Слайд1. 7. Багатоклітинні прокаріоти. Існує велика
кількість видів багатоклітинних еукаріот. У той же час найскладніше
організовані прокаріоти - нитчасті ціанобактерії. Змоделюйте прокаріотичний
багатоклітинний організм.
Слайд2.Багатоклітинний організм – позасистематична категорія живих організмів, тіло яких
складається з багатьох клітин, більша частина яких диференційована, тобто вони
розрізняються за будовою і виконуваними функціями. Слід розрізняти багатоклітинність
та колоніальність. У колоніальних організмів відсутні справжні диференційовані
клітини, а отже, і поділ тіла на тканини. Крім диференціювання клітин, для
багатоклітинних характерний і вищий рівень інтеграції, ніж для колоніальних
форм. Однак деякі вчені вважають багатоклітинність більш розвиненою формою
колоніальності.
Слайд3.Два мільярди років тому прокаріоти дали початок
еукаріотам. Останні стали предками всіх багатоклітинних організмів через
колоніальні стадії.
Слайд4.За сучасними даними основні передумови для виникнення багатоклітинності,
а саме:
-
білки наповнювачі міжклітинної простору, різновиди
колагену і протеоглікану;
-
«Молекулярний клей» або «молекулярні заклепки» для
з'єднання клітин;
-
сигнальні речовини для забезпечення взаємодії між
клітинами,
виникли задовго
до появи багатоклітинності, але виконували у одноклітинних інші функції. «Молекулярні заклепки» імовірно
застосовувалися одноклітинними хижаками для захоплення і утримання жертви, а
сигнальні речовини - для залучення потенційних жертв і відлякування хижаків.
Причиною появи
багатоклітинних організмів вважають еволюційну доцільність укрупнення розмірів
особин, яка дозволяє більш успішно протистояти хижакам, а також поглинати і
перетравлювати більшу жертву. Слайд5.Однак
умови для масової появи багатоклітинних з'явилися тільки в Едіакарському
періоді, коли рівень кисню в атмосфері досяг величини, що дозволяє покривати
збільшені енергетичні витрати на підтримку багатоклітинності.
В цілому ж багатоклітинність
виникала в різних еволюційних лініях органічного світу кілька десятків разів. Багатоклітинність
більш характерна для еукаріот, хоча серед прокаріотів теж зустрічаються зачатки
багатоклітинності. Слайд6.Так, у
деяких нитчастих ціанобактерій в нитках зустрічаються три типи чітко
диференційованих клітин, а при русі нитки демонструють високий рівень
цілісності. Слайд7.Багатоклітинні
плодові тіла характерні для міксобактерій. Серед сучасних прокаріот зустрічається
певна форма взаємодії, коли вони формують угрупування, які багато в чому
нагадують багатоклітинні організми еукаріот.
Слайд8.Для формування найпростішого типу багатоклітинного
організму необхідні такі умови:
•
Аргегованість клітин у вигляді нитчастого або
багатошарового талому.
•
Розподіл функцій між клітинами, що призводить до їх
диференціації.
•
Наявність між агрегованими клітинами стійких специфічних
контактів.
Таким чином, беручи
до уваги основні характеристики багатоклітинного організму змоделюємо багатоклітинний
прокаріотичний організм.
Слайд9.Багатоклітинні прокаріоти будуть типовими аеробами. Їхнє
тіло розвиватиметься у формі багатошарового талому і складатиметься з клітин диференційованих
за структурою та функціями. Основу організму становитимуть вегетативні клітини,
головна функція яких – це забезпечення здійснення всіх процесів життєдіяльності
організму, репродуктивні клітини - відповідатимуть за його розмноження .
Залежно від
способу живлення вони будуть поділятись на автотрофів і гетеротрофів, від чого
і буде залежати їхня будова, функціонування і середовище життя.
Слайд10.Розглянемо автотрофний багатоклітинний прокаріотичний
організм. Ми припустили, що він буде походити від нитчастих ціанобактерій. Такі
організми будуть вільно плавати у нестоячих водоймах. Найкраще себе
почуватимуть у прісних, але зможуть зустрічатись і в солоних водах. Талом
автотрофів складатиметься з 2 шарів. Верхній шар буде формуватись з
фотосинтезуючих клітин, а нижній з гетероцист – клітин, здатних до засвоєння
вільного нітрогену і синтезу нітрогеномісних сполук. Розмноження відбуватиметься
за допомогою спор, які будуть формуватися з третього типу клітин, розташованих
у другому шарі між гетероцистами. Ці клітини будуть накопичувати поживні
речовини, перетворюватись у спору, відділятись від організму, а згодом
утворювати новий. Також розмноження може відбуватись внаслідок фрагментації –
відділення частин талому.
Слайд11.Гетеротрофні організми походитимуть від актиноміцетів і
зустрічатимуться на поверхні грунту. Талом поділений також на два шари:
субстратний або грунтовий і повітряний. Нижній субстратний шар буде служити для
живлення і утворюватиметься з двох типів клітин: травних, здатних до
фагоцитозу, і залозистих, які виділятимуть екзоферменти, що забезпечують
позаклітинне травлення – гідроліз макромолекул органічних речовин субстрату.
Функція верхнього повітряного шару – розмноження. Він буде утворений зі
спороносних клітин, які зможуть утворювати як одну так і багато спор. Як і в автотрофних
організмів ще розмноження може відбуватись відділенням частини талому.
Слайд12.Розглянемо будову клітини у багатоклітинному прокаріоті.
Клітинна стінка складатиметься з пептидогліканів. У травних клітин вона
набагато тонша, що сприяє розвитку фагоцитозу. У клітинах автотрофного
організму знаходитимуться аеросоми, які будуть забезпечувати плавучість
організму і регулювати осмотичний тиск. В клітині будуть наявні рибосоми та
мезосоми. Останні утворюватимуть систему внутрішніх виростів мембрани, на яких будуть
локалізовані різноманітні ферментативні системи. У зв’язку з цим будова мезосом
не однотипна. Інвагінації цитоплазматичної мембрани, будуть формувати
вакуялярні, ламелярні або тубулярні утворення. В середині даних структур будуть
міститись відповідні окисно-відновлювальні ферменти, що забезпечуватимуть
здійснення основних процесів метаболізму: фотосинтезу, синтезу АТФ, дихання,
внутрішньо-клітинного травлення та інших. Таким чином в клітинах сформуються
функціональні прототипи органел еукаріот. Так, наприклад, відщеплення від
внутрішньої мембрани пухирця наповненого гідролітичними ферментами призведе до
утворення «бактеріальних пролізосом». За аналогією формуватимуться бактеріальні
мітохондрії та хлоропласти. Подовження внутрішніх мембран у середину клітини
призведе до утворення прокаріотичної ендоплазматичної сітки. Дані клітинні
перебудови призведуть до збільшення розмірів клітин і всього багатоклітинного
прокаріотичного організму.
Що ж до ядра,
то воно сформоване не буде, адже організм прокаріотичний, тому містять
нуклеоїд. Значно ускладнитись геном не зможе, тому він буде складатись як і в
одноклітинних і колоніальних форм прокаріот з однієї кільцевої ДНК та плазмід.
Гени, діяльність яких суворо узгоджена з етапами розвитку клітини та її функціями,
контролюватимуть роботу клітини.
Між геномами
різних видів клітин, які входять до складу організму, також буде проявлятись
сувора координація. Сформовані внутрішньоклітинні механізми координації роботи
різних груп генів ляжуть в основу міжклітинних взаємодій, що проявлятимуться у
вигляді гормональної регуляції, яка
властива всім етапам життєвого циклу будь-якого багатоклітинного організму.
Слайд13.Яскравим проявом цілісності даного організму буде
являтись міжклітинний матрикс. Він сформується
в результаті злиття зовнішніх шарів клітинних оболонок. До його складу можуть
входити різні полісахариди, глікопротеїни, ліпоолігосахариди, пептиди і навіть
позаклітинні нитки ДНК. Матрикс виконуватиме багато функцій: структурну,
адгезивну (прикріплення до субстрату), захисну(захищає від висихання, перепадів
температури, шкідливих хімічних впливів) та комунікативну(матрикс є середовищем
для поширення сигнальних речовин). Слайд14.Також контакт між клітинами буде
відбуватись за допомогою плазмодесм – тонких пор, розташованих в
цитоплазматичній мембрані.
Слайд15.Отже, наша команда змоделювала автотрофний і
гетеротрофний багатоклітинні прокаріотичні організми, тіла яких представлені
двошаровими таломами. Ми вважаємо, що за відсутності еукаріот вони були би конкурентоспроможними, успішно функціонували
і зайняли би свою екологічну нішу.
Слайд16. Доповідь завершена. Дякую за увагу!
Немає коментарів:
Дописати коментар