Alle levende organismen zijn onderverdeeld in subkoninkrijken van meercellige en eencellige wezens. De laatste zijn een enkele cel en behoren tot de eenvoudigste, terwijl planten en dieren die structuren zijn waarin zich door de eeuwen heen een complexere organisatie heeft ontwikkeld. Het aantal cellen varieert afhankelijk van de variëteit waartoe het individu behoort. De meeste zijn zo klein dat ze alleen onder een microscoop te zien zijn. Cellen verschenen ongeveer 3,5 miljard jaar geleden op aarde.
In onze tijd worden alle processen die plaatsvinden met levende organismen bestudeerd door de biologie. Het is deze wetenschap die zich bezighoudt met het subrijk van meercellig en eencellig.
Eencellige organismen
Eencelligheid wordt bepaald door de aanwezigheid in het lichaam van een enkele cel die alle vitale functies vervult. De bekende amoebe en de ciliaatschoen zijn primitief en tegelijkertijd de oudste levensvormen,die tot deze soort behoren. Zij waren de eerste levende wezens die op aarde leefden. Hieronder vallen ook groepen zoals sporozoën, sarcodes en bacteriën. Ze zijn allemaal klein en meestal onzichtbaar voor het blote oog. Ze worden meestal onderverdeeld in twee algemene categorieën: prokaryotisch en eukaryotisch.
Prokaryoten worden vertegenwoordigd door protozoa of schimmels van sommige soorten. Sommigen van hen leven in kolonies, waar alle individuen hetzelfde zijn. Het hele levensproces wordt in elke individuele cel uitgevoerd om te overleven.
Prokaryotische organismen hebben geen membraangebonden kernen en celorganellen. Dit zijn meestal bacteriën en cyanobacteriën zoals E. coli, salmonella, nostocs, enz.
Eukaryoten bestaan uit een reeks cellen die van elkaar afhankelijk zijn om te overleven. Ze hebben een kern en andere organellen gescheiden door membranen. Het zijn meestal waterparasieten of schimmels en algen.
Alle vertegenwoordigers van deze groepen verschillen in grootte. De kleinste bacterie is slechts 300 nanometer lang. Eencellige organismen hebben meestal speciale flagellen of trilhaartjes die betrokken zijn bij hun voortbeweging. Ze hebben een eenvoudig lichaam met uitgesproken basiskenmerken. Voeding vindt in de regel plaats tijdens het proces van absorptie (fagocytose) van voedsel en wordt opgeslagen in speciale organellen van de cel.
Eencelligen domineren al miljarden jaren de levensvorm op aarde. De evolutie van de eenvoudigste naar meer complexe individuen heeft echter het hele landschap veranderd, omdat het heeft geleid tot het ontstaan van biologisch geavanceerde relaties. Bovendien leidde de opkomst van nieuwe soorten tot de vormingnieuwe omgeving met diverse ecologische interacties.
Meercellige organismen
Het belangrijkste kenmerk van het meercellige subrijk is de aanwezigheid van een groot aantal cellen in één persoon. Ze worden aan elkaar vastgemaakt, waardoor een geheel nieuwe organisatie ontstaat, die uit veel afgeleide onderdelen bestaat. De meeste zijn te zien zonder speciale instrumenten. Planten, vissen, vogels en dieren komen uit één kooi. Alle wezens die deel uitmaken van het meercellige subkoninkrijk regenereren nieuwe individuen uit embryo's die zijn gevormd uit twee tegenovergestelde gameten.
Elk deel van een individu of een heel organisme, dat wordt bepaald door een groot aantal componenten, is een complexe, hoogontwikkelde structuur. In het subkoninkrijk van meercellige organismen scheidt de classificatie duidelijk de functies waarin elk van de individuele deeltjes zijn taak vervult. Ze zijn betrokken bij vitale processen en ondersteunen zo het bestaan van het hele organisme.
Subkingdom Multicellular in het Latijn klinkt als Metazoa. Om een complex organisme te vormen, moeten cellen worden geïdentificeerd en aan anderen worden gehecht. Slechts een tiental protozoa zijn afzonderlijk met het blote oog te zien. De overige bijna twee miljoen zichtbare individuen zijn meercellig.
Pluricellulaire dieren worden gemaakt door individuen te combineren door de vorming van kolonies, filamenten of aggregatie. Pluricellulaire evolueerde onafhankelijk, zoals Volvox en sommige flagellaire greensalgen.
Een teken van het onderkoninkrijk van de meercellige, dat wil zeggen de vroege primitieve soort, was de afwezigheid van botten, schelpen en andere harde delen van het lichaam. Daarom zijn hun sporen tot op de dag van vandaag niet bewaard gebleven. De uitzonderingen zijn sponzen die nog steeds in de zeeën en oceanen leven. Misschien zijn hun overblijfselen gevonden in sommige oude rotsen, zoals Grypania spiralis, waarvan de fossielen werden gevonden in de oudste lagen zwarte leisteen die dateren uit het vroege Proterozoïcum.
In de onderstaande tabel wordt het meercellige sub-koninkrijk in al zijn diversiteit gepresenteerd.
Complexe relaties zijn ontstaan als gevolg van de evolutie van protozoa en de opkomst van het vermogen van cellen om zich in groepen te verdelen en weefsels en organen te organiseren. Er zijn veel theorieën die de mechanismen verklaren waardoor eencellige organismen kunnen zijn geëvolueerd.
Theorieën van opkomst
Tegenwoordig zijn er drie hoofdtheorieën over de opkomst van het meercellige subrijk. Een samenvatting van de syncytiële theorie, om niet in details te treden, kan in een paar woorden worden beschreven. De essentie ervan ligt in het feit dat een primitief organisme, dat verschillende kernen in zijn cellen had, ze uiteindelijk allemaal kon scheiden met een inwendig membraan. Verschillende kernen bevatten bijvoorbeeld een schimmelzwam, evenals een ciliaatschoen, wat deze theorie bevestigt. Het hebben van meerdere kernen is echter niet genoeg voor de wetenschap. Om de theorie van hun veelvoud te bevestigen, is een visuele transformatie in een goed ontwikkeld dier van de eenvoudigste eukaryoot noodzakelijk.
Kolonietheorie zegt dat symbiose, bestaande uit verschillende organismen van dezelfde soort, leidde tot hun verandering en het verschijnen van meer perfecte wezens. Haeckel is de eerste wetenschapper die deze theorie in 1874 presenteert. De complexiteit van de organisatie ontstaat omdat cellen bij elkaar blijven, in plaats van uit elkaar te worden getrokken tijdens de deling. Voorbeelden van deze theorie zijn te zien in protozoaire metazoën zoals groene algen genaamd eudorina of volvax. Ze vormen kolonies die tot 50.000 cellen tellen, afhankelijk van de soort.
Kolonietheorie stelt de fusie voor van verschillende organismen van dezelfde soort. Het voordeel van deze theorie is dat is waargenomen dat amoeben zich tijdens voedseltekorten clusteren in een kolonie die als een eenheid naar een nieuwe locatie verhuist. Sommige van deze amoeben zijn iets anders.
De symbiosetheorie suggereert dat het eerste wezen uit het meercellige subkoninkrijk verscheen vanwege de gemeenschap van ongelijksoortige primitieve wezens die verschillende taken uitvoerden. Dergelijke relaties zijn bijvoorbeeld aanwezig tussen anemoonvissen en zeeanemonen of wijnstokken die bomen in de jungle parasiteren.
Het probleem met deze theorie is echter dat het niet bekend is hoe het DNA van verschillende individuen in een enkel genoom kan worden opgenomen.
Mitochondriën en chloroplasten kunnen bijvoorbeeld endosymbionten (organismen in het lichaam) zijn. Dit gebeurt uiterst zelden, en zelfs dan behouden de genomen van endosymbionten onderlinge verschillen. Ze synchroniseren afzonderlijk hun DNA tijdens de mitose van de gastheersoort.
Twee of drie symbiotischede individuen waaruit het korstmos bestaat, hoewel ze van elkaar afhankelijk zijn om te overleven, moeten zich afzonderlijk voortplanten en vervolgens recombineren om weer een enkel organisme te vormen.
Andere theorieën die ook rekening houden met de opkomst van het meercellige subrijk:
- GK-PID-theorie. Ongeveer 800 miljoen jaar geleden heeft een kleine genetische verandering in een enkel molecuul genaamd GK-PID individuen in staat gesteld om van een enkele cel naar een meer complexe structuur te gaan.
- De rol van virussen. Onlangs is erkend dat genen die zijn geleend van virussen een cruciale rol spelen bij de verdeling van weefsels, organen en zelfs bij seksuele voortplanting, bij de fusie van eicel en sperma. Het eerste syncytin-1-eiwit werd gevonden, dat van een virus op een persoon werd overgedragen. Het wordt gevonden in de intercellulaire membranen die de placenta en de hersenen scheiden. Het tweede eiwit werd in 2007 geïdentificeerd en kreeg de naam EFF1. Het helpt de huid van rondwormen met nematoden te vormen en maakt deel uit van de hele FF-eiwitfamilie. Dr. Felix Rey van het Institut Pasteur in Parijs bouwde een 3D-layout van de EFF1-structuur en toonde aan dat dit de deeltjes is die de deeltjes samenbindt. Deze ervaring bevestigt het feit dat alle bekende fusies van de kleinste deeltjes tot moleculen van virale oorsprong zijn. Het suggereert ook dat virussen van vitaal belang waren voor de communicatie van interne structuren, en zonder hen zou het niet mogelijk zijn geweest voor een kolonie van het subkoninkrijk van het meercellige sponstype.
Al deze theorieën, net als vele andere die beroemde wetenschappers blijven aanbieden, zijn erg interessant. Geen van hen kan echter duidelijk en ondubbelzinnig antwoordenop de vraag: hoe kan zo'n enorme verscheidenheid aan soorten voortkomen uit een enkele cel die op aarde is ontstaan? Of: waarom besloten afzonderlijke individuen om zich te verenigen en samen te bestaan?
Misschien gaan er een paar jaar voorbij en kunnen nieuwe ontdekkingen ons antwoorden geven op elk van deze vragen.
Organen en weefsels
Complexe organismen hebben biologische functies zoals bescherming, bloedsomloop, spijsvertering, ademhaling en seksuele voortplanting. Ze worden uitgevoerd door bepaalde organen zoals de huid, het hart, de maag, de longen en het voortplantingssysteem. Ze bestaan uit veel verschillende soorten cellen die samenwerken om specifieke taken uit te voeren.
De hartspier heeft bijvoorbeeld een groot aantal mitochondriën. Ze produceren adenosinetrifosfaat, waardoor het bloed continu door de bloedsomloop stroomt. Huidcellen hebben daarentegen minder mitochondriën. In plaats daarvan hebben ze dichte eiwitten en produceren ze keratine, dat zachte inwendige weefsels beschermt tegen schade en externe factoren.
Reproductie
Hoewel alle protozoa zich zonder uitzondering ongeslachtelijk voortplanten, geven veel van het meercellige subkoninkrijk de voorkeur aan seksuele voortplanting. Mensen zijn bijvoorbeeld een complexe structuur die wordt gecreëerd door de fusie van twee afzonderlijke cellen, een eicel en een spermacel. De fusie van één eicel met een gameet (gameten zijn speciale geslachtscellen die één set chromosomen bevatten) van een zaadcel leidt tot de vorming van een zygote.
Zygote bevat genetisch materiaalzowel sperma als eieren. De verdeling ervan leidt tot de ontwikkeling van een volledig nieuw, afzonderlijk organisme. Tijdens de ontwikkeling en deling van cellen, volgens het programma dat in de genen is vastgelegd, beginnen ze zich te differentiëren in groepen. Dit zal ze verder in staat stellen om compleet verschillende functies uit te voeren, ondanks het feit dat ze genetisch identiek aan elkaar zijn.
Dus alle organen en weefsels van het lichaam die zenuwen, botten, spieren, pezen en bloed vormen - ze kwamen allemaal voort uit één zygote, die verscheen als gevolg van de fusie van twee enkele gameten.
Metazoan voordeel
Er zijn verschillende grote voordelen van het subkoninkrijk van meercellige organismen, waardoor ze onze planeet domineren.
Omdat de complexe interne structuur het mogelijk maakt om de grootte te vergroten, helpt het ook bij het ontwikkelen van structuren van hogere orde en weefsels met meerdere functies.
Grote organismen hebben de beste verdediging tegen roofdieren. Ze hebben ook een grotere mobiliteit, waardoor ze kunnen migreren naar betere plaatsen om te wonen.
Er is nog een onbetwistbaar voordeel van het meercellige subkoninkrijk. Een gemeenschappelijk kenmerk van al zijn soorten is een vrij lange levensduur. Het cellichaam wordt van alle kanten blootgesteld aan de omgeving en elke beschadiging ervan kan leiden tot de dood van het individu. Een meercellig organisme zal blijven bestaan, zelfs als één cel sterft of beschadigd wordt. DNA-duplicatie is ook een voordeel. De verdeling van deeltjes in het lichaam zorgt voor snellere groei en herstel van beschadigdestoffen.
Tijdens de deling kopieert een nieuwe cel de oude, waardoor je gunstige eigenschappen in de volgende generaties kunt opslaan en in de loop van de tijd kunt verbeteren. Met andere woorden, duplicatie zorgt voor het behoud en de aanpassing van eigenschappen die de overleving of fitheid van een organisme zullen verbeteren, vooral in het dierenrijk, een subrijk van meercellige organismen.
Nadelen van meercellige organismen
Complexe organismen hebben ook nadelen. Ze zijn bijvoorbeeld vatbaar voor verschillende ziekten die voortkomen uit hun complexe biologische samenstelling en functies. In protozoa daarentegen zijn er niet genoeg ontwikkelde orgaansystemen. Dit betekent dat hun risico op gevaarlijke ziekten wordt geminimaliseerd.
Het is belangrijk op te merken dat, in tegenstelling tot meercellige organismen, primitieve individuen het vermogen hebben om zich ongeslachtelijk voort te planten. Dit helpt hen om geen middelen en energie te verspillen aan het vinden van een partner en seksuele activiteiten.
De eenvoudigste organismen hebben ook het vermogen om energie op te nemen door diffusie of osmose. Dit bevrijdt hen van de noodzaak om te bewegen om voedsel te vinden. Bijna alles kan een potentiële voedselbron zijn voor een eencellig wezen.
Gewervelde en ongewervelde dieren
Zonder uitzondering verdeelt de classificatie alle meercellige wezens in het subkoninkrijk in twee soorten: gewervelde dieren (chordaten) en ongewervelde dieren.
Ongewervelde dieren hebben geen solide skelet, terwijl chordaten een goed ontwikkeld inwendig skelet van kraakbeen, bot en een hoog ontwikkeld brein hebben dat wordt beschermd door een schedel. Gewervelde dierenhebben goed ontwikkelde zintuigen, een ademhalingssysteem met kieuwen of longen en een ontwikkeld zenuwstelsel, wat hen verder onderscheidt van hun meer primitieve tegenhangers.
Beide soorten dieren leven in verschillende habitats, maar akkoorden kunnen zich dankzij een ontwikkeld zenuwstelsel aanpassen aan land, zee en lucht. Ongewervelde dieren komen echter ook voor in een breed scala, van bossen en woestijnen tot grotten en modder op de zeebodem.
Tot op heden zijn bijna twee miljoen soorten van het subkoninkrijk van meercellige ongewervelde dieren geïdentificeerd. Deze twee miljoen vormen ongeveer 98% van alle levende wezens, dat wil zeggen, 98 van de 100 soorten organismen die in de wereld leven, zijn ongewervelde dieren. Mensen behoren tot de familie van akkoorden.
Gewervelde dieren worden onderverdeeld in vissen, amfibieën, reptielen, vogels en zoogdieren. Dieren zonder ruggengraat vertegenwoordigen phyla zoals geleedpotigen, stekelhuidigen, wormen, coelenteraten en weekdieren.
Een van de grootste verschillen tussen deze soorten is hun grootte. Ongewervelde dieren zoals insecten of coelenteraten zijn klein en traag omdat ze geen grote lichamen en sterke spieren kunnen ontwikkelen. Er zijn een paar uitzonderingen, zoals de inktvis, die wel 15 meter lang kan worden. Gewervelde dieren hebben een universeel ondersteuningssysteem en kunnen zich daarom sneller ontwikkelen en groter worden dan ongewervelde dieren.
Chordates hebben ook een sterk ontwikkeld zenuwstelsel. Met behulp van een gespecialiseerde verbinding tussen zenuwvezels kunnen ze zeer snel reageren op veranderingen in hun omgeving, waardoor zeeen duidelijk voordeel.
Vergeleken met gewervelde dieren gebruiken de meeste dieren zonder ruggengraat een eenvoudig zenuwstelsel en gedragen ze zich bijna volledig instinctief. Dit systeem werkt meestal goed, hoewel deze wezens vaak niet in staat zijn om van hun fouten te leren. De uitzonderingen zijn octopussen en hun naaste verwanten, die worden beschouwd als een van de meest intelligente dieren in de wereld van ongewervelde dieren.
Alle akkoorden hebben, zoals we weten, een ruggengraat. Een kenmerk van het subrijk van meercellige ongewervelde dieren is echter de gelijkenis met hun verwanten. Het ligt in het feit dat gewervelde dieren in een bepaalde levensfase ook een flexibele steunstaaf hebben, het notochord, dat later de ruggengraat wordt. Het eerste leven ontwikkelde zich als enkele cellen in water. Ongewervelde dieren waren de eerste schakel in de evolutie van andere organismen. Hun geleidelijke veranderingen leidden tot de opkomst van complexe wezens met een goed ontwikkeld skelet.
Coeliakiepatiënten
Tegenwoordig zijn er ongeveer elfduizend soorten coelenteraten. Dit zijn een van de oudste complexe dieren die op aarde zijn verschenen. De kleinste van de coelenteraten kan niet worden gezien zonder een microscoop, en de grootste bekende kwal heeft een diameter van 2,5 meter.
Dus laten we het subrijk van meercellige organismen, het darmtype, eens nader bekijken. De beschrijving van de belangrijkste kenmerken van habitats kan worden bepaald door de aanwezigheid van een aquatisch of marien milieu. Ze leven alleen of in kolonies die kunnenvrij bewegen of op één plek wonen.
De lichaamsvorm van coelenteraten wordt een "zak" genoemd. De mond sluit aan op een blinde zak die de "gastrovasculaire holte" wordt genoemd. Deze zak functioneert in het proces van vertering, gasuitwisseling en fungeert als een hydrostatisch skelet. De enkele opening dient zowel als mond als anus. Tentakels zijn lange, holle structuren die worden gebruikt om voedsel te verplaatsen en te vangen. Alle coelenterates hebben tentakels bedekt met zuignappen. Ze zijn uitgerust met speciale cellen - nemocysten, die gifstoffen in hun prooi kunnen injecteren. Suckers laten ook toe om grote prooien te vangen, die dieren in hun mond stoppen door hun tentakels in te trekken. Nematocysten zijn verantwoordelijk voor de brandwonden die sommige kwallen mensen toebrengen.
Dieren van het subkoninkrijk zijn meercellig, zoals coelenteraten, hebben zowel intracellulaire als extracellulaire spijsvertering. Ademhaling vindt plaats door eenvoudige diffusie. Ze hebben een netwerk van zenuwen die zich door het hele lichaam uitstrekken.
Veel vormen vertonen polymorfisme, dat wil zeggen, een verscheidenheid aan genen waarin verschillende soorten wezens in de kolonie aanwezig zijn voor verschillende functies. Deze individuen worden zooiden genoemd. Voortplanting kan willekeurig (extern ontluikend) of seksueel (vorming van gameten) worden genoemd.
Kwalen produceren bijvoorbeeld eieren en sperma en laten ze vervolgens los in het water. Wanneer een ei wordt bevrucht, ontwikkelt het zich tot een vrijzwemmende, trilhaarlarve die een planla wordt genoemd.
Typische voorbeelden van het sub-koninkrijk Meercellige type coelenteraten zijn hydra's,obelia, Portugese boot, zeilboot, aurelia-kwal, hoofdkwal, zeeanemonen, koralen, zeepen, gorgonen, enz.
Planten
In het onderkoninkrijk Meercellige planten zijn eukaryote organismen die zich kunnen voeden met fotosynthese. Algen werden oorspronkelijk als planten beschouwd, maar nu worden ze geclassificeerd als protisten, een speciale groep die is uitgesloten van alle bekende soorten. De moderne definitie van planten verwijst naar organismen die voornamelijk op het land (en soms in water) leven.
Een ander onderscheidend kenmerk van planten is het groene pigment - chlorofyl. Het wordt gebruikt om zonne-energie te absorberen tijdens fotosynthese.
Elke plant heeft haploïde en diploïde fasen die de levenscyclus kenmerken. Het wordt generatiewisseling genoemd omdat alle fasen erin meercellig zijn.
Alternatieve generaties zijn de sporofytengeneratie en de gametofytengeneratie. In de gametofytenfase worden gameten gevormd. De haploïde gameten versmelten tot een zygote, een diploïde cel genoemd omdat deze een complete set chromosomen heeft. Van daaruit groeien diploïde individuen van de sporofytengeneratie.
Sporophytes doorlopen een fase van meiose (deling) en vormen haploïde sporen.
Dus, het meercellige sub-koninkrijk kan in het kort worden omschreven als de belangrijkste groep levende wezens die de aarde bewonen. Deze omvatten iedereen die een aantal cellen heeft, verschillend in structuur en functie en gecombineerd tot een enkeleorganisme. De eenvoudigste meercellige organismen zijn coelenteraten en het meest complexe en ontwikkelde dier op aarde is de mens.
