nematocisti sono responsabili delle ustioni che alcune meduse infliggono agli esseri umani.
Gli animali del sottoregno sono multicellulari, come i celenterati, hanno una digestione sia intracellulare che extracellulare. La respirazione avviene per semplice diffusione. Hanno una rete di nervi che si estende in tutto il corpo.
Molte forme mostrano polimorfismo, cioè una varietà di geni in cui nella colonia sono presenti diversi tipi di creature per diverse funzioni. Questi individui sono chiamati zooidi. La riproduzione può essere definita casuale (germogliamento esterno) o sessuale (formazione di gameti).
Le meduse, ad esempio, producono uova e sperma e poi li rilasciano nell'acqua. Quando un uovo viene fecondato, si sviluppa in una larva ciliata che nuota liberamente chiamata planla.
Esempi tipici del sottoregno I celenterati di tipo multicellulare sono le idre,obelia, barca portoghese, barca a vela, medusa aurelia, medusa testa, anemoni di mare, coralli, penna di mare, gorgonie, ecc.
Piante
Nel sub-regno le piante multicellulari sono organismi eucarioti che possono nutrirsi di fotosintesi. Le alghe erano originariamente considerate piante, ma ora sono classificate come protisti, un gruppo speciale che è escluso da tutte le specie conosciute. La definizione moderna di piante si riferisce agli organismi che vivono principalmente sulla terra (e talvolta nell'acqua).
Un' altra caratteristica distintiva delle piante è il pigmento verde: la clorofilla. Viene utilizzato per assorbire l'energia solare durante la fotosintesi.
Ogni pianta ha fasi aploidi e diploidi che ne caratterizzano il ciclo di vita. Si chiama alternanza di generazioni perché tutte le sue fasi sono multicellulari.
Le generazioni alternative sono la generazione di sporofiti e la generazione di gametofiti. Nella fase gametofita si formano i gameti. I gameti aploidi si fondono per formare uno zigote, chiamato cellula diploide perché ha un set completo di cromosomi. Da lì crescono gli individui diploidi della generazione degli sporofiti.
Gli sporofiti attraversano una fase di meiosi (divisione) e formano spore aploidi.
Quindi, il sottoregno multicellulare può essere brevemente descritto come il principale gruppo di esseri viventi che abitano la Terra. Questi includono tutti coloro che hanno un numero di cellule, diverse per struttura e funzione e combinate in una solaorganismo. Il più semplice degli organismi multicellulari sono i celenterati e l'animale più complesso e sviluppato del pianeta è l'uomo.
