Apa itu organisme uniseluler? Organisme bersel tunggal: prokariota dan eukariota Yang menemukan hewan bersel tunggal

Hewan paling sederhana adalah organisme bersel tunggal, ciri-ciri, nutrisi, keberadaannya di air dan di dalam tubuh manusia

karakteristik umum

Atau organisme uniseluler, seperti namanya, terdiri dari satu sel. Filum Protozoa mencakup lebih dari 28.000 spesies. Struktur protozoa dapat dibandingkan dengan struktur sel organisme multiseluler. Keduanya didasarkan pada nukleus dan sitoplasma dengan berbagai organel (organel) dan inklusi. Namun, kita tidak boleh lupa bahwa setiap sel organisme multiseluler adalah bagian dari jaringan atau organ mana pun yang menjalankan fungsi spesifiknya. Semua sel organisme multiseluler terspesialisasi dan tidak mampu hidup mandiri. Sebaliknya, hewan paling sederhana menggabungkan fungsi sel dan organisme independen. (Secara fisiologis, sel Protozoa tidak mirip dengan sel individu hewan multiseluler, tetapi dengan organisme multiseluler secara keseluruhan.

Yang paling sederhana semua fungsi yang melekat pada setiap organisme hidup adalah karakteristik: nutrisi, metabolisme, ekskresi, persepsi rangsangan eksternal dan reaksi terhadapnya, pergerakan, pertumbuhan, reproduksi dan kematian.

Struktur Sel Protozoa

Inti dan sitoplasma, seperti yang ditunjukkan, adalah komponen struktural dan fungsional utama dari setiap sel, termasuk hewan bersel tunggal. Tubuh yang terakhir mengandung organel, elemen kerangka dan kontraktil serta berbagai inklusi. Itu selalu ditutupi dengan membran sel, kurang lebih tipis, tetapi terlihat jelas di mikroskop elektron. Sitoplasma protozoa berbentuk cair, tetapi viskositasnya bervariasi pada spesies yang berbeda dan bervariasi tergantung pada kondisi hewan dan lingkungan (suhu dan komposisi kimianya). Pada sebagian besar spesies, sitoplasmanya transparan atau putih susu, tetapi pada beberapa spesies berwarna biru atau kehijauan (Stentor, air liur Fabrea). Komposisi kimiawi inti dan sitoplasma protozoa belum sepenuhnya dipahami, terutama karena ukuran hewan tersebut yang kecil. Diketahui bahwa dasar sitoplasma dan nukleus, seperti pada semua hewan, terdiri dari protein. Asam nukleat berhubungan erat dengan protein; mereka membentuk nukleoprotein, yang perannya dalam kehidupan semua organisme sangat besar. DNA (asam deoksiribonukleat) adalah bagian dari kromosom inti protozoa dan memastikan transmisi informasi herediter dari generasi ke generasi. RNA (asam ribonukleat) ditemukan pada protozoa baik di dalam nukleus maupun di sitoplasma. Ini mengimplementasikan sifat keturunan organisme bersel tunggal yang dikodekan dalam DNA, karena memainkan peran utama dalam sintesis protein.

Komponen kimia yang sangat penting dari sitoplasma - zat mirip lemak lipid - berperan dalam metabolisme. Ada yang mengandung fosfor (fosfatida), banyak pula yang berasosiasi dengan protein dan membentuk kompleks lipoprotein. Sitoplasma juga mengandung nutrisi cadangan dalam bentuk inklusi – tetesan atau butiran. Ini adalah karbohidrat (glikogen, paramil), lemak dan lipid. Mereka berfungsi sebagai cadangan energi bagi tubuh protozoa.

Selain zat organik, sitoplasma mengandung sejumlah besar air dan garam mineral (kation: K+, Ca2+, Mg2+, Na+, Fe3+ dan anion: Cl~, P043“, N03”). Dalam sitoplasma protozoa, banyak enzim yang terlibat dalam metabolisme ditemukan: protease, yang memastikan pemecahan protein; karbohidrat yang memecah polisakarida; lipase yang meningkatkan pencernaan lemak; sejumlah besar enzim yang mengatur pertukaran gas, yaitu fosfatase basa dan asam, oksidase, peroksidase dan sitokrom oksidase.

Gagasan sebelumnya tentang struktur fibrilar, granular, atau seluler berbusa dari sitoplasma protozoa didasarkan pada studi tentang sediaan yang difiksasi dan diwarnai. Metode baru untuk mempelajari protozoa (dalam bidang gelap, dalam cahaya terpolarisasi, menggunakan pewarnaan intravital dan mikroskop elektron) telah memungkinkan untuk menetapkan bahwa sitoplasma protozoa adalah sistem dinamis kompleks koloid hidrofilik (terutama kompleks protein), yang memiliki konsistensi cair atau semi cair. Selama pemeriksaan ultramikroskopik di bidang gelap, sitoplasma protozoa tampak kosong secara optik, hanya organel sel dan inklusinya yang terlihat.

Keadaan koloid protein sitoplasma memastikan variabilitas strukturnya. Di dalam sitoplasma, perubahan keadaan agregat protein terus-menerus terjadi: mereka berpindah dari keadaan cair (sol) ke keadaan yang lebih padat dan agar-agar (gel). Proses-proses ini berhubungan dengan pelepasan lapisan ektoplasma yang lebih padat, pembentukan cangkang - pelikel, dan pergerakan amoeboid dari banyak protozoa.

Inti protozoa, seperti inti sel multiseluler, terdiri dari bahan kromatin, sari inti, dan mengandung nukleolus serta selubung inti. Kebanyakan protozoa hanya mengandung satu nukleus, tetapi ada juga yang berbentuk berinti banyak. Dalam hal ini, intinya bisa sama (amuba berinti banyak dari genus Pelomyxa, flagellata berinti banyak Polymastigida, Opalinida) atau berbeda bentuk dan fungsinya. Dalam kasus terakhir, mereka berbicara tentang diferensiasi nuklir, atau dualisme nuklir. Dengan demikian, seluruh kelas ciliates dan beberapa foraminifera dicirikan oleh dualisme nuklir. yaitu inti yang tidak identik bentuk dan fungsinya.

Protozoa jenis ini, seperti organisme lain, mematuhi hukum kekekalan jumlah kromosom. Jumlahnya bisa tunggal, atau haploid (kebanyakan flagellata dan sporozoa), atau ganda, atau diploid (ciliates, opalines dan, tampaknya, sarcodae). Jumlah kromosom pada berbagai spesies protozoa sangat bervariasi: dari 2-4 hingga 100-125 (dalam set haploid). Selain itu, inti diamati dengan peningkatan berganda dalam jumlah set kromosom. Mereka disebut poliploid. Ditemukan bahwa inti besar, atau makronuklei, dari ciliata dan inti beberapa radiolaria bersifat poliploid. Kemungkinan besar inti Amoeba proteus juga bersifat poliploid; jumlah kromosom pada spesies ini mencapai 500.

Divisi Reproduksi Nuklir

Jenis pembelahan inti utama pada protozoa dan organisme multiseluler adalah mitosis, atau karyokinesis. Selama mitosis, distribusi materi kromosom yang benar dan seragam terjadi di antara inti sel yang membelah. Hal ini dipastikan dengan pembelahan longitudinal setiap kromosom menjadi dua kromosom anak pada metafase mitosis, dan kedua kromosom anak menuju ke kutub yang berbeda dari sel yang membelah.

Pembelahan mitosis inti gregarine Monocystis magna:
1, 2 - profase; 3 - transisi ke metafase; 4, 5 - metafase; 6 - anafase awal; 7, 8 - terlambat
anafase; 9, 10 - telofase.

Ketika inti Monocystis magna gregarina membelah, semua gambaran mitosis yang merupakan karakteristik organisme multiseluler dapat diamati. Pada profase, kromosom seperti benang terlihat di dalam nukleus, beberapa di antaranya berhubungan dengan nukleolus (Gbr. 1, 1, 2). Dalam sitoplasma, dua sentrosom dapat dibedakan, di tengahnya terdapat sentriol dengan sinar bintang yang menyimpang secara radial. Sentrosom mendekati nukleus, menyatukan cangkangnya dan bergerak menuju kutub nukleus yang berlawanan. Selubung inti larut dan gelendong akromatin terbentuk (Gbr. 1, 2-4). Spiralisasi kromosom terjadi, akibatnya mereka memendek dan berkumpul di tengah nukleus, nukleolus larut. Pada metafase, kromosom berpindah ke bidang ekuator. Setiap kromosom terdiri dari dua kromatid yang terletak sejajar satu sama lain dan disatukan oleh satu sentromer. Sosok bintang di sekitar setiap sentrosom menghilang, dan sentriol terbagi dua (Gbr. 1, 4, 5). Dalam anafase, sentromer setiap kromosom membelah menjadi dua dan kromatidnya mulai menyimpang menuju kutub gelendong. Merupakan ciri khas protozoa bahwa filamen gelendong penarik yang menempel pada sentromer hanya dapat dibedakan pada beberapa spesies. Seluruh spindel diregangkan, dan benang-benangnya, yang mengalir terus menerus dari kutub ke kutub, memanjang. Pemisahan kromatid yang telah berubah menjadi kromosom dipastikan melalui dua mekanisme: penarikannya di bawah aksi kontraksi benang spindel penarik dan peregangan benang spindel terus menerus. Yang terakhir mengarah pada pemisahan kutub sel satu sama lain (Gbr. 1, 6, 7). Dalam telofase, prosesnya terjadi dalam urutan terbalik: di setiap kutub, sekelompok kromosom dilapisi dengan membran inti kromosom menghilang dan menjadi lebih tipis, dan nukleolus terbentuk kembali. Gelendong menghilang, dan di sekitar sentriol yang terbagi, dua sentrosom independen dengan sinar bintang terbentuk. Setiap sel anak memiliki dua sentrosom - pusat masa depan pembelahan mitosis berikutnya (Gbr. 1, 9, 10). Namun, pada beberapa protozoa, sitoplasma juga membelah. , termasuk pada Monocystis, terjadi serangkaian pembelahan inti yang berurutan, akibatnya tahap multinuklear sementara muncul dalam siklus hidup di sekitar setiap inti dan banyak sel kecil terbentuk secara bersamaan.

Ada berbagai penyimpangan dari proses mitosis yang dijelaskan di atas: selubung inti dapat dipertahankan sepanjang pembelahan mitosis, gelendong akromatin dapat terbentuk di bawah selubung inti, dan dalam beberapa bentuk sentriol tidak terbentuk. Penyimpangan paling signifikan terjadi pada beberapa euglenidae: mereka tidak memiliki metafase yang khas, dan gelendong berada di luar nukleus. Dalam metafase, kromosom, yang terdiri dari dua kromatid, terletak di sepanjang sumbu inti, lempeng ekuator tidak terbentuk, membran inti dan nukleolus dipertahankan, yang terakhir terbagi dua dan masuk ke inti anak. Tidak ada perbedaan mendasar antara perilaku kromosom dalam mitosis pada protozoa dan organisme multiseluler.

Sebelum penggunaan metode penelitian baru, pembelahan inti pada banyak protozoa digambarkan sebagai amitosis, atau pembelahan langsung. Amitosis sejati sekarang dipahami sebagai pembelahan inti tanpa pemisahan kromatid (kromosom) yang tepat menjadi inti anak. Akibatnya, inti dengan set kromosom yang tidak lengkap terbentuk. Mereka tidak mampu melakukan pembelahan mitosis normal lebih lanjut. Sulit untuk mengharapkan pembelahan nuklir seperti itu pada organisme paling sederhana secara normal. Amitosis secara opsional diamati sebagai proses yang kurang lebih patologis.

Tubuh protozoa cukup kompleks. Dalam satu sel, terjadi diferensiasi bagian-bagian individualnya, yang menjalankan fungsi berbeda. Jadi, jika dianalogikan dengan organ hewan multiseluler, bagian protozoa tersebut disebut organel atau organel. Ada organel gerak, nutrisi, persepsi cahaya dan rangsangan lainnya, organel ekskresi, dll.

Pergerakan

Organel gerak pada Protozoa adalah pseudopodia, atau pseudopoda, flagela dan silia. Pseudopodia sebagian besar terbentuk pada saat pergerakan dan dapat menghilang segera setelah protozoa berhenti bergerak. Pseudopodia adalah pertumbuhan plasma sementara dari tubuh protozoa yang tidak mempunyai bentuk permanen. Cangkangnya diwakili oleh membran sel yang sangat tipis (70-100 A) dan elastis. Pseudopodia merupakan ciri khas sarcoda, beberapa flagellata, dan sporozoa.

Flagela dan silia adalah pertumbuhan permanen dari lapisan luar sitoplasma, yang mampu melakukan gerakan berirama. Struktur ultrahalus organel ini dipelajari menggunakan mikroskop elektron. Ditemukan bahwa mereka dibangun dengan cara yang hampir sama. Bagian bebas dari flagel atau cilium memanjang dari permukaan sel.

Bagian dalam terbenam dalam ektoplasma dan disebut badan basal atau blepharoplast. Pada bagian ultra tipis dari flagel atau cilium, 11 fibril longitudinal dapat dibedakan, 2 di antaranya terletak di tengah, dan 9 di sepanjang pinggiran (Gbr. 2). Fibril sentral pada beberapa spesies memiliki lurik heliks. Setiap fibril perifer terdiri dari dua tabung yang terhubung, atau subfbril. Fibril perifer masuk ke tubuh basal, tetapi fibril sentral tidak mencapainya. Selaput flagel masuk ke dalam membran tubuh protozoa.

Meskipun struktur silia dan flagela memiliki kesamaan, sifat pergerakannya berbeda. Jika flagela melakukan gerakan heliks yang rumit, maka kerja silia paling mudah dibandingkan dengan gerakan dayung.

Selain badan basal, sitoplasma beberapa protozoa juga mengandung badan parabasal. Tubuh basal adalah dasar dari keseluruhan sistem muskuloskeletal; selain itu, mengatur proses pembelahan mitosis protozoa. Tubuh parabasal berperan dalam metabolisme protozoa; kadang-kadang menghilang dan kemudian muncul kembali.

Organ indera

Protozoa memiliki kemampuan untuk menentukan intensitas cahaya (illuminance) menggunakan organel fotosensitif - ocellus. Sebuah studi tentang struktur ultra tipis mata flagelata laut Chromulina psammobia menunjukkan bahwa ia mencakup flagel yang dimodifikasi yang terbenam dalam sitoplasma.

Sehubungan dengan berbagai jenis nutrisi, yang akan dibahas secara rinci nanti, protozoa memiliki organel pencernaan yang sangat beragam: dari vakuola atau vesikel pencernaan sederhana hingga formasi khusus seperti mulut seluler, corong mulut, faring, bubuk.

Sistem ekskresi

Kebanyakan protozoa dicirikan oleh kemampuannya menahan kondisi lingkungan yang merugikan (pengeringan reservoir sementara, panas, dingin, dll) dalam bentuk kista. Dalam persiapan untuk pembentukan kista, protozoa melepaskan sejumlah besar air, yang menyebabkan peningkatan kepadatan sitoplasma. Sisa-sisa partikel makanan dibuang, silia dan flagela menghilang, dan pseudopodia ditarik kembali. Metabolisme umum menurun, cangkang pelindung terbentuk, seringkali terdiri dari dua lapisan. Pembentukan kista dalam berbagai bentuk didahului oleh akumulasi nutrisi cadangan di sitoplasma.

Protozoa tidak kehilangan viabilitasnya dalam kista untuk waktu yang lama. Dalam percobaan, periode ini melebihi 5 tahun untuk genus Oicomonas (Protomonadida), 8 tahun untuk Haematococcus pluvialis, dan untuk Peridinium cinctum, periode kelangsungan hidup maksimum kista melebihi 16 tahun.

Dalam bentuk kista, protozoa diangkut melalui angin dalam jarak yang cukup jauh, hal ini menjelaskan homogenitas fauna protozoa di seluruh dunia. Dengan demikian, kista tidak hanya memiliki fungsi pelindung, tetapi juga berfungsi sebagai sarana utama penyebaran protozoa.

Organisme yang tubuhnya hanya mengandung satu sel digolongkan sebagai protozoa. Mereka dapat memiliki bentuk yang berbeda dan berbagai metode pergerakan. Semua orang tahu setidaknya satu nama yang dimiliki organisme hidup paling sederhana, tetapi tidak semua orang menyadari bahwa itulah makhluk yang sebenarnya. Jadi, apa sajakah itu dan jenis apa yang paling umum? Dan makhluk macam apa ini? Seperti organisme paling kompleks dan coelenterate, organisme uniseluler layak untuk dipelajari secara mendetail.

Subkingdom uniseluler

Protozoa adalah makhluk terkecil. Tubuh mereka memiliki semua fungsi yang diperlukan untuk kehidupan. Jadi, organisme bersel tunggal yang paling sederhana mampu menunjukkan sifat mudah tersinggung, bergerak, dan bereproduksi. Beberapa memiliki bentuk tubuh yang konstan, sementara yang lain terus-menerus mengubahnya. Komponen utama tubuh adalah nukleus yang dikelilingi oleh sitoplasma. Ini berisi beberapa jenis organel. Yang pertama adalah seluler umum. Ini termasuk ribosom, mitokondria, alat Galgi, dan sejenisnya. Yang kedua spesial. Ini termasuk sistem pencernaan dan Hampir semua organisme bersel tunggal yang paling sederhana dapat bergerak tanpa banyak kesulitan. Dalam hal ini mereka dibantu oleh pseudopoda, flagela atau silia. Ciri khas organisme adalah fagositosis - kemampuan menangkap partikel padat dan mencernanya. Beberapa juga dapat melakukan fotosintesis.

Bagaimana organisme uniseluler menyebar?

Protozoa dapat ditemukan di mana saja - di air tawar, tanah, atau laut. Kemampuan mereka untuk membuat kista memberi mereka tingkat kelangsungan hidup yang tinggi. Ini berarti bahwa dalam kondisi buruk, tubuh memasuki tahap istirahat, ditutupi dengan cangkang pelindung yang padat. Pembentukan kista tidak hanya meningkatkan kelangsungan hidup, tetapi juga proliferasi - dengan cara ini organisme dapat berada dalam lingkungan yang lebih nyaman di mana ia akan menerima nutrisi dan kesempatan untuk bereproduksi. Organisme protozoa mencapai yang terakhir dengan membelah menjadi dua sel baru. Beberapa juga memiliki kemampuan bereproduksi secara seksual, dan ada spesies yang menggabungkan keduanya.

Amuba

Perlu dicantumkan organisme yang paling umum. Protozoa sering dikaitkan dengan spesies khusus ini - amuba. Mereka tidak memiliki bentuk tubuh permanen, dan menggunakan pseudopoda untuk bergerak. Dengan mereka, amuba menangkap makanan - ganggang, bakteri, atau protozoa lainnya. Mengelilinginya dengan pseudopoda, tubuh membentuk vakuola pencernaan. Dari situ, semua zat yang diperoleh masuk ke sitoplasma, dan zat yang tidak tercerna dibuang. Amoeba melakukan respirasi ke seluruh tubuh melalui difusi. Kelebihan air dikeluarkan dari tubuh melalui vakuola kontraktil. Proses reproduksi terjadi melalui pembelahan inti, setelah itu dihasilkan dua sel dari satu sel. Amuba adalah air tawar. Protozoa terdapat pada manusia dan hewan, sehingga dapat menyebabkan berbagai penyakit atau memperburuk kondisi umum.

Euglena hijau

Organisme lain yang umum ditemukan di perairan tawar juga merupakan protozoa. Euglena green memiliki tubuh berbentuk gelendong dengan lapisan luar sitoplasma yang padat. Ujung anterior tubuh diakhiri dengan flagel panjang, yang dengannya tubuh bergerak. Di dalam sitoplasma terdapat beberapa kromatofor berbentuk oval yang di dalamnya terdapat klorofil. Artinya, dalam cahaya, euglena makan secara autotrofik - tidak semua organisme dapat melakukan hal ini. Protozoa bernavigasi dengan bantuan mata. Jika euglena berada dalam kegelapan dalam waktu lama, klorofil akan hilang dan tubuh akan beralih ke metode nutrisi heterotrofik dengan penyerapan zat organik dari air. Seperti amuba, protozoa ini berkembang biak dengan cara membelah dan juga bernapas ke seluruh tubuh.

Volvox

Di antara organisme uniseluler juga terdapat organisme kolonial. Protozoa bernama Volvox hidup dengan cara ini. Mereka memiliki bentuk bulat dan tubuh agar-agar yang dibentuk oleh masing-masing anggota koloni. Setiap Volvox memiliki dua flagela. Pergerakan terkoordinasi dari semua sel memastikan pergerakan dalam ruang. Beberapa di antaranya mampu bereproduksi. Ini adalah bagaimana koloni anak perempuan Volvox muncul. Alga paling sederhana yang dikenal sebagai Chlamydomonas juga memiliki struktur yang sama.

Sandal Ciliata

Ini adalah penghuni umum air tawar lainnya. Ciliata mendapatkan namanya dari bentuk selnya sendiri yang menyerupai sepatu. Organel yang berfungsi untuk bergerak disebut silia. Tubuhnya memiliki bentuk konstan dengan cangkang padat dan dua inti, kecil dan besar. Yang pertama diperlukan untuk reproduksi, dan yang kedua mengontrol semua proses kehidupan. Ciliata menggunakan bakteri, alga, dan organisme bersel tunggal lainnya sebagai makanan. Protozoa sering membuat vakuola pencernaan; pada sandal terletak di tempat tertentu di dekat bukaan mulut. Untuk menghilangkan residu yang tidak tercerna, ada bubuk, dan ekskresi dilakukan menggunakan vakuola kontraktil. Hal ini biasa terjadi pada ciliata, tetapi dapat juga disertai dengan penyatuan dua individu untuk bertukar bahan nuklir. Proses ini disebut konjugasi. Di antara semua protozoa air tawar, ciliate sandal adalah yang paling kompleks strukturnya.

Tubuhnya terdiri dari satu sel, sekaligus merupakan organisme integral yang independen dengan segala fungsi bawaannya. Menurut tingkat organisasinya, organisme uniseluler termasuk dalam prokariota (archaea) dan eukariota (beberapa protozoa, jamur). Dapat membentuk koloni. Jumlah spesies protozoa melebihi 30 ribu.

Beberapa spesies hewan bersel tunggal

Munculnya hewan bersel tunggal disertai dengan aromorfosis: 1. Inti (kumpulan kromosom ganda) muncul sebagai struktur yang dibatasi oleh cangkang, memisahkan peralatan genetik sel dari sitoplasma dan menciptakan lingkungan khusus untuk interaksi di dalam. sel. 2. Muncul organel yang mampu bereproduksi sendiri. 3. Membran bagian dalam telah terbentuk. 4. Kerangka internal yang sangat terspesialisasi dan dinamis - sitoskeleton - telah muncul. 5. Proses seksual muncul sebagai bentuk pertukaran informasi genetik antara dua individu.

Struktur. Rencana struktural protozoa sesuai dengan ciri-ciri umum organisasi sel eukariotik. Peralatan genetik organisme uniseluler diwakili oleh satu atau lebih inti. Jika terdapat dua inti, maka biasanya salah satunya, diploid, bersifat generatif, dan yang lainnya, poliploid, bersifat vegetatif. Inti generatif menjalankan fungsi yang berkaitan dengan reproduksi. Inti vegetatif menyediakan semua proses vital tubuh.

Sitoplasma terdiri dari bagian luar yang terang tanpa organel - ektoplasma dan bagian dalam yang lebih gelap berisi organel utama - endoplasma. Endoplasma mengandung organel untuk tujuan umum.

Berbeda dengan sel pada organisme multiseluler, organisme uniseluler memiliki organel untuk tujuan khusus. Ini adalah organel gerak - pseudopoda - pseudopodia; , bulu mata. Ada juga organel osmoregulasi - vakuola kontraktil. Ada organel khusus yang menyebabkan iritabilitas.

Organisme uniseluler dengan bentuk tubuh yang konstan memiliki organel pencernaan permanen: corong sel, mulut sel, faring, serta organel untuk membuang sisa-sisa yang tidak tercerna - bubuk.

Dalam kondisi keberadaan yang tidak menguntungkan, nukleus dengan volume kecil sitoplasma yang mengandung organel yang diperlukan dikelilingi oleh kapsul berlapis-lapis yang tebal - kista dan berpindah dari keadaan aktif ke keadaan istirahat. Ketika terkena kondisi yang menguntungkan, kista “terbuka” dan protozoa muncul darinya dalam bentuk individu yang aktif dan bergerak.

Reproduksi. Bentuk utama reproduksi protozoa adalah reproduksi aseksual melalui pembelahan sel mitosis. Namun hubungan seksual adalah hal biasa.

Habitat protozoa sangat beragam. Banyak dari mereka tinggal di. Beberapa merupakan bagian dari benthos - organisme yang hidup di kolom air pada berbagai kedalaman. Banyak spesies

1. Pendahuluan……………………………………………………………………….2

2. Evolusi kehidupan di bumi……………………………………………………………3

2.1. Evolusi organisme bersel tunggal……………………………3

2.2. Evolusi organisme multiseluler……………………………..6

2.3. Evolusi dunia tumbuhan………………….……………….8

2.4. Evolusi dunia hewan…………………………………………………...10

2.5 Evolusi biosfer………………………………………..……….…….12

3. Kesimpulan………………………………………………………………………………….18

4. Daftar referensi………………………………………………….19

Perkenalan.

Sering kali tampak bahwa organisme sepenuhnya bergantung pada lingkungannya: lingkungan menetapkan batasan bagi mereka, dan dalam batasan ini mereka harus berhasil atau binasa. Namun organisme itu sendiri mempengaruhi lingkungannya. Mereka mengubahnya secara langsung selama keberadaannya yang singkat dan dalam periode waktu evolusi yang panjang. Diketahui bahwa heterotrof menyerap nutrisi dari “kaldu” primer dan autotrof berkontribusi terhadap munculnya atmosfer pengoksidasi, sehingga mempersiapkan kondisi untuk munculnya dan evolusi proses respirasi.

Munculnya oksigen di atmosfer menyebabkan terbentuknya lapisan ozon. Ozon terbentuk dari oksigen di bawah pengaruh radiasi ultraviolet Matahari dan bertindak sebagai filter yang menghalangi radiasi ultraviolet, yang berbahaya bagi protein dan asam nukleat, serta mencegahnya mencapai permukaan bumi.

Organisme pertama hidup di air, dan air melindungi mereka dengan menyerap energi radiasi ultraviolet. Para pemukim darat pertama menemukan sinar matahari dan mineral berlimpah di sini, sehingga pada awalnya mereka bisa dibilang bebas dari persaingan. Pepohonan dan rerumputan, yang segera menutupi sebagian tumbuhan di permukaan bumi, mengisi kembali persediaan oksigen di atmosfer; selain itu, mengubah sifat aliran air di bumi dan mempercepat proses pembentukan tanah dari batuan. Sebuah langkah besar dalam jalur evolusi kehidupan dikaitkan dengan munculnya proses metabolisme biokimia dasar - fotosintesis dan respirasi, serta dengan pembentukan organisasi seluler eukariotik yang mengandung peralatan nuklir.

Evolusi kehidupan di bumi.

2.1 Evolusi organisme bersel tunggal.

Bakteri paling awal (prokariota) sudah ada sekitar 3,5 miliar tahun yang lalu. Hingga saat ini, dua keluarga bakteri telah bertahan: purba, atau archaebacteria (halofilik, metana, termofilik), dan eubacteria (yang lainnya). Jadi, satu-satunya makhluk hidup di Bumi selama 3 miliar tahun adalah mikroorganisme primitif. Mungkin mereka adalah makhluk bersel tunggal yang mirip dengan bakteri modern, misalnya clostridia, yang hidup berdasarkan fermentasi dan penggunaan senyawa organik kaya energi yang muncul secara abiogenik di bawah pengaruh pelepasan listrik dan sinar ultraviolet. Oleh karena itu, pada era ini makhluk hidup adalah konsumen bahan organik, bukan produsennya.

Sebuah langkah besar dalam jalur evolusi kehidupan dikaitkan dengan munculnya proses metabolisme biokimia dasar - fotosintesis dan respirasi dan dengan pembentukan organisasi seluler yang mengandung peralatan nuklir (eukariota). “Penemuan” ini, yang dibuat pada tahap awal evolusi biologis, sebagian besar telah dipertahankan dalam organisme modern. Dengan menggunakan metode biologi molekuler, keseragaman yang mencolok dalam dasar biokimia kehidupan telah ditetapkan, dengan perbedaan besar antara organisme dalam karakteristik lainnya. Protein hampir semua makhluk hidup terdiri dari 20 asam amino. Asam nukleat yang mengkode protein dirakit dari empat nukleotida. Biosintesis protein dilakukan menurut pola yang seragam; tempat sintesisnya adalah ribosom; Sebagian besar organisme menggunakan energi oksidasi, respirasi dan glikolisis, yang disimpan dalam ATP.

Perbedaan antara prokariota dan eukariota juga terletak pada kenyataan bahwa prokariota dapat hidup di lingkungan bebas oksigen dan di lingkungan dengan kandungan oksigen berbeda, sedangkan eukariota, dengan sedikit pengecualian, membutuhkan oksigen. Semua perbedaan ini penting untuk memahami tahap awal evolusi biologis.

Perbandingan prokariota dan eukariota dalam hal kebutuhan oksigen mengarah pada kesimpulan bahwa prokariota muncul pada periode ketika kandungan oksigen di lingkungan berubah. Pada saat eukariota muncul, konsentrasi oksigen sudah tinggi dan relatif konstan.

Organisme fotosintesis pertama muncul sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Ini adalah bakteri anaerob, pendahulu bakteri fotosintetik modern. Diasumsikan bahwa mereka membentuk lingkungan paling kuno dari stromatolit yang diketahui. Penyatuan lingkungan dengan senyawa organik bernitrogen menyebabkan munculnya makhluk hidup yang mampu memanfaatkan nitrogen atmosfer. Organisme semacam itu, yang mampu hidup di lingkungan yang sama sekali tidak mengandung senyawa karbon dan nitrogen organik, adalah ganggang biru-hijau pengikat nitrogen fotosintetik. Organisme ini melakukan fotosintesis aerobik. Mereka resisten terhadap oksigen yang mereka hasilkan dan dapat menggunakannya untuk metabolisme mereka sendiri. Karena ganggang biru-hijau muncul pada periode ketika konsentrasi oksigen di atmosfer berfluktuasi, sangat mungkin bahwa mereka adalah organisme perantara antara anaerob dan aerob.

Aktivitas fotosintesis organisme uniseluler purba mempunyai tiga akibat yang mempunyai pengaruh yang menentukan terhadap keseluruhan evolusi makhluk hidup selanjutnya. Pertama, fotosintesis membebaskan organisme dari persaingan untuk mendapatkan cadangan alami senyawa organik abiogenik, yang jumlahnya di lingkungan telah menurun secara signifikan. Nutrisi autotrofik, yang berkembang melalui fotosintesis dan penyimpanan nutrisi siap pakai dalam jaringan tanaman, kemudian menciptakan kondisi bagi munculnya berbagai macam organisme autotrofik dan heterotrofik. Kedua, fotosintesis menjamin kejenuhan atmosfer dengan jumlah oksigen yang cukup untuk kemunculan dan perkembangan organisme yang metabolisme energinya didasarkan pada proses respirasi. Ketiga, sebagai hasil fotosintesis, lapisan ozon terbentuk di bagian atas atmosfer, melindungi kehidupan di bumi dari radiasi ultraviolet yang merusak ruang angkasa.

Perbedaan signifikan lainnya antara prokariota dan eukariota adalah bahwa pada eukariota, mekanisme utama metabolisme adalah respirasi, sedangkan pada sebagian besar prokariota, metabolisme energi dilakukan dalam proses fermentasi. Perbandingan metabolisme prokariota dan eukariota mengarah pada kesimpulan tentang hubungan evolusioner di antara keduanya. Fermentasi anaerobik mungkin muncul pada tahap awal evolusi. Setelah oksigen bebas dalam jumlah yang cukup muncul di atmosfer, metabolisme aerobik menjadi jauh lebih menguntungkan, karena oksidasi karbon meningkatkan hasil energi yang berguna secara biologis sebanyak 18 kali lipat dibandingkan dengan fermentasi. Dengan demikian, metabolisme anaerobik bergabung dengan metode aerobik dalam mengekstraksi energi oleh organisme bersel tunggal.

Tidak diketahui secara pasti kapan sel eukariotik muncul; menurut penelitian, kita dapat mengatakan bahwa usianya kira-kira 1,5 miliar tahun yang lalu.

Dalam evolusi organisasi uniseluler, tahap peralihan dibedakan yang terkait dengan komplikasi struktur organisme, peningkatan peralatan genetik, dan metode reproduksi.

Tahap paling primitif, agamic aracariogine, diwakili oleh sianida dan bakteri. Morfologi organisme ini paling sederhana dibandingkan dengan organisme bersel tunggal lainnya. Namun, pada tahap ini diferensiasi menjadi sitoplasma, elemen inti, butiran basal, dan membran sitoplasma sudah muncul. Bakteri diketahui bertukar materi genetik melalui konjugasi. Keanekaragaman spesies bakteri dan kemampuannya untuk hidup dalam berbagai kondisi lingkungan menunjukkan tingginya kemampuan adaptasi organisasinya.

Tahap selanjutnya - eukariogyne agamis - ditandai dengan diferensiasi lebih lanjut dari struktur internal dengan pembentukan organel yang sangat terspesialisasi (membran, nukleus, sitoplasma, ribosom, mitokondria, dll.). Yang paling penting di sini adalah evolusi peralatan nuklir - pembentukan kromosom nyata dibandingkan dengan prokariota, di mana zat herediter didistribusikan secara difus ke seluruh sel. Tahapan ini merupakan ciri protozoa, yang evolusi progresifnya mengikuti jalur peningkatan jumlah organel identik (polimerisasi), peningkatan jumlah kromosom dalam nukleus (poliploidisasi), dan munculnya inti generatif dan vegetatif - makronukleus (nuklir). dualisme). Di antara organisme eukariotik uniseluler, terdapat banyak spesies dengan reproduksi agam (amuba telanjang, rimpang cangkang, flagellata).

Fenomena progresif dalam filogeni protozoa adalah munculnya reproduksi seksual (gamogoni), yang berbeda dengan konjugasi biasa. Protozoa melakukan meiosis dengan dua pembelahan dan persilangan pada tingkat kromatid, dan terbentuklah gamet dengan satu set kromosom haploid. Pada beberapa flagelata, gamet hampir tidak dapat dibedakan dari individu aseksual dan masih belum ada pembagian menjadi gamet jantan dan betina, yaitu. Isogami diamati. Secara bertahap, dalam perjalanan evolusi progresif, terjadi transisi dari isogami ke anisogami, atau pembelahan sel generatif menjadi betina dan jantan, dan ke sanggama anisogami. Ketika gamet menyatu, zigot diploid terbentuk. Akibatnya, pada protozoa telah terjadi peralihan dari tahap eukariotik agamis ke tahap zigotik - tahap awal xenogami (reproduksi melalui fertilisasi silang). Perkembangan selanjutnya dari organisme multiseluler mengikuti jalur peningkatan metode reproduksi xenogami.

Anda akan mengetahui siapa yang menemukan organisme bersel tunggal dari artikel ini.

Siapa yang menemukan organisme bersel tunggal?

Organisme uniseluler adalah organisme yang hanya memiliki satu sel di dalam tubuhnya, yang mempunyai nukleus. Mereka adalah sel dan organisme independen. Ini termasuk protozoa dan bakteri yang unik dan tidak terlihat dengan mata telanjang. Organisme bersel tunggal memiliki ukuran berkisar antara 0,2 hingga 10 mikron.

Studi tentang protozoa dimulai lebih lambat dibandingkan kelompok hewan lainnya. Hal ini disebabkan ukurannya yang kecil, sehingga hanya penemuan mikroskop yang memajukan segalanya.

orang Belanda Anthony Leeuwenhoek pada tahun 1675 ia mengamati setetes air di bawah mikroskop dan merupakan orang pertama yang menemukan sejumlah besar organisme mikroskopis di dalam air, yang merupakan organisme bersel tunggal paling sederhana.

Penemuan ini membangkitkan minat yang besar pada mereka. Saat itu mereka disebut “hewan kecil minuman keras”. Pada abad 17-18, pengetahuan tentang mereka kacau dan tidak menentu sehingga memunculkan Carl Linnaeus, ilmuwan lain, dalam “Sistem Alam”, menyatukan semua organisme bersel tunggal menjadi satu genus protozoa, yang ia sebut “Chaos infusorium”.

Dia memberikan kontribusi besar terhadap perkembangan organisme mikroskopis bersel tunggal Muller. Dalam esainya, dia mendeskripsikan 377 spesies mereka. Ilmuwan mengusulkan nama spesies dan generik dalam sistem protozoa.

Pada abad ke-18 dan awal abad ke-19, studi tentang organisme uniseluler memperoleh karakter diametris yang berlawanan. Misalnya, Ehrenberg menggambarkan organisme bersel tunggal sebagai makhluk kompleks yang memiliki sistem organ berbeda. Ilmuwan lain, Dujardin, sebaliknya, berpendapat bahwa mereka tidak memiliki organisasi internal dan tubuh mereka dibangun di atas sarcode - zat hidup semi-cair yang tidak berstruktur.