最初の多細胞生物の起源、特徴、形成および進化



の 最初の多細胞生物, 最も受け入れられている仮説の1つによると、彼らは植民地あるいは共生関係で彼ら自身をグループ化し始めました。時間の経過とともに、植民地の構成員間の交流は協力的になり、すべての人に有益になり始めました。.

次第に、各セルは特定のタスクのための特殊化プロセスを経て、彼らのパートナーとの依存度を増しました。この現象は進化において極めて重要であり、複雑な存在の存在を可能にし、それらのサイズを増大させそして異なる器官系を認めた.

多細胞生物は、動物、植物、真菌など、いくつかの細胞で構成されています。現在グループ化された単細胞の生命体に基づいて多細胞生物の起源を説明するための複数の理論が現在あります.

索引

  • 1多細胞生物はなぜなのか?
    • 1.1セルサイズと表面積比（S / V）
    • 1.2非常に大きなセルは交換面が限られています
    • 1.3多細胞生物であることの利点
    • 1.4多細胞生物であることの欠点
  • 2最初の多細胞生物は何でしたか?
  • 3多細胞生物の進化
    • 3.1コロニアル仮説と共生仮説
    • 3.2合胞体の仮説
  • 4多細胞生物の起源
  • 5参考文献

なぜ多細胞生物は?

単細胞から多細胞生物への移行は、生物学者の間で最もエキサイティングで議論されている質問の1つです。しかし、多細胞性を引き起こした可能性のあるシナリオを議論する前に、我々はなぜ多くの細胞からなる有機体であることが必要であるか有益であるかを自分自身に尋ねなければなりません.

セルサイズと表面積比（S / V）

植物または動物の体の一部である平均細胞は、直径10〜30マイクロメートルの間です。表面と体積の関係によって制限が課せられるため、単細胞のサイズを拡大するだけでは生物のサイズを大きくすることはできません。.

さまざまなガス（酸素や二酸化炭素など）、イオン、その他の有機分子が細胞に入ったり出たりして、原形質膜で区切られた表面を通過する必要があります。.

そこから、それは細胞の全体積を通して広がるはずです。したがって、大きなセルで同じパラメータと比較すると、大きなセルでは表面積と体積の関係が低くなります。.

非常に大きなセルは交換面が限られています

この推論に従って、交換面はセルサイズの増加に比例して減少するという結論に達することができます。例として、容積64 cmの4 cm立方体を使用しましょう。3 そして表面96 cm2. 比率は1.5 / 1になります.

対照的に、同じ立方体を取り、それを2センチメートルの8つの立方体に分割すると、比率は3/1になります。.

したがって、生物がそのサイズを大きくする場合、それは食物の探索、移動または捕食者への逃避のようないくつかの側面において有益である場合、細胞数を増やすことによってそうすることが好ましい。交換プロセス.

多細胞生物であることの利点

多細胞生物であることの利点は、単なる大きさの増加を超えるものです。多細胞性は生物学的複雑性の増加と新しい構造の形成を可能にした.

この現象は、システムを構成する生物学的実体間の非常に洗練された協力経路および相補性行動の進化を可能にした.

多細胞生物であることの欠点

これらの利点にもかかわらず、我々は、単細胞の祖先の状態に戻る、多細胞性の喪失の例 - 真菌のいくつかの種のように - を見つける。.

生物の細胞間で協調システムが機能しなくなると、悪影響が生じる可能性があります。最も具体的な例は癌です。しかし、ほとんどの場合、協力を確実にするために管理する方法は複数あります。.

最初の多細胞生物は何でしたか?

何人かの著者によると、多細胞性の始まりは1億年以上前の非常に遠い過去にさかのぼります（例えば、Selden＆Nudds、2012）。.

遷移形態は化石記録ではあまり保存されていないので、それらおよび生理学、生態学および進化についてはほとんど知られておらず、初期の多細胞性の再構築を詳述するプロセスを困難にしている。.

事実、これらの最初の化石が動物、植物、真菌、あるいはこれらの系統のどれであったかは知られていません。化石は、高い表面積／体積を有する平面生物であることを特徴とする。.

多細胞生物の進化

多細胞生物はいくつかの細胞から構成されているので、この状態の進化的進化における最初のステップは細胞の分類であるべきです。これはさまざまな方法で発生する可能性があります。

植民地および共生仮説

これら2つの仮説は、元々の多細胞生物の祖先は、互いに共生関係を確立したコロニーまたは単細胞生物であることを示唆しています。.

凝集体が異なる遺伝的同一性を有する細胞から形成されたかどうかはまだわかっていない（例えばバイオフィルムまたは バイオフィルムまたは幹細胞と娘細胞から - 遺伝的に同一。関連細胞では、関心のある遺伝的対立が回避されるので、後者の選択肢がより可能である。.

単一細胞からなる生物の多細胞生物への移行はいくつかの段階を含む。 1つ目は、一緒に働いている細胞内での分業です。ある人は体性機能をとるが、他の人は生殖的要素となる.

このようにして、各セルはその隣接セルにより依存するようになり、特定のタスクに特化するようになります。この選択は、これらの原始的な植民地に分類された生物を、孤立したままのものよりも有利にしました。.

今日、研究者たちは、単細胞の形に直面して、これらのグループの形成につながった可能性のある条件とそれらを支持することにつながる可能性がある原因を探しています。先祖の仮説的な植民地を思い出すことができる植民地生物.

共生仮説

合胞体は、複数の核を含む細胞です。この仮説は、祖先の合胞体内に内膜が形成され、単一細胞内に複数のコンパートメントが発達することを示唆している.

多細胞生物の起源

現在使用されている証拠は、多細胞状態が動物、植物および真菌を含む16以上の真核生物系譜において独立して現れたことを示している。.

ゲノミクスのような新しい技術の応用と系統発生関係の理解は、私達が多細胞性が遵守に関連する遺伝子の共同選択から始まる共通の道をたどったことを示唆することを可能にしました。これらのチャネルの作成は細胞間のコミュニケーションを達成しました.

参考文献

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