Барлық тірі организмдер көпжасушалы және біржасушалы тіршілік иелерінің қосалқы патшалығына бөлінеді. Соңғылары бір жасуша болып табылады және қарапайымға жатады, ал өсімдіктер мен жануарлар ғасырлар бойы күрделі ұйым қалыптасқан құрылымдар. Жасушалардың саны жеке адамның қандай сортқа жататынына байланысты өзгереді. Олардың көпшілігі өте кішкентай, сондықтан оларды тек микроскоппен көруге болады. Жасушалар Жерде шамамен 3,5 миллиард жыл бұрын пайда болды.
Біздің заманда тірі организмдермен жүретін барлық процестерді биология зерттейді. Дәл осы ғылым көпжасушалы және біржасушалылардың қосалқы патшалығымен айналысады.
Бір жасушалы организмдер
Біржасушалылық организмде барлық өмірлік маңызды функцияларды орындайтын бір жасушаның болуымен анықталады. Әйгілі амеба мен кірпікшелі аяқ киім қарабайыр және сонымен бірге тіршіліктің ең көне формалары,осы түрдің өкілдері болып табылады. Олар жер бетінде өмір сүрген алғашқы тіршілік иелері болды. Бұған спорозоандар, саркодтар және бактериялар сияқты топтар да кіреді. Олардың барлығы кішкентай және негізінен көзге көрінбейді. Олар әдетте екі жалпы санатқа бөлінеді: прокариоттық және эукариоттық.
Прокариоттар кейбір түрлердің қарапайымдылары немесе саңырауқұлақтарымен ұсынылған. Олардың кейбіреулері колонияларда тұрады, онда барлық даралар бірдей. Тіршіліктің бүкіл процесі әрбір жеке жасушада оның аман қалуы үшін жүзеге асады.
Прокариоттық организмдерде мембранамен байланысқан ядролар мен жасуша органеллалары болмайды. Бұл әдетте бактериялар мен цианобактериялар, мысалы E. coli, salmonella, nostocs, т.б.
Эукариоттар тіршілік ету үшін бір-біріне тәуелді жасушалар қатарынан тұрады. Олардың мембраналар арқылы бөлінген ядросы және басқа органеллалары бар. Олар негізінен су паразиттері немесе саңырауқұлақтар мен балдырлар.
Бұл топтардың барлық өкілдері өлшемдері бойынша ерекшеленеді. Ең кішкентай бактерияның ұзындығы небәрі 300 нанометр. Біржасушалы организмдерде әдетте қозғалысқа қатысатын арнайы жгутика немесе кірпікшелер болады. Олардың айқын негізгі белгілері бар қарапайым денесі бар. Тамақтану, әдетте, тағамның сіңу (фагоцитоз) процесінде жүреді және жасушаның арнайы органоидтарында сақталады.
Бір жасушалылар миллиардтаған жылдар бойы Жердегі тіршілік формасына үстемдік етті. Дегенмен, ең қарапайым адамдардан күрделірек адамдарға эволюция биологиялық дамыған қарым-қатынастардың пайда болуына әкелгендіктен бүкіл ландшафтты өзгертті. Сонымен қатар, жаңа түрлердің пайда болуы қалыптасуына әкелдіәртүрлі экологиялық әсерлері бар жаңа орта.
Көпжасушалы организмдер
Көпжасушалы субпатшалықтың негізгі сипаттамасы – бір дарада жасушалардың көп болуы. Олар бір-біріне бекітіледі, осылайша көптеген туынды бөліктерден тұратын мүлде жаңа ұйымды құрады. Олардың көпшілігін арнайы құралдарсыз көруге болады. Бір тордан өсімдіктер, балықтар, құстар, жануарлар шығады. Көп жасушалы қосалқы патшалыққа кіретін барлық тіршілік иелері екі қарама-қарсы гаметадан түзілген эмбриондардан жаңа дараларды жаңартады.
Компоненттердің көп санымен анықталатын жеке адамның немесе тұтас организмнің кез келген бөлігі күрделі, жоғары дамыған құрылым болып табылады. Көпжасушалы организмдердің қосалқы патшалығында жіктеу жеке бөлшектердің әрқайсысы өз міндетін атқаратын функцияларды нақты ажыратады. Олар өмірлік маңызды процестерге қатысады, осылайша бүкіл ағзаның тіршілігін қолдайды.
Субкорольдік Көпжасушалы латын тіліндегі Metazoa сияқты естіледі. Күрделі ағзаны қалыптастыру үшін жасушаларды анықтау және басқаларға бекіту керек. Тек он шақты қарапайымдыларды жеке көзбен көруге болады. Қалған екі миллионға жуық көрінетін даралар көп жасушалы.
Көп жасушалы жануарлар колониялар, жіпшелер немесе агрегациялар түзу арқылы даралардың бірігуі арқылы жасалады. Көп жасушалылар Volvox және кейбір жалауша жасылдары сияқты дербес дамыдыбалдырлар.
Көпжасушалы субпатшалықтың, яғни оның ерте қарабайыр түрлерінің белгісі сүйектердің, қабықтардың және дененің басқа қатты бөліктерінің болмауы болды. Сондықтан олардың ізі күні бүгінге дейін сақталмаған. Ерекшеліктер - бұл теңіздер мен мұхиттарда әлі де өмір сүретін губкалар. Мүмкін олардың қалдықтары Grypania spiralis сияқты кейбір көне жыныстарда кездеседі, олардың қазбалары ерте протерозой дәуіріне жататын қара тақтатастың ең көне қабаттарынан табылған.
Төмендегі кестеде көп жасушалы қосалқы патшалық өзінің барлық алуандығымен берілген.
Күрделі қатынастар қарапайымдылардың эволюциясы және жасушалардың топтарға бөлініп, ұлпалар мен мүшелерді ұйымдастыру қабілетінің пайда болуы нәтижесінде пайда болды. Біржасушалы организмдердің даму механизмдерін түсіндіретін көптеген теориялар бар.
Пайдалану теориялары
Бүгінде көп жасушалы субпатшалықтың пайда болуының үш негізгі теориясы бар. Егжей-тегжейге бармас үшін синцитиалдық теорияның қысқаша мазмұнын бірнеше сөзбен сипаттауға болады. Оның мәні мынада: жасушаларында бірнеше ядросы бар қарабайыр организм ақырында олардың әрқайсысын ішкі қабықшамен ажырата алады. Мысалы, бірнеше ядролардың құрамында зең саңырауқұлақтары, сондай-ақ бұл теорияны растайтын кірпікшелі аяқ киім бар. Бірақ ғылым үшін бірнеше ядролардың болуы жеткіліксіз. Олардың көптігі теориясын растау үшін қарапайым эукариоттың жақсы дамыған жануарына визуалды түрлендіру қажет.
Колония теориясы бір түрдегі әртүрлі организмдерден тұратын симбиоз олардың өзгеруіне және одан да кемелірек тіршілік иелерінің пайда болуына әкелді дейді. Геккель бұл теорияны 1874 жылы ұсынған алғашқы ғалым. Ұйымдастырудың күрделілігі жасушалардың бөліну кезінде бөлініп кетпей, бірге қалуынан туындайды. Бұл теорияның мысалдарын эвдорина немесе вольвакс деп аталатын жасыл балдырлар сияқты қарапайым метазоандардан көруге болады. Олар түрге байланысты 50 000 жасушаға дейін болатын колониялар құрайды.
Колония теориясы бір түрдегі әртүрлі организмдердің қосылуын ұсынады. Бұл теорияның артықшылығы мынада, азық-түлік тапшылығы кезінде амебалар жаңа орынға бірлік ретінде қозғалатын колонияға шоғырланатыны байқалды. Бұл амебалардың кейбірі сәл өзгеше.
Симбиоз теориясы көп жасушалы кіші патшалықтағы алғашқы тіршілік әртүрлі тапсырмаларды орындайтын бір-біріне ұқсамайтын қарабайыр тіршілік иелерінің бірлестігінің арқасында пайда болды деп болжайды. Мұндай қарым-қатынастар, мысалы, сайқымазақ балықтары мен актиниялар немесе джунглидегі ағаштарды паразит ететін жүзім бұталары арасында болады.
Алайда, бұл теорияның проблемасы әртүрлі жеке тұлғалардың ДНҚ-сын бір геномға қалай қосуға болатыны белгісіз.
Мысалы, митохондриялар мен хлоропласттар эндосимбионттар (ағзадағы ағзалар) бола алады. Бұл өте сирек кездеседі, тіпті сонда да эндосимбионттардың геномдары өзара айырмашылықтарды сақтайды. Олар хост түрінің митозы кезінде ДНҚ-сын бөлек синхрондайды.
Екі немесе үш симбиотикалықҚыналарды құрайтын даралар, өмір сүру үшін бір-біріне тәуелді болса да, бөлек көбейіп, қайта қосылып, біртұтас ағзаны құруы керек.
Көп жасушалы субпатшалықтың пайда болуын қарастыратын басқа теориялар:
- GK-PID теориясы. Шамамен 800 миллион жыл бұрын GK-PID деп аталатын бір молекуладағы шамалы генетикалық өзгеріс индивидтердің бір жасушадан күрделі құрылымға өтуіне мүмкіндік берген болуы мүмкін.
- Вирустардың рөлі. Жақында вирустардан алынған гендер ұлпалардың, мүшелердің бөлінуінде, тіпті жыныстық көбеюде, жұмыртқа мен сперматозоидтардың қосылуында шешуші рөл атқаратыны белгілі болды. Алғашқы синцитин-1 ақуызы табылды, ол вирустан адамға беріледі. Ол плацента мен миды бөлетін жасушааралық мембраналарда кездеседі. Екінші ақуыз 2007 жылы анықталып, EFF1 деп аталды. Ол нематодты дөңгелек құрттардың терісін қалыптастыруға көмектеседі және бүкіл FF протеиндік отбасының бөлігі болып табылады. Париждегі Пастер институтындағы доктор Феликс Рей EFF1 құрылымының 3D макетін жасап, оның бөлшектерді біріктіретінін көрсетті. Бұл тәжірибе ең кішкентай бөлшектердің молекулаларға белгілі бірігуінің барлығы вирустық екенін растайды. Ол сондай-ақ вирустардың ішкі құрылымдардың байланысы үшін маңызды екенін және оларсыз көп жасушалы губка түріндегі субпатшалықтың колониясын құру мүмкін емес еді деп болжайды.
Бұл теориялардың барлығы, атақты ғалымдар ұсынып отырған көптеген басқалар сияқты, өте қызықты. Алайда олардың ешқайсысы нақты және анық жауап бере алмайдыдеген сұраққа: Жер бетінде пайда болған бір жасушадан мұндай алуан түрлер қалай пайда болды? Немесе: неліктен жалғызбасты адамдар бірігіп, бірге өмір сүре бастады?
Мүмкін бірнеше жыл өтеді және жаңа ашылымдар осы сұрақтардың әрқайсысына жауап бере алады.
Ағзалар мен тіндер
Күрделі ағзалардың қорғаныс, қан айналымы, ас қорыту, тыныс алу және жыныстық көбею сияқты биологиялық қызметтері бар. Оларды тері, жүрек, асқазан, өкпе және ұрпақты болу жүйесі сияқты белгілі бір органдар орындайды. Олар белгілі бір тапсырмаларды орындау үшін бірге жұмыс істейтін көптеген түрлі ұяшықтардан тұрады.
Мысалы, жүрек бұлшықетінде митохондриялар көп. Олар аденозинтрифосфат шығарады, соның арқасында қан қан айналымы жүйесі арқылы үздіксіз қозғалады. Тері жасушаларында, керісінше, митохондриялар аз. Оның орнына оларда тығыз ақуыздар бар және жұмсақ ішкі тіндерді зақымданудан және сыртқы факторлардан қорғайтын кератин шығарады.
Көшіру
Барлық қарапайымдылар жыныссыз жолмен көбейгенімен, көп жасушалы қосалқы патшалықтың көпшілігі жыныстық көбеюді қалайды. Адамдар, мысалы, жұмыртқа мен сперматозоид деп аталатын екі жалғыз жасушаның қосылуынан жасалған күрделі құрылым. Бір жұмыртқа жасушасының сперматозоидтың гаметасымен (гаметалар – бір хромосома жиынтығы бар арнайы жыныс жасушалары) қосылуы зиготаның түзілуіне әкеледі.
Зиготада генетикалық материал барсперматозоидтар мен жұмыртқалар. Оның бөлінуі мүлдем жаңа, жеке организмнің дамуына әкеледі. Жасушаның дамуы мен бөлінуі кезінде гендерде белгіленген бағдарлама бойынша олар топтарға бөліне бастайды. Бұл олардың бір-біріне генетикалық ұқсастығына қарамастан, мүлде басқа функцияларды орындауға мүмкіндік береді.
Осылайша, жүйкелерді, сүйектерді, бұлшықеттерді, сіңірлерді, қанды құрайтын дененің барлық мүшелері мен тіндері - олардың барлығы екі жалғыз гаметаның қосылуы нәтижесінде пайда болған бір зиготадан пайда болды.
Метазоан артықшылығы
Көпжасушалы организмдердің қосалқы патшалығының бірнеше негізгі артықшылықтары бар, соның арқасында олар біздің планетада үстемдік етеді.
Күрделі ішкі құрылым өлшемді үлкейтуге мүмкіндік беретіндіктен, ол сонымен қатар жоғары дәрежелі құрылымдар мен бірнеше функциялары бар тіндерді дамытуға көмектеседі.
Ірі организмдердің жыртқыштардан ең жақсы қорғанысы бар. Сондай-ақ олардың мобильділігі жоғары, бұл оларға тұру үшін жақсы жерлерге көшуге мүмкіндік береді.
Көп жасушалы қосалқы патшалықтың тағы бір даусыз артықшылығы бар. Оның барлық түрлерінің жалпы сипаттамасы - бұл өте ұзақ өмір сүру. Жасуша денесі барлық жағынан қоршаған ортаның әсеріне ұшырайды және оның кез келген зақымдануы жеке адамның өліміне әкелуі мүмкін. Көп жасушалы организм бір жасуша өлсе немесе зақымдалса да өмір сүре береді. ДНҚ-ның қайталануы да артықшылық болып табылады. Денедегі бөлшектердің бөлінуі зақымдалған заттардың тез өсуіне және қалпына келуіне мүмкіндік бередіматалар.
Бөліну кезінде жаңа ұяшық ескісін көшіреді, бұл келесі ұрпақтарда қолайлы мүмкіндіктерді сақтауға, сондай-ақ оларды уақыт өте келе жақсартуға мүмкіндік береді. Басқаша айтқанда, қайталану организмнің өмір сүруін немесе жарамдылығын арттыруға мүмкіндік беретін белгілерді сақтауға және бейімдеуге мүмкіндік береді, әсіресе жануарлар әлемінде, көп жасушалы организмдердің қосалқы патшалығында.
Көп жасушалы организмдердің кемшіліктері
Күрделі ағзалардың да кемшіліктері бар. Мысалы, олар күрделі биологиялық құрамы мен қызметтерінен туындайтын әртүрлі ауруларға бейім. Қарапайымдыларда, керісінше, жетілген орган жүйелері жеткіліксіз. Бұл олардың қауіпті ауруларға шалдығу қаупі барынша азайтылғанын білдіреді.
Көп жасушалы организмдерден айырмашылығы, қарабайыр даралардың жыныссыз жолмен көбею қабілеті бар екенін ескерген жөн. Бұл оларға серіктес іздеуге және сексуалдық әрекеттерге ресурстар мен күш жұмсамауға көмектеседі.
Ең қарапайым организмдердің де диффузия немесе осмос арқылы энергияны қабылдау мүмкіндігі бар. Бұл оларды тамақ табу үшін қозғалу қажеттілігінен босатады. Кез келген дерлік бір жасушалы тіршілік иесі үшін әлеуетті тағам көзі болуы мүмкін.
Омыртқалылар мен омыртқасыздар
Ерекшесіз, жіктеу қосалқы патшалыққа кіретін барлық көпжасушалы тіршілік иелерін екі түрге бөледі: омыртқалылар (хордалылар) және омыртқасыздар.
Омыртқасыздарда тұтас қаңқа болмайды, ал хордалыларда жақсы дамыған шеміршек, сүйек және бас сүйегімен қорғалған миы жоғары дамыған ішкі қаңқасы болады. Омыртқалыларжақсы дамыған сезім мүшелері, желбезектері немесе өкпелері бар тыныс алу жүйесі және дамыған жүйке жүйесі бар, бұл оларды қарапайым аналогтардан ерекшелендіреді.
Жануарлардың екі түрі де әр түрлі мекендейді, бірақ хордалар дамыған жүйке жүйесінің арқасында құрлыққа, теңізге және ауаға бейімделе алады. Дегенмен омыртқасыздар ормандар мен шөлдерден бастап үңгірлер мен теңіз түбіндегі балшықтарға дейін кең ауқымда кездеседі.
Бүгінгі күнге дейін көп жасушалы омыртқасыздардың қосалқы патшалығының екі миллионға жуық түрі анықталған. Бұл екі миллион барлық тіршілік иелерінің шамамен 98% құрайды, яғни дүние жүзінде тіршілік ететін организмдердің 100 түрінің 98-і омыртқасыздар. Адамдар хордалар тұқымдасына жатады.
Омыртқалылар балықтар, қосмекенділер, бауырымен жорғалаушылар, құстар және сүтқоректілерге бөлінеді. Омыртқасыз жануарлар буынаяқтылар, эхинодермалар, құрттар, целентераттар және моллюскалар сияқты филаларды білдіреді.
Бұл түрлер арасындағы ең үлкен айырмашылықтардың бірі - олардың өлшемі. Жәндіктер немесе целентераттар сияқты омыртқасыздар кішкентай және баяу, өйткені олар үлкен денелер мен күшті бұлшықеттерді дамыта алмайды. Ұзындығы 15 метрге жететін кальмар сияқты бірнеше ерекшеліктер бар. Омыртқалылардың әмбебап тірек жүйесі бар, сондықтан омыртқасыздарға қарағанда тезірек дамып, үлкенірек бола алады.
Хордаттардың жүйке жүйесі де жоғары дамыған. Жүйке талшықтары арасындағы мамандандырылған байланыстың көмегімен олар қоршаған ортадағы өзгерістерге өте жылдам әрекет ете алады, бұл оларғабелгілі артықшылық.
Омыртқалылармен салыстырғанда омыртқасыз жануарлардың көпшілігі қарапайым жүйке жүйесін пайдаланады және өзін толығымен дерлік инстинктивті түрде ұстайды. Бұл жүйе көп жағдайда жақсы жұмыс істейді, дегенмен бұл тіршілік иелері жиі қателіктерінен сабақ ала алмайды. Омыртқасыздар әлеміндегі ең ақылды жануарлардың бірі болып саналатын сегізаяқтар мен олардың жақын туыстары ерекшелік болып табылады.
Барлық хордалардың, біз білетіндей, омыртқасы бар. Алайда көп жасушалы омыртқасыздардың субпатшалығының ерекшелігі олардың туыстарымен ұқсастығы болып табылады. Бұл өмірдің белгілі бір кезеңінде омыртқалы жануарларда кейінірек омыртқаға айналатын икемді тірек таяқшасы, нотохорд болады. Алғашқы тіршілік судағы жалғыз жасушалар ретінде дамыды. Омыртқасыздар басқа организмдердің эволюциясының бастапқы буыны болды. Олардың біртіндеп өзгеруі қаңқасы жақсы дамыған күрделі тіршілік иелерінің пайда болуына әкелді.
Целиакия
Қазіргі таңда целентераттардың он бір мыңға жуық түрі бар. Бұл жер бетінде пайда болған ең көне күрделі жануарлардың бірі. Целентераттардың ең кішісін микроскопсыз көру мүмкін емес, ал ең үлкен белгілі медузаның диаметрі 2,5 метр.
Олай болса, көп жасушалы организмдердің ішкі патшалығын, ішек түрін толығырақ қарастырайық. Тіршілік ету ортасының негізгі сипаттамаларының сипаттамасын су немесе теңіз ортасының болуымен анықтауға болады. Олар жалғыз немесе мүмкін болатын колонияларда өмір сүредіеркін қозғалыңыз немесе бір жерде тұрыңыз.
Келентераттардың дене пішіні «сөмке» деп аталады. Ауыз «гастроваскулярлық қуыс» деп аталатын соқыр қапшықпен байланысады. Бұл қап ас қорыту, газ алмасу процесінде қызмет етеді және гидростатикалық қаңқа қызметін атқарады. Жалғыз саңылау ауыз және анус қызметін атқарады. Шатырлар - тамақты жылжыту және ұстау үшін қолданылатын ұзын, қуыс құрылымдар. Барлық целентераттардың сорғыштармен жабылған шатырлары бар. Олар арнайы жасушалармен жабдықталған - немоцисттер, олар өздерінің олжасына токсиндерді енгізе алады. Сорғыштар сондай-ақ үлкен олжаны ұстауға мүмкіндік береді, жануарлар оны шандырларын тарту арқылы аузына салады. Кейбір медузалар адамға тигізетін күйіктерге нематоцисталар жауапты.
Патшалықтың жануарлары көп жасушалы, мысалы, целентераттар жасушаішілік және жасушадан тыс ас қорытуға ие. Тыныс алу қарапайым диффузия арқылы жүреді. Олардың бүкіл денеге таралатын нервтер желісі бар.
Көптеген пішіндер полиморфизмді, яғни колонияда әртүрлі функциялар үшін әртүрлі тіршілік иелері болатын гендердің әртүрлілігін көрсетеді. Бұл особьтарды зооидтер деп атайды. Көбеюді кездейсоқ (сыртқы бүршіктену) немесе жыныстық (гаметалардың түзілуі) деп атауға болады.
Медуза, мысалы, жұмыртқа мен сперматозоидтар жасап, оларды суға жібереді. Жұмыртқа ұрықтанған кезде ол еркін жүзетін, планла деп аталатын кірпікшелі дернәсілге айналады.
Көп жасушалы типті целентераттардың кіші патшалығының типтік мысалдары гидралар,обелий, португал қайығы, желкенді қайық, аурелия медузасы, бас медузалар, актиниялар, маржандар, теңіз қаламдары, горгониялар, т.б.
Өсімдіктер
Патшалықтағы көпжасушалы өсімдіктер фотосинтезбен қоректенетін эукариотты организмдер. Бастапқыда балдырлар өсімдіктер болып саналды, бірақ қазір олар барлық белгілі түрлерден алынып тасталған арнайы топқа протистерге жатқызылады. Өсімдіктердің қазіргі анықтамасы негізінен құрлықта (кейде суда) өмір сүретін организмдерге қатысты.
Өсімдіктердің тағы бір ерекшелігі жасыл пигмент – хлорофилл. Ол фотосинтез кезінде күн энергиясын сіңіру үшін қолданылады.
Әр өсімдіктің өмірлік циклін сипаттайтын гаплоидты және диплоидты фазалары болады. Оны ұрпақтардың алмасуы деп атайды, өйткені ондағы барлық фазалар көп жасушалы.
Ауыспалы ұрпақтар – спорофитті ұрпақ және гаметофит ұрпақтары. Гаметофит фазасында гаметалар түзіледі. Гаплоидты гаметалар қосылып зигота түзеді, оны диплоидты жасуша деп атайды, өйткені онда хромосомалардың толық жиынтығы бар. Ол жерден спорофитті ұрпақтың диплоидты особьтары өседі.
Спорофиттер мейоз (бөліну) фазасынан өтіп, гаплоидты споралар түзеді.
Сонымен, көпжасушалы кіші патшалықты жерді мекендейтін тіршілік иелерінің негізгі тобы ретінде қысқаша сипаттауға болады. Оларға құрылымы мен қызметі жағынан әр түрлі және біртұтас жасушаға біріктірілген жасушалар саны бар барлық адамдар жатадыорганизм. Көпжасушалы организмдердің ең қарапайымы - целентераттар, ал планетадағы ең күрделі және дамыған жануар - адам.
