PRIMEIROS ORGANISMOS MULTICELULARES: ORIGEM, CARACTERÍSTICAS - BIOLOGIA - 2024

Os primeiros organismos multicelulares, segundo uma das hipóteses mais aceitas, começaram a se agrupar em colônias ou em relações simbióticas. Com o passar do tempo, as interações entre os membros da colônia passaram a ser cooperativas e benéficas para todos.

Gradualmente, cada célula passou por um processo de especialização para tarefas específicas, aumentando o grau de dependência de suas companheiras. Esse fenômeno foi crucial na evolução, permitindo a existência de seres complexos, aumentando seu tamanho e admitindo diferentes sistemas orgânicos.

Os organismos coloniais, como o Volvox, permitem-nos formular hipóteses sobre as características potenciais dos organismos multicelulares ancestrais. Fonte: Frank Fox

Organismos multicelulares são organismos compostos de várias células - como animais, plantas, alguns fungos, etc. Atualmente, existem várias teorias para explicar a origem dos seres multicelulares a partir de formas de vida unicelulares que posteriormente se agruparam.

Por que existem organismos multicelulares?

A transição de organismos unicelulares para multicelulares é uma das questões mais excitantes e controversas entre os biólogos. Porém, antes de discutir os possíveis cenários que deram origem à multicelularidade, devemos nos perguntar por que é necessário ou benéfico ser um organismo composto de muitas células.

Tamanho da célula e proporção de superfície-volume (S / V)

Uma célula média que faz parte do corpo de uma planta ou animal mede entre 10 e 30 micrômetros de diâmetro. Um organismo não pode crescer em tamanho simplesmente estendendo o tamanho de uma única célula por causa da limitação imposta pela relação entre área de superfície e volume.

Gases diferentes (como oxigênio e dióxido de carbono), íons e outras moléculas orgânicas devem entrar e sair da célula, cruzando a superfície que é delimitada por uma membrana plasmática.

A partir daí, deve se espalhar por todo o volume da célula. Assim, a relação entre área de superfície e volume é menor nas células grandes, se compararmos com o mesmo parâmetro nas células maiores.

Uma célula muito grande tem uma superfície de troca limitada

Seguindo esse raciocínio, podemos chegar à conclusão de que a superfície de troca diminui na proporção do aumento do tamanho das células. Vamos usar um cubo de 4 cm como exemplo, com um volume de 64 cm ³ e uma área de superfície de 96 cm ². A proporção será de 1,5 / 1.

Em contraste, se pegarmos o mesmo cubo e dividi-lo em 8 cubos de dois centímetros, a proporção será 3/1.

Por isso, se um organismo aumenta de tamanho, o que é benéfico em vários aspectos, como na busca de alimento, locomoção ou fuga de predadores, é preferível aumentar o número de células e assim manter uma superfície adequada para os animais. processos de troca.

Vantagens de ser um organismo multicelular

As vantagens de ser um organismo multicelular vão além do mero aumento de tamanho. A multicelularidade permitiu o aumento da complexidade biológica e a formação de novas estruturas.

Esse fenômeno permitiu a evolução de caminhos de cooperação altamente sofisticados e comportamentos complementares entre as entidades biológicas que compõem o sistema.

Desvantagens de ser um organismo multicelular

Apesar desses benefícios, encontramos exemplos - como em várias espécies de fungos - de perda da multicelularidade, retornando à condição ancestral de seres unicelulares.

Quando os sistemas cooperativos falham entre as células do corpo, podem ocorrer consequências negativas. O exemplo mais ilustrativo é o câncer. No entanto, existem várias vias que, na maioria dos casos, conseguem garantir a cooperação.

Quais foram os primeiros organismos multicelulares?

O início da multicelularidade remonta a um passado muito remoto, há mais de 1 bilhão de anos, de acordo com alguns autores (por exemplo, Selden & Nudds, 2012).

Como as formas de transição foram mal conservadas no registro fóssil, pouco se sabe sobre elas e sua fisiologia, ecologia e evolução, dificultando o processo de construção de uma reconstrução de uma incipiente multicelularidade.

Na verdade, não se sabe se esses primeiros fósseis eram animais, plantas, fungos ou qualquer uma dessas linhagens. Os fósseis são caracterizados por serem organismos planos, com grande área / volume superficial.

Evolução de organismos multicelulares

Como os organismos multicelulares são compostos por várias células, o primeiro passo no desenvolvimento evolutivo dessa condição deveria ter sido o agrupamento de células. Isso pode acontecer de diferentes maneiras:

Hipótese colonial e simbiótica

Essas duas hipóteses propõem que o ancestral original dos seres multicelulares foram colônias ou seres unicelulares que estabeleceram relações simbióticas entre si.

Ainda não se sabe se o agregado foi formado a partir de células com identidade genética diferencial (como um biofilme ou biofilme) ou de células-tronco e filhas - geneticamente idênticas. A última opção é mais possível, uma vez que conflitos de interesse genéticos são evitados em células relacionadas.

A transição de seres unicelulares para organismos multicelulares envolve várias etapas. O primeiro é a divisão gradual do trabalho dentro das células que trabalham juntas. Alguns assumem funções somáticas, enquanto outros se tornam os elementos reprodutivos.

Assim, cada célula se torna mais dependente de seus vizinhos e ganha especialização em uma tarefa particular. A seleção favoreceu os organismos que se agruparam nessas primeiras colônias em vez daqueles que permaneceram solitários.

Hoje, os pesquisadores buscam as possíveis condições que levaram à formação desses clusters e as causas que poderiam levar a seu favor - versus formas unicelulares. Organismos coloniais são usados ​​que podem ser uma reminiscência de colônias ancestrais hipotéticas.

Hipótese de Syncytium

Um sincício é uma célula que contém vários núcleos. Essa hipótese sugere a formação de membranas internas dentro de um sincício ancestral, permitindo o desenvolvimento de múltiplos compartimentos em uma única célula.

Origem de organismos multicelulares

As evidências atuais apontam para o fato de que a condição multicelular apareceu de forma independente em mais de 16 linhagens de eucariotos, incluindo animais, plantas e fungos.

A aplicação de novas tecnologias, como a genômica e a compreensão das relações filogenéticas, tem permitido sugerir que a multicelularidade seguiu uma trajetória comum, começando pela cooptação de genes relacionados à adesão. A criação desses canais possibilitou a comunicação entre as células.

Referências

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