Karakteristične značajke višestaničnih životinja

Stranica 1

Višestanični organizmi često su vrlo složeni, ali se njihova konstrukcija provodi uz vrlo ograničen skup različitih oblika stanične aktivnosti. Stanice rastu i dijele se. Oni stvaraju sile koje im omogućuju da se kreću i mijenjaju svoj oblik. Oni razlikuju, tj. započeti ili zaustaviti sintezu određenih tvari koje kodira genom. Oni ispuštaju u okoliš ili tvore tvari na svojoj površini koje utječu na aktivnost susjednih stanica. U ovom poglavlju pokušat ćemo objasniti kako provedba različitih oblika stanične aktivnosti u pravo vrijeme i na pravom mjestu dovodi do stvaranja cijelog organizma.

Multicelularni organizmi sastoje se od mnoštva različitih tipova stanica koje obavljaju različite funkcije. Na primjer, neke se stanice specijaliziraju za obavljanje unutarnjeg rada, to jest, fiziološke funkcije, druge obavljaju vanjske odnose tijela - ekološke funkcije. Ove se stanice razlikuju ne samo po funkcionalnosti, već i po sastavu, kao i po mikrobiološkoj otpornosti i osjetljivosti. Na primjer, patogeni tetanusa utječu na stanice živčanog sustava, ali stanice pokrovnog i drugih tkiva su otporne na njihov napad.

Višestanični organizmi, zajedno s intracelularnim mehanizmima, imaju supracellularno - hormonske regulacijske mehanizme O. Hormonsku regulaciju koordinira O.v. u različitim Hormonska regulacija O.v. u biljaka se provodi skupinom fitohormona, napr, auksina i giberelina. Hormonska regulacija O.v. kod životinja provodi endokrini sustav, centar je izvor hormona u roju i periferni. Priroda kontrolnih spojeva u ovom sustavu ilustrira mehanizam održavanja koncentracije glukoze u krvi na konstantnoj razini. Dakle, povećanje koncentracije glukoze u krvi povećava proizvodnju inzulina, jer potiče stanice na pojačanu potrošnju glukoze. Rezultirajući nedostatak glukoze dovodi do povećanja proizvodnje drugog peptidnog hormona - glukagona, koji stimulira obnovu koncentracije glukoze zbog razgradnje glikogena u stanicama.

Multicelularni organizmi mogu postojati samo zato što postoje određene interakcije između stanica, koje vode, s jedne strane, do sjedinjenja stanica i, s druge strane, do isključenja stanica koje su stranom danom organizmu ili određenom tkivu. Takve interakcije obično ovise o dvije vrste tvari: biopolimeri, lokalizirani na površini stanice i izvanstanični biopolimeri; i one i druge tvari, očito, obično su biopolimeri koji sadrže ugljikohidrate.

Multicelularni organizmi nalaze se u raznim skupinama eubakterija, ali najizrazitije multicelularnost svojstvena je dvjema skupinama: aktinomicetama i cijanobakterijama. U granicama potonjih, posebno su dobro praćeni svi stupnjevi formiranja višestaničnog, do najsloženijeg izraza u svijetu prokariota.

Oporavljeni višestanični organizam ili otporni (zaštićeni od virusa) jednostanični organizmi se ne razboljevaju, ali obično ne mogu u potpunosti spriječiti prodiranje virusa i njihovu reprodukciju. Činjenica je da se imunološki sustav domaćina opire štetnom djelovanju koje prelazi samo određeni prag. Ovdje izgleda da virus pokazuje interes za pojednostavljenje vlastite organizacije i nastojanje da povjeri svoje odgovornosti na stanice domaćina.

Svaki višestanični organizam, svako tkivo koje se sastoji od pojedinačnih stanica, treba mehanizme za međustanične interakcije. Važni su komunikacijski procesi stanica središnjeg živčanog sustava. Njihov glavni zadatak je obraditi i prenijeti informacije kodirane u obliku električnih signala.

Svi višestanični organizmi nastaju iz jedne stanice i prolaze kroz neke faze rasta.

U višestaničnim organizmima intenzivni procesi podjele stanica odvijaju se tijekom cijele formacije i rasta, od kojih su mnogi popraćeni diferencijacijom. Rast organa i, posljedično, stanična dioba koja osigurava taj rast treba ići samo do određene granice. Nakon toga, stanične podjele moraju se ili potpuno zaustaviti ili provesti prema potrebi. Na primjer, stanice epidermisa (vanjski sloj stanica kože) trebaju se dijeliti samo zato što neki od njih umiru kao rezultat mehaničkih ili drugih oštećenja. Nove crvene krvne stanice trebale bi se formirati višestupanjskom diferencijacijom matičnih stanica jer se crvena krvna zrnca uništavaju tijekom funkcioniranja. B-limfociti bi se trebali formirati u značajnom broju iz odgovarajućih klonova kako se razvija imuni odgovor.

U višestaničnim organizmima najvažniji element prostorne organizacije biokemijskih procesa je njihova raspodjela između različitih tipova stanica, kao i međustanične interakcije. Mnogi se procesi zapravo događaju samo uz sudjelovanje visoko organiziranog konglomerata stanica.

Presjek cilija.

U višestaničnim organizmima, razne unutarnje šupljine i kanali često su prekriveni slojevima cilijarnog epitela koji čine cilije. U tim organima sve se cilije kreću istovremeno, stvarajući protok tekućine. Obično se kontrakcije cilija događaju vrlo brzo - od 10 do 17 puta u sekundi.

Funkcioniranje višestaničnog organizma, koji je viša biljka, rezultat je interakcije niza regulatornih sustava, koji se mogu shematski rasporediti u sljedećem komplicirajućem nizu: stanični regulatori (gen, kromosom, jezgra, citoplazma), tkivo i konačno regulatori cijelog organizma. Ove specifične razine regulacije su shema za proučavanje regulatornih sustava u biološkom objektu. Koordinirano funkcioniranje regulatornih sustava na svim etažama hijerarhijske ljestvice cijelog organizma podržava njegovu normalnu aktivnost i osigurava njezin odgovor na vanjsko okruženje. Regulatorni sustavi viših katova organizma su mehanizmi koji se evolucijski formiraju na temelju upravljačkih sustava donjih katova, ali ovi visoki katovi također imaju specifične, inherentne značajke regulacije. Dakle, sposobnost koordinacije rasta organa, reguliranih u cijeloj biljci uz pomoć kompleksa fitohormona, specifičan je sustav koji je uglavnom svojstven samo gornjoj, organizamskoj razini regulacije. U prijelazu iz niže razine u gornji, stari mehanizmi regulacije ne nestaju, već se poboljšavaju, što dovodi do pojave kvalitativno novih upravljačkih sustava, od kojih je jedan hormonski mehanizam koji djeluje u biljci. Formiranje takvih specifičnih metabolita kao hormona jedna je od karika u evoluciji regulatornih sustava.

Stanice višestaničnih organizama imaju strogu specijalizaciju i specifičnost. Ta se specijalizacija očituje u strukturi samih stanica i njihovih funkcija. Specifične razlike između stanica nastaju zbog prisutnosti različitih tvari ili relativnih količina u kojima se te tvari nalaze u stanicama, brzine njihove interakcije i strukture stanice. Za izvršavanje višestrukih funkcija živog organizma potrebna je stroga specijalizacija stanica. Ljudske crvene krvne stanice sadrže hemoglobin koji prenosi kisik u druge stanice. Vanjske stanice kože sadrže mehanički jake, elastične, netopljive proteine ​​koji osiguravaju zaštitu od šoka i kemijske penetracije. Živčane stanice su prilagođene za prijenos brzih impulsa. Mišićne stanice sadrže spojeve koji mogu promijeniti linearne dimenzije i time uzrokovati kontrakciju mišićnih vlakana.

Karakteristične značajke višestaničnih životinja

Multicelularni organizmi (Metazoa) - to su organizmi koji se sastoje od skupa stanica, čije su skupine specijalizirane za obavljanje određenih funkcija, stvarajući kvalitativno nove strukture: tkiva, organe, organske sustave.  U većini slučajeva, zbog ove specijalizacije, pojedinačne stanice ne mogu postojati izvan tijela. Pod kraljevstvo Multicellular ima oko 30 vrsta. Organizacija strukture i životne aktivnosti višestaničnih životinja razlikuje se po mnogim obilježjima od organizacije jednoćelijskih životinja.

■ U svezi s pojavom organa formira se šupljina tijela  - prostor između tijela, koji osigurava njihovu međusobnu povezanost. Šupljina može biti primarna sekundarna i miješana.

■ Zbog složenosti načina života radijalan (zračenje) ili dvostrana (bilateralan) simetrija  što daje osnovu za odvajanje multicelularnih životinja od radiosimetrijske i dvostruko-bikomnosimetrijske.

■ Uz rastuću potrebu za hranom, postoje djelotvorna sredstva za raseljavanje, koja omogućuju aktivno traženje hrane, što dovodi do toga mišićno-koštani sustav.

■ Višestanične životinje zahtijevaju mnogo više hrane nego jednostanične životinje, te stoga većina životinja prelazi na čvrstu organsku hranu, što dovodi do probavni sustav.

■ U većini organizama vanjski su pokrovi neprobojni, stoga se razmjena tvari između organizma i okoline odvija kroz ograničene dijelove površine, što dovodi do dišnog sustava.

■ Pojavljuje se povećana veličina cirkulacijski sustav  koja prenosi krv kroz rad srca ili pulsirajuće žile.

■ Formirana izlučni sustavi  za prikaz proizvoda razmjene

■ Nastaju regulatorni sustavi - živčani  i endokrini,  koji koordiniraju rad cijelog organizma.

■ U vezi s pojavom živčanog sustava pojavljuju se novi oblici razdražljivosti - refleksi.

Razvoj višestaničnih organizama iz jedne stanice je dug i složen proces, koji čini životne cikluse složenijim, što će svakako uključivati ​​brojne faze: zygote - embrio - larva (beba) - mlade životinje - odrasle životinje - zrele životinje - životinja - životinja je umrla.

  Opći znakovi strukture i vijeka trajanja predstavnika tipa Spužva

spužve - višestanične dvoslojne radijalno ili asimetrične životinje čije je tijelo prožeto porama. Tipu pripada oko 5.000 vrsta slatkovodnih i morskih spužvi. Velika većina ovih vrsta obitava u tropskim i suptropskim morima, gdje se nalaze na dubinama do 500 m. Među spužvama su i dubokomorski oblici pronađeni na dubini od 10.000 do 11.000 m (na primjer, morske četke). 29 vrsta živi u Crnom moru, 10 vrsta živi u slatkim vodama Ukrajine. Spužve pripadaju najprimitivnijim višestaničnim organizmima, jer u njima tkiva i organi nisu jasno izraženi, iako stanice obavljaju različite funkcije. Glavni razlog za sprečavanje masovne raspodjele spužvi je nedostatak prikladnog supstrata. Većina spužvi ne može živjeti na muljevitom dnu, jer čestice mulja začepiti pore, što dovodi do smrti životinje. Velik utjecaj na distribuciju imaju salinitet i pokretljivost vode, temperatura. Najčešći znakovi spužvi su: 1 ) prisutnost pora u stijenkama tijela 2) nedostatak tkiva i organa; 3) prisutnost kostura u obliku igala ili vlakana; 4) dobro razvijena regeneracija  i drugi

Sa oblicima slatke vode spužva-bodyaga  (Spongilla lacustris), koja živi na kamenitim tlima vodnih tijela. Zelena boja dolazi zbog prisutnosti stanica algi u protoplazmi.

strukturne značajke

tijelo   višestanični, vrebao, grmovit, cilindričan, ljevkast, ali najčešće u obliku vrećice ili stakla. Spužve su povezane životnim stilom, tako da u tijelu postoji dno temelj  pričvrstiti za podlogu, a na vrhu - rupu ( usta) što dovodi do i Triolniy (paragastralnoi) šupljina.  Zidovi tijela su probijeni mnoštvom pora kroz koje voda ulazi u tu tjelesnu šupljinu. Zidovi tijela formirani su iz dva sloja stanica: vanjski - pinakodermy  i unutarnje - hoanodermy.  Između ovih slojeva postoji nestrukturirana želatinozna supstanca - mesoglea  koja sadrži stanice. Dimenzije tijela spužvi - od nekoliko milimetara do 1,5 m (spužva kup Neptuna).

Struktura spužve: 1 - usta; 2 - pinakoderm; 3 - joanoderma; 4 - vrijeme je; 5 - mesoglea; 6 - arheocit; 7 - baza; 8 - troosna grana; 9 - atrijalna šupljina; 10 - spikule; 11 - amoebociti; 12 - kolecit; 13 - porotsit; 14 - pinakotsit

Različite stanice spužve i njihove funkcije

ćelija	lokacija	funkcije
Pinakotsity	Pinakoderma	Ravne stanice koje tvore epitel
Porotsity	Pinakoderma	Stanice s unutarstaničnim vremenskim kanalom sposobnim za skupljanje i otvaranje ili zatvaranje
hoanotsity	Hoanoderma	Cilindrične stanice s dugim flagellumom, koje stvaraju protok vode i sposobne su apsorbirati čestice hranjivih tvari i prenijeti ih u mezoglu
Kolentsity	mesoglea	Nepokretne zvjezdane stanice koje su elementi za potporu vezivnog tkiva
Sklerotsity	mesoglea	Stanice iz kojih se razvijaju skeletne spužvaste formacije - spicule
	mesoglea	Stanice su međusobno povezane procesima i osiguravaju određeno smanjenje spužvastog tijela.
amoebocytes	mesoglea	Pokretne stanice koje provode probavu hrane i odvajanje hranjivih tvari kroz tijelo spužve
Arheotsity	mesoglea	Rezervirajte stanice koje se mogu transformirati u sve druge stanice i potaknuti spolne stanice

Značajke organizacije spužava svodi se na tri glavne vrste:

ASCON -  tijelo s paragastričnom šupljinom, koja je obložena hanoocitima (u vapnenačkim spužvama)

seacon  - tijelo sa zgusnutim zidovima, u koje se ispupčavaju paragastoralne šupljine, oblikujući bičaste džepove (u staklenim spužvama)

leykon  - tijelo s debelim zidovima, u kojem su male bičaste komore (u običnim spužvama).

Koprene.   Tijelo je prekriveno skvamoznim epitelom kojeg stvaraju pinakociti.

šupljina   tijelo pozvano paragastralnoyu  i obložena je hoanocytes.

Značajke procesa vitalne aktivnosti

podrška   koje osigurava kostur, može biti vapnenac (spikula s CaCO3), silicij (spikula sa SiO2) ili rožnat (od kolagenskih vlakana i sponginske tvari koja sadrži značajnu količinu joda).

Pokret.   Odrasle spužve nisu sposobne za aktivni pokret i vode životni stil. Neke manje kontrakcije u tijelu čine miociti, koji tako mogu reagirati na iritaciju. Amebociti se mogu kretati unutar tijela zbog pseudopodije. Ličinke spužve, za razliku od odraslih, mogu se snažno kretati u vodi zahvaljujući koordiniranom radu flagelica, koje u većini slučajeva gotovo u potpunosti prekrivaju površinu tijela.

hrana   u spužvama pasivno i provodi se kontinuiranim protokom vode kroz tijelo. Zahvaljujući ritmičnom radu flagela hoonotsitiv  voda ulazi u pore, ulazi u paragastralnu šupljinu i ispušta se kroz usta. Mrtvi ostaci životinja i biljaka suspendiranih u vodi, kao i mikroorganizmi, ovisni su o hoanocitima, prenose se u amebocite, gdje se probavljaju i nose po cijelom tijelu.

loša probava spužva unutarstanična. Interesi za čestice hranjivih amebocita nastaju kroz fagocitozu. Neprobavljeni ostaci bacaju se u tjelesnu šupljinu i izvlače.

Prijevoz tvari   unutar tijela su amoebociti.

dah   na cijeloj površini tijela. Za disanje se koristi kisik otopljen u vodi, koji apsorbiraju sve stanice. Ugljični dioksid se također uklanja u otopljenom stanju.

namjena   neprobavljeni ostaci i produkti metabolizma javljaju se s vodom kroz usta.

Procesna regulacija   provodi se uz sudjelovanje stanica koje se mogu smanjiti ili pokrenuti - porocit, miociti, hoanociti. Integracija procesa na razini organizma gotovo je nerazvijena.

Razdražljivost.   Spužve vrlo slabo reagiraju čak i na najjače iritacije, a njihov prijenos iz jednog područja u drugo gotovo je neprimjetan. To ukazuje na odsutnost spužvi živčanog sustava.

reprodukcija   aseksualan i seksualan. Seksualna reprodukcija provodi se vanjskim i unutarnjim pupjenjem, fragmentacijom, uzdužnim razdvajanjem, itd. U slučaju vanjskog pupjenja, podređeno se formira na roditelju i sadrži, u pravilu, sve vrste stanica. U rijetkim oblicima, bubreg se odvaja (na primjer, u morska narančasta), au kolonijalnom - zadržava vezu s majčinskim organizmom. spužva bodyagi  u drugim slatkovodnim spužvama, osim vanjske, također se promatra unutarnje pupljenje. U drugoj polovici ljeta, kada temperatura vode opada s arheotivativnim, unutarnjim oblikom bubrega - gemmules.  Zimi tijelo tjelohranitelja umire, a gemmuli se spuštaju na dno i, zaštićeni školjkom, zimi. U proljeće razvija novu spužvu. Kao rezultat fragmentacije, tijelo spužve se raspada na komade, od kojih svaki, pod povoljnim uvjetima, stvara novi organizam. Seksualna reprodukcija odvija se uz sudjelovanje gameta, koje se formiraju od arheotiva do mezogloja. Većina spužvi su hermafroditi (ponekad dvodomni). U slučaju spolnog razmnožavanja, zrela sperma iz jedne spužve napušta mezoglu kroz usta i ulazi u šupljinu drugog s protokom vode, gdje se pomoću zubnog mesa dostavlja u zrelo jaje.

razvoj  posredan  (s pretvorbom). Drobljenje zigota i formiranje ličinki javlja se uglavnom unutar majčinog organizma. Ličinka, koja ima flagelu, ulazi kroz usta u okoliš, prianja uz podlogu i pretvara se u spužvu za odrasle.

regeneracija dobro razvijen. Spužve imaju vrlo visoku razinu regeneracije, koja osigurava reprodukciju cijelog neovisnog organizma, čak i od samog spužvastog tijela. Za spužve svojstvene i somatska embriogeneza -  formiranje, razvoj novog pojedinca iz stanica u tijelu, koji nisu prilagođeni za reprodukciju. Ako prođete spužvu kroz sito, možete dobiti filtrat koji sadrži žive pojedinačne stanice. Ove stanice zadržavaju svoju vitalnu aktivnost nekoliko dana i, koristeći pseudopodije, aktivno se kreću i formiraju skupine. Te skupine u 6-7 dana pretvaraju se u male spužve.

Jednoćelijski organizmi moraju biti autonomni sustavi i sadržavati u svom sićušnom volumenu sve što je potrebno za njihov bihevioralni repertoar. Ali oni nemaju posebnih poteškoća s vezom između pojedinih dijelova ćelije. U procesu evolucije višestaničnih organizama, spektar ponašanja se širi i oni moraju riješiti sve složenije organizacijske probleme. Postoji potreba za nekom vrstom brzog internog alarmnog sustava za koordinaciju aktivnosti stanica u različitim dijelovima istog organizma. Glavno sredstvo međustanične komunikacije u najprimitivnijim multicelularnim oblicima, očito, bila je kemijska signalizacija. Supstanca koju izlučuje jedna stanica i koja služi, na primjer, kao signal za kontrakciju, može brzo difundirati u druge stanice, uzrokujući tako i njihovo stiskanje. Takvi kemijski signali bili su mogući prekursori trenutnih hormona. Jedan od najintrigantnijih aspekata biokemijske evolucije je bliska sličnost mnogih hormona sa supstancama koje služe kao posrednici u živčanom sustavu; to može značiti da potječu od hormona.

Multicelularnost omogućuje specijalizaciju. Odvojena svojstva i funkcije mogu se raspodijeliti između različitih stanica: neke stanice obavljaju, na primjer, kontraktilnu funkciju, druge se specijaliziraju za sintezu i sekreciju signalnih tvari, treće, nalaze se na površini tijela, koncentrirani receptori koji reagiraju na kemijske utjecaje (poput receptora glukoze u bakterijama) su koncentrirani ili čak na svjetlo.

Sustav signalizacije difuzijom raznih supstanci pogodan je za male organizme, ali njegove sposobnosti su ograničene: difuzija na velike udaljenosti traje puno vremena i neučinkovita je, jer se signal ne može poslati točno onako kako bi došao točno do stanice za koju je namijenjen. Ako, s druge strane, signalna ćelija poprimi oblik koji dopušta da dođe u kontakt s ciljnom stanicom, tada se kemijski signal može izravno prenijeti kroz "sinaptičku" jaz između stanica. To osigurava usmjerenost, ali ne rješava problem prijenosa signala s jednog kraja ćelije koji ga generira na drugi, koji su sada odvojeni razmjerno velikom udaljenosti.

U ovom slučaju, električna svojstva ćelije su od velike važnosti. Prisutnost električnog naboja na vanjskim staničnim membranama je univerzalna značajka živih stanica. Takav naboj, koji stvara membranski potencijal, posljedica je prisutnosti u unutarstaničnoj tekućini (citoplazmi) raznih otopljenih soli koje tvore električno nabijene ione - Na +, K +, Ca 2+, Cl -, itd. (Na primjer, iz natrijevog klorida, NaCl, stvaraju se pozitivni ioni natrija, Na + i negativno nabijenih iona klora, Sl -). Međutim, unutarstanično okruženje razlikuje se od vanjskog okoliša višom koncentracijom kalija i nižom koncentracijom natrija. Stanice također sadrže proteine, a aminokiseline u svom sastavu također nose električne naboje. Tako je ionski sastav tekućina na obje strane stanične membrane različit i kao rezultat toga na membrani nastaje razlika potencijala od oko 70 milivolta s negativnim polom (slika 7.1).

Sl. 7.1. Potencijal membrane u mirovanju. Ako su dvije elektrode za snimanje superponirane na površinu živčanog vlakna (ili bilo koje druge stanice), između njih nema potencijalne razlike. Isto se promatra ako su obje elektrode umetnute u vlakno. Ali ako je jedan od njih na površini, a drugi unutar, tada je unutar vlakna zabilježen potencijal od oko -70 milivolta u odnosu na površinu. To je membranski potencijal u mirovanju; to je zbog biokemijskih i fizikalnih svojstava membrane, što dovodi do razlika u koncentracijama natrija, kalija i drugih iona na obje strane.

Sl. 7.2. Akcijski potencijal Sposobnost stvaranja akcijskog potencijala je jedinstveno svojstvo ekscitabilnih stanica, kao što su neuroni. Ako je akson nervne stanice podvrgnut električnoj, mehaničkoj ili kemijskoj stimulaciji, svojstva membrane na mjestu iritacije brzo se mijenjaju. Natrijevi ioni ulaze u akson iz vanjskog okruženja, što dovodi do brzog skoka potencijala od -70 do + 40 milivolta; zatim se unos natrijevih iona unutar stanice zaustavlja, a izvlače se dok se ne utvrdi početna razlika potencijala. Ovaj kratkoročni pomak potencijala vidljiv je na smanjenoj krivulji; širi se duž aksona kao val, koji se obično pojavljuje na mjestu odvajanja aksona od tijela stanice i doseže izlaznu sinapsu, gdje uzrokuje oslobađanje neurotransmitera; medijator difundira kroz sinaptički rascjep i tako prenosi živčani signal u postinapticku stanicu.

Živčane stanice (neuroni), kao i svi ostali, imaju ovaj membranski "potencijal za odmor". Ali oni se razlikuju po jedinstvenom svojstvu njihove membrane, koju oni uzbudljiv,  to jest, brzo postaje propusno za natrijeve ione u izvanstaničnoj okolini, kao odgovor na odgovarajući signal, na malu lokalnu promjenu ionskih koncentracija na obje strane. Ulazak natrijevih iona u ćeliju dovodi do depolarizacije membrane, čiji se potencijal mijenja od minus 70 milivolta do plus 40 milivolta. To generira val električne aktivnosti u staničnoj membrani akcijski potencijal  (Sl. 7.2), koji se nekoliko milisekundi širi duž aksona od tijela stanice do izlazne sinapse. Akcijski potencijal zauzvrat služi kao signal za oslobađanje neurotransmitera u sinaptički rascjep, uzrokujući odgovor drugog neurona. Evolucija stanica s akcijskim potencijalima i sustavima kemijske signalizacije na njihovim završetcima možda je bila osnova za stvaranje modernog živčanog sustava.

Sl. 7.3. Hydra. Obratite pozornost na difuznu neuronsku mrežu u cijelom tijelu. natrijevi ioni, Na + i negativno nabijeni ioni klora, Sl -). Međutim, unutarstanično okruženje razlikuje se od vanjskog okoliša višom koncentracijom kalija i nižom koncentracijom natrija. Stanice također sadrže proteine, a aminokiseline u svom sastavu također nose električne naboje. Tako je ionski sastav tekućina na obje strane stanične membrane različit i kao rezultat toga na membrani nastaje razlika potencijala od oko 70 milivolta s negativnim polom (slika 7.1).

Primjer organizma s primitivnim živčanim sustavom je sićušna hidra koja živi u našim vodama (sl. 7.3). Hidre se pridaju kamenju ili vodenim biljkama na dnu ribnjaka ili potoka, a njihovi lovci čine valovita kretanja blizu otvora usta. U slučaju dodira, životinja se, poput anemone, stisne u kvržicu. Hidra se hrani najmanjim organizmima koji prolaze pokraj pipaka, a posebne otrovne niti koje su prethodno izbačene kako bi imobilizirale plijen, a zatim ih ticala guraju u usta. Ovo složeno ponašanje zahtijeva mehanizme za otkrivanje plijena ili opasnosti, donošenje odluke i odgovarajući odgovor - napad ili sabijanje u sfernu grudicu. Takvi mehanizmi su osjetljive, sekretorne i mišićne stanice i, iznad svega, cijela mreža površinskih stanica, ujedinjeni električnom signalizacijom i sposobni koordinirati ponašanje hidre.

Pojedinačne stanice ove mreže donekle se razlikuju od neurona složenije organiziranih životinja, jer su funkcije mreže lišene specifičnosti ili usmjerenosti. Ako je bilo koji dio tijela podvrgnut iritaciji, tada će iz ovog mjesta u svim smjerovima biti val uzbuđenja, koji na kraju pokriva cijelu živčanu mrežu. Hydrin živčani sustav podsjeća na telefonski sustav u kojem ćete prije ili kasnije biti povezani sa svim ostalim pretplatnicima, bez obzira na broj koji zovete. Naprotiv, najvažnija značajka visoko razvijenog živčanog sustava je specifičnost, prisutnost određenog skupa spojeva, zahvaljujući čemu signal koji nastaje u senzornoj stanici prolazi strogo definiranom stazom i dostiže određenu efektorsku stanicu: to je nešto poput "privatne" komunikacijske linije, uglavnom izolirane od mnogih drugih neurona živčanog sustava.

"Privatne linije" i živčani sustav

"Privatne linije" ovog tipa, pa stoga i stvarni živčani sustav, pojavljuju se u organizmima složenijim od hidra - u planarima, ili ravnim crvima. Stavite komad sirovog mesa u potok, i za nekoliko sati će biti prekriven malim, ravnim crnim crvima koji ga jedu. Ovo je Planaria. Za razliku od tijela hidre, planarij ima jasno uočljive krajeve glave i repa, a ponašanje tih životinja je mnogo složenije. Ono što je najvažnije, oni imaju specifičan sustav interneuronskih veza, a ako su rezana živčana vlakna koja vode do mišića, mišić će biti paraliziran. Osim toga, ako hidra ima primitivne živčane stanice relativno ravnomjerno raspoređene po cijelom tijelu, onda planari imaju drugačiji položaj. Neuroni se nalaze u skupinama u kojima su stanice povezane kratkim aksonima i dendritima; Svaka skupina ima dobro označene ulazne i izlazne nervne puteve. Neke ćelije grupe primaju signale koji stižu na ulazne staze, drugi dovode do izlaznih putova, a drugi (interneuroni) osiguravaju vezu između prvog i drugog. Dakle, ove skupine neurona, nazvane gangliji, sadrže sve osnovne elemente stvarnog živčanog sustava (Slika 7.4).

Sl. 7.4. Planaria. U ovom organizmu, živčani sustav ima oblik ljestava i dobro je definiran glavni dio tijela.

Zbog jasno razdvojenih dijelova tijela i glave, planari imaju dobro definiran smjer kretanja naprijed ili natrag, što hidra nema. Očito je da je za životinju mnogo važnije da ima detaljne informacije o mjestu gdje je poslano, nego o onoj koju je ostavila. Stoga ne iznenađuje da osim usta, u glavi planaraca postoje koncentrirani osjetilni organi, uključujući svjetlosno osjetljive oči. Analiza informacija iz tih organa provodi se u skupini ganglija glave, što se može smatrati prototipom mozga. Značajno širenje repertoara adaptivnog ponašanja povezano je s tako relativno složenom organizacijom živčanog sustava. Planarium izbjegava svjetlost i nastoji se preseliti u tamna područja, reagirati na dodir i nastojati održati kontakt s donjom površinom tijela čvrstim supstratom, pronaći hranu i radije se kretati protiv toka.

Razlike u kolonijalnosti

Treba ih razlikovati višestanični  i kolonijalno, U kolonijalnim organizmima nema stvarnih diferenciranih stanica, a time i podjele tijela na tkiva. Granica između multicelularnosti i kolonijalizma je nejasna. Na primjer, Volvox se često naziva kolonijalnim organizmima, iako u svojim "kolonijama" postoji jasna podjela stanica na generativnu i somatsku. Dodjela smrtnog "Soma" A. A. Zakhvatkin smatra važnim znakom multicelularnosti volvoxa. Osim stanične diferencijacije, viša razina integracije karakteristična je za višećelijske stanice nego za kolonijalne oblike.

podrijetlo

Multicelularne životinje možda su se pojavile na Zemlji prije 2,1 milijarde godina, ubrzo nakon "revolucije kisika". Multicelularne životinje - monofiletička skupina. Općenito, multicelularnost se pojavila u različitim evolucijskim linijama organskog svijeta nekoliko desetaka puta. Iz razloga koji nisu posve jasni, višeelularnost je više karakteristična za eukariote, iako su početci multicelularnosti nađeni i kod prokariota. Tako se u nekim filamentoznim cijanobakterijama u filamentima nalaze tri tipa jasno diferenciranih stanica, a pri kretanju vlakna pokazuju visoku razinu integriteta. Multicelularna plodna tijela karakteristična su za myxobacteria.

ontogeneza

Razvoj mnogih višestaničnih organizama počinje s jednom stanicom (npr. Zigoti u životinjama ili spore u slučaju gametofita viših biljaka). U ovom slučaju, većina stanica višestaničnog organizma ima isti genom. U vegetativnom razmnožavanju, kada se organizam razvija iz višestaničnog fragmenta majčinskog organizma, javlja se i prirodno kloniranje.

U nekim primitivnim multicelularnim (npr. Stanična sluznica i miksobakterija), pojavljivanje višestaničnih faza životnog ciklusa događa se na fundamentalno drugačiji način - stanice, često s vrlo različitim genotipovima, kombiniraju se u jedan organizam.

evolucija

Umjetni višestanični organizmi

Trenutno nema informacija o stvaranju istinski višestaničnih umjetnih organizama, međutim, provode se eksperimenti za stvaranje umjetnih kolonija s jednim stanicama.

Godine 2009. Ravil Fakhrullin iz Kazanskog državnog sveučilišta (Tatarstan, Rusija) i Vesselin Paunov sa Sveučilišta Hull (Yorkshire, Velika Britanija) dobili su nove biološke strukture koje su se zvale "celosom" (eng. cellosome) i predstavljene umjetno stvorenim kolonijama s jednom stanicom. Sloj stanica kvasca primijenjen je na kristale aragonita i kalcita, korištenjem polimernih elektrolita kao veziva, zatim su kristali otopljeni s kiselinom, a dobiveni su šuplji zatvoreni celozomi, koji su zadržali oblik korištenog predloška. U rezultirajućim celosomima, stanice kvasca su ostale aktivne dva tjedna na 4 ° C.

2010. godine isti istraživači, u suradnji sa Sveučilištem Sjeverne Karoline, najavili su stvaranje novog umjetnog kolonijalnog organizma, nazvanog kuća kvasca (Eng. yeastosome). Organizmi su dobiveni samoslaganjem na mjehurićima zraka, koji su poslužili kao predložak.

bilješke

Vidi također

Zaklada Wikimedia. 2010.

Pogledajte što je "višestanični organizam" u drugim rječnicima:

  - (Kasni-organizam. Iz kasnog lat., Organizo organizirati, obavijestiti vitki izgled, iz drugog grčkog. Ὄργανον gun) živo tijelo koje ima skup svojstava koja ga razlikuju od neživih materija. Kao individualni organizam ... ... Wikipedija

organizma  - EMBRIOLOGIJA TIJELA ŽIVOTINJA - biološka jedinica s karakterističnim anatomskim i fiziološkim značajkama. Organizam se može sastojati od jedne stanice (jednoćelijski organizam), od mnogo identičnih stanica (kolonijalni organizam) ... ... Opća embriologija: rječnik pojmova

ORGANIZAM  - ORGANIZAM, skup interakcijskih organa koji tvore životinju ili biljku. Sama riječ O. dolazi od grčkog organona, tj. Djela, instrumenta. Po prvi put, navodno, Aristotel je nazvao organizme živih bića, jer prema njegovim ... Velika medicinska enciklopedija

Aya, oh. Biol. Sastoji se od velikog broja stanica (2.K.). M. organizam. Moje biljke. Male životinje ... Enciklopedijski rječnik

višestanični  - oh, oh. biol. koji se sastoji od velikog broja stanica II. Moje biljke. Male životinje ... Rječnik mnogih izraza

Jednoćelijski eukariotski organizmi sastoje se od jedne stanice. Neki taksonomi ih razlikuju u zasebnom kraljevstvu. To su jednoćelijske zelene alge (chlamydomonas, chlorella), jednoćelijske životinje (amoeba obični, ciliatni infuzorij) itd.

Multicelularni organizmi sastoje se od velikog broja stanica diferenciranih po strukturi i funkciji. Kombinacija stanica višestaničnog organizma, slične strukture i funkcije, naziva se tkivo. Životinje oslobađaju pokrovno tkivo, mišićno, vezivno, nervozno.

Tkiva koja obavljaju opće funkcije, zauzimaju određeno mjesto u tijelu, tvore organe. Primjeri organa uključuju srce, mozak, jetru itd.

Organi koji izvode zajedničke funkcije i imaju zajedničko podrijetlo iz sustava organa. Probavni, mišićno-koštani, živčani i drugi sustavi funkcioniraju u bliskom odnosu, osiguravajući integritet tijela i održavanje postojanosti unutarnjeg okruženja - homeostaze. Regulacija se provodi kroz živčani sustav i humoralnu (fluidnu) regulaciju, uključujući i proizvodnju posebnih tvari - hormona koji utječu ne samo na sve, već samo na određene stanice koje daju željeni odgovor.

Dakle, u trenutku opasnosti, pod utjecajem simpatičke podjele autonomnog živčanog sustava, smanjuje se motilitet crijeva, srce se aktivira, lumen krvnih žila se sužava. Kora nadbubrežne žlijezde izlučuje hormon adrenalin, koji također povećava snagu i broj otkucaja srca, te rad mišića. Stoga su svi najvažniji sustavi organa uključeni u mobilizaciju tjelesnih sposobnosti.

2. Ishrana bilja (mineral, zrak). Kretanje tvari u biljci, njezini uzroci. Predložite iskustvo s kojim možete dokazati vrijednost tlaka korijena u kretanju vode u biljci.

Biljke su autotrofi. Formiranje organskih tvari iz anorganskih tvari u zelenim dijelovima biljaka, uglavnom ugljičnog dioksida i vode, tijekom fotosinteze naziva se zračna prehrana. Za normalnu egzistenciju, biljke također trebaju primiti otopine mineralnih soli - mineralne ishrane. Apsorpcija otopljenih tvari u korijenu i njihovo daljnje napredovanje u listove posljedica su dva faktora:

• tlak korijena - zbog veće koncentracije otopljenih tvari u stanicama korijena nego u tlu;
• isparavanje vode ostavlja.

Kretanje minerala provodi se vodljivim tkivima, u cvjetnim biljkama tu ulogu obavljaju posude i traheide drva.

Prisutnost pritiska korijena moguće je dokazati odsijecanjem stabljike biljke i stavljanjem kratke gumene cijevi na panj, iz kojeg će nakon nekog vremena voda početi curiti.

3. Proširiti mehanizam udisanja i izdisaja, vrijednost čistoće atmosferskog zraka kao čimbenik zdravlja. Zašto je trovanje ugljičnim monoksidom opasno po zdravlje? Kako pružiti prvu pomoć u trovanju ugljičnim monoksidom i spasiti čovjeka koji se utapa?

Udisanje se provodi s povećanjem volumena prsnog koša. Razlog tome je kontrakcija interkostalnih mišića, koji podižu rebra, i kontrakcija dijafragme, čime se smanjuje izbočina. Nizak tlak u pleuralnoj šupljini pridonosi činjenici da pluća prate širenje prsnog koša i ulaze u zrak. Kada izdišete, rebra se spuštaju, dijafragma se diže, premještajući zrak iz pluća.

Čisti zrak je odlučujući čimbenik u održavanju ljudskog zdravlja, jer štetne nečistoće ne samo da mogu iritirati dišni sustav, uzrokovati kašalj, gušenje, alergijsku reakciju, nego i prodrijeti u krv. Sustavno udisanje određenih tvari dovodi do profesionalnih bolesti, kao što je silikoza u rudarima.

Ugljični monoksid, kada se udahne, tvori jak spoj s hemoglobinom crvenih krvnih stanica, što onemogućuje prijenos kisika krvlju. U tom slučaju dolazi do brze smrti od gušenja. Simptomi trovanja su vrtoglavica, tinitus, slabost, kratak dah, slabljenje pulsa, mučnina, povraćanje, gubitak svijesti. Prije dolaska hitne pomoći, žrtva mora biti odvedena na svjež zrak, mora biti osigurana maska ​​s kisikom koja pomaže u uklanjanju ugljičnog monoksida iz krvi. Dajte mirisu amonijak, zagrijte grijače, dajte jak vrući čaj ili kavu, provedite umjetno disanje, trljajte tijelo. Uzimajući u obzir činjenicu da se gubitak svijesti i smrt može dogoditi nakon dužeg vremenskog razdoblja, osobe koje mogu udisati ugljični monoksid, na primjer, za vrijeme požara, ne bi trebalo ostaviti bez nadzora.

Prilikom pružanja prve pomoći osobi koja utapa, mora se voditi računa da se voda i mulj uklone iz respiratornog trakta. Nakon toga se provodi umjetno disanje, au slučaju nedostatka pulsa izvodi se neizravna masaža srca, čvrsto pritiskajući na srčanu regiju s ritmom snage oko 60 puta u minuti.