Многоклеточные животные. Общая характеристика основных классов.

Кишечнополостные водные животные

Кишечнополостных считают первыми настоящими многоклеточными животными. В процессе их индивидуального развития формируются два зародышевых листка — энтодерма и эктодерма. Для сравнения, у личинок губок такие зародышевые листки не образуются. В теле кишечнополостных можно выделить ткани и даже органы.

Кишечнополостные рассматривались раньше и рассматриваются сейчас во многих учебниках в ранге типа. Однако в современной литературе кишечнополостных всё чаще считают не имеющей систематического ранга группой и под этим названием объединяют два типа, чьи представители живут в наше время, — тип Стрекающие и тип Гребневики. Старое представление о кишечнополостных не включало гребневиков. В таком случае Кишечнополостные и Стрекающие — это одно и то же. К стрекающим относят Гидроидных, Сцифоидных, Коралловых полипов и некоторые другие классы. Дающееся ниже описание преимущественно относится к стрекающим.

Все кишечнополостные водные животные, большинство из которых живет в морях и океанах. Малая часть обитает в пресноводных водоемах.

Кишечнополостные — радиально-симметричные животные. Это их отличает от более сложно организованных животных, обладающих билатеральной симметрией. В случае радиальной (или лучевой) симметрии через тело можно провести множество плоскостей, которые разделят его на две симметричные половины. В случае билатеральной симметрии такая плоскость может быть только одна.

Радиальная симметрия животного предполагает, что ему всё-равно с какой стороны к нему подплывает пища. Такая симметрия выгодна при сидячем образе жизни. Образ жизни многих кишечнополостных таковым и является. Однако среди них есть и подвижные радиально-симметричные формы (медузы).

Для кишечнополостных (стрекающих) характерны две жизненные формы — полип и медуза. Полип ведет прикрепленный образ жизни, часто образует колонии, но есть и одиночные формы. Медуза — подвижная жизненная форма, по общей схеме строения напоминает несколько уплощенный полип, который перевернут ротовым отверстием и щупальцами вниз. В жизненном цикле многих кишечнополостных происходит чередование жизненных форм: полипы образуют медузы, которые размножаются половым способом, после чего образуются молодые полипы, которые, встав взрослыми, размножаются почкованием (бесполый способ), а также образуют медузы. Однако ряд видов кишечнополостных представлены только одной жизненной формой.

У кишечнополостных есть окружающие рот щупальца, которые служат им для ловли, захвата и помещения в рот пищи. Все животные данного типа являются хищниками (пищей служат членистоногие, одноклеточные, маленькие рыбы и др.). Также щупальца могут служить органами передвижения.

В процессе эволюции в строении кишечнополостных появился ряд прогрессивных черт по-сравнению с колониальными простейшими и губками. Так у них появилась кишечная полость. Пища частично переваривается именно в ней, а не исключительно в клетках, как у губок. Если у губок каналы и полости просто прокачивали воду, из которой клетками улавливались частицы пищи, то у кишечнополостных полость по-сути превращена в пищеварительную систему.

Кишечная полость имеет только одно ротовое отверстие. Удаление непереваренных остатков пищи происходит через него.

У кишечнополостных два слоя клеток — эктодерма (внешний) и энтодерма (внутренний). Их же можно считать типами тканей. Хотя разновидностей клеток больше. Между эктодермой и энтодермой находится межклеточная прослойка мезоглея, состоящая из студенистого вещества. У медуз мезоглея развита сильнее.

В эктодерме больше всего кожно-мускульных клеток. Есть стрекательные клетки, которые «выстреливают» при защите или атаке. У кишечнополостных нет мышечной ткани, но клетки эктодермы и энтодермы имеют мускульные отростки, которые располагаются между этими слоями. Их управляемое нервной системой сокращение и расслабление обуславливает согласованное движение частей тела животного и его перемещение в пространстве.

Энтодерму в основном составляют клетки, отвечающие за переваривание пищи, а также секреторные, выделяющие в кишечную полость вещества для внеклеточного пищеварения.

Единство реакций организма на раздражители внешней среды осуществляется благодаря нервной системе. У кишечнополостных уже появляется безусловный рефлекс. Нервная система является диффузной (сетчатой). Ее клетки располагаются по всему телу в основании эктодермы. Но у медуз можно наблюдать нервные узлы, светочувствительные органы и органы равновесия.

Кишечнополостные могут достигать достаточно крупных размеров. Но всё-равно при этому у них нет органов дыхания и выделения. Двухслойность обеспечивает контакт с внешней средой почти всем клеткам, что позволяет им поглощать и выделять прямо в окружающую их воду.

В теле кишечнополостных есть промежуточные клетки, способные делиться и превращаться во все другие типы клеток. Этим обусловлена большая способность к регенерации (восстановлению утраченных частей тела) у этих животных.

Система классификации природы

Царство — Животные

Животные, в отличие от растений, питаются готовыми органическими веществами, т.е. гетеротрофно. Животные, как правило, активно двигаются.

Подцарство: Одноклеточные

Тело одноклеточных животных состоит из одной клетки.

Тип простейшие:Одноклеточные или колониальные организмы. В колонии клеток все особи одинаковы, каждая из них способна дать потомство. Величина одиночных простейших не более одного сантиметра. Размножаются половым и бесполым способом (делением). Часть простейших — свободноживущие организмы, другие — паразиты.

Класс:

1. Жгутиковые, жгутиконосцы
   Простейшие, передвигающиеся с помощью жгутиков.
2. Саркодовые
   Простейшие, передвигающиеся при помощи ложноножек.
3. Ресничные инфузории
   Простейшие, пе­редвигающиеся при помощи ресничек.
4. Споровики
   Простейшие, неспособные к активному передвижению.

Возбудители ряда опасных заболеваний (малярия).

Подцарство: Многоклеточные

Тип:

1. Мезозой
2. Губки
3. Кишечнополостные, стрекающие
4. Плоские черви
5. Немертины
6. Нематгельминты, первичнополостные черви
7. Кольчатые черви, кольчецы, аннелиды Класс:
   1. Многощетинковые
   2. Малощетинковые
   3. Пиявки
8. Членистоногие
   Тело разделено на сегменты, конечности членистые, имеется хитиновый покров.

Живут во всех средах обитания, распространены повсеместно. Кровеносная система незамкнутая. Хорошо развита нервная система. Класс:

1. Трилобиты
   Ископаемые морские животные. Процветали в палеозойский период. Вымерли около 225 млн лет назад.
2. Ракообразные
3. Меростомовые
   Тело состоит из головогруди и брюшка. Небольшая группа уцелевших представителей некогда многочисленного класса. Дыхание жабрами.
4. Паукообразные
   В основном наземные животные (пауки, скорпионы и клещи), личиночных форм нет.Имеют четыре пары ходильных ног, у взрослых особей антенны отсутствуют. Дышат либо лёгкими, либо трахеями.
5. Многоножки
   В основном наземные животные, тело имеет большое число сегментов с парой конечностей на каждом.Личиночных форм нет. Дыхание через трахеи.
6. Насекомые
   Наиболее обширная и процветающая группа членистоногих и животных в целом. В основном наземные организмы, тело чётко разделено на три отдела: голову, грудь и брюшко.К груди прикреплены три пары ног. Имеется одна пара антенн. Единственные беспозвоночные, снабжённые крыльями (обычно две пары), однако встречаются и бескрылые виды. Дышат через трахеи. В развитии проходят личиночные стадии.

Разнообразие видов бабочек

Фотогалерея —> «Бабочки»

Щупальцевые
Обитатели пресных и солёных вод.

Ротовое отверстие окружено щупальцами. Ведут прикреплённый образ жизни, часто образуют колонии. Класс:

Мшанки

Плеченогие

Форониды

Моллюски
Большинство моллюсков — обитатели морей, имеются также пресноводные и сухопутные виды.

Тело не сегментировано, состоит из головы, туловища и мускульного органа — ноги. Обычно тело защищено известковой раковиной.
Среди моллюсков есть съедобные (устрицы, кальмары). Некото­рые моллюски образуют жемчужины, из раковин получают перламутр. Класс:

Брюхоногие
Водные и наземные животные. Тело имеет асимметричную форму. Раковина цельная, закрученная.

Голова снабжена глазами и чувствительными щупальцами. У на­земных форм имеются лёгкие.

Пластинчатожаберные, Двустворчатые
Водные животные. Тело имеет двустороннюю симметрию. Раковина состоит из двух створок. Щупальца отсутствуют. Орган дыхания — пластинчатые жабры.

Головоногие
Водные животные. Тело имеет двустороннюю симметрию. У некоторых видов есть раковины, разделённые на камеры. Имеются щупальца. Орган дыхания — жабры. К головоногим относятся крупнейшие беспозвоночные — кальмары, длиной до 15 м и весом в несколько тонн.

Высокоразвитая нервная система, сложно устроенные глаза.

Иглокожие
Обитатели морей, в основном придонного слоя. Свободноплавающая личинка иглокожих (диплеврула) имеет двустороннюю симметрию, взрослые особи — лучевую. Отличительная черта строения иглокожих — воднососудистая (амбулакральная) система, служащая для передвижения. Имеется известковый внешний скелет. Величина особи — до 1 м.

Среди иглокожих встречаются как свободноживущие, так и оседлые (прикреплённые) организмы. Размно­жение, как правило, половое.

Класс:

Морские звёзды,

Морские ежи,

Морские лилии,

Офиуры

Голотурии.

Хордовые
Тело хордовых имеет двустороннюю симметрию, спинную нервную трубку и жаберные щели. Характерным признаком является наличие на той или иной стадии развития хорды — упругого стержня, заключённого в прочный чехол.

Подтип:

Бесчерепные, головохордовые
Небольшие, до 8 см длиной, полупрозрачные животные, по форме напоминающие рыбу. Отсутствует череп. Тело делится на несколько сегментов. Хорда тянется от переднего конца тела до кончика хвоста.

Оболочники, туникаты
У взрослых особей тело заключено в целлюлозную оболочку — тунику. Личинки свободноплавающие, взрослые особи ведут сидячий образ жизни. Хорда имеется только у личинок. Класс:

Асцидии
Обитатели морей, величиной до 30 см.

Аппендикулярии
Обитатели морей, длиной до 1 см.

Позвоночные
Наиболее высокоорганизованная группа хордовых. Хорошо развита нервная система, имеется головной мозг.

Скелет внутренний — хорда заменяется на хрящевый или костный позвоночник. На переднем конце позвоночника имеется череп. Две пары конечностей. Известно около 40 тысяч видов. Класс:

Круглоротые
Водные обитатели.

Характеристика, описание, признаки, типы, примеры и классификация многоклеточных животных

Миноги и миксины: рот лишён челюсти и имеет форму воронки. Кожа покрыта слизью. Единственные паразиты среди позвоночных животных.

Рыбы (Pisces).
Обитатели пресных и солёных вод, строе­ние и поведение определяется водным образом жизни. Кожа по­крыта чешуёй. Конечности парные: грудные и брюшные плавники (иногда отсутствуют). Развиты органы боковой линии. Дышат жабрами. Постоянной температуры у тела нет.

Часто имеется плавательный пузырь. Длина достигает 12 метров. Известно более 20 тысяч видов.

Земноводные, амфибии (Amphibia).
Кожа голая, влажная, без чешуи, имеет много желёз. Первые позвоночные, освоившие сушу. Оплодотворение, как правило, наружное, размножаются в воде (откладывают яйца). Сердце трёхкамерное (два предсердия и желудочек).

Две пары пятипалых конечностей. Имеются личиночные стадии. Личинки дышат жабрами, взрослые особи — лёгкими и кожей. Отряды: безногие, хвостатые и бесхвостые. Известно около 3,5 тысяч видов.

Пресмыкающиеся, рептилии (Reptilia).
Кожа сухая, покры­та роговыми чешуйками или костными щитками. Жабры отсутст­вуют, оплодотворение внутреннее, личиночных стадий нет, размножаются на суше.

Дышат лёгкими. У большинства пресмыкаю­щихся сердце трёхкамерное, у крокодилов — четырёхкамерное. Температура тела непостоянная. Современные отряды: крокодилы, клювоголовые, чешуйчатые (ящерицы и змеи), черепахи. Известно более 8 тысяч видов.

Птицы (Aves).

Тело покрыто перьями. Передние конечно­сти превращены в крылья. Строение и поведение сложились под влиянием приспособления к полёту. Оплодотворение внутреннее, личиночных стадий нет. Откладывают яйца. Проявляет заботу о потомстве. Сохраняется постоянная температура тела. Сердце четырёхкамерное. Известно около 9 тысяч видов.

Основные отряды:

• пингвины,
• страусы,
• нанду,
• казуары,
• киви,
• тинаму,
• гагары,
• поганки,
• буревестники,
• веслоногие,
• голенастые,
• фламинго,
• гусеобразные,
• хищные,
• куриные,
• журавлеобразные,
• ржанкообразные,
• голубеобразные,
• попугаи,
• кукушкообразные,
• совы,
• козодоеобразные,
• длиннокрылые,
• птицы-мыши,
• трогоны,
• дятлообразные,
• воробьиные.

Разнообразие класса птиц

На Земле существует 10 530 видов птиц,
образующих 20 964 подвида. Фотогалерея —> «Птицы»

Млекопитающие, звери (Mammalia). Тело покрыто шер­стью, имеются кожные железы. Характерный признак: млечные железы, предназначенные для вскармливания детёнышей молоком. Парные пятипалые конечности. Живородящие (за исключением утконоса и ехидны, откладывающих яйца), оплодотворение внутреннее.

Личиночных стадий нет. Развита забота о потомстве. Сердце четырёхкамерное, дыхание лёгочное. Сохраняется постоянная температура тела.

Известно около 4 тысяч видов млекопитающих, которые объединяются в 26—29 отрядов, 153 семейств и 1 229 родов.

Отряды:

• яйцекладущие,
• сумчатые,
• насекомоядные,
• шерстокрылы,
• рукокрылые,
• неполнозубые,
• ящеры,
• зайцеобразные,
• грызуны,
• хищные,
• ластоногие,
• китообразные,
• трубкозубы,
• хоботные,
• даманы,
• морские коровы,
• непарнокопытные,
• парнокопытные,
• приматы.

Разнообразие отрядов млекопитающих

На Земле известно до 5 500 современных видов млекопитающих,
На территории России обитает до 380 видов.

Животный мир велик и многообразен. Животные есть животные, но взрослые решили поделить их всех на группы в соответствии с некоторыми признаками. Наука о классификации животных называется систематика или таксономия.

Эта наука определяет родственные связи между организмами. Степень родства далеко не всегда определяется внешним сходством. Например, сумчатые мыши очень похожи на обыкновенных мышей, а тупайи — на белок. Однако эти животные относятся к разным отрядам. А вот броненосцы, муравьеды и ленивцы, совершенно непохожие друг на друга, объединены в один отряд. Дело в том, что родственные связи между животными определяются их происхождением.

Исследуя строение скелета и зубную систему животных, ученые определяют, какие звери наиболее близки друг другу, а палеонтологические находки древних вымерших видов животных помогают установить более точно родственные связи между их потомками.

Типы многоклеточных животных: губки, мшанки, плоские, круглые и кольчатые черви (черви), кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие и хордовые.

Хордовые — самый прогрессивный тип животных. Их объединяет наличие хорды — первичной скелетной оси.

Характеристика некоторых типов животных

Самые высокоразвитые хордовые объединены в подтип позвоночных. У них хорда преобразована в позвоночник. Остальных называют беспозвоночными.

Типы делятся на классы. Всего существует 5 классов позвоночных животных: рыбы, земноводные, птицы, рептилии (пресмыкающиеся) и млекопитающие (звери).

Млекопитающие — самые высокоорганизованные животные из всех позвоночных.

Классы могут быть поделены на подклассы. К примеру, у млекопитающих выделяют подклассы: живородящие и яйцекладущие.

Подклассы делят на инфраклассы, а далее на отряды. Каждый отряд делится на семейства, семейства — на роды, роды — на виды. Вид — это конкретное название животного, к примеру заяц-беляк.

Классификации примерные и все время меняются. К примеру, сейчас зайцеобразные вынесены из грызунов в самостоятельный отряд.

Фактически, те группы животных, которые изучают в начальной школе — это типы и классы животных, данные вперемешку.

Первые млекопитающие появились на Земле около 200 млн. лет назад, отделившись от зверообразных рептилий.

Наука о классификации животных называется систематика или таксономия. Эта наука определяет родственные связи между организмами. Степень родства далеко не всегда определяется внешним сходством. Например, сумчатые мыши очень похожи на обыкновенных мышей, а тупайи — на белок. Однако эти животные относятся к разным отрядам. А вот броненосцы, муравьеды и ленивцы, совершенно непохожие друг на друга, объединены в один отряд. Дело в том, что родственные связи между животными определяются их происхождением.

Исследуя строение скелета и зубную систему животных, ученые определяют, какие звери наиболее близки друг другу, а палеонтологические находки древних вымерших видов животных помогают установить более точно родственные связи между их потомками.

Большую роль в систематике животных играет генетика — наука о законах наследственности.

Первые млекопитающие появились на Земле около 200 млн. лет назад, отделившись от зверообразных рептилий. Исторический путь развития животного мира называется эволюцией.

В ходе эволюции происходил естественный отбор — выживали только те животные, которые сумели приспособиться к условиям окружающей среды. Млекопитающие развивались в разных направлениях, образуя множество видов. Случалось так, что животные, имеющие общего предка, на каком-то этапе стали жить в разных условиях и приобрели разные навыки в борьбе за выживание. Преобразовывался их внешний облик, из поколения в поколение закреплялись полезные для выживания вида изменения.

Животные, предки которых относительно недавно выглядели одинаково, стали со временем сильно отличаться друг от друга. И наоборот, виды, имевшие разных предков и прошедшие разный эволюционный путь, иногда попадают в одинаковые условия и, меняясь, становятся похожими. Так неродственные между собой виды приобретают общие черты, и лишь науке под силу проследить их историю.

Классификация животного мира

Живую природу Земли делят на пять царств: бактерии, простейшие, грибы, растения и животные.

Царства, в свою очередь, делятся на типы. Существует 10 типов животных: губки, мшанки, плоские черви, круглые черви, кольчатые черви, кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие и хордовые. Хордовые — самый прогрессивный тип животных. Их объединяет наличие хорды — первичной скелетной оси.

Самые высокоразвитые хордовые объединены в подтип позвоночных. У них хорда преобразована в позвоночник.

Типы делятся на классы. Всего существует 5 классов позвоночных животных: рыбы, земноводные, птицы, рептилии (пресмыкающиеся) и млекопитающие (звери).

Млекопитающие — самые высокоорганизованные животные из всех позвоночных. Всех млекопитающих объединяет то, что они вскармливают своих детенышей молоком.

Класс млекопитающих делится на подклассы: яйцекладущие и живородящие.

Современные двухслойные животные

Яйцекладущие млекопитающие размножаются, откладывая яйца, как рептилии или птицы, но детенышей вскармливают молоком. Живородящие млекопитающие делятся на инфраклассы: сумчатые и плацентарные. Сумчатые рожают недоразвитых детенышей, которые долгое время донашиваются в выводковой сумке матери. У плацентарных зародыш развивается в утробе матери и рождается уже сформировавшимся.

У плацентарных млекопитающих есть особый орган — плацента, осуществляющая обмен веществ между материнским организмом и зародышем в период внутриутробного развития. У сумчатых и яйцекладущих плацента отсутствует.

Типы животных

Классы делятся на отряды.

Всего существует 20 отрядов млекопитающих. В подклассе яйцекладущих — один отряд: однопроходные, в инфраклассе сумчатых — один отряд: сумчатые, в инфраклассе плацентарных 18 отрядов: неполнозубые, насекомоядные, шерстокрылы, рукокрылые, приматы, хищные, ластоногие, китообразные, сирены, хоботные, даманы, трубкозубые, парнокопытные, мозоленогие, ящеры, грызуны и зайцеобразные.

Класс млекопитающих

Некоторые ученые выделяют из отряда приматов самостоятельный отряд тупайи, из отряда насекомоядных выделяют отряд прыгунчиковые, а хищных и ластоногих объединяют в один отряд.

Каждый отряд делится на семейства, семейства — на роды, роды — на виды. Всего на земле в настоящее время обитает около 4000 видов млекопитающих. Каждое животное в отдельности называется особь.

Среди растений к таковым относятся, в первую очередь, водоросли и некоторые моховидные, папоротники и цветковые растения. Растения отдела, причисленного к цветковым, встречаются, преимущественно, в пресных водоемах. К таковым относятся роголистик, лотос, ряска и другие.

Среди морских цветковых можно отметить зостеру, как наиболее распространенный вид этого отдела растительного царства.

Двухслойные животные Губки кишечнополостные и другие Рассматриваемые

Животный мир планеты представлен типами организмов, подразделяемых на классы, отряды, семейства и, в конечном итоге, виды.

Существующая классификация различает множество различных типов животных.
На этой страничке мы рассмотрим наиболее простые и низкоорганизованные из них.

Простейшие

Это микроорганизмы, живущие в различных водоемах — морских и пресных. К таковым относятся амебы, радиолярии и т.д.

Губки

Этот тип животных представлен многоклеточными микроорганизмами. Обитают губки, как в пресных, так и в морских водоемах. Ведут сидячий образ жизни. Питанием для них служат органические частицы, извлекаемые путем фильтрования из воды.

Долгое время ученые считали губок некоей переходной формой между животными и растениями (зоофитами), но впоследствии этот тип был отнесен к царству животных.

Кишечнополостные

Тип животных, которые встречаются только в воде. Чрезвычайно разнообразный тип живых организмов. Среди них встречаются и морские и пресноводные, и сидячие и свободноплавающие, и одиночные и образующие многочисленные колонии.
Примеры кишечнополостных животных: гидра (пресноводная), медузы, кораллы, различные полипы и т.д. Отличительным признаком кишечнополостных является наличие у них стрекательных клеток.

Гребневики

Мелкие подвижные животные, похожие на медуз, но лишенные стрекательных клеток.

Оболочники

Эти животные похожи на сидячих кишечнополостных, т.е.

ведут прикрепленный образ жизни и добывая питание путем фильтрования органики из воды. У них, как и у гребневиков, нет стрекательных клеток для умерщвления или парализации добычи.

Плоские черви

Среди них есть и паразиты, обитающие в кишечном тракте других животных (цепии, ленточные черви), есть и обитающие в воде.

Морские плоские черви напоминают длинные нарядные ленты.

В водоемах обитают малочисленные типы плоских червей — щетинкочелюстные, немательминты, головохоботные, тихоходки. Представители этих типов животных мелкие, порой микроскопические организмы.

ЭВОЛЮЦИЯ МНОГОКЛЕТОЧНЫХ | Наука и жизнь

Родословное дерево высших растений (по книге И. А. Михайловой и О. Б. Бондаренко «Палеонтология», 1977 г. См. также «Наука и жизнь» ╧ 10, 1983 г., стр. 132-133).

Эволюция позвоночных в истории Земли (по книге И. А. Михайловой и О. Б. Бондаренко «Палеонтология», 1977 г.).

‹

›

Шестьсот миллионов лет назад, в позднем докембрии (венде), начался расцвет многоклеточных организмов. Удивляет разнообразие вендской фауны: разные типы и классы животных появляются как бы вдруг, но число родов и видов небольшое. В венде возник биосферный механизм взаимосвязи одноклеточных и многоклеточных организмов — первые стали продуктом питания для вторых. Обильный в холодных водах планктон, использующий световую энергию, стал пищей для плавающих и донных микроорганизмов, а также для многоклеточных животных. Постепенное потепление и рост кислорода привели к тому, что эукариоты, включая многоклеточных животных, стали заселять и карбонатный пояс планеты, вытесняя цианобактерии. Начало палеозойской эры принесло две загадки: исчезновение вендской фауны и кембрийский «популяционный взрыв» — появление скелетных форм.

Эволюция жизни в фанерозое (последние 545 млн лет земной истории) — процесс усложнения организации в растительном и животном мире. В кембрийском и ордовикском периодах существовали только морские организмы — суша оставалась необитаемой. Хорошо сохранились отпечатки трилобитов из класса членистоногих. Бесскелетные существа — черви, голотурии — и животные с известковым или хитиновым скелетом почти не оставили следов. В ордовикском периоде к лилиям, звездам и голотуриям добавились морские ежи. В прибрежных морях появились древнейшие позвоночные — бесчелюстные рыбообразные животные (панцирные рыбы). Из высших растений — мхи и плауновые. На рубеже ордовика — силура произошло первое в фанерозое великое вымирание. Исчезло 35 процентов семейств морских животных, около 60 процентов родов. Главным событием следующего силурийского периода было завоевание суши. Первыми это сделали споровые растения — псилофиты, напоминающие плауны.

Девонский период — время прогресса наземной флоры: на суше росли древнейшие представители хвощевых, плауновых, папоротниковых, первые голосеменные растения. За растениями на сушу потянулись и животные. Первыми наземными членистоногими стали многоножки. Затем появились насекомые.

Каменноугольный период — время господства древовидных папоротников. Появляется климатическая зональность: флора северных территорий отличалась от тропической, а последняя — от своеобразной гондванской флоры южных материков.

В пермском периоде увеличивается число видов рептилий. В конце наступает второе великое вымирание — переход к мезозойской эре жизни. Исчезло около половины семейств и свыше 80 процентов родов.

В последний, меловой, период мезозойской эры происходят резкие изменения в наземной флоре (следующее великое вымирание): исчезло 50 процентов семейств и свыше 80 процентов родов. Появляются первые покрытосеменные растения. Уже растут современные нам дуб, бук, береза. В конце мелового периода — четвертое великое вымирание — исчезло 16 процентов семейств и около 50 процентов родов.

Последняя , кайнозойская , эра (эра новой жизни) наступила 65 млн лет назад.
Принципиальных изменений в наземной флоре не было, но из-за усиления климатической
зональности растительность, ранее однообразная по всему миру, распалась на фитогеографические
провинции. Фауна изменилась существенно: вымерли динозавры. Ведущая роль перешла
к млекопитающим. В неогене, когда площади континентов почти полностью освободились
от воды, наземная флора стала близка к современной. Похолодание еще резче отделяет
тропическую флору от умеренной, а последнюю от арктической. Фауна суши также
становится близкой к современной. Из среды приматов выделяется антропоидная
ветвь, давшая человека.

Основные типы тканей многоклеточных животных

Типология тканей животного организма

Замечание 1

Как и у растительных организмов, у многоклеточных животных клетки образуют ткани. Исключение составляют лишь губки, клетки которых слабо дифференцированы.

По особенностям строения и выполняемым функциям все ткани животного организма условно разделяют на четыре основных типа тканей : эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. Каждый из этих типов имеет свои разновидности в зависимости от локализации, строения и функций. Рассмотрим этот вопрос детальнее.

Эпителиальная ткань

Эпителиальные (покровные) ткани состоят из клеток, плотно прилегающих друг к другу и образовывающих один или несколько слоев. Межклеточного вещества в этой ткани почти нет. Эпителиальные ткани выстилают поверхность тела, поверхности внутренних органов и полости тела. Эпителиальная ткань выполняет барьерную функцию, защищает организм или отдельный орган, глубже лежащие ткани. Кроме того они регулируют обмен веществ между организмом и окружающей средой, осуществляя процессы газообмена, выделения, всасывания.

Эпителиальная ткань, в толще которой находятся железы наружной, внутренней или смешанной секреции, носит название железистый эпителий. В зависимости от количества слоев клеток, выделяют однослойный и многослойный эпителий. Клетки эпителиальных тканей могут иметь различную форму, образовывать выросты (волоски). Поэтому различают еще такие разновидности, как плоский, кубический, цилиндрический и реснитчатый эпителий.

Эпителий, образующий покровы некоторых беспозвоночных, выделяет наружу защитный слой межклеточного вещества, который образует кутикулу. Она зачастую служит внешним (наружным) скелетом животного. Из клеток эпителия образовывается ороговелый покров и его производные – волосы, перья, когти или ногти.

Клетки эпителия контактируют с внешней средой. Поэтому они часто повреждаются и отмирают. Это объясняет высокую способность к восстановлению (регенерации). Мы все не раз сами убеждались в этом на примере заживления ран.

Мышечная ткань

Важнейшими функциями мышечных тканей являются защитная и опорно-двигательная. Поэтому клетки мышечных тканей имеют специфическое строение, высокую степень регенерации.

Мышечные ткани способны сокращаться (изменять длину) в ответ на воздействие поступившего к ним нервного импульса. Это обеспечивает движение организма и отдельных его частей. Состояние тургора мышц позволяет организмам сохранять определенную форму и выполнять защитную функцию.

В составе мышечных тканей различают несколько видов мускулатуры.

Гладкая мускулатура образует стенки внутренних органов (кровеносных сосудов, кишечника и пр.). Она состоит из одноядерных веретенообразных клеток, собранных в пучки, между которыми находится соединительная ткань.

Поперечнополосатая мышечная ткань образует скелетную мускулатуру, обеспечивает движение организма и отдельных его частей (мышцы языка, гортани, глотки, диафрагмы). Ткань образована многоядерными цилиндрическими клетками, образующими волокна.

В конце $ХХ$ века в классификации мышечных тканей отдельно выделили поперечнополосатую сердечную мышечную ткань. Из нее состоят стенки сердца и таких крупных кровеносных сосудов, как аорта и верхняя полая вена. Волокна сердечной мышцы не имеют соединительнотканевых оболочек. Поэтому возбуждение от одного волокна предается к другому в местах их соединения.

Соединительные ткани

Замечание 2

Соединительные ткани еще называют тканями внутренней среды организма. К ним относятся кровь, лимфа, тканевая (межклеточная) жидкость. Они обеспечивают транспортную и защитную функции.

Кроме того, к соединительным тканям относят костную и хрящевую ткани. Эти типы тканей отвечают за защитную, опорно-двигательную функции и принимают участие в обмене веществ.

Жировая соединительная ткань принимает участие в запасательных процессах и также выполняет защитную функцию.
Выделяют еще отдельно волокнистую и рыхлую соединительные ткани. Они образуют сухожилия. Связки, сопровождают кровеносные и лимфатические сосуды. Некоторые виды клеток соединительной ткани способны к фагоцитозу и уничтожают болезнетворные микроорганизмы.

Нервная ткань

Нервная ткань состоит из нейронов и вспомогательных клеток, находящихся между нейронами. Нейроны способны принимать раздражение, преобразовывать его в нервные импульсы и предавать их к другим нейронам или к определенным органам. Они не способны к делению. Вспомогательные клетки образуют нейроглию. Они не проводят импульсы, но способны к размножению. Они окружают нейроны, обеспечивают их защиту, питание, предотвращают рассеивание нервных импульсов.

Характерные черты многоклеточных животных. Подцарство Многоклеточные животные (Metazoa). Характеристика многоклеточных Организм – единое целое Ткань – функциональная единица. Ткани объединены в. Характеристика многоклеточных животных

Многоклеточные животные образуют самую многочисленную группу живых организмов планеты, насчитывающую более 1,5 млн. видов. Ведя свое происхождение от простейших, они претерпели в процессе эволюции существенные преобразования, связанные с усложнением организации.

Кишечнополостные:
Кишечнополостных насчитывается свыше 9 тыс. видов. Это низшие, преимущественно морские, многоклеточные животные, прикрепленные к субстрату либо плавающие в толще воды. Тело мешковидное, образованное двумя слоями клеток: наружным — эктодермой, и внутренним -энтодермой, между которыми находится бесструктурное вещество -мезоглея.

Размножение происходит как бесполым, так и половым способом. Незавершенное до конца бесполое размножение — почкование — приводит у ряда видов к образованию колоний.

Губки- многоклеточные животные:

Губок характеризует модульное строение, зачастую сопряжённое с образованием колоний, а также отсутствие настоящих тканей и зародышевых листков. В отличие от настоящих многоклеточных животных губки лишены мышечной, нервной и пищеварительной систем. Тело составлено покровным слоем клеток, подразделяющимся на пинакодерму и хоанодерму, и желœеобразным мезохилом, пронизанным каналами водоносной системы и содержащего скелœетные структуры и клеточные элементы. Скелœет в разных группах губок представлен различными белковыми и минœеральными (известковыми или кремнекислыми) структурами. Размножение осуществляется как половым, так бесполым путём.

Многоклеточные:

Одной из важнейших черт организации многоклеточных является морфологическое и функциональное различие клеток их тела. В ходе эволюции сходные клетки в телœе многоклеточных животных специализировались на выполнении определœенных функций, что привело к формированию тканей.

Разные ткани объединились в органы, а органы — а системы органов. Для осуществления взаимосвязи между ними и координации их работы образовались регуляторные системы — нервная и эндокринная. Благодаря нервной и гуморальной регуляции деятельности всœех систем, многоклеточный организм функционирует как целостная биологическая система.

Процветание группы многоклеточных животных связано с усложнением анатомического строения и физиологических функций. Так, увеличение размеров тела привело к развитию пищеварительного канала, что позволило им питаться крупным пищевым материалом, поставляющим большое количество энергии для осуществления всœех процессов жизнедеятельности. Развившиеся мышечная и скелœетная системы обеспечили передвижение организмов, поддержание определœенной формы тела, защиту и опору для органов. Способность к активному передвижению позволила животным осуществлять поиск пищи, находить укрытия и расселяться.

С увеличением размеров тела животных возникла крайне важно сть в появлении внутритранспортных циркуляторных систем, доставляющих удаленным от поверхности тела тканям» и органам средства жизнеобеспечения — питательные вещества, кислород, а также удаляющих конечные продукты обмена веществ.

Такой циркуляторной транспортной системой стала жидкая ткань — кровь.

Интенсификация дыхательной активности шла параллельно с прогрессивным развитием нервной системы и органов чувств. Произошло перемещение центральных отделов нервной системы в передний конец тела животного, благодаря чему обособился головной отдел. Такое строение передней части тела животного позволило ему получать информацию об изменениях в окружающей среде и адекватно реагировать на них.

По наличию или отсутствию внутреннего скелœета животные подразделяются на две группы -беспозвоночные (всœе типы, кроме Хордовых) и позвоночные (тип Хордовые).

Учитывая зависимость отпроисхождения ротового отверстия у взрослого организма выделяют две группы животных: первично- и вто-ричноротые. Первичноротые объединяют животных, у которых первичный рот зародыша на стадии гаструлы — бластопор — остается ртом взрослого организма. К ним относятся животные всœех типов, кроме Иглокожих и Хордовых. У последних первичный рот зародыша превращается в анальное отверстие, а истинный рот закладывается вторично в виде эктодермального кармана. По этой причинœе их называют вторичноротыми животными.

По типу симметрии тела выделяют группу лучистых, или радиально-симметричных, животных (типы Губки, Кишечнополостные и Иглокожие) и группу двусторонне-симметричных (всœе остальные типы животных). Лучевая симметрия формируется под влиянием сидячего образа жизни животных, при котором весь организм поставлен по отношению к факторам среды в совершенно одинаковые условия. Эти условия и формируют расположение одинаковых органов вокруг главной оси, проходящей через рот до противоположного ему прикрепленного полюса.

Двусторонне-симметричные животные подвижны, обладают одной плоскостью симметрии, по обе стороны которой располагаются различные парные органы. У них различают левую и правую, спинную и брюшную стороны, передний и задний концы тела.

Многоклеточные животные чрезвычайно разнообразны по строению, особенностям жизнедеятельности, различны по размерам, массе тела и т. д. На базе наиболее существенных общих черт строения они подразделяются на 14 типов, часть из которых рассматривается в данном пособии.

У многоклеточных организмов онтогенез обычно начинается с момента образования зиготы и заканчивается смертью. При этом организм не только растёт, увеличиваясь в размерах, но и проходит ряд различных жизненных фаз, на каждой из которых имеет особое строение, по-разному функционирует, а в некоторых случаях кардинально отличается образом жизни. Процесс эмбрионального развития многоклеточных животных включает три базовых этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Начинается эмбриогенез с момента образования зиготы.

Рассмотрим стадии эмбрионального развития многоклеточного животного на примере лягушки озёрной. Уже через несколько часов (у других видов позвоночных даже через несколько минут) после внедрения сперматозоида в яйцеклетку начинается первый этап эмбриогенеза — дробление, представляющий собой ряд последовательных митотических делœений зиготы. При этом с каждым делœением образуются всё более мелкие клетки, которые называют бластомерами (от греч. бластос — росток, мерос — часть). Измельчение клеток происходит за счёт уменьшения объёма цитоплазмы. Причём процесс клеточных делœений продолжается до тех пор, пока размеры образующихся клеток не сравняются с размерами других соматических клеток организмов этого вида. В результате масса зародыша на завершающем периоде и его объём остаются постоянными и примерно равными зиготе.

Общая характеристика многоклеточных — понятие и виды. Классификация и особенности категории «Общая характеристика многоклеточных» 2017, 2018.

Образуют самую многочисленную группу
живых организмов планеты, насчитывающую более 1,5 млн. видов.
Ведя свое происхождение от простейших , они претерпели в
процессе эволюции существенные преобразования, связанные с
усложнением организации.

Одной из важнейших черт организации многоклеточных является
морфологическое и функциональное различие клеток их тела. В
ходе эволюции сходные клетки в теле многоклеточных животных
специализировались на выполнении определенных функций, что
привело к формированию тканей.

Такой циркуляторной транспортной системой стала жидкая ткань —
кровь .

Интенсификация дыхательной активности шла параллельно с
прогрессивным развитием нервной системы
и органов
чувств.
Произошло перемещение центральных отделов нервной
системы в передний конец тела животного, в результате чего
обособился головной отдел. Такое строение передней части тела
животного позволило ему получать информацию об изменениях в
окружающей среде и адекватно реагировать на них.

По наличию или отсутствию внутреннего скелета животные
подразделяются на две группы —беспозвоночные
(все типы,
кроме Хордовых) и позвоночные
(тип Хордовые).

В зависимости от происхождения ротового отверстия у взрослого
организма выделяют две группы животных: первично- и
вто-ричноротые. Первичноротые
объединяют животных, у
которых первичный рот зародыша на стадии гаструлы — бластопор
— остается ртом взрослого организма. К ним относятся животные
всех типов, кроме Иглокожих и Хордовых. У последних первичный
рот зародыша превращается в анальное отверстие , а истинный рот
закладывается вторично в виде эктодермального кармана. По этой
причине их называют вторичноротыми
животными.

По типу симметрии тела выделяют группу лучистых,
или
радиально-симметричных,
животных (типы Губки ,
Кишечнополостные и Иглокожие) и группу
двусторонне-симметричных
(все остальные типы животных).
Лучевая симметрия формируется под влиянием сидячего образа
жизни животных, при котором весь организм поставлен по
отношению к факторам среды в совершенно одинаковые
условия.
Эти условия и формируют расположение одинаковых
органов вокруг главной оси, проходящей через рот до
противоположного ему прикрепленного полюса.

Двусторонне-симметричные животные подвижны, обладают одной
плоскостью симметрии, по обе стороны которой располагаются
различные парные органы. У них различают левую и правую,
спинную и брюшную стороны, передний и задний концы тела.

Многоклеточные животные чрезвычайно разнообразны по строению,
особенностям жизнедеятельности, различны по размерам, массе
тела и т. д. На основе наиболее существенных общих черт
строения они подразделяются на 14 типов, часть из которых
рассматривается в данном пособии.

Многоклеточные организмы
(Metazoa
) — это организмы, состоящие из совокупности клеток, группы которых специализируются на выполнении определенных функций, создавая качественно новые структуры: ткани, органы, системы органов.
В большинстве случаев благодаря такой специализации отдельные клетки не могут существовать вне организма. Подцарство Многоклеточные насчитывает около ЗО типов. Организация строения и жизнедеятельности многоклеточных животных отличается многими признаками от организации одноклеточных.

■ В связи с появлением органов, формируется полость тела
— пространство между органами, который обеспечивает их взаимосвязь. Полость может быть первичной вторичной и смешанной.

■ В связи с осложнением образа жизни формируется радиальная
(лучевая
) или двусторонняя
(билатеральная
) симметрия,
что дает основания разделять многоклеточных животных радиальносиметричних и двобичносиметричних.

■ С ростом потребностей в пище возникают эффективные средства перемещения, которые позволяют проводить активный поиск пищи, приводит к появлению опорно-двигательной системы.

■ многоклеточных животных требуется гораздо больше пищи, чем одноклеточным, и поэтому большинство животных переходит к питанию твердой органической пищей, что приводит к возникновению пищеварительной системы.

■ В большинстве организмов внешние покровы непроницаемы, поэтому обмен веществ между организмом и средой происходит через ограниченные участки его поверхности, что приводит к возникновению дыхательной системы.

■ С увеличением размеров появляется кровеносная система,
которая разносит кровь благодаря работе сердца или пульсирующих сосудов.

■ Формируются выделительные системы
для вывода продуктов обмена

■ Возникают регуляторные системы — нервная
и эндокринная,
которые координируют работу всего организма.

■ В связи с появлением нервной системы появляются новые формы раздражительности — рефлексы.

■ Развитие многоклеточных организмов из одной клетки — это длительный и сложный процесс, в связи с чем усложняются жизненные циклы, которые непременно будут включать ряд стадий: зигота — зародыш — личинка
(малыш
) — молодое животное — взрослое животное — половозрелая животное
— стареющая животное — умерло животное.

Общие признаки строения и жизнедеятельности представителей типа Губки

Губки

— многоклеточные двухслойные радиально или асимметричные животные, тело которых пронизано порами.
К типу принадлежит около 5000 видов пресноводных и морских губок. Подавляющее большинство этих видов населяет тропические и субтропические моря, где встречаются на глубинах до 500 м. Однако, среди губок встречаются и глубоководные формы, которые находили на глубине 10 000 — 11 000 м (например, морские ершики
). В Черном море обитает 29 видов, в пресных водоемах Украины — 10 видов. Губки принадлежат к самым примитивным многоклеточным организмам, так как в них ткани и органы четко не выражены, хотя клетки выполняют различные функции. Главной причиной, препятствующей массовому распространению губок, является отсутствие соответствующего субстрата. Большинство губок не могут жить на илистом дне, поскольку частицы ила закупоривают поры, что приводит к гибели животного. Большое влияние на распространение имеют соленость и подвижность воды, температура. Самыми общими признаками губок являются: 1
) наличие пор в стенках тела 2
) отсутствие тканей и органов; 3
) наличие скелета в виде игл или волокон; 4
) хорошо развита регенерация
и др.

С пресноводных форм распространенная губка-бодяга
(Spongilla lacustris), которая живет на каменистых почвах водоемов. Зеленый цвет обусловлен наличием в протоплазме их клеток водорослей.

особенности строения

Тело

многоклеточное, имеет стебельчатых, кустистые, цилиндрическую, воронкообразную форму, но чаще всего в виде мешка или бокала. Губки ведут прикрепленный образ жизни, поэтому в их теле снизу есть основа
для прикрепления к субстрату, а сверху — отверстие (устья
), который ведет к а Триольный
(парагастральнои
) полости.
Стенки тела пронизаны множеством пор, через которые вода поступает в эту полость тела. Стенки тела образованы из двух слоев клеток: наружного — пинакодермы
и внутреннего — хоанодермы.
Между этими слоями есть бесструктурная студенистое вещество — мезоглея
, в которой содержатся клетки. Размеры тела губок — от нескольких миллиметров до 1,5 м (губка кубок Нептуна
).

Строение губки: 1
— устья; 2 — пинакодерма; 3 — хоанодерма; 4
— пора; 5 — мезоглея; 6 — археоцит; 7 — основание; 8 — трехосный ветвь; 9 — атриального полость; 10 — спикулы; 11 — амебоциты; 12 — коленцит; 13
— пороцит; 14
— пинакоцит

Разнообразие клеток губок и их функции

Особенности организации губок сводятся к трем основным типам:

АСКОН —
тело с парагастральною полостью, которая выстилается хоаноцитами (в известняковых губок)

сикон
— тело с утолщенными стенками, в которые выпячиваются участки парагаст- ральной полости, образуя жгутиковые кармашки (в стеклянных губок)

лейкон
— тело с толстыми стенками, в которых различают небольшие жгутиковые камеры (в обычных губок).

Покровы.

Тело покрыто плоским эпителием, образованным пинакоцитамы.

Полость

тела называется парагастральною
и выстилается хоаноцитами.

Особенности процессов жизнедеятельности

Опора

обеспечивается скелетом, может быть известняковым (спикул с СаСО3), кремниевым (спикул с SiO2) или роговым (из коллагеновых волокон и вещества спонгина, которая содержит значительное количество йода).

Движение.

Взрослые губки не способны к активному движению и ведут прикрепленный образ жизни. Какие-то незначительные сокращения тела осуществляются благодаря миоцитов, которые таким образом могут реагировать на раздражение. К перемещений внутри тела благодаря псевдоподию способны амебоциты. Личинки губок, в отличие от взрослых особей, способные энергично перемещаться в воде благодаря согласованной работе жгутиков, которые в большинстве случаев почти полностью покрывают поверхность тела.

Питание

в губок пассивное и осуществляется с помощью непрерывного потока воды через тело. Благодаря ритмичной работе жгутиков хооноцитив
вода поступает в поры, попадает в парагастральну полость и через устья выводится наружу. Взвешенные в воде отмершие остатки животных и растений, а также микроорганизмы увлекаются хоаноцитами, передаются амебоцитам, где перевариваются и разносятся ими по всему телу.

Пищеварения

у губок внутриклеточное. Интересы амебоцитами питательных частиц происходит путем фагоцитоза. Непереваренные остатки выбрасываются в полость тела и выводятся наружу.

Транспортировка веществ

внутри тела осуществляется амебоцитами.

Дыхание

происходит всей поверхностью тела. Для дыхания используется растворенный в воде кислород, который поглощается всеми клетками. Углекислый газ также выводится в растворенном состоянии.

Выделение

непереваренных остатков и продуктов обмена происходит вместе с водой через устья.

Регуляция процессов

осуществляется с участием клеток, которые способны сокращаться или совершать движения — пороцитив, миоцитов, хоаноциты. Интеграция же процессов на уровне организма почти не развита.

Раздражительность.

Губки очень слабо реагируют даже на самые сильные раздражения, а передачи их от одного участка к другому почти незаметна. Это свидетельствует об отсутствии у губок нервной системы.

Размножение

бесполое и половое. Бесполое размножение осуществляется внешним и внутренним почкованием, фрагментацией, продольным разделением и др. В случае внешнего почкования дочерняя особь образуется на материнской и содержит, как правило, все виды клеток. В редких форм почка отделяется (например, в морской апельсина
), а в колониальных — сохраняет связь с материнским организмом. В губки-бодяги
и в других пресноводных губок, кроме внешнего, наблюдается и внутреннее почкования. У нее во второй половине лета при снижении температуры воды с археоцитив образуются внутренние почки — геммулы.
На зиму тело бодяги отмирает, а геммулы опускается на дно и, защищена оболочкой, зимует. Весной из нее развивается новая губка. В результате фрагментации тело губки распадается на части, каждая из которых при благоприятных условиях дает начало новому организму. Половое размножение происходит с участием гамет, которые образуются из археоцитив в мезоглеи. Большинство губок — гермафродиты (иногда раздельнополые). В случае полового размножения зрелый сперматозоид одной губки выходит из мезоглеи через устья и с потоком воды попадает в полость другой, где с помощью амебоцитов доставляется к зрелой яйцеклетки.

Развитие
косвенный
(с преобразованием). Дробление зиготы и формирования личинки происходит в основном внутри материнского организма. Личинка, которая имеет жгутики, выходит через устья в окружающую среду, прикрепляется к субстрату и превращается во взрослую губку.

Регенерация

хорошо развита. Губки имеют очень высокий уровень регенерации, что обеспечивает воспроизведение целого самостоятельного организма даже с самого кусочка тела губки. Для губок присущ и соматический эмбриогенез —
формирование, развитие новой особи из клеток тела, не приспособленных для размножения. Если пропустить губку через сито, то можно получить фильтрат, содержащий живые отдельные клетки. Эти клетки сохраняют жизнедеятельность несколько дней и с помощью псевдоподий активно перемещаются и собираются в группы. Эти группы через 6-7 дней превращаются в маленькие губки.

Животный мир велик и многообразен. Животные есть животные, но взрослые решили поделить их всех на группы в соответствии с некоторыми признаками. Наука о классификации животных называется систематика или таксономия. Эта наука определяет родственные связи между организмами. Степень родства далеко не всегда определяется внешним сходством. Например, сумчатые мыши очень похожи на обыкновенных мышей, а тупайи — на белок. Однако эти животные относятся к разным отрядам. А вот броненосцы, муравьеды и ленивцы, совершенно непохожие друг на друга, объединены в один отряд. Дело в том, что родственные связи между животными определяются их происхождением. Исследуя строение скелета и зубную систему животных, ученые определяют, какие звери наиболее близки друг другу, а палеонтологические находки древних вымерших видов животных помогают установить более точно родственные связи между их потомками.

Типы многоклеточных животных:
губки, мшанки, плоские, круглые и кольчатые черви (черви), кишечнополостные, членистоногие, моллюски, иглокожие и хордовые. Хордовые — самый прогрессивный тип животных. Их объединяет наличие хорды — первичной скелетной оси. Самые высокоразвитые хордовые объединены в подтип позвоночных. У них хорда преобразована в позвоночник. Остальных называют беспозвоночными.

Типы делятся на классы. Всего существует 5 классов позвоночных животных:
рыбы, земноводные, птицы, рептилии (пресмыкающиеся) и млекопитающие (звери). Млекопитающие — самые высокоорганизованные животные из всех позвоночных.

Классы могут быть поделены на подклассы. К примеру, у млекопитающих выделяют подклассы: живородящие и яйцекладущие. Подклассы делят на инфраклассы, а далее на отряды
. Каждый отряд делится на семейства
, семейства — на роды
, роды — на виды
. Вид — это конкретное название животного, к примеру заяц-беляк.

Классификации примерные и все время меняются. К примеру, сейчас зайцеобразные вынесены из грызунов в самостоятельный отряд.

Фактически, те группы животных, которые изучают в начальной школе — это типы и классы животных, данные вперемешку.

Первые млекопитающие появились на Земле около 200 млн. лет назад, отделившись от зверообразных рептилий.

Все живые организмы разделяются на подцарства многоклеточных и одноклеточных существ. Последние представляют собой одну клетку и относятся к простейшими, в то время как растения и животные являются теми структурами, в которых веками развивалась более сложная организация. Количество клеток варьируется в зависимости от разновидности, к которой относится особь. Размер большинства настолько мал, что увидеть их можно только под микроскопом. Клетки появились на Земле примерно 3,5 миллиарда лет назад.

В наше время все процессы, происходящие с живыми организмами, изучает биология. Подцарством многоклеточных и одноклеточных занимается именно эта наука.

Одноклеточные организмы

Одноклеточность определяется наличием в организме единственной клетки, которая выполняет все жизненные функции. Всем известные амеба и инфузория-туфелька представляют собой примитивные и, вместе с тем, древнейшие формы жизни, которые являются представителями этого вида. Они были первыми живыми существами, что обитали на Земле. Сюда же входят такие группы, как споровики, саркодовые и бактерии. Все они малы и в основном невидимы для невооруженного глаза. Их принято разделять на две общие категории: прокариотические и эукариотические.

Прокариоты представлены простейшими или грибами некоторых видов. Кто-то из них живет колониями, где все особи одинаковы. Весь процесс жизни осуществляется в каждой отдельной клетке для того, чтобы она выжила.

Прокариотические организмы не имеют связанных мембранами ядер и клеточных органелл. Это обычно бактерии и цианобактерии, такие как кишечная палочка, сальмонеллы, ностоки и др.

Все представители этих групп различаются по размеру. Самая малая бактерия имеет длину всего 300 нанометров. Одноклеточные обычно обладают специальными жгутиками или ресничками, которые участвуют в их передвижении. Они имеют простое тело с выраженными основными чертами. Питание, как правило, происходит в процессе поглощения (фагоцитоза) пищи и хранится в специальных органоидах клетки.

Одноклеточные доминировали как форма жизни на Земле в течение миллиардов лет. Однако эволюция от простейших к более сложным особям изменила весь ландшафт, поскольку она привела к зарождению биологически развитых связей. Кроме того, появление новых видов привело к образованию новой среды с разнообразными экологическими взаимодействиями.

Многоклеточные организмы

Основной характеристикой подцарства многоклеточных является наличие в одном индивидууме большого количества клеток. Они скрепляются между собой, тем самым создавая совершенно новую организацию, которая состоит из множества производных частей. Основное количество из них можно увидеть без каких-то специальных приборов. Растения, рыбы, птицы и животные выходят из единственной клетки. Все существа, входящие в подцарство многоклеточных, регенерируют новые особи из зародышей, которые формируются из двух противоположных гамет.

Любая часть особи или цельный организм, который определяется большим количеством составляющих, является сложной, высоко развитой структурой. В подцарстве многоклеточных классификация четко разделяет функции, при которых каждая из отдельных частиц выполняет свою задачу. Они занимаются процессами жизнедеятельности, поддерживая этим существование всего организма.

Подцарство Многоклеточные на латыни звучит как Metazoa. Чтобы сформировать сложный организм, клетки нужно идентифицировать и присоединить к другим. Только с десяток простейших можно заметить индивидуально невооруженным глазом. Остальные почти два миллиона видимых особей являются многоклеточными.

Плюрицеллюлярные животные созданы результатом объединения особей путем образования колоний, нитей или агрегации. Плюрицеллюлярные развивались самостоятельно, вроде вольвокса и некоторых жгутиковых зеленых водорослей.

Признаком подцарства многоклеточных, то есть его ранних примитивных видов, было отсутствие костей, раковин и других твердых частей тела. Поэтому их следов не сохранилось до наших дней. Исключением являются губки, обитающие в морях и океанах до сих пор. Возможно, их останки находятся в каких-нибудь древних скалах, как, например, Grypania spiralis, окаменелости которых найдены в древнейших слоях черного сланца, относящегося к раннепротерозойской эре.

В находящейся ниже таблице подцарство многоклеточных представлено во всем его многообразии.

Сложные взаимосвязи возникли в результате эволюции простейших и появления способности клеток разделяться по группам и организовывать ткани и органы. Существует много теорий, объясняющих механизмы, с помощью которых одноклеточные могли эволюционировать.

Теории возникновения

На сегодняшний день существуют три основных теории возникновения подцарства многоклеточных. Краткое содержание синцитиальной теории, чтобы не углубляться в подробности, можно описать в нескольких словах. Суть ее состоит в том, что примитивный организм, который имел в своих клетках несколько ядер, мог со временем разделить внутренней мембраной каждое из них. Например, несколько ядер содержит грибок плесени, а также инфузория-туфелька, чем подтверждают эту теорию. Однако наличия нескольких ядер недостаточно для науки. Чтобы подтвердить теорию их множественности, необходимо наглядное превращение в хорошо развитое животное простейшего эукариота.

Теория колоний говорит, что симбиоз, состоящий из разных организмов одного вида, привел к их изменению и появлению более совершенных существ. Геккель — первый ученый, кто представил эту теорию в 1874 году. Сложность организации возникает потому, что клетки остаются вместе, а не разъединяются в процессе деления. Примеры этой теории можно увидеть у таких простейших многоклеточных, как зеленые водоросли, которые называются эвдорина или вольвакса. Они образуют колонии, которые насчитывает до 50000 клеток в зависимости от вида.

Теория колоний предлагает слияние различных организмов одного вида. Преимущество этой теории заключается в том, что было замечено, как во время нехватки продовольствия амебы группируются в колонию, которая передвигается словно единое целое, в новое место. Какие-то из этих амеб немного отличаются друг от друга.

Однако проблема этой теории заключается в том, что неизвестно, как ДНК разных особей могут быть включены в единый геном.

Например, митохондрии и хлоропласты могут быть эндосимбионтами (организмами в организме). Это случается крайне редко, и даже тогда геномы эндосимбионтов сохраняют между собой различия. Они отдельно синхронизируют свою ДНК во время митоза видов хозяев.

Два или три симбиотических индивидуума, образующих лишайник, хотя и зависят друг от друга ради выживания, но должны отдельно размножаться, а затем повторно соединяться, снова создавая единый организм.

Другие теории, которые также рассматривают возникновение подцарства многоклеточных:

• Теория GK-PID. Около 800 миллионов лет назад незначительное генетическое изменение в одной молекуле под названием GK-PID, возможно, позволило особям перейти от одной клетки к более сложной структуре строения.
• Роль вирусов. Недавно было признано, что гены, позаимствованные у вирусов, играют решающую роль в делении тканей, органов и даже при половом размножении, при слиянии яйцеклетки и сперматозоида. Был найден первый белок syncytin-1, который передался от вируса к человеку. Он находится в межклеточных мембранах, которые разделяют плаценту и мозг. Второй белок был выявлен в 2007 году и назван EFF1. Он помогает формировать кожу круглых червей нематод и является частью целого семейства белков FF. Доктор Феликс Рей в Институте Пастера в Париже построил 3D-макет структуры EFF1 и показал, что это он связывает частицы вместе. Этот опыт подтверждает тот факт, что все известные слияния мельчайших частиц в молекулы имеют вирусное происхождение. Это также говорит о том, что вирусы были жизненно важны для коммуникации внутренних структур, и без них было бы невозможным появления колонии подцарства многоклеточных типа губок.

Все эти теории, как и многие другие, которые продолжают предлагать известные ученые, очень интересны. Однако ни одна из них не может четко и однозначно ответить на вопрос: как из единственной клетки, которая зародилась на Земле, могло появиться такое огромное разнообразие видов? Или: почему одиночные особи решили объединиться и стали существовать вместе?

Может, пройдет несколько лет, и новые открытия смогут нам дать ответы на каждый из этих вопросов.

Органы и ткани

Сложные организмы имеют такие биологические функции, как защита, кровообращение, пищеварение, дыхание и половое размножение. Они выполняются определенными органами, такими как кожа, сердце, желудок, легкие и половая система. Они состоят из множества различных типов клеток, которые работают сообща для выполнения конкретных задач.

Например, сердечная мышца имеет большое количество митохондрий. Они производят аденозинтрифосфат, благодаря которому кровь беспрерывно движется по кровеносной системе. У клеток кожи, наоборот, меньше митохондрий. Вместо этого они имеют плотные белки и производят кератин, который защищает мягкие внутренние ткани от повреждений и внешних факторов.

Размножение

В то время как все без исключения простейшие организмы размножаются бесполым путем, многие из подцарства многоклеточных предпочитают половое размножение. Люди, например, являются сложнейшей структурой, созданной путем слияния двух одиночных клеток, называемых яйцеклеткой и сперматозоидом. Слияние одной яйцеклетки с гаметой (гаметы — это специальные половые клетки, содержащие один набор хромосом) сперматозоида приводит к образованию зиготы.

Зигота содержит генетический материал как спермы, так и яйцеклетки. Деление ее приводит к развитию абсолютно нового, отдельного организма. Во время развития и деления клетки, согласно заложенной в генах программе, начинают дифференцироваться по группам. Это в дальнейшем позволит им выполнять совершенно разные функции, несмотря на то что они генетически идентичны друг другу.

Таким образом, все органы и ткани организма, которые образуют нервы, кости, мышцы, сухожилия, кровь, — все они возникли из одной зиготы, появившейся благодаря слиянию двух одиночных гамет.

Преимущество многоклеточных

Есть несколько основных преимуществ подцарства многоклеточных организмов, благодаря которым они доминируют на нашей планете.

Поскольку сложное внутреннее строение позволяет увеличить размер, оно также помогает развивать структуры и ткани более высокого порядка с многочисленными функциями.

Крупные организмы имеют лучшую защиту от хищников. Они также обладают большей мобильностью, что позволяет им мигрировать в более благоприятные для проживания места.

Есть еще одно неоспоримое преимущество подцарства многоклеточных. Общая характеристика всех его видов — это достаточно долгая продолжительность жизни. Тело клетки подвергается воздействию окружающей среды со всех сторон, и любое ее повреждение может привести к гибели индивидуума. Многоклеточный организм будет продолжать существовать, даже если одна клетка погибнет или будет повреждена. Дублирование ДНК также является преимуществом. Деление частиц внутри организма позволяет быстрее расти и восстанавливаться поврежденным тканям.

Во время своего деления новая клетка копирует прежнюю, что позволяет сохранить благоприятные черты в следующих поколениях, а также со временем их усовершенствовать. Другими словами, дублирование позволяет сохранить и адаптировать черты, которые улучшат выживание или пригодность организма, особенно в царстве животных, подцарстве многоклеточных.

Недостатки многоклеточных

У сложных организмов имеются и недостатки. Например, они подвержены различным заболеваниям, возникающим из-за комплексного биологического состава и функций. У простейших, наоборот, не хватает развитых систем органов. Это означает, что риски опасных болезней у них сведены к минимуму.

Важно отметить, что в отличие от многоклеточных, примитивные особи обладают способностью к бесполому размножению. Это помогает им не тратить ресурсы и энергию на поиски партнера и сексуальную деятельность.

Также обладают способностью принимать энергию путем диффузии или осмоса. Это освобождает их от необходимости передвижения для поиска пищи. Практически все может стать потенциальным источником пищи для одноклеточного существа.

Позвоночные и беспозвоночные

Всех без исключения входящих в подцарство многоклеточных существ классификация делит на два вида: позвоночных (хордовых) и беспозвоночных.

У беспозвоночных нет твердого каркаса, в то время как хордовые имеют хорошо развитый внутренний скелет хряща, кости и высокоразвитый мозг, который защищен черепом. Позвоночные имеют прекрасно развитые органы чувств, дыхательную систему с жабрами или легкими и развитую нервную систему, что еще больше отличает их от более примитивных собратьев.

Оба типа животных живут в различных местах обитания, но хордовые, благодаря развитой нервной системе, могут адаптироваться к суше, морю и воздуху. Тем не менее, беспозвоночные также встречаются в широком диапазоне, от лесов и пустынь до пещер и грязи морского дна.

На сегодняшний день выявлено почти два миллиона видов подцарства многоклеточных беспозвоночных животных. Эти два миллиона составляют около 98 % от всех живых существ, то есть 98 из 100 видов проживающих в мире организмов — беспозвоночные. Человеческие особи относятся к семейству хордовых.

Позвоночные подразделяются на рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих. Не имеющие представляют такие типы, как членистоногие, иглокожие, черви, кишечнополостные и моллюски.

Одним из самых главных различий между этими видами является их размер. Беспозвоночные, такие как насекомые или кишечнополостные, малы и медлительны, потому что не могут развить крупное тело и сильные мышцы. Есть несколько исключений, таких как кальмар, который может достигать 15 метров в длину. Позвоночные имеют универсальную систему поддержки, а потому могут быстрее развиваться и становиться крупнее, чем беспозвоночные.

Хордовые имеют также высокоразвитую нервную систему. С помощью специализированной связи между нервными волокнами, они могут реагировать очень быстро на изменения в окружающей среде, что дает им несомненное преимущество.

По сравнению с позвоночными, большинство животных, не имеющих хребта, используют простую нервную систему и ведут себя почти полностью инстинктивно. Подобная система работает хорошо большую часть времени, хотя эти существа часто неспособны учиться на своих ошибках. Исключениями являются осьминоги и их близкие родственники, которые считаются одними из самых умных животных в мире беспозвоночных.

У всех хордовых, как нам известно, имеется позвоночник. Однако особенностью у подцарства многоклеточных беспозвоночных животных является сходство с их сородичами. Оно заключается в том, что на определенном этапе жизни позвоночные также имеют гибкий опорный стержень, нотохорд, который впоследствии становится позвоночником. Первая жизнь развивалась в виде одиночных клеток в воде. Беспозвоночные были начальным звеном эволюции других организмов. Их постепенные изменения привели к появлению сложных существ с хорошо развитым скелетом.

Кишечнополостные животные

Сегодня насчитывается около одиннадцати тысяч видов кишечнополостных. Это одни из самых древнейших сложных животных, появившихся на земле. Самых маленьких из кишечнополостных невозможно увидеть без микроскопа, а самая большая известная медуза — 2,5 метра в диаметре.

Итак, давайте подробнее познакомимся с подцарством многоклеточных, типом кишечнополостные. Описание основных характеристик мест обитания можно определить наличием водной или морской среды. Они живут одиночно или в колониях, которые могут свободно передвигаться или жить на одном месте.

Форма тела кишечнополостных называется «мешком». Рот соединяется со слепым мешком, который называется «гастроваскулярной полостью». Этот мешок функционирует в процессе пищеварения, газообмена и действует как гидростатический скелет. Единственное отверстие служит как ртом, так и задним проходом. Щупальца — длинные, полые структуры, используются для перемещения и захвата пищи. Все кишечнополостные имеют щупальца, покрытые присосками. Они оснащены специальными клетками — немоцистами, которые могут впрыскивать токсины в свою жертву. Присоски также позволяют захватывать крупную добычу, которую животные помещают в рот путем втягивания щупалец. Нематоцисты отвечают за ожоги, которые некоторые медузы наносят людям.

Животные подцарства многоклеточные, типа кишечнополостные обладают как внутриклеточным, так и внеклеточным пищеварением. Дыхание происходит путем простой диффузии. У них имеется сеть нервов, которые распространяются по всему телу.

Многие формы проявляют полиморфизм, то есть разнообразие генов, в котором различные типы существ присутствуют в колонии для различных функций. Эти особи называются зооидами. Воспроизводство можно называть беспорядочным (внешнее почкование) или половым (формирование гамет).

Медузы, например, производят яйцеклетки и сперматозоиды, а затем выпускают их в воду. Когда яйцо оплодотворено, оно развивается в свободно плавающую личинку с ресничками, называемую «планлой».

Типичными примерами подцарства Многоклеточные являются гидры, обелия, португальский кораблик, парусница, актинии, кораллы, морское перо, горгонарии и т. д.

Растения

В подцарстве Многоклеточные растения — это эукариотические организмы, способные питаться в процессе фотосинтеза. Водоросли изначально считались растениями, но теперь они относятся к протистам — особой группе, которая исключена из всех известных видов. Современное определение растений относится к организмам, которые живут в основном на суше (а иногда и в воде).

Другой отличительной особенностью растений является зеленый пигмент — хлорофилл. Он используется для поглощения солнечной энергии в процессе фотосинтеза.

У каждого растения есть гаплоидные и диплоидные фазы, которые характеризуют его жизненный цикл. Он называется чередованием поколений, потому что все фазы в нем являются многоклеточными.

Чередующиеся поколения — это поколение спорофитов и поколение гаметофитов. В фазе гаметофита формируются гаметы. Гаплоидные гаметы сливаются в зиготу, называемую диплоидной клеткой, так как у нее есть полный набор хромосом. Оттуда вырастают диплоидные особи поколения спорофитов.

Спорофиты проходят фазу мейоза (деления) и образуют гаплоидные споры.

Итак, подцарство многоклеточных кратко можно описать как основную группу живых существ, которые населяют Землю. К ним относятся все, кто имеет ряд клеток, различных по своей структуре и функциям и объединенных в единый организм. Простейшие из многоклеточных — это кишечнополостные, а самым сложным и развитым животным на планете является человек.

Оно соответствует теории выдающего русского биолога Алексея Захваткина

Наблюдения биологов за недавно открытыми микроорганизмами показали, как могли возникнуть многоклеточные животные в процессе эволюции. Эти организмы похожи на хищные сперматозоиды, а, чтобы охотиться на более крупных жертв, слипались в «многоклеточные» псевдоорганизмы. Исследование поддержано президентской программой исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ).

Чтобы установить последовательность событий в происхождении животных от одноклеточных предков, необходимо исследовать их ближайших микроскопических родственников. Существуют разные теории возникновения многоклеточности, но пока ученые не пришли к единой.

Предками многоклеточных животных могли быть одноклеточные организмы, передвигающиеся с помощью жгутика на задней части и похожие на хищные сперматозоиды — они были способны охотиться на более крупных одноклеточных. Такое оказывалось возможным, если они вместе охотились и питались: клетки частично слипались друг с другом в многоклеточные образования и формировали так называемые агрегации. Такой образ жизни способствовал увеличению размеров клеток в составе агрегации, а также тому, что агрегация начинала расти не за счет присоединения новых «членов», а за счет деления имеющихся. Питание крупной жертвой, в свою очередь, приводило к значительному увеличению в размере и последующему множественному делению клетки, что является важным фактором возникновения многоклеточности.

Новые одноклеточные хищники из обширной группы заднежгутиковых, а именно три вида — Syssomonas multiformis, Pigoraptor vietnamica и Pigoraptor chileana, были обнаружены группой ученых Института биологии внутренних вод имени И. Д. Папанина РАН в пресных водоемах Вьетнама и Чили. Наблюдения за их живыми клетками проводили в лабораторных условиях. Изученные виды могли выживать при температуре 5–40 °C, рН 6–11 и переносить повышение солености до 0,04%.

Исследователи показали, что эти микроорганизмы отличаются сложными жизненными циклами, образованием многоклеточных скоплений и необычной для современных одноклеточных диетой — питанием крупной добычей за счет частичного слипания друг с другом.

Один из микробов под названием Syssomonas multiformis к тому же мог разрушать зерна риса и заглатывать отдельные частички рисового крахмала за счет так называемого внеклеточного пищеварения, при котором происходит выделение расщепляющих крахмал ферментов непосредственно в воду.

Полученные данные согласуются с гипотезой синзооспоры Алексея Захваткина, по которой многоклеточность у животных могла возникнуть посредством слияния друг с другом клеток различных типов, которые уже присутствовали в жизненном цикле одноклеточного предка животных. Результаты исследования не поддерживают общепринятую теорию гастреи Эрнста Геккеля.

«Изучение генетических механизмов взаимодействия клеток и их поведения, роста и развития у одноклеточных, предков многоклеточных животных, потенциально важно в медицине, поскольку нарушения данных процессов приводят к опухолям и образованию метастазов при раковых заболеваниях»,— рассказывает руководитель проекта РНФ Денис Тихоненков, доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института биологии внутренних вод.

В исследовании также участие принимали ученые из Пензенского государственного университета, Центра исследований океана имени Гельмгольца, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, департамента ботаники Университета Британской Колумбии.

По материалам статьи «Insights into the Origin of Metazoan Multicellularity from Predatory Unicellular Relatives of Animals»; Denis V. Tikhonenkov, Elisabeth Hehenberger, Anton S. Esaulov, Olga I. Belyakova, Yuri A. Mazei, Alexander P. Mylnikov, Patrick J. Keeling; журнал BMC Biology, апрель 2020 г.

Многоклеточные животные. Общая характеристика основных классов.

Многоклеточные животные наиболее продвинутая в эволюционном плане группа живых организмов. Тело многоклеточных животных состоит из большого числа клеток, разнообразных по строению и функциям, утративших свою самостоятельность, поскольку они составляют единый, целостный организм.

Многоклеточные организмы можно подразделить на две большие группы. Беспозвоночные животные – это двухслойные животные с лучевой симметрией, тело которых образовано двумя тканями: эктодермой, покрывающей тело снаружи, и эндодермой, образующей внутренние органы – губки и кишечно-полостные. К беспозвоночным относятся также плоские, круглые, кольчатые черви, членистоногие, моллюски и иглокожие двусторонне-симметричные и радиальные трехслойные организмы, у которых помимо экто- и эндодермы имеется и мезодерма, в процессе индивидуального развития дающая начало мышечным и соединительным тканям. Ко второй группе – хордовым принадлежат все животные, имеющие осевой скелет: хорду или позвоночный столб.

Многоклеточные животные

Кишечнополостные. Гидра пресноводная.

Строение – Лучевая симметрия, эктодерма, эндодерма, подошва, щупальца.
Движение – Сокращение кожно-мускульных клеток, прикрепление подошвой к субстрату.
Питание – Щупальца  ротовая полость  кишечник  полость с пищеварительными клетками. Хищник. Убивает ядом стрекательных клеток.
Дыхание – Растворенный в воде кислород проникает через всю поверхность тела.
Размножение – Гермафродиты. Половое: яйцевые клетки + сперматозоиды = яйцо. Бесполое: почкование.
Кровеносная система – Нет.
Выделение – Остатки пищи удаляются через ротовое отверстие.
Нервная система – Нервное сплетение из нервных клеток.

Плоские черви. Белая планария.

Строение – Двусторонняя симметрия, снаружи покровная ткань, под ней соединительная ткань.
Движение – Сокращение мышечной ткани.
Питание – Рот  глотка  пищевод  зоб  желудок  кишка  анальное отверстие. Паразит.
Дыхание – Растворенный в воде кислород проникает через всю поверхность тела.
Размножение – Гермафродиты. Половое: 2 овальных яичника + семенники в виде пузырьков по всему телу.
Кровеносная система – Нет.
Выделение – Все тело пронизано мелкими канальцами – протонефридиями.
Нервная система – представлена 2-мя нервными стволами, объединенных впереди в нервный узел. Органы осязания – щупальца. Органы зрения – глаза.

Круглые черви. Аскарида человеческая.

Строение – Вытянутая червеобразная, снаружи плотная оболочка, внутри полости жидкость. Длина до 20 см.
Движение – Сокращение кожно-мускульного мешка.
Питание – Рот  глотка  пищевод  зоб  желудок  кишка  анальное отверстие. Паразит
Дыхание – Анаэробное.
Размножение – Раздельнополое: яйцеклетки + сперматозоиды  личинка в почве  личинка в организме человека.
Кровеносная система – Нет.
Выделение – Полостная жидкость через поверхность тела.
Нервная система – Окологлоточное нервное кольцо + брюшной нервный тяж.

Кольчатые черви. Дождевой червь.

Строение – Вытянутая червеобразная снаружи слизистая кожа, внутри расчлененная полость тела, длина 10–16 см, 100–180 члеников.
Движение – Сокращение кожно-мускульного мешка, слизь, упругие щетинки.
Питание – Рот  глотка  пищевод  зоб  желудок  кишка  анальное отверстие. Питается частичками свежих или разлагающихся растений.
Дыхание – Диффузия кислорода через всю поверхность тела.
Размножение – Гермафродиты. Обмен спермой  слизь с яйцами  кокон  молодые черви.
Кровеносная система – Замкнутая кровеносная система: капилляры  кольцевые сосуды  главные сосуды: спинной и брюшной.
Выделение – Полость тела  метанефридии (воронка с ресничками)  каналец  выделительная пара.
Нервная система – Нервы  нервные узлы  нервная цепочка  окологлоточное кольцо. Чувствительные клетки в коже.

Мягкотелые. Моллюски. Прудовик обыкновенный.

Строение – Мягкое, заключенное в винтообразную раковину тело = туловище + нога.
Движение – Мускулистая нога.
Питание – Рот  глотка  язык с зубчиками = терка  желудок  кишечник, печень  анальное отверстие.
Дыхание – Дыхательное отверстие. Легкое.
Размножение – Гермафродиты. Оплодотворение перекрестное.
Кровеносная система – Незамкнутая. Легкое  сердце  сосуды  полость тела.
Выделение – Почка.
Нервная система – Окологлоточное скопление узлов  нервы.

Членистоногие. Ракообразные. Речной рак.

Строение – Головогрудь + брюхо.
Движение – Четыре пары ходильных ног, для плавания 5 пар брюшных ног + хвостовой плавник.
Питание – рот  челюсти, глотка, пищевод, желудок, отдел с хитиновыми зубами, цедильный аппарат, кишечник, пищ. железа – анальное отверстие.
Дыхание – жабры.
Размножение – Раздельнополые. Икра на ножках брюшка до вылупления. При росте характерна линька хитина. Есть личиночная стадия науплиус.
Кровеносная система – Незамкнутое. Сердце – сосуды – полость тела.
Выделение – Железы с выводным каналом у основания усиков.
Нервная система – Окологлоточное кольцо = надглоточный и подглоточный узел, брюшная нервная цепочка. Орган осязания и обоняния – основание коротких усиков. Органы зрения – два сложных глаза.

Членистоногие. Паукообразные. Паук-крестовик.

Строение – Головогрудь + брюшко.
Движение – Четыре пары ног, на брюхе 3 пары паутинных бородавок, паутинные железы для плетения ловчей сети.
Питание – Рот = челюсти с ядом и ногощупальца. Яд – предварительное переваривание вне организма. Пищевод – желудок, кишка, анальное отверстие.
Дыхание – В брюшке пара легочных мешков со складками. Два пучка трахей  дыхательные отверстия.
Размножение – Раздельнополые. Яйца в коконе – молодые паучки
Кровеносная система – Незамкнутое. Сердце – сосуды – полость тела
Выделение – Мальпишевы сосуды
Нервная система – Пары ганглиев + брюшная цепочка. Органы зрения – простые глазки.

Членистоногие. Насекомые. Майский жук.

Строение – Голова + грудь + брюшко (8 сегментов)
Движение – 3 пары ног с жесткими коготками, пара крыльев, пара надкрыльев
Питание – Рот = верхняя губа + 4 челюсти + нижняя губа  пищевод, желудок с хитиновыми зубцами, кишечник, анальное отверстие
Дыхание – Дыхальца на сегментах брюшка  трахеи  все органы и ткани
Размножение – Самки: яичники  яйцеводы  семяприемник.
Самцы: 2 семенника, семяпроводы, семяизвергательный канал, превращение полное.
Кровеносная система – Незамкнутая. Сердце с клапанами  сосуды  полость тела.
Выделение – Мальпишевы сосуды в полости тела, жировое тело.
Нервная система – Окологлоточное кольцо + брюшная цепочка. Головной мозг. 2 сложных глаза, органы обоняния – 2 усика с пластинками на конце.

Иглокожие.

Строение – Звездообразная, шаровидная или человекообразная форма тела. Недоразвитый скелет. Два слоя покровов – наружный – однослойный, внутренний – волокнистая соединительная ткань с элементами известкового скелета.
Движение – Движутся медленно с помощью конечностей, развита мускулатура.
Питание – Ротовое отверстие  короткий пищевод  кишка  анальное отверстие.
Дыхание – Кожные жабры, покровы тела при участии воднососудистой системы.
Размножение – Два кольцевых сосуда. Один окружает рот, другой анальное отверстие. Есть радиальные сосуды.
Кровеносная система – Специальных нет. Выделение происходит через стенки каналов воднососудистой системы.
Выделение – Половые органы имеют разное строение. Большинство иглокожих раздельнополы, но имеются гермафродиты. Развитие происходит с ряжом сложных превращений. Личинки плавают в толще воды, в процессе метаморфоза животные приобретают радиальную симметрию.
Нервная система – Нервная система имеет радиальное строение: от окологлоточного нервного кольца отходят радиальные нервные тяжи по числу людей тела.

Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа

Многоклеточные эукариоты

Многоклеточные организмы — это организмы, тело которых состоит из множества клеток и их производных (различные виды межклеточного вещества). Характерный признак многоклеточных — неравноценность клеток, образующих их тело, а также дифференцировка клеток и их объединение в комплексы различной сложности — ткани и органы. Для многоклеточных характерно индивидуальное развитие (онтогенез), начинающееся в большинстве случаев (за исключением вегетативного размножения) с деления одной клетки (зиготы, споры). К многоклеточным организмам относят представителей трех царств.

Царства эукариот. Ранее мы рассмотрели особенности организации одноклеточных эукариот. Многоклеточные эукариоты относятся к одному из трех царств: Растения, Грибы и Животные и находятся на организменном уровне организации живой материи. Иногда для удобства применения описательно-сравнительного метода исследований гистологи выделяют тканевый и органный уровни организации. В отличие от настоящих уровней организации (клеточного, организменного, популяционно-видового, экосистемного и биосферного), эти уровни не имеют специфических черт обмена веществ и превращений энергии, неспособны к автономному существованию в естественной среде.

Царство Растения

Растения — это организмы способные к фотосинтезу. Для них характерна зелёная окраска, так как они содержат хлорофилл.

Растительный мир многообразен. Царство растений включает в себя отделы водорослей, моховидных, папоротникообразных, голосеменных и покрытосеменных.

В клетках растений есть хлоропласты, в которых происходит фотосинтез. Клетки растений окружены клеточной стенкой, состоящей из целлюлозы. Крупные клеточные вакуоли содержат клеточный сок.

Связи между соседними клетками обеспечиваются благодаря плазмодесмам. Цитоплазма клеток растений часто содержит вакуоли с клеточным соком, а также различные пластиды. Благодаря наличию хлорофилла большинство растений способно к фотосинтезу, то есть автотрофному питанию. Насекомоядные (росянка, непентес и др.) или так называемые полупаразитические (например, омела) растения относятся к миксотрофам. Они способны к фотосинтезу, однако наряду с этим потребляют органические соединения насекомых (насекомоядные растения) или растения-хозяина (омела). Некоторые паразитические растения (например, Петров крест, повилика) — гетеротрофы; они не имеют хлорофилла и питаются исключительно органическими соединениями растения-хозяина.

В результате фотосинтеза в цитоплазме растительных клеток откладываются полисахариды, обычно крахмал. Кроме хлорофилла, в клетках растений часто содержатся желтые, красные или бурые пигменты (ксантофилл, антоцианы и т. п.), придающие соответствующую окраску клеткам.

Свойства растений:

• наличие в клетках пластид;
• большая центральная вакуоль;
• отсутствие центриолей;
• жёсткая целлюлозная клеточная стенка;
• автотрофное питание;
• размножение спорами или семенами.

Царство Грибы

Грибы — эукариотические организмы, для которых характерно наличие жёсткой клеточной стенки и отсутствие пластид. Все грибы — гетеротрофы. Они потребляют готовые органические вещества, чаще всего отмершие остатки растений и животных. Жёсткая клеточная стенка грибов может иметь различное строение, но всегда в её основе лежит хитин — полимер, похожий на целлюлозу, но содержащий азот. Некоторые из грибов, например дрожжи, являются одноклеточными организмами.

Гифы (от греч. hyphe — «ткань, паутина») — нитевидные отростки, образующие тело гриба — мицелий.

Гифы могут ветвиться, переплетаться между собой, образовывать сложные структуры, в основе которых всегда есть нити-гифы. Характерным свойством грибов является размножение спорами. Это одноклеточные образования, которые имеют толстую защитную стенку. Они настолько мелки, что могут переноситься ветром на десятки и сотни километров, поэтому везде, где есть подходящая питательная среда, вырастают различные грибы.

Наличие прочной и толстой клеточной стенки не позволяет грибами поглощать частицы пищи, поэтому они питаются растворёнными в воде веществами. Такое питание называется осмофильным. Для того чтобы питаться полимерными веществами, нерастворимыми в воде (например, белками или полисахаридами), грибы вырабатывают ферменты, расщепляющие эти полимеры на мономеры, и выделяют эти ферменты в окружающую среду.
Мономеры, образовавшиеся после расщепления, всасываются грибами. Такой способ питания называется внешним пищеварением.

Строение мицелия у разных видов грибов различается. У низших грибов между клетками нет перегородок, мицелий представляет собой одну гигантскую многоядерную клетку. Такой мицелий называется несептированным. Подобный мицелий есть у белой хлебной плесени — мукора. У высших грибов между клетками мицелия существуют перегородки, поэтому его называют септированным (от лат. septum — «перегородка»). У ряда высших грибов в клетке при этом существует два разных ядра.

Среди грибов известны сапротрофные, симбиотрофные и паразитические виды. Симбиотрофами называют организмы, питание которых зависит от организмов других видов, с которыми они находятся в мутуалистических отношениях. В состав клеточных стенок грибов часто, кроме других полисахаридов, входит полисахарид хитин. В цитоплазме отсутствует клеточный центр. Там же запасается полисахарид гликоген, а в вакуолях — гранулы белков. Продуктом обмена азотсодержащих соединений является мочевина. В плодовых телах и грибнице часто присутствуют несколько типов клеток, однако настоящие ткани отсутствуют.

Для большинства высших грибов характерно образование специальных органов размножения — плодовых тел.

Плодовые тела — образования из плотно переплетающихся гифов гриба, которые формируются для спороношения грибов. Подразделяются пластинчатые и трубчатые.

Значительное число грибов полезно, например человек употребляет их в пищу. Пищевая ценность грибов достаточно высока, и некоторые их виды культивируют (например, шампиньоны и вешенки).

Существуют несъедобные грибы, которые не используются в пищу. К ним относят ядовитые грибы, вызывающие острые, иногда смертельные отравления.

Важную роль играют почвенные грибы, они расщепляют различные органические остатки. Вместе с бактериями эти грибы превращают полимерные органические вещества в простые соединения, доступные для растений.

Царство Животные

Многоклеточные животные — исключительно гетеротрофы, хотя некоторые из них содержат в клетках симбиотические водоросли, в результате чего приобретают зеленый цвет (например, некоторые виды губок, гидр, ресничных червей). Большинство многоклеточных животных способно активно передвигаться с помощью мышц.

Животные клетки не имеют плотной стенки, над плазматической мембраной расположен лишь тонкий упругий слой гликокаликса. Благодаря отсутствию плотной клеточной стенки некоторые клетки способны к фагоцитозу. Запасным полисахаридом, как и у грибов, является гликоген.

Для большинства животных характерны следующие особенности:

• гетеротрофный способ питания;
• способность к росту только в молодом возрасте;
• активное передвижение;
• в клетках животных отсутствует жёсткая клеточная стенка;
• нет пластид;
• нет крупной центральной вакуоли;
• клеточный центр содержит центриоли, делящиеся перед делением клетки.

​

Особенности организации многоклеточных эукариот. Мы уже знаем, что каждая клетка, входящая в состав многоклеточных организмов, предназначена для осуществления лишь определенных функций. Соответственно разные типы клеток отличаются особенностями строения, то есть дифференцированы. Поэтому функционирование многоклеточного организма как целостной биологической системы обеспечено согласованной деятельностью всех его клеток. У многоклеточных эукариот разнообразные проявления процессов жизнедеятельности (питание, дыхание, выделение, раздражимость и т. п.) лишь частично осуществляются на клеточном уровне, а преимущественно — вследствие взаимодействий тканей, органов и систем органов.

Для многоклеточных организмов характерно индивидуальное развитие (онтогенез), которое начинается от зарождения и заканчивается смертью. Онтогенез, в свою очередь, включает зародышевый и послезародышевый периоды развития.

Среди многоклеточных так же, как и среди одноклеточных, встречаются колониальные организмы. Они образуются в результате вегетативного размножения, когда особи дочерних поколений остаются соединенными с материнской (например, колонии коралловых полипов).

Многоклеточные организмы, не имеющие тканей. У многоклеточных грибов, водорослей и некоторых животных (например, губок) выраженные ткани отсутствуют, потому что их клетки слабо взаимодействуют между собой. Внешний слой клеток образует покровы, отделяющие внутреннюю среду организма от внешней. 

Тело многоклеточных грибов состоит из последовательно размещенных клеток, образующих нити — гифы. Гифам присущи верхушечный рост и боковое ветвление. Их совокупность называется грибница, или мицелий. Гифы способны быстро расти: у некоторых грибов за одни сутки мицелий разрастается на много метров. Часть мицелия расположена внутри среды, на которой растет гриб (субстратный мицелий), другая часть — на ее поверхности (воздушный мицелий). За счет воздушного мицелия образуются так называемые плодовые тела, служащие для размножения спорами. Все грибы — гетеротрофные организмы.

Тело многоклеточных водорослей называется таллом. Разные группы водорослей различаются совокупностью пигментов, структурой хлоропластов, продуктами фотосинтеза, особенностями строения митохондрий и т. п. Отдел бурых водорослей представлен исключительно многоклеточными видами. Среди зеленых водорослей, кроме одноклеточных и колониальных, известны настоящие многоклеточные (хара) и так называемые нитчатые, тело которых, подобно гифе, образовано нитями из последовательно соединенных клеток.

К многоклеточным не имеющим тканей животным относится несколько тысяч водных видов, которые объединяют в тип Губки. Их мешковидное тело состоит из стенок и заполненного водой внутреннего пространства, открывающегося в окружающую среду отверстием. Через него из тела животного выходит вода с непереваренными остатками пищи. Снаружи и изнутри стенки тела покрыты защитным слоем плотно прилегающих друг к другу клеток. Основная часть стенки тела состоит из беспорядочно расположенных клеток нескольких типов; в ней находятся опорные элементы (скелет), система полостей и каналов, через которые вода попадает из внешней среды во внутреннее пространство губки. Эти каналы начинаются маленькими отверстиями — порами. Скелет состоит из твердых крепких игл, состоящих из СаСО₃ (так называемые известняковые губки), SiО₂ или гибких волокон из рогоподобного органического вещества; две последние разновидности скелета часто находятся в одном организме, дополняя друг друга (SiО₂ придает животному прочность, а волокна — гибкость).

С каналами связаны так называемые воротничковые клетки со жгутиком, окруженным особым образованием («воротничком»). Битье жгутиков вызывает движение воды через тело животного; они же загоняют питательные частицы (преимущественно разные одноклеточные организмы) под воротничок, где их захватывают псевдоподии. У губок пищеварение исключительно внутриклеточное. Его в основном обеспечивают способные к фагоцитозу амебоидные клетки. Размножаются эти животные половым путем или почкованием. У губок отсутствуют половые железы, а яйцеклетки и сперматозоиды образуются из особых клеток, рассеянных в толще тела. Из оплодотворенной яйцеклетки выходит покрытая ресничками личинка, которая определенное время плавает, а затем прикрепляется к различным подводным предметам и превращается во взрослую особь. В результате почкования образуются колонии губок. Встречаются и одиночные особи.

• Многоклеточные эукариоты относятся к одному из трех царств: Растения, Грибы или Животные.
• Клетки, входящие в состав многоклеточных организмов, предназначены для осуществления лишь определенных функций, то есть дифференцируются на протяжении ряда последовательных делений. Поэтому функционирование многоклеточного организма как целостной биологической системы обеспечено согласованной деятельностью всех его клеток. Многоклеточным организмам присуще индивидуальное развитие (онтогенез). Стволовые клетки дают начало всем дифференцированным клеткам на протяжении всего периода онтогенеза.
• Колониальные организмы образуются путем вегетативного размножения, когда особи дочерних поколений остаются соединенными с материнской. 
• У многоклеточных грибов, водорослей и некоторых животных (например, губок) более-менее дифференцированные клетки почти не взаимодействуют между собой, поэтому такие организмы не имеют тканей. Тело многоклеточных грибов состоит из последовательно размещенных клеток, которые образуют нити — гифы. Их совокупность называется грибница, или мицелий. У многоклеточных водорослей тело имеет название таллом. Мешковидное тело губок состоит из стенок и заполненной водой внутренней полости.

< Предыдущая страница «Роль протист в природе и хозяйстве человека»

Следующая страница » » >

Определение и примеры многоклеточных организмов

Определение многоклеточных

Ткань, орган или организм, состоящий из множества клеток, называется многоклеточным. Животные, растения и грибы являются многоклеточными организмами, и часто разные клетки имеют специализацию для различных функций. Напротив, одноклеточные или одноклеточные организмы намного меньше по размеру и менее сложны, поскольку они состоят только из одной клетки, которая ощущает окружающую среду, собирает питательные вещества и размножается бесполым путем.

Примеры многоклеточных организмов

Органы и ткани

Многоклеточные организмы делегируют биологические обязанности, такие как барьерная функция, кровообращение, пищеварение, дыхание и половое размножение, конкретным системам органов, таким как кожа, сердце, желудок, легкие и половые органы. Эти органы состоят из множества разных клеток и типов клеток, которые работают вместе для выполнения определенных задач. Например, клетки сердечной мышцы имеют больше митохондрий и вырабатывают аденозинтрифосфат , которые взаимодействуют друг с другом и обеспечивают движение крови по кровеносной системе.Напротив, в то время как клетки кожи имеют меньше митохондрий и выполняют сократительную функцию, они имеют плотные барьерные белки и вырабатывают кератин, который создает барьер, защищающий мягкие внутренние ткани тела.

Организмы

Организмы, состоящие более чем из одной клетки, классифицируются как многоклеточные. Однако многоклеточные организмы существовали не всегда. После образования Земли одноклеточный организм появился на планете в течение одного миллиарда лет.Фактически, одноклеточные организмы существовали одни на Земле приблизительно два миллиарда лет до появления многоклеточных организмов, которое произошло приблизительно 600 миллионов лет назад. В то время как многие одноклеточные организмы предпочитают размножаться бесполым путем, многие многоклеточные организмы предпочитают половое размножение. Например, люди — это многоклеточные организмы, созданные слиянием двух отдельных клеток, специализирующихся на половом размножении, обычно называемых яйцеклеткой и сперматозоидом. Слияние одной гаметы яйцеклетки с одной гаметой сперматозоидов приводит к образованию зиготы или оплодотворенной яйцеклетки.Зигота содержит генетический материал как спермы, так и яйцеклетки. Затем митотическое деление зиготой приводит ко всем клеткам этого организма. Во время развития за пролиферацией и делением клеток следует специализация, при которой каждая клетка следует пути к дифференцировке. Дифференциация позволяет клеткам выполнять самые разные функции, несмотря на то, что они генетически идентичны друг другу.

Таким образом, все специализированные клетки многоклеточного организма, его органы, ткани и, которые образуют нервы, клетки кожи, респираторный эпителий и сердечные клетки, произошли из зиготы, образованной слиянием двух одноклеточных гамет.

На диаграмме ниже представлена ​​эволюционная история многоклеточных организмов на Земле:

• Ткань — Группы похожих клеток с общим происхождением, которые сгруппированы вместе для выполнения специальной функции.
• Гамета — Гаплоидные клетки, специализирующиеся на воспроизводстве, которые сливаются с другим представителем противоположного пола при зачатии, образуя диплоидную зиготу.
• Одноклеточный — Организм, состоящий из одной клетки.
• Зигота — диплоидная клетка, образованная слиянием двух гаплоидных гамет от противоположных полов.

Викторина

1. Организм, состоящий из множества клеток, называется _________ организмом?
A. Многоклеточный
B. Зигота
C. Гамета
D. Орган

Ответ на вопрос № 1

A правильный. Организм, состоящий из множества клеток, является многоклеточным организмом.Гаметы — это специализированные гаплоидные клетки, участвующие в воспроизводстве. Зиготы — это продукт слияния мужской и женской гаметы. Органы — это структуры, состоящие из двух или более разных тканей, которые выполняют определенную функцию в организме, например, печень или сердце.

2. Какие из следующих организмов считаются многоклеточными?
A. Люди, животные, растения, грибы и прокариоты.
B. Грибы
C. Люди, животные, растения
D. И B, и C

Ответ на вопрос № 2

D правильный. Люди, животные, растения и грибы — многоклеточные организмы. Напротив, прокариоты — одноклеточные организмы.

3. Какое из следующих утверждений верно?
A. Органы и ткани одноклеточные; у них одинаковые функциональные обязанности.
B. Одноклеточные организмы эволюционировали на 2 миллиарда лет позже многоклеточных.
С. Многоклеточные организмы образуются из одной эукариотической клетки — зиготы.
D. Одноклеточные организмы всегда размножаются половым путем.

Ответ на вопрос № 3

C правильный. Многоклеточные организмы образуются из одной эукариотической клетки — зиготы. Органы и ткани, несмотря на то, что они разделяют функциональные обязанности организма, являются многоклеточными, поскольку состоят из множества клеток. Многоклеточные организмы возникли примерно на два миллиарда лет позже одноклеточных.Одноклеточные организмы предпочитают размножаться бесполым путем, хотя наблюдается и половое размножение.

Сравнение одноклеточных и многоклеточных | Национальное географическое общество

Клетки функционируют по-разному в одноклеточных и многоклеточных организмах, но в каждом организме каждая клетка имеет специализированные клеточные структуры или органеллы, которых много. Эти органеллы отвечают за различные клеточные функции, такие как получение питательных веществ, выработка энергии и производство белков.Одноклеточные организмы состоят только из одной клетки, которая выполняет все функции, необходимые организму, в то время как многоклеточные организмы для функционирования используют множество разных клеток.

Одноклеточные организмы включают бактерии, протисты и дрожжи. Например, парамеций — это одноклеточный организм в форме тапочки, обитающий в воде пруда. Он принимает пищу из воды и переваривает ее в органеллах, известных как пищевые вакуоли. Питательные вещества из пищи проходят через цитоплазму к окружающим органеллам, помогая поддерживать работу клетки и, следовательно, организма.

Многоклеточные организмы состоят из более чем одной клетки, причем группы клеток дифференцируются, чтобы выполнять специализированные функции. У людей клетки дифференцируются на ранней стадии развития и становятся нервными клетками, клетками кожи, мышечными клетками, клетками крови и другими типами клеток. Различия в этих клетках легко наблюдать под микроскопом. Их структура связана с их функцией, то есть каждый тип клетки принимает определенную форму, чтобы лучше всего служить своей цели.У нервных клеток есть придатки, называемые дендритами и аксонами, которые соединяются с другими нервными клетками для движения мышц, отправки сигналов железам или регистрации сенсорных стимулов. Клетки наружной кожи образуют уплощенные стопки, защищающие тело от окружающей среды. Мышечные клетки — это тонкие волокна, которые собираются вместе для сокращения мышц.

Клетки многоклеточных организмов могут также выглядеть по-разному в зависимости от органелл, необходимых внутри клетки. Например, в мышечных клетках больше митохондрий, чем в большинстве других клеток, поэтому они могут легко производить энергию для движения; клеткам поджелудочной железы необходимо производить много белков и иметь больше рибосом и грубую эндоплазматическую сеть, чтобы удовлетворить эту потребность.Хотя все клетки имеют общие органеллы, количество и типы присутствующих органелл показывают, как функционирует клетка.

Многоклеточные организмы — развитие, процессы, взаимодействия и микроскопия

Развитие, процессы, взаимодействия и микроскопия

Введение

По сути, многоклеточных организма состоят из более чем одной клетки. Таким образом, они отличаются от
одноклеточные (одноклеточные) организмы, состоящие только из одной клетки.Нравиться
одноклеточные организмы, существует широкий спектр многоклеточных растений и животных.
существующие организмы.

По сравнению с одноклеточными организмами, многоклеточные также более сложны, поскольку состоят из разных типов.
специализированных клеток, выполняющих разные функции. Большинство животных
виды, растения (на суше) и грибы являются многоклеточными организмами. Этот диапазон
от грибков человека.

* Многоклеточный не надо путать
с колониальными организмами.Колониальные организмы состоят из группы идентичных
клетки, такие как бактерии стафилококка, которые могут выжить сами по себе, как
одиночные клетки. Это потому, что эти отдельные клетки могут независимо нести
из всех функций, которые необходимы для жизни.

Колониальные организмы
поэтому отличается от многоклеточных организмов, которые состоят из разных
типы дифференцированных клеток, которые выполняют разные функции. Более того,
отдельные клетки многоклеточных организмов не могут выполнять все функции
что необходимо для жизни.

Основные различия между одноклеточными организмами (одноклеточными) и многоклеточными

• Вся жизнедеятельность
  а одноклеточные организмы осуществляются отдельной клеткой и ее органеллами.
  Многоклеточные имеют дифференцированные клетки, которые образуют разные
  ткани и органы (печень, сердце, сосуды и т. д.), выполняющие различные
  функции для выживания организма.

• Отношение площади к объему
  фактор предотвращает увеличение размера отдельных клеток, в то время как многоклеточные
  организмы растут и увеличиваются в размерах, а клетки делятся и увеличиваются.

• Продолжительность жизни одиночного
  клеточные организмы короткие (из-за нагрузки, которую они выполняют), в то время как
  продолжительность жизни клеток многоклеточного организма увеличивается при различных
  клетки выполняют определенные функции.

Развитие многоклеточных организмов

Хотя все они состоят из
больше чем одна ячейка, они начинаются как одна ячейка. Клетка размножается до
производят гораздо больше клеток, из которых получается многоклеточный организм.

Процесс
начинается с одной оплодотворенной клетки, которая все больше и больше делится, образуя множество
больше ячеек.В процессе геном заставляет клетки специализироваться через
селективная экспрессия генов.

Процессы развития

1. Клеточная пролиферация

Это первый процесс, который включает
рост и деление клеток. Здесь клетки делятся в процессе
известный как митоз (деление соматических клеток). Производит две равные копии
сами себя.

Во время этой фазы сигнальные пути фактора роста служат для
активируйте клетки, чтобы они вступили в клеточный цикл.Этот процесс пролиферации клеток
строго регулируется, чтобы гарантировать баланс между различными типами
тканей.

Этот этап в значительной степени связан с производством
многих клеток из первой оплодотворенной клетки.

2. Специализация ячейки

Специализация ячейки — это процесс, который
отвечает за производство клеток с разными характеристиками на разных позициях.
В ходе этого процесса клетки (эмбриональные клетки) меняют свою простую форму на
более специализированные клетки как по структуре, так и по функциям.

Это все сделано
возможно с помощью процесса, известного как экспрессия генов, где данные гены либо
включается или выключается, соответственно, определяя способ, которым клетки будут
функция.

Дифференциация клеток особенно важна
среди многоклеточных организмов. Можно утверждать, что это один из самых
важные процессы, которые отличает многоклеточные организмы от простых, одноклеточных
организмы.

Это связано с тем, что процесс приводит к преобразованию
простой зиготы в сложный организм с различными типами тканей
и клетки.

Например, в то время как сердце и кровь состоят из клеток,
они состоят из различных типов клеток, которые специализируются на выполнении
различные функции, что обеспечивает выживание организма.

Дифференциация продолжается во взрослом возрасте до
убедитесь, что в организме есть все необходимые клетки. Например, если тело встречает новый
антиген, клеточная дифференцировка стволовых клеток произведет необходимые клетки
чтобы противостоять новому и потенциально опасному антигену.

Пока все клетки содержат генетический материал
(гены), ответственные за развитие клеток, некоторые из генов в клетках
экспрессируются или подавляются, позволяя группе клеток дифференцироваться
в определенные типы ячеек для данной функции. Это стало возможным благодаря
определенные сигналы внутри и снаружи тела, которые запускают, какие гены будут
выраженный или подавленный.

Процесс важен, поскольку он помогает в развитии различных типов клеток.
которые выполняют разные функции в организме.По мере того, как клетки дифференцируются, они
изменяются по форме и размеру в зависимости от их функций.

С каждым типом ячеек
выполняя свои функции, они гарантируют, что могут поддерживать жизнь
организмов.

3. Взаимодействие между клетками

Этот процесс отвечает за координацию
поведение соответствующих ячеек по отношению к соседним ячейкам.

Проще говоря, это предполагает прямое взаимодействие
поверхности клеток, что важно как для развития, так и для
функционирование организма.Это взаимодействие также может происходить через матрицу
(жидкость между ячейками), обеспечивающая связь между ячейками через
сигналы.

Процесс важен для многоклеточной
организмов в том смысле, что он отвечает за множество физиологических процессов
что происходит. Таким образом, это способствует скоординированному функционированию
организм.

Это взаимодействие или связь между ячейками стали возможными
рядом молекул, включая пептиды, белки, аминокислоты и стероиды
среди прочего.

Внеклеточные пространства заполнены жидкостями.
Эти пространства также содержат различные постоянные сигналы. Однако любая данная группа
клетки могут реагировать только на данные сигналы, игнорируя другие, потому что у них есть
специфические рецепторы клеточной поверхности, которые могут только получать и реагировать на заданные
сигналы. Поверхностные рецепторы позволяют связываться с определенными молекулами.
так что клетка может ответить соответствующим образом.

Типы клеточно-клеточного взаимодействия

Существуют различные типы клеточно-клеточного взаимодействия.
взаимодействия.

К ним относятся:

Прямой контакт

Некоторые из эукариотических клеток имеют белки,
углеводы, а также липиды на их поверхности, выходящие наружу. Этот
позволяет некоторым из этих клеток вступать в контакт, особенно когда
они близки друг к другу. Этот тип взаимодействия клеток особенно
часто встречается на ранней стадии разработки

Паракринная сигнализация

Этот тип сигнализации недолговечен и только
влияет на местные клетки.Это происходит, когда сигнальные молекулы попадают в клетки.
и путешествовать через внеклеточные жидкости, чтобы достичь других клеток, которые
близко расположен. Во многом это связано с тем, что большинство молекул
либо разрушается ферментами, либо удаляется из внеклеточного пространства
запрещая им путешествовать далеко.

В результате они могут передавать только сигналы
в соседние клетки. Этот тип взаимодействия также имеет место во время раннего
разработка.

Эндокринная передача сигналов

Эндокринная передача сигналов — это тип взаимодействия
где сигнальная молекула (гормоны) может путешествовать по телу
через такие системы, как система кровообращения, чтобы достичь своей цели.в отличие
Передавая паракринные сигналы, гормоны имеют более длительную продолжительность жизни, что позволяет им
достигают отдаленных клеток и заставляют их отвечать.

Синаптическая передача сигналов

Этот тип клеточного взаимодействия особенно
распространен среди клеток нервной системы. Нейротрансмиттеры служат
сигнальные молекулы, позволяющие клеткам быстро связываться с другими удаленными
клетки.

Здесь сигнальные молекулы проходят через расширения нервных клеток.
и выпускаются на кончике, граничащем с целевыми ячейками.После контакта с
клетки-мишени, нейротрансмиттеры заставляют клетки отвечать.

См. Дополнительную информацию о передаче сигналов в ячейках.

4. Перемещение ячейки

Перемещение ячейки — это процесс, посредством которого
клетки перестраиваются, чтобы сформировать необходимые ткани и органы.

Во время эмбрионального развития клетки проходят через
сложный процесс событий, которые приводят к их соответствующей форме и расположению
в формировании всех необходимых тканей и органов в многоклеточных
организмы.

Этот процесс происходит, когда ячейки начинают получать сигналы, которые
влияют на сложный и хорошо скоординированный механизм, который перемещает клетки в
верное направление к намеченному пункту назначения. Неспособность переместиться вправо
направления и к правильному пункту назначения, вероятно, приведет к проблемам
развитие плода и деформация.

Микроскопия

Как упоминалось ранее, многоклеточные организмы
представляют собой сложные организмы с различными типами дифференцированных клеток, которые организованы
для формирования тканей, органов, а также различных систем органов в организме.

Большая часть
многоклеточные организмы видны невооруженным глазом, а это означает, что они
их можно просмотреть без использования микроскопа. Однако некоторые, как и
клещи слишком малы и требуют микроскопа для наблюдения.

Ряд
микроскопические методы необходимы для просмотра и изучения различных многоклеточных организмов,
их структура, а также их клетки.

Микроскопия также используется для исследований
целей, как в случае с изучением раковых клеток и других патологических
исследования.

Стереомикроскопы, также известные как рассекающие
микроскопы — это тип бинокулярного микроскопа, который можно использовать для просмотра
более мелкие детали более крупных экземпляров, в данном случае многоклеточных организмов.

Один
самого большого преимущества использования стереомикроскопа для просмотра таких многоклеточных
таких организмов, как мухи, муравьи или комары среди других, — это то, что студенты могут видеть
мелкие детали (такие как волокна) более внимательно, пока организм еще
живой. Это означает, что организм можно рассматривать без окрашивания.

Этот метод допускает только внешние конструкции (поверхность)
организм для просмотра. Однако окрашивание можно использовать для просмотра таких организмов, как
клещи.

Клещи под стереомикроскопом

Требования

• Домашняя пыль (пыль также может быть
  собраны с подушек для головы)
• Стереомикроскоп
• Насыщает хлорид натрия
  раствор
• Моющее средство
• Сито 45 мкм
• Кристаллический фиолетовый

Процедура

• Место 0.05 грамм
  образец пыли в 30 мл раствора хлорида натрия a
• Добавьте пять капель моющего средства
• Обработайте пыль 20 раз.
  минут ультразвуковой обработки
• Промыть суспензию
  Сито 45 мкм
• Окрашивание кристаллическим фиолетовым
• Вид под стереомикроскопом

* Кроме того, пылевых клещей можно увидеть
просто поместив небольшое количество пыли на поверхность воды и наблюдая под
20-кратное увеличение.

Что касается более крупных многоклеточных организмов, то они
можно увидеть под микроскопом, просто поместив организм (насекомое, лист
и т. д.) под стереомикроскопом и регулируя увеличение для просмотра
поверхность организмов.

Составной микроскоп обеспечивает более высокую
увеличение по сравнению с препаровальным микроскопом. По этой причине это
лучший инструмент для просмотра многоклеточных организмов на клеточном уровне. Для
например, используя составной микроскоп, можно просматривать и изучать
эпителиальные клетки, выстилающие ротовую полость, или клетки таких растений, как
лук среди других.

Ниже приводится процедура осмотра щеки.
клеток под микроскопом:

Требования

• Предметное стекло микроскопа
• Покровное стекло
• Метиленовый синий
• Составной микроскоп
• Ватный тампон

1

• Морская вода

• Добавьте одну каплю физиологического раствора
  вода в центре предметного стекла
• С помощью ватного тампона протрите
  внутреннюю подкладку щеки и введите клетки в каплю физиологического раствора на
  слайд
• Добавьте каплю метилена
  синий раствор препарата на предметном стекле
• Накройте предметное стекло крышкой
  поскользнуться и наблюдать под сложным микроскопом, начиная с малого увеличения и заканчивая высоким
  мощность
• Нарисуйте клетки, как они появляются при низком и высоком увеличении

В медицине, биологии и исследованиях, гистологии
предполагает изучение анатомии клеток и тканей многоклеточных организмов
с помощью микроскопии.Это используется для исследования тканей, а также для диагностики.
целей патологами. В отличие от просмотра эпителиальных клеток щеки, просмотр
ткань тела требовала более сложной подготовки образца.

Для микроскопических исследований требуются очень тонкие срезы.
наблюдение за тканями. Однако свежие ткани имеют тенденцию быть нежными и поэтому
требуют особой осторожности при подготовке образца, чтобы
лучше рассмотреть ткань. Следовательно, образцы должны поддерживаться в
чтобы разрезать и получить хорошие тонкие срезы.

Есть два основных метода, которые
используются для фиксации тканей с целью их разрезания и получения качественных образцов для
микроскопия.

К ним относятся:

Замораживание — ткани замораживаются во время резки
для получения хороших тонких образцов для микроскопии. Разделы, полученные с помощью этого
называются замороженными срезами

Парафиновый воск — Помимо замораживания, парафиновый баллончик
использоваться для фиксации образца. Здесь жидкость используется для инфильтрации образца.
который затем преобразуется в твердое тело для резки тонких срезов.Этот процесс известен
как ткань для заделки, когда ткань залита парафиновыми восковыми блоками. А
острое лезвие в держателе (или микротоме) устанавливается под углом и используется для нарезки
(секционирование) блока для получения качественных шлифов образца.

Некоторые другие фиксаторы, используемые в гистологии
включают:

• Альдегиды
• Спирты
• Пикраты

После получения тонких срезов
окрашивание проводят перед просмотром под микроскопом.

Окрашивание начинается с удаления парафина
воск (или использованный фиксатор). Этот процесс известен как депарафинирование.
и включает использование ксилола, спирта и воды. Фиксированный участок проходит через
ксилолы затем через спирт и, наконец, через воду, чтобы промыть срез и
гидратируйте его.

Для просмотра среза под микроскопом срезы
окрашивание с использованием специфических красителей в зависимости от диагноза.

Некоторые из красителей, используемых в гистологии, включают:

• Гематоксилин и эозин.
  (H&E Stain)
• Safranin
• Congo red
• Oil Red O
• Соли серебра
• Fast Green

Узнайте об обработке тканей в разделе «Как работает микротом?»

Заключение

Многоклеточные организмы состоят из «множественных» клеток.Однако у них не только много клеток, но и специализированные клетки, выполняющие разные функции. Группы клеток образуют ткани и органы, которые выполняют разные функции для выживания организма.

У студентов есть возможность наблюдать за широким спектром многоклеточных организмов от растений до животных и сравнивать различные ткани и клетки, из которых состоят эти ткани.

Здесь можно узнать больше о делении клеток, дифференцировке клеток, пролиферации клеток и пентозофосфатном пути

См. Статьи о культуре клеток, окрашивании клеток и окрашивании по Граму.

В чем разница между растительной клеткой и животной клеткой?

Ознакомьтесь с информацией по теории клеток.

Связано: Микроорганизмы

Ознакомьтесь с грибами — Типы, морфология и структура

Прочтите о гельминтах — Классификация, характеристики, инфекция, лечение

Вернуться к клеточной биологии

Вернуться к одноклеточным организмам

Вернуться к многоклеточным организмам MicroscopeMaster Home

сообщить об этом объявлении

Многоклеточный организм: Примеры и определение — Класс биологии [Видео 2021]

Три области жизни

Первые две области — это археи, члены которых называются архейцами, и бактерии, члены которых называются бактериями.Все археи и бактерии одноклеточные. Члены обоих доменов называются прокариотами. Прокариоты, помимо того, что они одноклеточные, лишены ядра и других органелл.

Бактерии — прокариоты.

Это типичная прокариотическая клетка:

Третий домен — Eukaryota , члены которого называются эукариотами. Многие эукариоты одноклеточные, а многие — многоклеточные. Независимо от того, состоят ли они из одной клетки или из многих, все эукариотические клетки сложны, имеют ядро ​​и другие сложные органеллы. Они также имеют тенденцию быть больше прокариотических клеток.

Вот типичная животная клетка:

Вот типичная растительная клетка:

Многоклеточные царства: растения и животные

На приведенной выше диаграмме показаны десять царств под доменом Eukaryota.

Все ученые считают растения, животные и грибы отдельными царствами. Затем большинство ученых объединяют все оставшиеся королевства в единое сверхцарство, называемое «протистами». Мы рассмотрим каждое царство по очереди, относясь к протистам как к одному царству.

Животные — это многоклеточные гетеротрофы, у которых отсутствуют клеточные стенки и которые, как правило, способны перемещаться. Гетеротрофы не производят себе еду, то есть они должны добывать ее где-нибудь в другом месте, поедая другие организмы или находя мертвый материал для еды.

Клетки животных являются специализированными , что означает, что они выполняют определенные функции в организме. Например, в человеческом глазу есть клетки, которые существуют только для улавливания света. У дождевого червя есть мышечные клетки, которые занимаются только движением. Некоторые животные, такие как коловратки и тихоходки, микроскопичны и состоят всего из нескольких сотен или нескольких тысяч клеток.

Остальные, например слоны, киты и люди, намного крупнее.Большинство животных, таких как насекомые, пауки и дождевые черви, попадают где-то посередине. Животные делятся на различные типы, которые представляют собой основные группы схожих организмов. Вы можете увидеть эти группы здесь:

Растения — это многоклеточные автотрофы с клеточными стенками из целлюлозы , и они не могут перемещаться. Автотрофы готовят себе еду самостоятельно. Растения достигают этого в процессе фотосинтеза, в ходе которого для производства простых сахаров используются солнечный свет, углекислый газ и вода.Фотосинтез происходит в клетках растений в специальных органеллах, называемых хлоропластами .

Некоторые растения, такие как венерина мухоловка, дополняют свое питание ловлей мелких животных. Хотя существует несколько сотен видов, которые делают это, они составляют крошечное исключение из огромного числа существующих видов растений.

Растительные клетки являются специализированными. В дубе есть клетки, которые существуют только для поглощения воды и питательных веществ из почвы.В розовом кусте есть клетки, которые заботятся только о том, чтобы произвести острый конец шипа.

Некоторые растения, например мхи, очень просты и не имеют сосудистой ткани (вен) для транспортировки пищи и жидкости.

Другие, например папоротники, деревья и кустарники, имеют сосудистую ткань.

Многоклеточные царства: грибы и простейшие

Грибы — это многоклеточные гетеротрофы, клеточные стенки которых состоят из хитина или иногда гексокиназы.Как и растения, они неподвижны. Клетки грибка специализированы. В грибковом клубочке есть клетки, которые существуют только для создания репродуктивных спор. В форме для хлеба есть ячейки, предназначенные для закрепления остатков грибка в хлебе.

Существуют простые формы и грибки, а также более сложные грибы, которые образуют большие споровые грибы для репродуктивных целей. Грибы — гетеротрофы. В отличие от животных, грибы не имеют никакого рта для приема пищи, а вместо этого поглощают пищу через свои гифы , которые представляют собой волокна, состоящие из грибковых клеток.

Все другие царства в Домене Eukaryota, такие как слизневые формы и жгутиковые, обычно объединяются как протисты. Большинство протистов одноклеточные. Некоторые из них многоклеточные. Что отличает этих многоклеточных простейших от растений, животных и грибов, так это то, что их клетки не специализированы для выполнения определенных функций.

Хотя протистов можно разделить на множество царств, полезно думать о них как о нескольких общих группах. Protozoa , или протисты, подобные животным, обладают характеристиками клеток животных.Примеры: амеба и парамеций, обе одноклеточные.

Вот несколько амеб, видимых под световым микроскопом:

Вот парамеций:

• Водоросли или растительные протисты обладают характеристиками растительных клеток. Примеры: хламидомонада (одноклеточная), Volvox и водоросль (обе многоклеточные).

Вот хламидомонада, водоросль:

Вот вольвокс, колониальная водоросль. Вольвокс — один из нескольких многоклеточных протистов.

Это ламинария, многоклеточная водоросль:

Микопротисты или грибковые протисты обладают характеристиками грибковых клеток.Примеры: водяные формы, которые являются одноклеточными, и ячеистые слизистые формы, которые являются одноклеточными и многоклеточными на разных этапах своего жизненного цикла.

Наконец, есть протисты, которые имеют характеристики более чем одного царства, например, Euglena , которые могут перемещаться и не имеют клеточных стенок, как животные, но имеют хлоропласты, как растения.

Резюме урока

Помните, что из трех областей только у эукариот есть многоклеточные организмы. Все эукариоты имеют (или являются) сложными клетками. Plantae, Animalia и Fungi — настоящие многоклеточные царства. Другие различные эукариотические царства относятся к протистам.

В этой таблице показаны общие характеристики каждого эукариотического царства. Помните, что протисты действительно принадлежат к нескольким царствам.

Результаты обучения

После просмотра этого урока вы сможете:

• Описать систему классификации доменов
• Различия между одноклеточными и многоклеточными
• Определить примеры организмов в царствах эукариот, включая протистов

Важный переход к многоклеточной жизни, возможно, в конце концов не был таким трудным | Наука

Элизабет Пенниси июн.28, 2018, 12:30

Миллиарды лет назад жизнь переступила порог. Одиночные клетки начали объединяться, и мир бесформенной одноклеточной жизни должен был превратиться в буйство форм и функций современной многоклеточной жизни, от муравьев до грушевых деревьев и людей. Это столь же важный переход, как и любой другой в истории жизни, и до недавнего времени мы понятия не имели, как это произошло.

Пропасть между одноклеточной и многоклеточной жизнью кажется почти непреодолимой.Существование одной клетки просто и ограничено. Подобно отшельникам, микробам нужно заботиться только о том, чтобы прокормить себя; ни координация, ни сотрудничество с другими не требуется, хотя некоторые микробы иногда объединяют усилия. Напротив, клетки многоклеточного организма, от четырех клеток некоторых водорослей до 37 триллионов клеток человека, отказываются от своей независимости, чтобы прочно держаться вместе; они берут на себя специализированные функции и сокращают собственное воспроизводство для общего блага, увеличиваясь ровно настолько, насколько им необходимо для выполнения своих функций.Когда они восстают, может вспыхнуть рак.

Multicellularity открывает новые возможности. Животные, например, приобретают подвижность для поиска лучшей среды обитания, ускользания от хищников и преследования добычи. Растения могут глубоко проникать в почву в поисках воды и питательных веществ; они также могут расти к солнечным пятнам, чтобы максимизировать фотосинтез. Грибы образуют массивные репродуктивные структуры для распространения своих спор. Но, несмотря на все преимущества многоклеточности, говорит Ласло Надь, биолог-эволюционист из Центра биологических исследований Венгерской академии наук в Сегеде, она традиционно «рассматривалась как важный переходный период с большими генетическими препятствиями к нему.«

Теперь, Надь и другие исследователи понимают, что, возможно, это было не так уж и сложно. Доказательства приходят с разных сторон. История эволюции некоторых групп организмов фиксирует повторяющиеся переходы от одноклеточных к многоклеточным формам, предполагая, что препятствия не могли быть такими высокими. Генетические сравнения между простыми многоклеточными организмами и их одноклеточными родственниками показали, что большая часть молекулярного оборудования, необходимого для объединения клеток и координации их деятельности, могла существовать задолго до того, как возникла многоклеточность.А умные эксперименты показали, что в пробирке одноклеточная жизнь может дать начало многоклеточности всего за несколько сотен поколений — эволюционный момент.

Биологи-эволюционисты до сих пор спорят о том, что заставляло простые агрегаты клеток становиться все более сложными, что привело к удивительному разнообразию сегодняшней жизни. Но вступить на этот путь больше не кажется таким пугающим. «Мы начинаем понимать, как это могло произойти», — говорит Бен Керр, биолог-эволюционист Вашингтонского университета в Сиэтле.«Вы делаете то, что кажется важным шагом в эволюции, и делаете из него ряд второстепенных шагов».

Намеки на многоклеточность датируются 3 миллиардами лет, когда в летописи окаменелостей появляются отпечатки того, что кажется матами микробов. Некоторые утверждали, что окаменелости в форме спирали возрастом 2 миллиарда лет, которые могут быть сине-зелеными или зелеными водорослями, найдены в Соединенных Штатах и ​​Азии и названы Grypania spiralis , или микроскопические образования возрастом 2,5 миллиарда лет. нити, зарегистрированные в Южной Африке, представляют собой первое достоверное свидетельство многоклеточной жизни.Другие виды сложных организмов появляются в летописи окаменелостей гораздо позже. Губки, которые многие считают наиболее примитивными из ныне живущих животных, могут появиться 750 миллионов лет назад, но многие исследователи считают группу вайноподобных существ под названием эдиакарские существа, распространенные около 570 миллионов лет назад, первыми окончательными окаменелостями животных. Точно так же ископаемые споры предполагают, что многоклеточные растения произошли от водорослей по крайней мере 470 миллионов лет назад.

Растения и животные совершили прыжок к многоклеточности только однажды.Но в других группах переход происходил снова и снова. У грибов, вероятно, возникла сложная многоклеточная форма в виде плодовых тел — например, грибов — примерно в дюжине отдельных случаев, заключил Надь в препринте, опубликованном 8 декабря 2017 года на сайте bioRxiv, на основе обзора того, как разные виды грибов — некоторые одноклеточные, некоторые многоклеточные — связаны друг с другом. То же самое и с водорослями: красные, коричневые и зеленые водоросли развили свои собственные многоклеточные формы за последний миллиард лет или около того.

Николь Кинг, биолог из Калифорнийского университета (Калифорнийский университет) в Беркли, нашла открывающее окно в этих древних переходах: хоанофлагелляты, группа живых протистов, которая, кажется, находится на пороге перехода к многоклеточности. Эти одноклеточные родственники животных, наделенные хлыстовым жгутиком и воротником из более коротких волосков, напоминают фильтрующие пищу «воротничковые» клетки, выстилающие каналы губок. Сами хоанофлагелляты могут образовывать шаровидные колонии. Более двух десятилетий назад Кинг научилась культивировать и изучать этих водных существ, и к 2001 году ее генетический анализ начал вызывать сомнения в существовавшей тогда точке зрения, согласно которой переход к многоклеточности был крупным генетическим скачком.

В ее лаборатории начали обнаруживать ген за геном, который когда-то считался эксклюзивным для сложных животных — и, казалось, ненужным в одиночной камере. Хоанофлагелляты имеют гены тирозинкиназ, ферментов, которые у сложных животных помогают контролировать функции специализированных клеток, такие как секреция инсулина в поджелудочной железе. У них есть регуляторы роста клеток, такие как p53 , ген, печально известный своей связью с раком у людей. У них даже есть гены кадгеринов и лектинов С-типа, белков, которые помогают клеткам держаться вместе, сохраняя целостность ткани.

В целом, исследуя активные гены у 21 вида хоанофлагеллат, группа Кинга обнаружила, что эти «простые» организмы имеют около 350 семейств генов, которые когда-то считались эксклюзивными для многоклеточных животных, о чем они сообщили 31 мая в eLife . Если, как она и другие считают, хоанофлагелляты дают представление об одноклеточном предке животных, этот организм уже был хорошо приспособлен для многоклеточной жизни. Кинг и ее лаборатория «поставили протистов на передний план исследования происхождения животных», — говорит Иньяки Руис-Трилло, биолог-эволюционист из Испанского национального исследовательского совета и Университета Помпеу Фабра в Барселоне, Испания.

Вы делаете то, что кажется важным шагом в эволюции, и делаете его серией второстепенных шагов.

Бен Керр, Вашингтонский университет в Сиэтле

Предковые версии этих генов могли не выполнять ту работу, которую выполняли позже. Например, у хоанофлагеллят есть гены белков, важных для нейронов, но их клетки не похожи на нервные клетки, говорит Кинг. Точно так же их жгутик имеет белок, который у позвоночных помогает создавать лево-правую асимметрию тела, но что он делает в одноклеточном организме, неизвестно.И геномы хоанофлагеллат не во всех отношениях предполагают многоклеточность; у них отсутствуют некоторые критические гены, включая факторы транскрипции, такие как Pax и Sox , важные для развития животных. По словам Кинга, отсутствующие гены дают нам «лучшее представление о том, в чем заключались настоящие инновации в отношении животных».

Когда клетки объединялись в группы, они не просто использовали существующие гены для новых целей. Исследования Volvox , водоросли, образующей красивые жгутиковые зеленые шары, показывают, что многоклеточные организмы также нашли новые способы использования существующих функций. Volvox и его родственники охватывают переход к многоклеточности. В то время как особи Volvox имеют от 500 до 60 000 клеток, расположенных в полой сфере, у некоторых родственников, таких как виды Gonium , всего от четырех до 16 клеток; другие полностью одноклеточные. Сравнивая биологию и генетику по континууму от одной клетки к тысячам, биологи выясняют, что нужно для того, чтобы становиться все более сложным. «Эта группа водорослей научила нас некоторым этапам эволюции многоклеточного организма», — говорит Мэтью Херрон, биолог-эволюционист из Технологического института Джорджии в Атланте.

Эти исследования показывают, что многие функции специализированных клеток в сложном организме не новы. Вместо этого особенности и функции, наблюдаемые у одноклеточных организмов, перестраиваются во времени и пространстве у их многоклеточных родственников, говорит Корина Тарнита, биолог-теоретик из Принстонского университета. Например, у одноклеточного родственника Volvox , Chlamydomonas , органеллы, называемые центриолями, выполняют двойную функцию. На протяжении большей части жизни клетки они закрепляют два вращающихся жгутика, которые продвигают клетку через воду.Но когда эта клетка готовится к воспроизведению, она теряет жгутики, и центриоли перемещаются к ядру, где они помогают разделить хромосомы делящейся клетки. Позже каждая дочерняя клетка отрастает жгутики заново. Chlamydomonas может плавать и размножаться, но не одновременно.

Multicellular Volvox может работать с обоими сразу, потому что его ячейки специализированы. У более мелких клеток всегда есть жгутики, которые переносят питательные вещества по поверхности Volvox и помогают ему плавать.Более крупные клетки лишены жгутиков и вместо этого используют центриоли все время для деления клеток.

Простота использования нескольких ячеек

Исследователи получили одноклеточные дрожжи для развития многоклеточности в лаборатории, продемонстрировав относительную легкость перехода.

2 Многоклеточность1 Отбор 3 Дифференциация4 Узкое место5 Отбор на уровне группы Новая мутация По мере роста одиночных дрожжевых клеток более крупные опускаются быстрее. Только этим клеткам разрешено воспроизводиться; повторные раунды отбора приводят к тому, что дрожжи становятся все больше.Некоторые скопления клеток преуспевают лучше, чем другие, и процветают; другие — нет. Каждый свободный кончик разрастается, и образуются многие разновидности многоклеточных снежинок. Некоторые клетки специализируются на ранней гибели, высвобождая клетки на кончиках снежинки, чтобы образовались новые снежинки. Единственная мутация вызывает прилипание дочерних клеток воспроизводящихся дрожжей. все вместе. Формируются ветвящиеся структуры снежинки. Дочерние клетки

V. ALTOUNIAN / НАУКА

Volvox также изменил назначение других функций одноклеточного предка.В Chlamydomonas древний путь реакции на стресс блокирует размножение в ночное время, когда фотосинтез прекращается и ресурсы становятся меньше. Но у Volvox тот же самый путь активен все время в его плавательных клетках, чтобы постоянно сдерживать их размножение. По словам Керра, то, что было ответом на сигнал окружающей среды в одноклеточном предке, было использовано для содействия разделению труда в его более сложном потомке.

Третий набор организмов намекает на то, как могло произойти это перепрофилирование существующих генов и функций.За последнее десятилетие Руис-Трилло и его коллеги сравнили более десятка геномов протистов с геномами животных — сравнение, которое подчеркнуло больший размер и сложность геномов животных, сообщили они 20 июля в eLife . Но более показательное открытие произошло, когда Руис-Трилло; Арнау Себе-Педрос, сейчас работает в Научном институте Вейцмана в Реховоте, Израиль; и Лучано ди Кроче из Барселонского центра геномной регуляции проанализировали портфель генно-регулирующих сигналов протиста Capsaspora .Они обнаружили, что протист использует некоторые из тех же молекул, что и животные, для включения и выключения генов в определенное время и в определенном месте: белки, называемые факторами транскрипции, и длинные цепи РНК, которые не кодируют белки. Но его промоторы — регуляторная ДНК, которая взаимодействует с факторами транскрипции, — были намного короче и проще, чем у животных, как сообщили 19 мая 2016 г. в Cell группы, что свидетельствует о менее сложной регуляции.

Для Руиса-Трилло и его команды открытие указывает на ключ к многоклеточности: усиление тонкой настройки регуляции генов.То, что казалось огромным скачком по сравнению с одноклеточными предками, выглядело менее устрашающим, если бы отчасти это было связано с перезагрузкой генетических переключателей, позволяющих существующим генам быть активными в новое время и в новых местах. «Это то, что всегда делает эволюция, она использует то, что есть поблизости, для новых целей», — говорит Уильям Рэтклифф из Технологического института Джорджии.

Этим бережливым перепрофилированием можно объяснить быстрые изменения, произошедшие в лаборатории Рэтклиффа. Вместо того чтобы смотреть на летопись окаменелостей или сравнивать геномы существующих организмов, он воссоздал эволюцию в лабораторных культурах.«Мое собственное исследование было направлено не на то, чтобы выяснить, что происходит в реальном мире, а на то, чтобы посмотреть на процесс увеличения сложности эволюции клеток», — объясняет он.

В качестве постдока, работающего с Майклом Тревизано в Университете Миннесоты в Сент-Поле, Рэтклифф подвергал дрожжевые культуры искусственному отбору. Он позволил выжить и воспроизвести только самые большие клетки — измеряемые по тому, как быстро они оседают на дно колбы. В течение 2 месяцев начали появляться многоклеточные кластеры, так как вновь образованные дочерние клетки прикреплялись к своим матерям и образовывали ветвящиеся структуры.

По мере того, как каждая культура продолжала развиваться — некоторые уже прошли более 3000 поколений — снежинки становились больше, дрожжевые клетки становились более прочными и более вытянутыми, и развивался новый способ воспроизводства. В больших дрожжах-снежинках несколько клеток вдоль длинных ветвей подвергаются форме самоубийства, высвобождая клетки на кончике, чтобы образовалась новая снежинка. Умирающая клетка жертвует своей жизнью, чтобы группа могла размножаться. Ратклифф объясняет, что это рудиментарная форма клеточной дифференцировки.Он только начал исследовать генетическую основу этих быстро появляющихся черт; Похоже, что это смесь существующих генов, которые кооптируются для новых функций, а другие гены — например, тот, который помогает разделять делящиеся дрожжевые клетки — становятся отключенными.

Дрожжи также разработали средство защиты, которое является ключом к многоклеточности: способ сдерживать клеточные мошенники. Такие мошенники возникают, когда мутации делают одни клетки отличными от других и, возможно, менее способными к сотрудничеству. У сложных организмов, таких как люди, защита частично обеспечивается иммунной системой, разрушающей аберрантные клетки.Это также зависит от узкого места между поколениями, в котором одна клетка (например, оплодотворенная яйцеклетка) служит отправной точкой для следующего поколения. В результате все клетки нового поколения генетически идентичны. У снежных дрожжей есть собственный способ очищения от девиантных клеток. Поскольку со временем мутации накапливаются, наиболее аберрантные клетки обнаруживаются на кончиках снежинок. Но они отрываются, чтобы образовать новые колонии, прежде чем у них появится шанс стать мошенниками.

Этот механизм также позволяет групповым признакам развиваться у дрожжей. Мутации в клетках, высвобождаемых из каждой ветки снежинки, передаются всем клеткам следующей колонии. Следовательно, последующие снежинки начинают с новых групповых черт — например, размера и количества клеток или частоты и местоположения ячеек-самоубийц, — которые становятся материей для дальнейшей эволюции. С этого момента адаптируется совокупность, а не отдельные клетки.

Результаты на дрожжах не были случайностью.В 2014 году Рэтклифф и его коллеги применили тот же метод отбора для более крупных клеток к Chlamydomonas , одноклеточной водоросли, и снова увидели, как быстро появились колонии. Чтобы отреагировать на критику в отношении того, что его метод искусственного отбора был слишком надуманным, он и Херрон затем повторили эксперимент Chlamydomonas с более естественным давлением отбора: популяция парамеций, которые поедают Chlamydomonas и, как правило, отбирают более мелкие клетки. Опять же, своего рода многоклеточность возникла быстро: в течение 750 поколений — примерно за год — две из пяти экспериментальных популяций начали формироваться и воспроизводиться как группы, — написала команда 12 января в препринте на bioRxiv.

При сравнении Volvox , водоросли с сотнями клеток (внизу), с ее более простыми родственниками — одноклеточными Chlamydomonas (вверху слева) и 4-16 клетками Gonium (вверху справа) — обнаружено шаги к многоклеточности.

(вверху слева) Эндрю Сайред / Science Source; (вверху справа) ФРАНК ФОКС / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА; (внизу) ВИМ ВАН ЭГМОНД / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКА

Если многоклеточность дается так просто, почему сложным организмам потребовалось несколько миллиардов лет после зарождения жизни, чтобы прочно утвердиться? Традиционно исследователи винят в ранней атмосфере низкий уровень кислорода: для получения достаточного количества кислорода организмам необходимо максимально возможное соотношение поверхности к объему, что заставляет их оставаться маленькими.Только после повышения уровня кислорода около 1 миллиарда лет назад могли возникнуть более крупные многоклеточные организмы.

Однако в 2015 году Николас Баттерфилд, палеонтолог из Кембриджского университета в Соединенном Королевстве, предположил, что низкий уровень кислорода на самом деле способствует развитию многоклеточности древних морских организмов. Более крупные многоклеточные организмы с множеством жгутиков лучше переносили воду через клеточные мембраны для сбора кислорода. Дефицит питательных веществ в древних морях помог бы сделать следующий шаг — эволюцию специализированных типов клеток, потому что более сложные организмы могут более эффективно собирать пищу.Что касается того, почему сложным организмам потребовалось так много времени, чтобы появиться, Баттерфилд считает, что отставание отражает время, которое потребовалось для развития более сложной регуляции генов, необходимой для многоклеточности.

Теория

Баттерфилда «действительно довольно элегантна и проста, она основана на первых принципах физики и химии, помещена в глубокий геохимический, биогеохимический и биофизический контекст», — говорит Ричард Гросберг, эволюционный биолог из Калифорнийского университета в Дэвисе.

После того, как организмы переступили порог многоклеточности, они редко возвращались назад.Во многих линиях количество типов клеток и органов продолжало расти, и они разработали все более изощренные способы координации своей деятельности. Ратклифф и Эрик Либби, биолог-теоретик из Университета Умео в Швеции, 4 года назад предположили, что эффект трещотки взял верх, что привело к неумолимому увеличению сложности. Чем более специализированными и зависимыми друг от друга становились клетки сложных организмов, тем труднее было вернуться к одноклеточному образу жизни. Биологи-эволюционисты Гай Купер и Стюарт Уэст из Оксфордского университета в Соединенном Королевстве недавно подтвердили эту картину с помощью математического моделирования.«Разделение труда — это не следствие, а движущая сила» более сложных организмов, — писали Купер и Уэст 28 мая в журнале « Nature Ecology & Evolution ».

В результате первоначального перехода от одной клетки ко многим, начался цикл возрастающей сложности, и результатом стало богатство современной многоклеточной жизни.

Рост и размножение четырех типов многоклеточных псевдоорганизмов ….

Контекст 1

…. структурированный рост, у эгоистичного мутанта меньше шансов на успех, потому что он не может хитрить случайно; он с большей вероятностью обманет других себе подобных. На рис. 1 показаны четыре экспериментальных дизайна этого типа, в зависимости от того, имеют ли они структурированное воспроизводство или структурированный рост. …

Контекст 2

… амебы, когда голодают, агрегируют и образуют плодовые тела, в которых около 20 процентов клеток альтруистически формируют соматический стебель, который усиливает распространение остальных 80 процентов, которые дифференцируются как репродуктивные споры [24].Мы пропустили их через странный искусственный жизненный цикл на рисунке 1d, который противоположен тому, который обсуждался ранее (рисунок 1a). Этот жизненный цикл сводит к минимуму как структурированное воспроизводство (путем переноса клеток из широкой полосы по пластине), так и структурированный рост (за счет инициирования псевдоорганизмов из многих мест, так что клоны смешиваются по мере роста). …

Контекст 3

… амебы, когда голодают, агрегируют и образуют плодовые тела, в которых около 20 процентов клеток альтруистически формируют соматический стебель, который увеличивает распространение оставшихся 80 процентов, которые дифференцируются как репродуктивные споры [24].Мы пропустили их через странный искусственный жизненный цикл на рисунке 1d, который противоположен тому, который обсуждался ранее (рисунок 1a). Этот жизненный цикл сводит к минимуму как структурированное воспроизводство (путем переноса клеток из широкой полосы по пластине), так и структурированный рост (за счет инициирования псевдоорганизмов из многих мест, так что клоны смешиваются по мере роста). …

Контекст 4

… соответствующие эксперименты со структурированным воспроизводством и / или структурированным ростом (рис. 1a-c) не проводились, но отдельный эксперимент по накоплению мутаций показал, что скорость мутаций в этих паразитических читеров невелико [23].Это позволило рассчитать, что узких мест в одной клетке обычно будет достаточно для предотвращения значительного роста этих мошенников, причем не только для псевдоорганизмов размером с тарелку, но и для псевдоорганизмов размером с синий кит. …

Контекст 5

… нет эквивалента отбору среди многоклеточных организмов, но эксперименты могут определить, насколько сильным должен быть этот отбор для противодействия внутриорганизму. В дополнение к экспериментам, изображенным на рисунке 1, связанные эксперименты могут исследовать влияние размера тела, альтернативных репродуктивных режимов, таких как деление или бегуны, формирование особей путем агрегации, секвестрация зародышевой линии и рак….

От одноклеточного к многоклеточному: что зеленая водоросль Volvox может рассказать нам об эволюции многоклеточности и клеточной дифференциации?

Несмотря на диаметр 2 мм и всего 2 типа клеток, зеленая водоросль Volvox очаровывает биологов более 300 лет и является модельным организмом для исследований в области развития, физиологии и эволюции. Опубликованное сегодня в BMC Biology новое исследование анализирует весь транскриптом Volvox carteri путем секвенирования РНК.Здесь ведущий автор исследования Армин Холлманн объясняет, как это влияет на наше понимание эволюции от одноклеточных к многоклеточным организмам.

Армин Холлманн 28 ноября 2017

Многоклеточные зеленые водоросли Volvox carteri

© Армин Халльманн

В одноклеточных организмах все задачи по выживанию и воспроизводству должны выполняться одной и той же клеткой, потому что только одна клетка образует весь организм.Одним из величайших достижений в эволюции сложных форм жизни был переход от одноклеточных организмов к многоклеточным организмам с разными типами клеток.

Поскольку шаг от одноклеточной к многоклеточной жизни был сделан рано и часто, избирательное преимущество многоклеточности кажется довольно большим. В многоклеточных организмах, таких как человек, большое количество клеток формирует взаимодействующее клеточное сообщество со специализированными типами клеток и разделением труда между различными клетками.Выяснение того, как одноклеточные организмы могут развиваться в многоклеточные в ходе эволюции, является центральной проблемой биологических исследований.

Зеленая водоросль Volvox

Ситуация кажется иной для вольвокиновых зеленых водорослей, таких как Volvox carteri , в которых многоклеточность появилась сравнительно недавно.

Что же такого интересного в крошечной шарообразной зеленой водоросле Volvox carteri в этом контексте? Несмотря на то, что сложная многоклеточность эволюционировала у эукариот несколько раз, в большинстве клонов довольно сложно исследовать ее молекулярный фон, потому что переход произошел слишком далеко в прошлом, и, кроме того, эти клоны развили большое количество типов клеток.

Однако для зеленых водорослей вольвоцина, таких как Volvox carteri , ситуация выглядит иначе, в которых многоклеточность появилась сравнительно недавно. С точки зрения клеточного состава, V. carteri настолько прост, насколько может быть многоклеточный организм, но он имеет много общих черт, которые характеризуют жизненные циклы и истории развития гораздо более сложных, высших организмов.

V. carteri имеет только два типа клеток: 2000-4000 маленьких, терминально дифференцированных, бифагелляционных соматических клеток около поверхности сфероида и приблизительно 16 больших, потенциально бессмертных репродуктивных клеток внутри слоя соматических клеток.Более 95% объема такого сфероида состоит из сложного, но прозрачного внеклеточного матрикса.

В природе Volvox обитает в пресноводных прудах, лужах и канавах. При диаметре до 2 мм водоросль можно узнать даже невооруженным глазом. Кстати, название Volvox происходит от латинского слова volvere , чтобы катиться, а -ox , как в atrox , означает «жестокий». Таким образом, в двух словах, это «жестокий каток».

Volvox и его родственники

С момента своего открытия чуть более 300 лет назад Антони ван Левенгук, Volvox не только очаровал биологов, но и давно стал модельным организмом для исследований в области развития, физиологии и эволюции.

Его нынешний статус также подтверждается тем фактом, что Volvox имеет довольно интересных родственников в родословной вольвоцинов. Несколько родов этой линии могут быть организованы в концептуальную серию в соответствии с возрастающей сложностью развития от одноклеточных Chlamydomonas до колониальных организмов без разделения труда, таких как Gonium , Pandorina , Yamagishiella и Eudorina , к многоклеточным организмам с частичным или полным разделением труда зародыш-сома, таким как Pleodorina и Volvox , соответственно.

В этой серии наблюдается постепенное увеличение числа клеток, полярности организма, объема внеклеточного матрикса на клетку, размера взрослых организмов и тенденции к образованию стерильных, терминально дифференцированных соматических клеток. Также считается, что эволюция многоклеточности связана с поэтапным переходом от изогамии к анизогамии / оогамии (половое размножение посредством слияния гамет одинакового размера по сравнению с слиянием гамет разного размера).

Грубое приближение эволюции вольвоциновых зеленых водорослей

Таким образом, зеленые водоросли volvocine и особенно V.carteri предоставляют уникальную возможность изучить многоклеточность и дифференцировку клеток на молекулярном уровне и открыть универсальные правила, которые характеризуют переход к дифференцированной многоклеточности.

Секвенирование ядерных геномов и сравнение геномных характеристик V. carteri и двух его родственников, Chlamydomonas и Gonium , показало, что для эволюционного перехода от одноклеточных клеток требуется удивительно небольшое количество геномных инноваций. до сложных многоклеточных водорослей.

Крупномасштабный молекулярный анализ в Volvox

Было показано, что геном V. carteri содержит около четырнадцати тысяч генов. Экспрессия этих генов определяет, как функционируют его клетки, и, среди множества других задач, регулирует дифференцировку клеток и разделение зародыша и сомы. Экспрессия гена может быть экспериментально определена путем измерения количества транскриптов определенного гена. Если это делается не только для одного гена, но и для всех генов одновременно, это анализ транскриптома.

В недавнем исследовании, опубликованном в BMC Biology, мы с моими коллегами проанализировали весь транскриптом V. carteri путем секвенирования РНК (RNA-Seq). Это позволило нам измерить, насколько сильна экспрессия каждого гена или отключена ли она. Поскольку мы разделили типы клеток Volvox перед проведением анализа, мы также смогли сравнить экспрессию всех генов между двумя типами клеток, то есть соматическими клетками и репродуктивными клетками.

Обзор нашего анализа RNA-Seq.

© Армин Холлманн

Наши результаты демонстрируют удивительно обширную компартментализацию транскриптома между типами клеток: более половины всех генов демонстрируют четкую разницу в экспрессии между соматическими и репродуктивными клетками. Эта высокая степень дифференциальной экспрессии указывает на сильную дифференциацию типов клеток, несмотря на то, что V. carteri относительно недавно отделились от своих одноклеточных родственников. Анализ экспрессии генов, специфичных для клеточного типа, также позволил получить новую информацию о характере экспрессии ранее исследованных генов Volvox (всего около четырехсот генов).

Анализ всего транскриптома Volvox отдельных типов клеток — важный шаг к пониманию молекулярного «инструментария», лежащего в основе эволюции от одноклеточных к многоклеточным организмам. В долгосрочной перспективе изучение молекулярных процессов в простых организмах должно привести нас к лучшему пониманию истории развития и ключевых функций гораздо более сложных форм жизни.

.