Les premiers organismes multicellulaires, Selon l'une des hypothèses les plus acceptées, ils ont commencé à se regrouper en colonies ou en relations symbiotiques. Avec le temps, les interactions entre les membres de la colonie ont commencé à être coopératives et bénéfiques pour tous..
Peu à peu, chaque cellule a subi un processus de spécialisation pour des tâches spécifiques, augmentant le degré de dépendance vis-à-vis de ses compagnons. Ce phénomène a été crucial dans l'évolution, permettant l'existence d'êtres complexes, augmentant leur taille et admettant différents systèmes d'organes..
Les organismes multicellulaires sont des organismes composés de plusieurs cellules - tels que des animaux, des plantes, certains champignons, etc. Actuellement, il existe plusieurs théories pour expliquer l'origine des êtres multicellulaires à partir de formes de vie unicellulaires qui ont ensuite été regroupées..
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La transition d'organismes unicellulaires à multicellulaires est l'une des questions les plus passionnantes et controversées parmi les biologistes. Cependant, avant de discuter des scénarios possibles qui ont donné lieu à la multicellularité, il faut se demander pourquoi il est nécessaire ou bénéfique d'être un organisme composé de nombreuses cellules..
Une cellule moyenne faisant partie du corps d'une plante ou d'un animal mesure entre 10 et 30 micromètres de diamètre. Un organisme ne peut pas croître en taille simplement en augmentant la taille d'une seule cellule en raison de la limitation imposée par le rapport de la surface au volume..
Différents gaz (tels que l'oxygène et le dioxyde de carbone), ions et autres molécules organiques doivent entrer et sortir de la cellule, traversant la surface délimitée par une membrane plasmique..
De là, il doit se répandre dans tout le volume de la cellule. Ainsi, la relation entre la surface et le volume est plus faible dans les grandes cellules, si nous la comparons avec le même paramètre dans les cellules plus grandes..
Suite à ce raisonnement, nous pouvons conclure que la surface d'échange diminue proportionnellement à l'augmentation de la taille des cellules. Prenons comme exemple un cube de 4 cm, avec un volume de 64 cm3 et surface 96 cmdeux. Le ratio sera de 1,5 / 1.
En revanche, si nous prenons le même cube et le divisons en 8 cubes de deux centimètres, le rapport sera de 3/1.
Pour cette raison, si un organisme augmente sa taille, ce qui est bénéfique à plusieurs égards, comme la recherche de nourriture, la locomotion ou la fuite des prédateurs, il est préférable de le faire en augmentant le nombre de cellules et en maintenant ainsi une surface adéquate pour les animaux. processus d'échange.
Les avantages d'être un organisme multicellulaire vont au-delà de la simple augmentation de taille. La multicellularité a permis l'augmentation de la complexité biologique et la formation de nouvelles structures.
Ce phénomène a permis l'évolution de voies de coopération très sophistiquées et de comportements complémentaires entre les entités biologiques qui composent le système..
Malgré ces bénéfices, on trouve des exemples - comme dans plusieurs espèces de champignons - de perte de multicellularité, retour à la condition ancestrale des êtres unicellulaires..
Lorsque les systèmes coopératifs échouent entre les cellules du corps, des conséquences négatives peuvent être générées. L'exemple le plus illustratif est le cancer. Cependant, il existe de multiples voies qui, dans la plupart des cas, parviennent à assurer la coopération.
Les débuts de la multicellularité remontent à un passé très lointain, il y a plus d'un milliard d'années, selon certains auteurs (par exemple, Selden & Nudds, 2012).
Parce que les formes transitionnelles ont été mal conservées dans les archives fossiles, on en sait peu sur elles et leur physiologie, écologie et évolution, rendant difficile le processus de construction d'une reconstruction de la multicellularité naissante..
En fait, on ne sait pas si ces premiers fossiles étaient des animaux, des plantes, des champignons ou l'une de ces lignées. Les fossiles sont caractérisés par le fait qu'ils sont des organismes plats, avec une surface / un volume élevé.
Comme les organismes multicellulaires sont composés de plusieurs cellules, la première étape du développement évolutif de cette condition aurait dû être le regroupement de cellules. Cela peut se produire de différentes manières:
Ces deux hypothèses proposent que l'ancêtre originel des êtres multicellulaires étaient des colonies ou des êtres unicellulaires qui établissaient des relations symbiotiques entre eux..
On ne sait pas encore si l'agrégat formé à partir de cellules à identité génétique différentielle (comme un biofilm ou biofilm) ou à partir de cellules souches et filles - génétiquement identiques. Cette dernière option est plus possible, car les conflits d'intérêt génétiques sont évités dans les cellules apparentées..
La transition d'êtres unicellulaires à des organismes multicellulaires implique plusieurs étapes. Le premier est la division progressive du travail au sein des cellules qui travaillent ensemble. Certains prennent des fonctions somatiques, tandis que d'autres deviennent les éléments reproducteurs.
Ainsi, chaque cellule devient plus dépendante de ses voisins et acquiert une spécialisation dans une tâche particulière. La sélection a favorisé les organismes qui se sont regroupés dans ces colonies primitives par rapport à ceux qui sont restés solitaires.
De nos jours, les chercheurs recherchent les conditions possibles qui ont conduit à la formation de tels groupes et les causes qui pourraient conduire à leur faveur - par rapport aux formes unicellulaires. Des organismes coloniaux qui pourraient rappeler d'hypothétiques colonies ancestrales sont utilisés.
Un syncytium est une cellule qui contient plusieurs noyaux. Cette hypothèse suggère la formation de membranes internes au sein d'un syncytium ancestral, permettant le développement de multiples compartiments au sein d'une même cellule..
Les preuves actuelles indiquent que la condition multicellulaire est apparue indépendamment dans plus de 16 lignées d'eucaryotes, y compris des animaux, des plantes et des champignons..
L'application de nouvelles technologies comme la génomique et la compréhension des relations phylogénétiques a permis de suggérer que la multicellularité suivait une trajectoire commune, à commencer par la cooptation de gènes liés à l'adhérence. La création de ces canaux a permis la communication entre les cellules.
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