אורגניזמים רב-תאיים: מאפיינים, פונקציות ודוגמאות - ביולוגיה - 2025

אורגניזם רב - תאי הוא יצור חי המורכב מתאים מרובים. לעתים קרובות משתמשים במונח רב-תאי. היצורים האורגניים המקיפים אותנו, ושאנו יכולים להתבונן בעין בלתי מזוינת, הם רב-תאיים.

המאפיין הבולט ביותר של קבוצת אורגניזמים זו הוא רמת הארגון המבני שיש ברשותם. תאים נוטים להתמחות לביצוע פונקציות מאוד ספציפיות ומקובצים לרקמות. ככל שאנו מתגברים במורכבות, רקמות יוצרות איברים, ואיברים יוצרים מערכות.

בעלי חיים הם יצורים רב-תאיים. מקור: pixabay.com

הרעיון מנוגד לזה של אורגניזמים חד-תאיים, המורכבים מתא יחיד. לקבוצה זו שייכים חיידקים, ארקאהאה, פרוטוזואה, בין היתר. בקבוצה גדולה זו, על אורגניזמים לדחוס את כל הפונקציות הבסיסיות לחיים (תזונה, רבייה, חילוף חומרים וכו ') בתא יחיד.

מקור ואבולוציה

ריבוי תאים התפתח בשושלות שונות של איקריוטות, מה שהוביל למראה של צמחים, פטריות ובעלי חיים. על פי העדויות, ציאנובקטריה רב-תאית התעוררה בשלב מוקדם של האבולוציה, ובהמשך הופיעו צורות רב-תאיות אחרות, באופן עצמאי, בשושלות אבולוציוניות שונות.

כפי שניכר, המעבר מיישות חד-תאית לישות רב-תאית התרחש בשלב מוקדם של האבולוציה ושוב ושוב. מסיבות אלה, הגיוני להניח כי רב-תאיות מייצגת יתרונות סלקטיביים חזקים עבור יצורים אורגניים. בהמשך יידונו בפירוט היתרונות של להיות רב תאיים.

כנראה היו כמה הנחות תיאורטיות כדי להשיג תופעה זו: הידבקויות בין תאים שכנים, תקשורת, שיתוף פעולה והתמחות ביניהם.

מבשרי אורגניזמים רב-תאיים

ההערכה היא כי אורגניזמים רב-תאיים התפתחו מאבותיהם החד-תאיים לפני כ- 1.7 מיליארד שנה. באירוע אבותי זה יצרו כמה אורגניזמים אקוגרטיים חד-תאיים מין של אגרגטים רב-תאיים הנראה כמעבר אבולוציוני מארגניזמים של תא לתאים רב-תאיים.

כיום אנו רואים אורגניזמים חיים המציגים דפוס מקבץ כזה. לדוגמה, אצות ירוקות מהסוג וולווקס מקשרות עם בני גילן ליצירת מושבה. נהוג לחשוב שקודם היה קודם הדומה לוולווקס שמקורו במפעלים של ימינו.

עלייה בהתמחות של כל תא עשויה להביא את המושבה להיות אורגניזם רב-תאי. עם זאת, ניתן להחיל השקפה נוספת כדי להסביר את מקורם של אורגניזמים חד-תאיים. כדי להסביר את שתי הדרכים, נשתמש בשתי דוגמאות מהמינים הנוכחיים.

הר העמים

קבוצה זו של אורגניזמים מורכבת מתצורות תאים. לדוגמה, אורגניזם של הסוג גוניום מורכב מ"צלחת "שטוחה של בערך 4 עד 16 תאים, כל אחד מהם עם סמל השטח שלו. הסוג פנדורינה מצידו הוא תחום של 16 תאים. כך אנו מוצאים מספר דוגמאות בהן מספר התאים גדל.

יש ז'אנרים המציגים דפוס מבדיל מעניין: לכל תא במושבה יש "תפקיד", ממש כמו שיש באורגניזם. באופן ספציפי, תאים סומטיים מתחלקים מתאים מיניים.

דיקטיוסטליום

דוגמא נוספת לסידורים רב-תאיים באורגניזמים חד-תאיים נמצאת בסוג דיקטיוסטליום. מחזור החיים של אורגניזם זה כולל שלב מיני ומין לא מיני.

במהלך המחזור הלא מיני, אמבה בודדת מתפתחת על יומני ריקבון, ניזונה מחיידקים, ומתרבה באמצעות ביקוע בינארי. בתקופות של מחסור במזון, מספר לא מבוטל של אמבות אלו מתלכדות לגוף רזה המסוגל לנוע בסביבה חשוכה ולחה.

שתי הדוגמאות למינים חיים יכולות להיות אינדיקציה אפשרית לאיך התחילה ריבוי תאים בימי קדם.

יתרונות להיות רב תאיים

עדר פילים בסרנגטי

תאים הם יחידת החיים הבסיסית, ואורגניזמים גדולים יותר מופיעים לרוב כאגרגטים של יחידות אלה ולא כתא אחד הגדל בגודלם.

נכון שהטבע התנסה בצורות חד-תאיות גדולות יחסית, כמו אצות חד-תאיות, אך מקרים אלה נדירים ומדי פעם.

אורגניזמים תאיים הצליחו בהיסטוריה האבולוציונית של היצורים החיים. הם מייצגים יותר ממחצית המסה הכוללת של אורגניזמים חיים, והתיישבו בהצלחה בסביבות הקיצוניות ביותר. עם זאת, מהם היתרונות של גוף רב תאי?

שטח אופטימלי

מדוע אורגניזם גדול המורכב מתאים קטנים טוב יותר מתא גדול? התשובה לשאלה זו קשורה לשטח הפנים.

משטח התא חייב להיות מסוגל לתווך את החלפת המולקולות מפנים התא לסביבה החיצונית. על ידי חלוקת מסת התא ליחידות קטנות, שטח הפנים הזמין לפעילות מטבולית גדל.

אי אפשר לשמור על יחס אופטימאלי בין פנים למסה פשוט על ידי הגדלת גודל תא בודד. מסיבה זו ריבוי תאי הוא תכונה אדפטיבית המאפשרת לאורגניזמים להתגבר בגודלם.

התמחות

מנקודת מבט ביוכימית, אורגניזמים חד-תאיים רבים הם תכליתי ומסוגלים לסנתז כמעט כל מולקולה החל מחומרים מזינים פשוטים מאוד.

לעומת זאת, התאים של אורגניזם רב-תאי מתמחים למספר פונקציות, ואורגניזמים אלה מראים דרגה גבוהה יותר של מורכבות. התמחות כזו מאפשרת לפונקציה להתרחש בצורה יעילה יותר - לעומת תא שחייב לבצע את כל הפונקציות החיוניות הבסיסיות.

יתר על כן, אם "חלק" מהאורגניזם מושפע - או מת - זה לא מתורגם למותו של כל האדם.

מושבת נישות

אורגניזמים רב-תאיים מותאמים טוב יותר לחיים בסביבות מסוימות שיהיו בלתי נגישות לחלוטין לצורות חד-תאיות.

מערך העיבודים יוצא הדופן ביותר כולל את אלה שאפשרו את ההתיישבות של הארץ. בעוד שאורגניזמים חד-תאיים חיים בעיקר בסביבות מימיות, צורות רב-תאיות הצליחו ליישב את הארץ, האוויר והאוקיאנוסים.

מגוון

אחת התוצאות של להיות מורכבת ביותר מתא אחד היא האפשרות להציג את עצמן ב"צורות "או מורפולוגיות שונות. מסיבה זו, רב-תאיות מתורגמת למגוון גדול יותר של יצורים אורגניים.

בקבוצה זו של יצורים חיים אנו מוצאים מיליוני צורות, מערכות איברים מיוחדות ודפוסי התנהגות. המגוון הנרחב הזה מגדיל את סוגי הסביבות שאורגניזמים מסוגלים לנצל.

קח את המקרה של פרוקי הרגליים. קבוצה זו מציגה מגוון עצום של צורות, שהצליחו ליישב כמעט את כל הסביבות.

מאפיינים

חיפושיות הן יצורים עם מיליוני תאים. מקור: flickr.com

אִרגוּן

אורגניזמים רב-תאיים מאופיינים בעיקר על ידי הצגת ארגון היררכי של היסודות המבניים שלהם. בנוסף, יש להם התפתחות עוברית, מחזורי חיים ותהליכים פיזיולוגיים מורכבים.

באופן זה, חומר חי מציג רמות שונות של ארגון כאשר כאשר עולה מדרגה אחת לרמה אחרת אנו מוצאים משהו שונה מבחינה איכותית ויש לו תכונות שלא היו קיימות ברמה הקודמת. הרמות הגבוהות יותר של הארגון מכילות את כל התחתונות. לפיכך, כל רמה היא מרכיב בסדר גבוה יותר.

בידול תאים

סוגי התאים המרכיבים יצורים רב-תאיים שונים זה מזה מכיוון שהם מסנתזים וצוברים סוגים שונים של RNA ומולקולות חלבון.

הם עושים זאת מבלי לשנות את החומר הגנטי, כלומר את רצף ה- DNA. לא משנה כמה שני תאים שונים נמצאים באותו יחיד, יש להם אותו DNA.

תופעה זו הוכחה הודות לסדרת ניסויים קלאסיים בהם גרעין תא מפותח של צפרדע מוזרק לביצית אשר הגרעין שלה הוסר. הגרעין החדש מסוגל לכוון את תהליך הפיתוח והתוצאה היא ראש-ראש רגיל.

ניסויים דומים בוצעו באורגניזמים מהצומח וביונקים, תוך קבלת אותן מסקנות.

אצל בני אדם, למשל, אנו מוצאים למעלה מ- 200 סוגים של תאים, עם מאפיינים ייחודיים מבחינת מבנהם, תפקודם ומטבוליזםם. כל התאים הללו נגזרים מתא אחד, לאחר ההפריה.

היווצרות רקמות

אורגניזמים רב-תאיים מורכבים מתאים, אך אלה אינם מקובצים באופן אקראי ליצירת מסה הומוגנית. נהפוך הוא, תאים נוטים להתמחות, כלומר הם ממלאים תפקיד ספציפי בתוך אורגניזמים.

תאים הדומים זה לזה מקובצים יחד ברמת מורכבות גבוהה יותר הנקראת רקמות. תאים מוחזקים יחד על ידי חלבונים מיוחדים וצמתים תאים היוצרים קשרים בין הציטופלסמות של התאים הסמוכים.

רקמות בבעלי חיים

בבעלי החיים המורכבים יותר אנו מוצאים סדרה של רקמות המסווגות לפי התפקוד שהם ממלאים והמורפולוגיה התאית של מרכיביהם ב: רקמת שרירים, אפיתל, חיבור או חיבור ועצב עצבים.

רקמת שריר מורכבת מתאים מתכווצים שמצליחים להפוך אנרגיה כימית לאנרגיה מכנית וקשורים לתפקודי ניידות. הם מסווגים לשרירי שלד, חלק ולב.

רקמת האפיתל אחראית לרירית האיברים והחללים. הם גם חלק מהפרנצימה של איברים רבים.

רקמת חיבור היא הסוג ההטרוגני ביותר, ותפקידה העיקרי הוא לכידות הרקמות השונות המרכיבות את האיברים.

לבסוף, רקמת העצבים אחראית על הערכת הגירויים הפנימיים או החיצוניים שהגוף מקבל ותרגומם לדחף עצבי.

לרוב מטאזואנים מסודרים את הרקמות שלהם בצורה דומה. עם זאת, ספוגים בים או בנקבוניים - הנחשבים לבעלי החיים התאים התאים הפשוטים ביותר - הם בעלי תכנית מאוד מסוימת.

גוף ספוג הוא קבוצה של תאים המשובצים במטריקס חוץ תאי. התמיכה מגיעה מסדרה של דביקים וחלבונים זעירים (כמו מחט).

רקמות בצמחים

בצמחים, התאים מקובצים לרקמות הממלאות תפקיד ספציפי. יש להם את המוזרויות שיש רק סוג אחד של רקמות בהן התאים יכולים להתחלק באופן פעיל, וזו רקמה meristematic. שאר הרקמות נקראות מבוגרים, והם איבדו את היכולת להתחלק.

הם מסווגים כבדי מגן, שכפי ששמם מרמז, הם האחראים להגנה על הגוף מפני התייבשות ומכל בלאי מכני. זה מסווג לרקמה אפידרמלית וסוברית.

הרקמות היסודיות או הפרנצ'מה מהווים את מרבית גוף האורגניזם הצמחי וממלאים את פנים הרקמות. בקבוצה זו אנו מוצאים את הפרנצ'מה המטמיעה, עשירה בכלורופלסטים; לפרנצימה השמורה, האופיינית לפירות, לשורשים ולגבעולים ולהולכה של מלחים, מים ומיץ מורכב.

היווצרות איברים

ברמת מורכבות גבוהה יותר אנו מוצאים את האיברים. סוג אחד או יותר של רקמות קשורים להוליד איבר. למשל, לב וכבד של בעלי חיים; ועלים וגבעולים של צמחים.

הדרכת מערכות

ברמה הבאה יש לנו קיבוץ איברים. מבנים אלה מקובצים למערכות כדי לתזמר פונקציות ספציפיות ולעבוד בצורה מתואמת. בין מערכות האיברים הידועות ביותר שיש לנו מערכת העיכול, מערכת העצבים ומערכת הדם.

היווצרות האורגניזם

על ידי קיבוץ מערכות האיברים יחד, אנו מקבלים אורגניזם בדיד ועצמאי. קבוצות האיברים מסוגלים לבצע את כל התפקודים החיוניים, הצמיחה וההתפתחות כדי לשמור על האורגניזם בחיים

פונקציות חיוניות

תפקידם החיוני של יצורים אורגניים כולל תהליכי תזונה, אינטראקציה ורבייה. אורגניזמים רב-תאיים מראים תהליכים הטרוגניים מאוד במסגרת תפקודיהם החיוניים.

מבחינת התזונה, אנו יכולים לחלק דברים חיים לאוטרופרים והטרוטרופים. צמחים הם אוטוטרופיים, מכיוון שהם יכולים להשיג מזון משלהם באמצעות פוטוסינתזה. בעלי חיים ופטריות, בינתיים, חייבים להשיג באופן פעיל את המזון שלהם, ולכן הם הטרוטרופים.

גם הרבייה מגוונת מאוד. בצמחים ובעלי חיים ישנם מינים המסוגלים להתרבות בצורה מינית או א-מינית, או להציג את שניהם של צורת רבייה.

דוגמאות

מדוזות ירח. (אורליה אוריטה). מחבר: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

האורגניזמים הרב-תאיים הבולטים הם צמחים ובעלי חיים. כל יצור חי שאנו מתבוננים בעין בלתי מזוינת (מבלי להשתמש במיקרוסקופ) הם אורגניזמים רב-תאיים.

יונק, מדוזה של ים, חרק, עץ, קקטוס, כולם דוגמאות ליצורים רב-תאיים.

בקבוצת הפטריות ישנם גם גרסאות רב-תאיות, כמו הפטריות בהן אנו משתמשים לעתים קרובות במטבח.

הפניות

1. קופר, GM ו- Hausman, RE (2004). התא: גישה מולקולרית. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). מקורם של אורגניזמים רב-תאיים כתוצאה בלתי נמנעת של מערכות דינמיות. הרשומה האנטומית: פרסום רשמי של איגוד האנטומיסטים האמריקני, 268 (3), 327-342.
3. גילברט SF (2000). ביולוגיה התפתחותית. מקורבי סינאור.
4. קייזר, ד (2001). בניית אורגניזם רב-תאי. סקירה שנתית של גנטיקה, 35 (1), 103-123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). ביולוגיה מולקולרית של התא. איש חופשי.
6. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., & Nedelcu, AM (2006). האבולוציה בתולדות החיים ומקור רב-תאיות. כתב העת לביולוגיה תיאורטית, 239 (2), 257-272.
7. רוסלנברוך, ב '(2014). על מקור האוטונומיה: מבט חדש על המעברים העיקריים באבולוציה. ספרינגר מדע ומדיה עסקית.