Caractéristiques, fonctions et exemples des organismes multicellulaires

2768
Simon Doyle

UNE organisme multicellulaire c'est un être vivant composé de plusieurs cellules. Le terme multicellulaire est également souvent utilisé. Les êtres organiques qui nous entourent et que nous pouvons observer à l'œil nu sont multicellulaires.

La caractéristique la plus notable de ce groupe d'organismes est le niveau d'organisation structurelle qu'ils possèdent. Les cellules ont tendance à se spécialiser pour remplir des fonctions très spécifiques et sont regroupées en tissus. Au fur et à mesure que nous augmentons en complexité, les tissus forment des organes et ces systèmes forment.

Les animaux sont des êtres multicellulaires. Source: pixabay.com

Le concept s'oppose à celui des organismes unicellulaires, qui sont constitués d'une seule cellule. À ce groupe appartiennent les bactéries, les archées, les protozoaires, entre autres. Dans ce grand groupe, les organismes doivent compacter toutes les fonctions de base de la vie (nutrition, reproduction, métabolisme, etc.) dans une seule cellule..

Index des articles

  • 1 Origine et évolution
    • 1.1 Précurseurs d'organismes multicellulaires
    • 1.2 Les Volvocacés
    • 1.3 Dictyostelium
  • 2 Avantages d'être multicellulaire
    • 2.1 Surface optimale
    • 2.2 Spécialisation
    • 2.3 Colonisation des niches
    • 2.4 Diversité
  • 3 caractéristiques
    • 3.1 Organisation
    • 3.2 Différenciation cellulaire
    • 3.3 Formation des tissus
    • 3.4 Tissus chez les animaux
    • 3.5 Tissus dans les plantes
    • 3.6 Formation d'organes
    • 3.7 Formation des systèmes
    • 3.8 Formation de l'organisme
  • 4 fonctions vitales
  • 5 exemples
  • 6 Références

Origine et évolution

La multicellularité a évolué dans diverses lignées d'eucaryotes, conduisant à l'apparition de plantes, de champignons et d'animaux. Selon les preuves, des cyanobactéries multicellulaires sont apparues au début de l'évolution, et par la suite d'autres formes multicellulaires sont apparues indépendamment dans différentes lignées évolutives..

Comme il est évident, le passage d'une entité unicellulaire à une entité multicellulaire s'est produit au début de l'évolution et à plusieurs reprises. Pour ces raisons, il est logique de supposer que la multicellularité représente de forts avantages sélectifs pour les êtres organiques. Plus tard, les avantages d'être multicellulaire seront discutés en détail..

Plusieurs hypothèses théoriques ont dû se poser pour obtenir ce phénomène: adhérences entre cellules voisines, communication, coopération et spécialisation entre elles..

Précurseurs d'organismes multicellulaires

On estime que les organismes multicellulaires ont évolué à partir de leurs ancêtres unicellulaires il y a environ 1,7 milliard d'années. Dans cet événement ancestral, certains organismes eucaryotes unicellulaires ont formé une espèce d'agrégats multicellulaires qui semble être une transition évolutive d'organismes unicellulaires à multicellulaires..

Aujourd'hui, nous observons des organismes vivants qui présentent un tel modèle de regroupement. Par exemple, les algues vertes du genre Volvox ils s'associent à leurs pairs pour former une colonie. On pense qu'un précurseur similaire à Volvox à l'origine des plantes actuelles.

Une spécialisation accrue de chaque cellule pourrait faire de la colonie un véritable organisme multicellulaire. Cependant, un autre point de vue peut également être appliqué pour expliquer l'origine des organismes unicellulaires. Pour expliquer les deux manières, nous utiliserons deux exemples d'espèces actuelles.

Les volvocacés

Ce groupe d'organismes est constitué de configurations cellulaires. Par exemple, un organisme du genre Gonium Il se compose d'une "plaque" plate d'environ 4 à 16 cellules, chacune avec son flagelle. Le genre Pandorina, pour sa part, c'est une sphère de 16 cellules. On trouve ainsi plusieurs exemples où le nombre de cellules augmente.

Il existe des genres qui présentent un schéma de différenciation intéressant: chaque cellule de la colonie a un «rôle», tout comme elle le fait dans un organisme. Plus précisément, les cellules somatiques se séparent des cellules sexuelles.

Dictyostelium

Un autre exemple d'arrangements multicellulaires dans les organismes unicellulaires se trouve dans le genre Dictyostelium. Le cycle de vie de cet organisme comprend une phase sexuelle et une phase asexuée..

Pendant le cycle asexué, une amibe solitaire se développe sur des bûches en décomposition, se nourrit de bactéries et se reproduit par fission binaire. En période de pénurie alimentaire, un nombre important de ces amibes se fondent en un corps visqueux capable de se déplacer dans un environnement sombre et humide..

Les deux exemples d'espèces vivantes pourraient être une indication possible de la façon dont la multicellularité a commencé dans les temps anciens..

Avantages d'être multicellulaire

Troupeau d'éléphants dans le Serengeti

Les cellules sont l'unité de base de la vie, et les plus gros organismes apparaissent généralement comme des agrégats de ces unités et non comme une seule cellule dont la taille augmente..

Il est vrai que la nature a expérimenté des formes unicellulaires relativement grandes, comme les algues unicellulaires, mais ces cas sont rares et très ponctuels..

Les organismes unicellulaires ont réussi dans l'histoire évolutive des êtres vivants. Ils représentent plus de la moitié de la masse totale des organismes vivants et ont colonisé avec succès les environnements les plus extrêmes. Cependant, quels sont les avantages d'un corps multicellulaire?

Superficie optimale

Pourquoi un grand organisme composé de petites cellules est-il meilleur qu'une grande cellule? La réponse à cette question est liée à la superficie.

La surface cellulaire doit être capable de médier l'échange de molécules de l'intérieur de la cellule vers l'environnement externe. La division de la masse cellulaire en petites unités augmente la surface disponible pour l'activité métabolique.

Il est impossible de maintenir un rapport surface / masse optimal simplement en augmentant la taille d'une seule cellule. Pour cette raison, la multicellularité est un trait adaptatif qui permet aux organismes d'augmenter en taille..

Spécialisation

D'un point de vue biochimique, de nombreux organismes unicellulaires sont polyvalents et capables de synthétiser pratiquement n'importe quelle molécule à partir de nutriments très simples..

En revanche, les cellules d'un organisme multicellulaire sont spécialisées pour un certain nombre de fonctions, et ces organismes présentent un degré de complexité plus élevé. Une telle spécialisation permet à la fonction de se produire plus efficacement - par rapport à une cellule qui doit remplir toutes les fonctions vitales de base..

De plus, si une «partie» du corps est affectée - ou meurt - cela ne se traduit pas par la mort de l'individu tout entier..

Colonisation de niches

Les organismes multicellulaires sont mieux adaptés à la vie dans certains environnements qui seraient totalement inaccessibles aux formes unicellulaires..

Les adaptations les plus extraordinaires comprennent celles qui ont permis la colonisation de la terre. Alors que les organismes unicellulaires vivent principalement dans des environnements aqueux, les formes multicellulaires ont réussi à coloniser la terre, l'air et les océans..

La diversité

Une des conséquences d'être constitué de plus d'une cellule est la possibilité de se présenter sous différentes «formes» ou morphologies. Par conséquent, la multicellularité se traduit par une plus grande diversité d'êtres organiques.

Dans ce groupe d'êtres vivants, nous trouvons des millions de formes, de systèmes spécialisés d'organes et de modèles de comportement. Cette vaste diversité augmente les types d'environnements que les organismes sont capables d'exploiter..

Prenons le cas des arthropodes. Ce groupe présente une immense diversité de formes, qui ont réussi à coloniser pratiquement tous les environnements.

Caractéristiques

Les coléoptères sont des êtres avec des millions de cellules. Source: flickr.com

Organisation

Les organismes multicellulaires se caractérisent principalement par la présentation d'une organisation hiérarchique de leurs éléments structurels. De plus, ils ont un développement embryonnaire, des cycles de vie et des processus physiologiques complexes..

De cette façon, la matière vivante présente différents niveaux d'organisation où, en montant d'un niveau à un autre, nous trouvons quelque chose de qualitativement différent et elle a des propriétés qui n'existaient pas au niveau précédent. Les niveaux supérieurs d'organisation contiennent tous les niveaux inférieurs. Ainsi, chaque niveau est une composante d'un ordre supérieur.

Différenciation cellulaire

Les types de cellules qui composent les êtres multicellulaires sont différents les uns des autres car ils synthétisent et accumulent différents types de molécules d'ARN et de protéines.

Ils le font sans altérer le matériel génétique, c'est-à-dire la séquence d'ADN. Peu importe à quel point deux cellules sont différentes dans le même individu, elles ont le même ADN.

Ce phénomène a été prouvé grâce à une série d'expériences classiques où le noyau d'une cellule complètement développée d'une grenouille est injecté dans un ovule dont le noyau avait été retiré. Le nouveau noyau est capable de diriger le processus de développement, et le résultat est un têtard normal.

Des expériences similaires ont été menées sur des organismes végétaux et des mammifères, aboutissant aux mêmes conclusions..

Chez l'homme, par exemple, on trouve plus de 200 types de cellules, avec des caractéristiques uniques en termes de structure, de fonction et de métabolisme. Toutes ces cellules sont issues d'une seule cellule, après fécondation.

Formation tissulaire

Les organismes multicellulaires sont constitués de cellules, mais celles-ci ne se regroupent pas au hasard pour former une masse homogène. Au contraire, les cellules ont tendance à se spécialiser, c'est-à-dire qu'elles remplissent une fonction spécifique au sein des organismes..

Les cellules qui se ressemblent sont regroupées à un niveau de complexité plus élevé appelé tissus. Les cellules sont maintenues ensemble par des protéines spéciales et des jonctions cellulaires qui établissent des connexions entre les cytoplasmes des cellules voisines..

Tissus chez les animaux

Chez les animaux les plus complexes, on retrouve une série de tissus qui sont classés selon leur fonction et la morphologie cellulaire de leurs composants en: tissu musculaire, épithélial, conjonctif ou conjonctif et nerveux..

Le tissu musculaire est constitué de cellules contractiles qui parviennent à transformer l'énergie chimique en énergie mécanique et sont associées à des fonctions de mobilité. Ils sont classés en muscle squelettique, lisse et cardiaque.

Le tissu épithélial est responsable de la muqueuse des organes et des cavités. Ils font également partie du parenchyme de nombreux organes.

Le tissu conjonctif est le type le plus hétérogène et sa fonction principale est la cohésion des différents tissus qui composent les organes..

Enfin, le tissu nerveux est chargé d'apprécier les stimuli internes ou externes que le corps reçoit et de les traduire en une impulsion nerveuse..

Les métazoaires ont tendance à avoir leurs tissus disposés de la même manière. Cependant, les éponges marines ou poreuses - considérées comme les animaux multicellulaires les plus simples - ont un schéma très particulier.

Le corps d'une éponge est un ensemble de cellules noyées dans une matrice extracellulaire. Le soutien provient d'une série de minuscules spicules et protéines (en forme d'aiguille).

Tissus dans les plantes

Chez les plantes, les cellules sont regroupées en tissus qui remplissent une fonction spécifique. Ils ont la particularité qu'il n'y a qu'un seul type de tissu dans lequel les cellules peuvent se diviser activement, et c'est le tissu méristématique. Le reste des tissus sont appelés adultes et ont perdu la capacité de se diviser.

Ils sont classés comme des tissus de protection qui, comme leur nom l'indique, sont chargés de protéger le corps du dessèchement et de toute usure mécanique. Ceci est classé en tissu épidermique et suberous.

Les tissus fondamentaux ou parenchyme constituent la majorité du corps de l'organisme végétal et remplissent l'intérieur des tissus. Dans ce groupe, nous trouvons le parenchyme assimilateur, riche en chloroplastes; au parenchyme de réserve, typique des fruits, racines et tiges et ceux de conduction des sels, de l'eau et de la sève élaborée.

Formation d'organes

À un niveau de complexité plus élevé, nous trouvons les organes. Un ou plusieurs types de tissus sont associés pour donner naissance à un organe. Par exemple, le cœur et le foie des animaux; et les feuilles et les tiges des plantes.

Formation aux systèmes

Au niveau suivant, nous avons le regroupement des organes. Ces structures sont regroupées en systèmes pour orchestrer des fonctions spécifiques et travailler de manière coordonnée. Parmi les systèmes d'organes les plus connus, nous avons le système digestif, le système nerveux et le système circulatoire.

Formation de l'organisme

En regroupant les systèmes d'organes, nous obtenons un organisme discret et indépendant. Les ensembles d'organes sont capables d'exécuter toutes les fonctions vitales, de croissance et de développement pour maintenir l'organisme en vie

Fonctions vitales

La fonction vitale des êtres organiques comprend les processus de nutrition, d'interaction et de reproduction. Les organismes multicellulaires présentent des processus très hétérogènes au sein de leurs fonctions vitales.

En termes de nutrition, nous pouvons diviser les êtres vivants en autotrophes et hétérotrophes. Les plantes sont autotrophes, car elles peuvent obtenir leur propre nourriture grâce à la photosynthèse. Les animaux et les champignons, pour leur part, doivent activement se nourrir, ils sont donc des hétérotrophes.

La reproduction est également très variée. Chez les plantes et les animaux, il existe des espèces capables de se reproduire de manière sexuelle ou asexuée, ou présentant les deux modalités de reproduction.

Exemples

Méduse de lune. (Aurelia aurita). Auteur: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

Les organismes multicellulaires les plus importants sont les plantes et les animaux. Tout être vivant que nous observons à l'œil nu (sans utiliser de microscope) sont des organismes multicellulaires.

Un mammifère, une méduse de mer, un insecte, un arbre, un cactus, tous sont des exemples d'êtres multicellulaires..

Dans le groupe des champignons, il existe également des variantes multicellulaires, comme les champignons que nous utilisons fréquemment en cuisine..

Les références

  1. Cooper, G. M. et Hausman, R. E. (2004). La cellule: approche moléculaire. Medicinska naklada.
  2. Furusawa, C. et Kaneko, K. (2002). Origine des organismes multicellulaires comme conséquence inévitable des systèmes dynamiques. The Anatomical Record: Une publication officielle de l'American Association of Anatomists268(3), 327-342.
  3. Gilbert S.F. (2000). Biologie du développement. Associés Sinauer.
  4. Kaiser, D. (2001). Construire un organisme multicellulaire. Revue annuelle de génétique35(1), 103-123.
  5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, S. L., Matsudaira, P., Baltimore, D., et Darnell, J. (2013). Biologie cellulaire moléculaire . WH freeman.
  6. Michod, R. E., Viossat, Y., Solari, C. A., Hurand, M., et Nedelcu, A. M. (2006). Évolution du cycle de vie et origine de la multicellularité. Journal de biologie théorique239(2), 257-272.
  7. Rosslenbroich, B. (2014). Sur l'origine de l'autonomie: un nouveau regard sur les grandes transitions de l'évolution. Springer Science & Business Media.

Personne n'a encore commenté ce post.