ORGANISMES PLURICEL·LULARS: CARACTERÍSTIQUES, FUNCIONS I EXEMPLES - BIOLOGIA - 2025

Un organisme pluricel·lular és un ésser viu format per múltiples cèl·lules. També sol usar-se el terme multicel·lular. Els éssers orgànics que ens envolten, i que podem observar amb l'ull nu, són pluricel·lulars.

La característica més notable d'aquest grup d'organismes és el nivell d'organització estructural que posseeixen. Les cèl·lules tendeixen a especialitzar-se per complir funcions molt específiques i s'agrupen en teixits. A mesura que augmentem en complexitat, els teixits formen òrgans, i aquests formen sistemes.

Els animals són éssers pluricel·lulars. Font: pixabay.com

El concepte s'oposa a l'd'organismes unicel·lulars, que estan compostos amb una sola cèl·lula. A aquest grup pertanyen els bacteris, els arqueobacteris, els protozoaris, entre d'altres. En aquest ampli grup, els organismes han de compactar totes les funcions bàsiques per a la vida (nutrició, reproducció, metabolisme, etc.) en una sola cèl·lula.

Origen i evolució

La pluricel·lularitat ha evolucionat en diversos llinatges d'eucariotes, portant a l'aparició de plantes, fongs i animals. Segons l'evidència, els cianobacteris pluricel·lulars van sorgir d'hora en l'evolució, i subseqüentment altres formes pluricel·lulars van aparèixer, de manera independent, en diferents llinatges evolutius.

Com és evident, el pas d'un ens unicel·lular se a un pluricel·lular va ocórrer d'hora en l'evolució i de manera repetida. Per aquestes raons, és lògic assumir que la pluricel·lularitat representa avantatges selectives forts per als éssers orgànics. Més endavant seran discutides amb deteniment els avantatges de ser pluricel·lular.

Diversos supòsits teòrics van haver de passar per obtenir aquest fenomen: adhesions entre les cèl·lules veïnes, comunicació, cooperació i especialització entre aquestes.

Precursors dels organismes pluricel·lulars

S'estima que els organismes pluricel·lulars van evolucionar dels seus ancestres unicel·lulars fa uns 1,7 milers de milions d'anys. En aquest esdeveniment ancestral, alguns organismes eucariotes unicel·lulars van formar una espècie d'agregats multicel·lulars que semblés ser una transició evolutiva des dels organismes d'una cèl·lula als pluricel·lulars.

Avui dia, observem organismes vius que exhibeixen aquest patró d'agrupació. Per exemple, les algues verdes de l'gènere Volvox s'associen amb els seus iguals per formar una colònia. Es pensa que va haver d'existir en el passat un precursor similar a Volvox que va originar les plantes actuals.

Un increment en l'especialització de cada cèl·lula va poder portar a la colònia a ser un organisme pluricel·lular veritable. No obstant això, també es pot aplicar una altra visió per explicar l'origen dels organismes unicel·lulars. Per explicar les dues vies, farem servir dos exemples provinents d'espècies actuals.

els volvocaceanos

Aquest grup d'organismes està format per configuracions de cèl·lules. Per exemple, un organisme de l'gènere Gonium consisteix en un "plat" pla d'unes 4 a 16 cèl·lules, cadascuna amb el seu flagell. El gènere Pandorina, per la seva banda, és una esfera de 16 cèl·lules. Així trobem diversos exemples on el nombre de cèl·lules s'incrementa.

Hi gèneres que exhibeixen un patró de diferenciació interessant: cada cèl·lula en la colònia té un "paper", tal com passa en un organisme. Específicament, les cèl·lules somàtiques es divideixen de les sexuals.

Dictyostelium

Un altre exemple d'arranjaments pluricel·lulars en organismes unicel·lulars és trobat en el gènere Dictyostelium. El cicle de vida d'aquest organisme comprèn una fase sexual i una altra asexual.

Durant el cicle asexual, una ameba solitària es desenvolupa en troncs en descomposició, s'alimenta de bacteris i es reprodueix per fissió binària. En èpoques d'escassetat d'aliment, un nombre significatiu d'aquestes amebes s'uneixen en un cos bavós capaç de desplaçar-se en un ambient fosc i humit.

Tots dos exemples d'espècies vives poguessin ser un indici possible de com iniciar la pluricel·lularitat en temps remots.

Avantatges de ser pluricel·lular

Rajada de Elefants al Serengeti

Les cèl·lules són la unitat bàsica de la vida, i els organismes més grans solen presentar-se com agregats d'aquestes unitats i no com una sola cèl·lula que incrementa la seva mida.

És cert que la natura ha experimentat amb formes unicel·lulars relativament gran, com les algues marines unicel·lulars, però aquests casos són rars i molt puntuals.

Els organismes d'una sola cèl·lula han estat reeixits en la història evolutiva dels éssers vius. Representen més de la meitat de la massa total dels organismes vius, i han colonitzat de manera reeixida els ambients més extrems. No obstant això, quins avantatges atorga un cos pluricel·lular?

Àrea de superfície òptima

Per què és millor un organisme gran compost per petites cèl·lules que una gran cèl·lula? La resposta a aquesta interrogant està relacionada amb l'àrea de superfície.

La superfície de la cèl·lula ha de ser capar d'intervenir l'intercanvi de molècules des de l'interior cel·lular cap a l'ambient extern. Si es divideix la massa cel·lular en petites unitats, augmenta l'àrea de superfície disponible per a l'activitat metabòlica.

És impossible mantenir una relació superfície i massa òptima amb el simple fet d'augmentar la mida d'una sola cèl·lula. Per aquesta raó la pluricel·lularitat és un tret adaptatiu que permet l'increment de la mida dels organismes.

especialització

Des del punt de vista bioquímic, molts organismes unicel·lulars són versàtils i són capaços de sintetitzar virtualment qualsevol molècula partint de nutrients molt simples.

En contrast, les cèl·lules d'un organisme pluricel·lular estan especialitzades per a una sèrie de funcions i aquests organismes presenten un major grau de complexitat. Aquesta especialització permet que la funció passi amb major efectivitat - comparada amb una cèl·lula que ha de realitzar totes les funcions vitals bàsiques.

A més, si una "porció" de l'organisme es veu afectat - o arriba a morir - no es tradueix en la mort de tot l'individu.

Colonització de nínxols

Els organismes pluricel·lulars estan millor adaptats a la vida en certs ambients que serien totalment inaccessibles per a formes unicel·lulars.

El conjunt d'adaptacions més extraordinària comprenen les que van permetre la colonització de la terra. Mentre que els organismes unicel·lulars viuen majorment en ambients aquosos, les formes pluricel·lulars han aconseguit colonitzar la terra, l'aire i els oceans.

diversitat

Una de les conseqüències d'estar format per més d'una cèl·lula, és la possibilitat de presentar-se en diferents "formes" o morfologies. Per això, la pluricel·lularitat es tradueix en major diversitat d'éssers orgànics.

En aquest grup d'éssers vius trobem milions de formes, sistemes especialitzats d'òrgans i patrons de comportament. Aquesta extensa diversitat incrementa els tipus d'ambients que els organismes són capaços d'explotar.

Prenguem el cas dels artròpodes. Aquest grup presenta una diversitat aclaparadora de formes, que han aconseguit colonitzar pràcticament tots els ambients.

Característiques

Els escarabats són éssers amb milions de cèl·lules. Font: flickr.com

organització

Els organismes pluricel·lulars es caracteritzen primordialment per presentar una organització jeràrquica dels seus elements estructurals. A més, presenten un desenvolupament embrionari, cicles de vida i processos fisiològics complexos.

D'aquesta manera, la matèria viva presenta diferents nivells d'organització on a l'ascendir d'un nivell a un altre trobem alguna cosa qualitativament diferent i posseeix propietats que no existien en el nivell anterior. Els nivells d'organització superiors contenen a tots els inferiors. Així, cada nivell és component d'un ordre superior.

diferenciació cel·lular

Els tipus de cèl·lules que conformen els éssers pluricel·lulars són diferents unes de les altres ja que sintetitzen i acumulen diferents tipus de molècules d'ARN i de proteïnes.

Això ho fan sense alterar el material genètic, és a dir, la seqüència d'ADN. Per molt diferents que siguin dues cèl·lules en un mateix individu, aquestes posseeixen el mateix ADN.

Aquest fenomen es va provar gràcies a una sèrie d'experiments clàssics on el nucli d'una cèl·lula totalment desenvolupada d'una granota s'injecta en un òvul, el nucli havia estat remogut. El nou nucli és capaç de dirigir el procés de desenvolupament, i el resultat és un capgròs normal.

Experiments similars han estat portats a terme en organismes vegetals i en mamífers, obtenint les mateixes conclusions.

En els humans, per exemple, trobem més de 200 tipus de cèl·lules, amb característiques úniques en termes de la seva estructura, funció i metabolisme. Totes aquestes cèl·lules deriven d'una sola cèl·lula, després de la fecundació.

Formació de teixits

Els organismes pluricel·lulars estan formats per cèl·lules, però aquestes no s'agrupen de manera atzarosa per donar lloc a una massa homogènia. Contràriament, les cèl·lules tendeixen a especialitzar-se, és a dir, compleixen una funció concreta dins dels organismes.

Les cèl·lules que són similars entre si, s'agrupen en un nivell de complexitat superior anomenat teixits. Les cèl·lules es mantenen unides per mitjà de proteïnes especials i unions cel·lulars que estableixen connexions entre els citoplasmes de les cèl·lules veïnes.

Teixits en animals

En els animals més complexos, trobem una sèrie de teixits que es classifiquen d'acord a la funció que compleixen ja la morfologia cel·lular dels seus components en: teixit muscular, epitelial, conjuntiu o connectiu i nerviós.

El teixit muscular està format per cèl·lules contràctils que aconsegueixen transformar l'energia química en mecànica i es associació amb funcions de mobilitat. Es classifiquen en múscul esquelètic, llis i cardíac.

El teixit epitelial s'encarrega de l'revestiment dels òrgans i de les cavitats. També són part de l'parènquima de molts òrgans.

El teixit connectiu és el tipus més heterogeni, i la seva funció principal és la cohesió dels diferents teixits que componen als òrgans.

Finalment, el teixit nerviós s'encarrega d'apreciar els estímuls interns o externs que rep l'organisme i traduir-los en un impuls nerviós.

Els metazous solen tenir els seus teixits organitzats de manera similar. No obstant això, les esponges de mar o porífers - que són considerats els animals pluricel·lulars més simples - tenen un esquema molt particular.

El cos d'una esponja és un conjunt de cèl·lules embegudes en una matriu extracel·lular. El suport prové d'una sèrie d'espícules diminutes (similars a agulles) i proteïnes.

Teixits en plantes

En les plantes, les cèl·lules s'agrupen en teixits que compleixen una funció concreta. Tenen la peculiaritat que només hi ha un tipus de teixit en el qual les cèl·lules poden dividir-se activament, i aquest és el teixit meristemàtic. La resta dels teixits són denominats adults, i han perdut la capacitat de divisió.

Es classifiquen en teixits de protecció, que, com el seu nom indica, s'encarreguen de protegir l'organisme de la dessecació i de qualsevol desgast mecànic. Aquest es classifica en teixit epidèrmic i suberós.

Els teixits fonamentals o el parènquima constitueixen la majoria de el cos de l'organisme vegetal, i omple l'interior dels teixits. En aquest grup trobem a l'parènquima assimilador, ric en cloroplasts; a el parènquima de reserva, propi dels fruits, arrels i tiges i els de conducció de sals, aigua i saba elaborada.

Formació d'òrgans

A un nivell de complexitat superior trobem els òrgans. Un o més tipus de teixits s'associen per donar origen a un òrgan. Per exemple, el cor i el fetge dels animals; i les fulles i les tiges de les plantes.

Formació de sistemes

En el següent nivell tenim l'agrupació dels òrgans. Aquestes estructures s'agrupen en sistemes per orquestrar funcions concretes i treballar de manera coordinada. Entre els sistemes d'òrgans més coneguts tenim a el sistema digestiu, a el sistema nerviós i a el sistema circulatori.

Formació de l'organisme

A l'agrupar els sistemes d'òrgans, obtenim a un organisme discret i independent. Els conjunts d'òrgans són capaços de realitzar totes les funcions vitals, de creixement i desenvolupament per mantenir a l'organisme viu

funcions vitals

La funció vital dels éssers orgànics inclou els processos de nutrició, interacció i reproducció. Els organismes pluricel·lulars mostren processos molt heterogenis dins de les seves funcions vitals.

En termes de la nutrició, podem dividir els éssers vius en autòtrofs i heteròtrofs. Les plantes són autòtrofes, ja que poden obtenir el seu propi aliment per mitjà de la fotosíntesi. Els animals i els fongs, per la seva banda, han d'aconseguir de manera activa el seu aliment, pel que són heteròtrofs.

La reproducció també és molt variada. En plantes i animals hi espècies capaces de reproduir-se de manera sexual o asexual, o bé presentar dues modalitats reproductives.

exemples

Medusa Lluna. (Aurelia aurita). Autor: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

Els organismes pluricel·lulars més destacats són les plantes i els animals. Qualsevol ésser viu que observem a simple vista (sense necessitat d'usar un microscopi) són organismes pluricel·lulars.

Un mamífer, una medusa de mar, un insecte, un arbre, un cactus, tots són exemples d'éssers pluricel·lulars.

En el grup dels fongs, també existeixen variants pluricel·lulars, com els fongs que fem servir freqüentment a la cuina.

referències

1. Cooper, GM, & Hausman, RE (2004). The cell: Molecular approach. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Origin of multicel·lular organisms as an inevitable Consequence of Dynamical systems. The Anatomical Record: An Official Publication of the American Association of Anatomists, 268 (3), 327-342.
3. Gilbert SF (2000). Developmental Biology. Sinauer Associates.
4. Kaiser, D. (2001). Building a multicel·lular organism. Annual review of genetics, 35 (1), 103-123.
5. Lodish et, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Molecular cell biology. WH freeman.
6. Michôd, RE, Viossat, I., Solari, CA, Hurand, M., & Nedelcu, AM (2006). Life-history evolution and the origin of multicellularity. Journal of Theoretical Biology, 239 (2), 257-272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). On the origin of autonomy: a new look at the major transitions in evolution. Springer Science & Business Mitjana.