Os Cientistas exploram forças motrizes sendo a base, as limitações que influenciam a evolução do multicellularity

Published on January 26, 2014 at 11:20 PM · No Comments

No início havia umas únicas pilhas. Hoje, muitos milhões de anos mais tarde, a maioria plantas, animais, fungos, e de algas são compor das pilhas múltiplas que trabalham colaboradora como único ser. Apesar das várias maneiras estes organismos multicellularity conseguido, sua conglomeração das pilhas operam-se cooperativa para consumir a energia, sobrevivem-se, e reproduzem-se. Mas como o multicellularity evoluiu? Evoluiu uma vez ou épocas múltiplas? Como as pilhas fizeram a transição da vida como uma pilha de solo à associação e à cooperação com outras pilhas tais que trabalham como uma única, unidade coesiva?

Karl Niklas (Universidade de Cornell, Ithaca, NY), um biólogo evolucionário da planta, está interessado em como as plantas mudaram sobre os pouco milhão anos passados, em particular seus tamanho, forma, estrutura, e reprodução. Como o primeiro artigo em uma série de papéis de Revisão Centenários que comemoram 100 anos do Jornal Americano da Botânica, Niklas revê a história do multicellularity e das mudanças que as pilhas devem ter tido que ir através-tal enquanto aspectos de sua forma, função, estrutura, e revelação-no pedido a poder combinar funcional com outras pilhas. Igualmente explora as forças motrizes e as limitações sendo a base (da selecção natural à genética e às leis físicas) essa influência a evolução do multicellularity.

Como um estudante, Niklas começou para fora estar interessado na matemática, mas por outro lado girou para o estudo de plantas devido ao seu “matemático-como a estrutura.” “Multicellularity é uma realização evolucionária fundamental que seja capaz da descrição matemática,” comenta Niklas, “e um que tem épocas múltiplas ocorridas em linhagens diferentes da planta.”

Certamente, não importa como se define, os cientistas concordam que o multicellularity tem épocas múltiplas ocorridas através de muitos clades. Definido no sentido o mais fraco, como uma agregação das pilhas, o multicellularity evoluiu pelo menos em 25 linhagens. Contudo, mesmo quando definido restrito-exigência de que as pilhas estejam conectadas, se comunicam, e se cooperam em alguma forma ou outro-ainda evoluiu notàvel uma vez nos animais, três vezes nos fungos, seis vezes nas algas, e épocas múltiplas nas bactérias.

Multicellularity poderia ter sido conseguido as épocas numerosas baseadas nos locais que a selecção actua em fenótipos e como determinadas combinações boas de traços trabalham. Ou seja mesmo se as pilhas aderem junto usando mecanismos diferentes, ou através dos caminhos desenvolventes diferentes, se os resultados são agregações cooperativas das pilhas que funcionam bem e podem assim sobreviver melhor e, produzir crìtica mais prole do que suas contrapartes unicellular, a seguir estes vários caminhos evolucionários poderiam todos ser possíveis.

“O ponto da redução,” sublinha Niklas, “é que a evolução de organismos multicellular ocorreu épocas múltiplas e envolveu “motivos desenvolventes diferentes,” como a química dos “cola” que permitem que as pilhas colem junto.”

Certamente, um dos temas que Niklas conduz em casa em sua revisão é que a selecção natural actua em traços funcionais, assim que multicellularity poderia ter evoluído muitas vezes através dos mecanismos diferentes e modos de revelação, e de usar aspectos diferentes da biologia celular.

Contudo, há determinados grupos de exigências que devem ser cumpridas para que o multicellularity evolua. Estes incluem que as pilhas devem aderir a, se comunicar com, e cooperar um com o otro, e que as pilhas devem se especializar em suas funções (isto é, que não todas as pilhas fazem exactamente a mesma coisa, se não elas apenas seriam um grupo de pilhas ou uma colônia). A fim fazer estas coisas acontecer, as pilhas não devem rejeitar-se. Ou seja devem ser genetically compatíveis a algum extensão-análogo a como nossos corpos humanos rejeitam os itens estrangeiros que não são reconhecidos por nossas pilhas. Esta primeira etapa é denominada “alinhamento--aptidão.”

Interessante, esta “alinhamento--aptidão” exige um “gargalo” ou a fase unicellular quando o organismo consiste em apenas um esporo da pilha-um, em zygote, ou no propagule assexuado uninucleate. Isto é necessário de modo que todas as pilhas subseqüentes compartilhem do material genético similar.

A fase da “exportação--aptidão” é a segunda etapa necessária ao processo evolucionário de multicellularity. Isto exige que as pilhas trabalham junto para um objectivo comum de reproduzir umas unidades mais coesivas, ou indivíduos, como se e desse modo o trabalho em uma maneira ajustada para o aumento de sua aptidão. Uma Vez Que isto é conseguido, um fenótipo distinto, ou o formulário, do organismo existem.

Como pisa exactamente como a adesão ou a comunicação da pilha-à-pilha foram conseguidos nas plantas, animais, fungos, e as algas diferem entre os clades eucarióticas principais, contudo um aspecto importante é que estes organismos multicellular todos atravessaram uma série similar de etapas em sua maneira a se transformar organismos multicellular, funcionais.

Como Niklas o põe: “Esta evolução convergente é resumida bem pelo provérbio “Lá é muitas estradas a Roma, mas Roma não é o que se usou para ser”.”

De facto, estas fases podem ser traçadas sobre aos planos teòrica possíveis do corpo, ilustrando a série a mais plausível de etapa-unicellular evolucionário ao colonial a multicellular-que está visto nas algas, nas plantas da terra, e nos animais. Niklas igualmente postula uma rota evolucionária alternativa plausível, começando com únicos núcleos múltiplos contendo células (por exemplo, de um siphonous ao formulário multicellular) e apoio dos achados para este nos formulários observados de alguns fungos e algas.

“Esta revisão da literatura tem trazido agora minha atenção “à cooperação”” conclui Niklas, “porque o multicellularity exige pilhas trabalhar junto. As pilhas de Engano não podem ser toleradas a longo prazo porque como um cancro podem ganhar as vantagens e matar um organismo multicellular.”

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