„Daugialąsčiame tvarinyje nepakanka, kad darbas būtų padalintas tarp ląstelių. Tos ląstelės taip pat turi būti organizuotos. VISA gyvybė yra sudarytas iš ląstelių. Tačiau norint sukurti sudėtingą, daugialąsčių organizmą iš tų ląstelių, beveik visada reikia, kad jos būtų daugiau, nei vieno tipo. Tai reiškia, kad dauginantis augančio organizmo ląstelėms, jos turi diferencijuotis, o jos tai daro, išreikšdami skirtingus genų pogrupius iš genomo, kurį jos visos turi vienodą. Skirtingi genų ekspresijos modeliai gamina skirtingų tipų ląsteles. Atrodo, kad šie sudėtingi genų ekspresijos modeliai yra eukariotų išsaugojimas-būtybės, pagamintos iš ląstelių, kurių pirminiai genomai yra suvynioti į sudėtingą skyrių, vadinamą branduoliu.
Kempinės, kilusios iš kai kurių ankstyviausių daugialąsčių būtybių, turi keletą ląstelių tipų. Augalai turi dešimtis. Gyvūnai turi šimtus. Ląstelių tipų skaičius, plačiai kalbant, priklauso nuo to, kokiu mastu šie tvariniai turi kūnus, sudarytus iš organų. . Kempinės neturi organų; jos tiesiog turi tuštumų, per kurias siurbia vandenį, iš kurio galima sugauti vienaląsčius grobius. Tam nereikia daug skirtingų tipų ląstelių. Augalai turi kai kuriuos organus, bet ne tiek daug: stiebai ir šaknys; žiedlapiai, kuokeliai ir piestelės, kuriais galima daugintis; ir dar kelis. Sudėtinguose gyvūnuose organai susikuria kaip gausybė sudėtingų, funkcionalių esybių.
Kokia tos gausos tam tikroje gyvūnų rūšyje tam tikra prasme slypi matančio biologo akyse. Kaip ir daugelyje kitų mokslo sričių, kai kurie yra vienytojai, o kiti - skaldytuvai. Vienas mokslininkas gali matyti žinduolio ausį, kaip organą. Skirstytuvas gali norėti atskirti įvairius komponentus, tokius kaip vidinės ausies struktūra, vadinama „Corti organu“, pagal anatomą, kuris pirmą kartą jį apibūdino. Taigi žmogaus organų sąrašai yra skirtingo ilgio, tačiau 78 yra skaičius, kuris dažnai pasirodo medicinos tekstuose.
Be to, gyvūnai paprastai turi standartinį kiekvieno tipo organų rinkinį. Sveikas ąžuolas gali turėti 100 000 lapų arba 300 000 lapų. Vyšnia neturi tinkamo žiedų skaičiaus. Tačiau sudėtingas gyvūnas turi fiksuotą skaičių beveik visų jo organų: vieną ausį, jei jis yra maldininkas, du sparnus, jei tai paukštis, tris širdis, jei tai aštuonkojis, keturis skrandžius, jei tai karvė, penkias rankas, jei tai jūrų žvaigždė, šešias akis, jei voras atsiskyrėlis, 32 smegenys, jei tai dėlė ir pan.
Šie organai bus išdėstyti pagal konkretų kūno planą. Ąžuolai gali auginti šakas ir šaknis bet kokiu būdu. Gyvūnai negali. Taip yra todėl, kad gyvūnai ir augalai turi skirtingus santykius su laiku ir erdve. Šie skirtingi gyvenimo būdai reikalauja skirtingo lankstumo. Gyvūnai juda erdvėje, tačiau, suaugę, laikui bėgant, santykinai mažai keičia formą. Augalai vis dar lieka erdvėje, tačiau augant labai keičia formą. Dauguma gyvūnų reikalingos energijos semiasi medžiodami ar maitindamiesi. Augalų energijos ieškantis elgesys-tai augantys šaknys, į kurias patenka vanduo ir mineralai, ir plokšti, žali paviršiai, sugeriantys saulės spindulius ir anglies dioksidą, sudarančius jų maistą. Daugelyje augalų šie paviršiai yra įkūnyti viename iš gražiausių ir tiesiausių organų: lape. Lapo širdyje yra daug chloroplastų turinčių mezofilo ląstelių, atsakingų už didžiąją fotosintezės dalį. Saulėtesnėje lapo pusėje šios ląstelės yra glaudžiai supakuotos, tarsi palisada. Tamsesnėje pusėje jos yra išdėstytos, kaip kempinė, kad oras galėtų cirkuliuoti, kartu atnešdamas anglies dioksidą, kurio reikia fotosintezei.
Fotosintezei taip pat reikia vandens. Jis paimamas iš šaknų per vamzdelius, vadinamus ksilema, ir išgaruoja lape, sudrėkindamas orą, kurį naudoja mezofilo ląstelės. Kiti vamzdeliai, vadinami floema, pašalina cukrų, susidarantį fotosintezės būdu. Oras juda ir išeina per lapų odelės angas, vadinamas stomata. Jei vandens yra daug, stomatos išsiplečia ir į jas patenka daug anglies dioksido. Jei vandens trūksta, jos suspaudžiamos, sumažindamos fotosintezės greitį, bet neleisdamos augalui išdžiūti. Atmetus sodinukus, augalų elgesys daugiausia priklauso nuo augimo, kad būtų galima geriau pasiekti vandenį ir mineralus iš apačios, taip pat saulės šviesą ir anglies dioksidą iš viršaus.
Įstrigę augalai, kur jie sudygo, geriausiai pasiekiama plastiškumu ir remiantis praėjusio auginimo sezono rezultatais. Iš anksto nustatytas kūno planas-trys šakos 120 ° kampu viena į kitą, 42 lapai ant šakelės-būtų juokingas.
Aktyviam gyvūnų gyvenimo būdui reikia nervų ir raumenų. Šiems darbams atlikti reikia daug daugiau energijos, nei bet kuriam augalų audiniui. Tai taip pat reiškia kūno planą, optimizuotą tam tikram elgesiui, kuriuo gyvūnas grindžia savo gyvenimą. Nervai ir kaulai turi išaugti iki iš anksto išdėstyto dizaino, daug daugiau nei šakos, šakelės ir lapai. Dauguma šių organų yra fiziškai darnūs. Jų ląstelių koordinavimas pasiekiamas struktūriniu ryšiu tarp jų. Kai kuriais atvejais galite pasakyti, kur jie prasideda ir baigiasi pakankamai gerai, kad galima iš vieno žmogaus išpjauti ir įdėti į kitą. Tačiau kai kurie iš jų yra pasiskirstę, visų pirma imuninė sistema, turinti priešakines kūno dalis ir daugybę vienaląsčių komponentų, tekančių per kraują.
Įvairių tipų ląstelių veikla vis dar yra koordinuojama, tačiau per praeinančią sąveiką ir patvarias struktūras. Kai kurie žmogaus organai, pvz., inkstai ir plaučiai, yra dubliuojami. Kai kurie gali būti prarasti be didelių pasekmių, pavyzdžiui, blužnis, o dauguma jų gali būti paaukoti, nepadarius gyvenimo neįmanomo. Viena, placenta, yra laikina ir prireikus gali būti atauganti.
Jie apima daugybę dydžių ir sudėtingumo. Submandibulinė liauka sveria apie dešimt gramų; žarnynas sveria porą kilogramų. Paprasčiausias žmogaus kūno organas tikriausiai yra šlapimo pūslė, ištemptas maišelis, kuriame yra keletas ląstelių tipų. Sudėtingiausios yra smegenys, turinčios apie 86 mlrd. nervų ląstelių, arba neuronų (vien jų žievėje yra 133 jų tipai), palaikomi šiek tiek mažesnio vadinamųjų gliaudinių ląstelių skaičiaus. Nervų sistema apskritai yra sudėtingesnė ir patenka į beveik visus kitus organizmo turimus organus.
Tai yra dviejų diferenciacijos procesų (daug skirtingų tipų ląstelių) ir integracijos (labai funkcionali struktūra) zenitas, kuris yra organų egzistavimo pagrindas. Iš esmės įvairių tipų neuronai turi branduolius, kurie kartu su juos supančia citoplazma yra smegenyse ar nugaros smegenyse. Tačiau jie taip pat turi iškilimus, vadinamus aksonais, kurie iš jų pasiekia kai kuriais atvejais į likusį kūną ir taip gali išsitempti metrą ar ilgiau. Šie aksonai yra suvynioti į riebios medžiagos, vadinamos mielinu, apvalkalus, kuriuos išskiria specializuotos gliaudinės ląstelės. Šio mielino praradimas turi blogą poveikį, pavyzdžiui, išsėtinę sklerozę.
Dauguma visų organų ląstelių turi būdų kalbėtis su savo kaimynais. Tačiau niekas kitas to nedaro tiek daug ir aiškiai, kaip tai daro neuronai. Jų aksonai ir trumpesni iškilimai, vadinami dendritais, kurie atsiskiria ir nuo aksono, ir nuo pagrindinio ląstelės korpuso, reiškia, kad jie turi daug daugiau kaimynų nei bet kuri kita ląstelė. Vienas neuronas gali būti lengvai prijungtas prie 10 000 kitų. Kai kurie yra prijungti prie 100 tūkst. Ir jie turi daugiau nei 100 rūšių cheminių neuromediatorių, su kuriais galima siųsti ir (arba) gauti pranešimus šiuose jungties taškuose. Neuronams taip pat reikia būdo greitai siųsti signalus tarp tolimų jų dalių. Jie tai daro per elektrinius impulsus, vadinamus veikimo potencialais, kurie eina išilgai jų ląstelių membranų, padedami mielino apvalkalų. Rezultatas yra tinklas su trilijonais ryšių, kuris palaiko ryšį su visomis kūno dalimis ir kuris dar nesuprantamais būdais gali atlikti skaičiavimo procesus, reikalingus gautiems įvestims analizuoti ir tinkamai veikti.
Kai blogai veikia organai
Kad organai veiktų, reikia drausminti jų ląsteles. Jos turi žinoti savo vietą ir dalintis turi tik tada, kai reikia. Deja, bet neišvengiamai šiai disciplinai visada gresia žlugimas. Kai išsivystė daugialąsčiai tvariniai, vystėsi įvairios ląstelių pasiaukojimo formos. Pagrindinis ląstelių diferenciacijos aspektas yra tas, kad dauguma ląstelių turi atsisakyti stipriausio Darvino imperatyvo: savo palikuonių. Evoliucija sukonfigūravo branduolinę operacinę sistemą taip, kad ląstelės galėtų augti tik laikydamosi tam tikrų apribojimų, nustoti daugintis, kai liepiama, arba net mirti pagal komandą, jei to reikalauja likusi kūno dalis. Tik taikant tokias taisykles, užprogramuotas pagal tai, kaip ląstelės išreiškia savo genus, galima daugialąstelinė gyvybė.
Mutacijos kartais suskaido šiuos valdiklius, atlaisvindamos ląsteles daugintis. Kai kurios iš šių mutacijų perduodamos iš kartos į kartą, paskatindamos individo ląsteles gyventi laisvai. Kai ląstelė pradeda daugintis neužsakytai, ji ir jos palikuonys įgyja tolesnių mutacijų. Imuninė sistema bando sustabdyti tokį nekontroliuojamą augimą, tačiau dažnai atsiranda mutacijų, dėl kurių ji užmerkia akis. Taip atsiranda ir klesti vėžys. Vėžys gali būti pavojingas gyvybei. Ir net jei jus tai nenumarins, kažkas kitas tai padarys. Atskiri kūnai yra tik išnaudojamos grandys didžiojoje būties grandinėje. Jie turi savo išėjimus ir įėjimus, o vienas kūnas savo laiku atlieka daugybę funkcijų. Šių individualių gyvenimų pobūdis yra kitos biologijos apžvalgos tema “. [1]
1. "Leaves, limbs and lights; Making organs." The Economist, 14 Aug. 2021, p. 61(US).
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą