Cosa sono gli organismi unicellulari? Organismi unicellulari: procarioti ed eucarioti Chi scoprì gli animali unicellulari

Gli animali più semplici sono organismi unicellulari, caratteristiche, alimentazione, presenza nell'acqua e nel corpo umano

caratteristiche generali

Oppure gli organismi unicellulari, come suggerisce il nome, sono costituiti da una singola cellula. Il phylum dei Protozoi comprende più di 28.000 specie. La struttura dei protozoi può essere paragonata alla struttura delle cellule degli organismi multicellulari. Entrambi sono basati sul nucleo e sul citoplasma con vari organelli (organelli) e inclusioni. Non dobbiamo però dimenticare che qualsiasi cellula di un organismo multicellulare fa parte di qualsiasi tessuto o organo dove svolge le sue funzioni specifiche. Tutte le cellule di un organismo multicellulare sono specializzate e non sono capaci di esistenza indipendente. Gli animali più semplici, invece, combinano le funzioni di una cellula e di un organismo indipendente. (Fisiologicamente, la cellula protozoica non è simile alle singole cellule di animali multicellulari, ma a un intero organismo multicellulare.

Il più semplice tutte le funzioni inerenti a qualsiasi organismo vivente sono caratteristiche: nutrizione, metabolismo, escrezione, percezione degli stimoli esterni e reazione ad essi, movimento, crescita, riproduzione e morte.

Protozoi Struttura cellulare

Il nucleo e il citoplasma, come indicato, sono i principali componenti strutturali e funzionali di qualsiasi cellula, compresi gli animali unicellulari. Il corpo di quest'ultimo contiene organelli, elementi scheletrici e contrattili e varie inclusioni. È sempre ricoperto da una membrana cellulare, più o meno sottile, ma ben visibile al microscopio elettronico. Il citoplasma dei protozoi è liquido, ma la sua viscosità varia tra le diverse specie e varia a seconda delle condizioni dell'animale e dell'ambiente (temperatura e composizione chimica). Nella maggior parte delle specie il citoplasma è trasparente o bianco latte, ma in alcune è colorato di blu o verdastro (Stentor, Fabrea saliva). La composizione chimica del nucleo e del citoplasma dei protozoi non è stata completamente studiata, principalmente a causa delle piccole dimensioni di questi animali. È noto che la base del citoplasma e del nucleo, come in tutti gli animali, è costituita da proteine. Gli acidi nucleici sono strettamente correlati alle proteine; formano nucleoproteine, il cui ruolo nella vita di tutti gli organismi è estremamente ampio. Il DNA (acido desossiribonucleico) fa parte dei cromosomi del nucleo del protozoo e garantisce la trasmissione delle informazioni ereditarie di generazione in generazione. L'RNA (acido ribonucleico) si trova nei protozoi sia nel nucleo che nel citoplasma. Implementa le proprietà ereditarie degli organismi unicellulari codificate nel DNA, poiché svolge un ruolo di primo piano nella sintesi delle proteine.

Componenti chimici molto importanti del citoplasma - sostanze simili ai grassi - lipidi - prendono parte al metabolismo. Alcuni di essi contengono fosforo (fosfatidi), molti sono associati alle proteine ​​e formano complessi lipoproteici. Il citoplasma contiene anche nutrienti di riserva sotto forma di inclusioni: goccioline o granuli. Questi sono carboidrati (glicogeno, paramil), grassi e lipidi. Fungono da riserva energetica del corpo protozoico.

Il citoplasma contiene, oltre alle sostanze organiche, una grande quantità di acqua e sali minerali (cationi: K+, Ca2+, Mg2+, Na+, Fe3+ e anioni: Cl~, P043“, N03“). Nel citoplasma dei protozoi si trovano molti enzimi coinvolti nel metabolismo: proteasi, che assicurano la scomposizione delle proteine; carboidrati che scompongono i polisaccaridi; lipasi che favoriscono la digestione dei grassi; un gran numero di enzimi che regolano lo scambio di gas, vale a dire fosfatasi alcaline e acide, ossidasi, perossidasi e citocromo ossidasi.

Idee precedenti sulla struttura fibrillare, granulare o cellulare schiumosa del citoplasma dei protozoi si basavano su studi su preparati fissati e colorati. Nuovi metodi per lo studio dei protozoi (in campo oscuro, in luce polarizzata, mediante colorazione intravitale e microscopia elettronica) hanno permesso di stabilire che il citoplasma dei protozoi è un complesso sistema dinamico di colloidi idrofili (principalmente complessi proteici), che ha un consistenza liquida o semiliquida. Durante l'esame ultramicroscopico in campo oscuro, il citoplasma dei protozoi appare otticamente vuoto, sono visibili solo gli organelli cellulari e le sue inclusioni.

Lo stato colloidale delle proteine ​​citoplasmatiche garantisce la variabilità della sua struttura. Nel citoplasma si verificano costantemente cambiamenti nello stato aggregato delle proteine: passano dallo stato liquido (sol) a uno stato più solido e gelatinoso (gel). Questi processi sono associati al rilascio di uno strato più denso di ectoplasma, alla formazione di un guscio - pellicole e al movimento ameboide di molti protozoi.

I nuclei dei protozoi, come i nuclei delle cellule multicellulari, sono costituiti da materiale cromatinico, succo nucleare e contengono nucleoli e una membrana nucleare. La maggior parte dei protozoi contiene un solo nucleo, ma esistono anche forme multinucleate. In questo caso i nuclei possono essere uguali (amebe multinucleate del genere Pelomyxa, flagellati multinucleati Polymastigida, Opalinida) oppure differire per forma e funzione. In quest’ultimo caso si parla di differenziazione nucleare, o dualismo nucleare. Pertanto, l'intera classe dei ciliati e alcuni foraminiferi sono caratterizzati dal dualismo nucleare. cioè nuclei disuguali per forma e funzione.

Questi tipi di protozoi, come altri organismi, obbediscono alla legge di costanza del numero di cromosomi. Il loro numero può essere singolo, o aploide (la maggior parte dei flagellati e degli sporozoi), oppure doppio, o diploide (ciliati, opalini e, apparentemente, sarcodi). Il numero di cromosomi nelle diverse specie di protozoi varia ampiamente: da 2-4 a 100-125 (nel set aploide). Inoltre, si osservano nuclei con un aumento multiplo del numero di set di cromosomi. Si chiamano poliploidi. Si è scoperto che i grandi nuclei, o macronuclei, dei ciliati e i nuclei di alcuni radiolari sono poliploidi. È molto probabile che anche il nucleo di Amoeba proteus sia poliploide, il numero di cromosomi in questa specie arriva a 500;

Divisione nucleare della riproduzione

Il principale tipo di divisione nucleare sia nei protozoi che negli organismi multicellulari è la mitosi o cariocinesi. Durante la mitosi, si verifica la distribuzione corretta e uniforme del materiale cromosomico tra i nuclei delle cellule in divisione. Ciò è assicurato dalla divisione longitudinale di ciascun cromosoma in due cromosomi figli nella metafase della mitosi, con entrambi i cromosomi figli che vanno a poli diversi della cellula in divisione.

Divisione mitotica del nucleo gregarino di Monocystis magna:
1, 2 - profase; 3 - transizione alla metafase; 4, 5 - metafase; 6 - anafase precoce; 7, 8 - tardi
anafase; 9, 10 - telofase.

Quando il nucleo di Monocystis magna gregarina si divide si possono osservare tutte le figure mitotiche caratteristiche degli organismi pluricellulari. Nella profase nel nucleo sono visibili cromosomi filiformi, alcuni di essi sono associati al nucleolo (Fig. 1, 1, 2). Nel citoplasma si possono distinguere due centrosomi, al centro dei quali si trovano centrioli con raggi stellari divergenti radialmente. I centrosomi si avvicinano al nucleo, si uniscono al suo guscio e si spostano verso i poli opposti del nucleo. L'involucro nucleare si dissolve e si forma un fuso di acromatina (Fig. 1, 2-4). Si verifica la spiralizzazione dei cromosomi, a seguito della quale vengono notevolmente accorciati e raccolti al centro del nucleo, il nucleolo si dissolve. Nella metafase i cromosomi si spostano sul piano equatoriale. Ogni cromosoma è costituito da due cromatidi paralleli tra loro e tenuti insieme da un centromero. La figura a stella attorno a ciascun centrosoma scompare e i centrioli vengono divisi a metà (Fig. 1, 4, 5). Nell'anafase, i centromeri di ciascun cromosoma si dividono a metà e i loro cromatidi iniziano a divergere verso i poli del fuso. È caratteristico dei protozoi che i filamenti del fuso attaccati ai centromeri siano distinguibili solo in alcune specie. L'intero fuso viene allungato e i suoi fili, correndo continuamente da un polo all'altro, si allungano. La separazione dei cromatidi che si sono trasformati in cromosomi è assicurata da due meccanismi: il loro allontanamento sotto l'azione della contrazione dei fili del fuso che tirano e l'allungamento dei fili continui del fuso. Quest'ultimo porta alla rimozione dei poli cellulari l'uno dall'altro (Fig. 1, 6, 7 Nella telofase, il processo avviene nell'ordine inverso: su ciascun polo un gruppo di cromosomi è rivestito da una membrana nucleare i cromosomi despirano e diventano più sottili, e i nucleoli si formano di nuovo, e attorno ai centrioli divisi si formano due centrosomi indipendenti con raggi stellari. Ciascuna cellula figlia ha due centrosomi - i futuri centri della successiva divisione mitotica. 9, 10). Tuttavia, in alcuni protozoi anche il citoplasma si divide, incluso in Monocystis, si verificano una serie di divisioni nucleari successive, a seguito delle quali compaiono temporaneamente fasi multinucleari nel ciclo vitale. Successivamente, una sezione del citoplasma viene isolata attorno ad ogni nucleo si formano contemporaneamente tante piccole cellule.

Esistono varie deviazioni dal processo di mitosi sopra descritto: l'involucro nucleare può essere preservato durante l'intera divisione mitotica, il fuso di acromatina può formarsi sotto l'involucro nucleare e in alcune forme non si formano centrioli. Le deviazioni più significative si riscontrano in alcuni euglenidi: mancano della tipica metafase e il fuso passa all'esterno del nucleo. Nella metafase i cromosomi, costituiti da due cromatidi, si trovano lungo l'asse del nucleo, la placca equatoriale non si forma, la membrana nucleare e il nucleolo sono preservati, quest'ultimo è diviso a metà e passa nei nuclei figli. Non ci sono differenze fondamentali tra il comportamento dei cromosomi nella mitosi nei protozoi e negli organismi multicellulari.

Prima dell'uso di nuovi metodi di ricerca, la divisione nucleare di molti protozoi veniva descritta come amitosi o divisione diretta. La vera amitosi è ora intesa come la divisione dei nuclei senza un'adeguata separazione dei cromatidi (cromosomi) in nuclei figli. Di conseguenza, si formano nuclei con set di cromosomi incompleti. Non sono capaci di ulteriori normali divisioni mitotiche. È difficile aspettarsi normalmente tali divisioni nucleari negli organismi più semplici. L'amitosi viene osservata facoltativamente come un processo più o meno patologico.

Il corpo dei protozoi è piuttosto complesso. All'interno di una cellula avviene la differenziazione delle sue singole parti, che svolgono funzioni diverse. Pertanto, per analogia con gli organi degli animali multicellulari, queste parti dei protozoi erano chiamate organelli o organelli. Esistono organelli di movimento, nutrizione, percezione della luce e altri stimoli, organelli escretori, ecc.

Movimento

Gli organelli del movimento nei protozoi sono gli pseudopodi, o pseudopodi, flagelli e ciglia. Gli pseudopodi si formano per lo più al momento del movimento e possono scomparire non appena il protozoo smette di muoversi. Gli pseudopodi sono escrescenze plasmatiche temporanee del corpo dei protozoi che non hanno una forma permanente. Il loro guscio è rappresentato da una membrana cellulare molto sottile (70-100 A) ed elastica. Gli pseudopodi sono caratteristici dei sarcodi, di alcuni flagellati e degli sporozoi.

Flagelli e ciglia sono escrescenze permanenti dello strato esterno del citoplasma, capaci di movimenti ritmici. La struttura ultrafine di questi organelli è stata studiata utilizzando un microscopio elettronico. Si è scoperto che sono costruiti più o meno allo stesso modo. La parte libera del flagello o del ciglio si estende dalla superficie della cellula.

La parte interna è immersa nell'ectoplasma e viene chiamata corpo basale o blefaroplasto. Sulle sezioni ultrasottili di un flagello o di un ciglio si possono distinguere 11 fibrille longitudinali, 2 delle quali si trovano al centro e 9 lungo la periferia (Fig. 2). Le fibrille centrali in alcune specie presentano striature elicoidali. Ciascuna fibrilla periferica è costituita da due tubi collegati, o subfbrille. Le fibrille periferiche passano nel corpo basale, ma le fibrille centrali non lo raggiungono. La membrana del flagello passa nella membrana del corpo del protozoo.

Nonostante la somiglianza nella struttura delle ciglia e dei flagelli, la natura del loro movimento è diversa. Se i flagelli eseguono movimenti complessi delle viti, il lavoro delle ciglia può essere facilmente paragonato al movimento dei remi.

Oltre al corpo basale, il citoplasma di alcuni protozoi contiene un corpo parabasale. Il corpo basale è la base dell'intero sistema muscolo-scheletrico; inoltre regola il processo di divisione mitotica del protozoo. Il corpo parabasale interviene nel metabolismo del protozoo, a volte scompare e poi può ricomparire;

Organi di senso

I protozoi hanno la capacità di determinare l'intensità della luce (illuminamento) utilizzando un organello fotosensibile: l'ocello. Uno studio sulla struttura ultrasottile dell'occhio del flagellato marino Chromulina psammobia ha dimostrato che include un flagello modificato immerso nel citoplasma.

In connessione con i diversi tipi di nutrizione, di cui parleremo in dettaglio più avanti, i protozoi hanno un'ampia varietà di organelli digestivi: dai semplici vacuoli o vescicole digestive a formazioni specializzate come la bocca cellulare, l'imbuto orale, la faringe, la polvere.

Apparato escretore

La maggior parte dei protozoi sono caratterizzati dalla capacità di resistere a condizioni ambientali sfavorevoli (essiccazione di serbatoi temporanei, caldo, freddo, ecc.) Sotto forma di cisti. In preparazione all'incistamento, il protozoo rilascia una quantità significativa di acqua, che porta ad un aumento della densità del citoplasma. I resti delle particelle di cibo vengono espulsi, le ciglia e i flagelli scompaiono e gli pseudopodi vengono retratti. Il metabolismo generale diminuisce, si forma un guscio protettivo, spesso costituito da due strati. La formazione delle cisti in molte forme è preceduta dall'accumulo di nutrienti di riserva nel citoplasma.

I protozoi non perdono la vitalità nelle cisti per molto tempo. Negli esperimenti, questi periodi superavano i 5 anni per il genere Oicomonas (Protomonadida), gli 8 anni per l'Haematococcus pluvialis e per il Peridinium cinctum il periodo massimo di sopravvivenza delle cisti superava i 16 anni.

Sotto forma di cisti, i protozoi vengono trasportati dal vento per distanze considerevoli, il che spiega l'omogeneità della fauna protozoaria in tutto il mondo. Pertanto, le cisti non hanno solo una funzione protettiva, ma servono anche come principale mezzo di dispersione dei protozoi.

Gli organismi il cui corpo contiene una sola cellula sono classificati come protozoi. Possono avere forme diverse e tutti i tipi di metodi di movimento. Tutti conoscono almeno un nome che ha l'organismo vivente più semplice, ma non tutti si rendono conto che si tratta esattamente di una creatura del genere. Quindi, cosa sono e quali sono i tipi più comuni? E che razza di creature sono queste? Come gli organismi più complessi e celenterati, gli organismi unicellulari meritano uno studio approfondito.

Sottoregno unicellulare

I protozoi sono le creature più piccole. I loro corpi hanno tutte le funzioni necessarie per la vita. Pertanto, gli organismi unicellulari più semplici sono in grado di mostrare irritabilità, muoversi e riprodursi. Alcuni hanno una forma corporea costante, mentre altri la cambiano costantemente. Il componente principale del corpo è il nucleo circondato dal citoplasma. Contiene diversi tipi di organelli. I primi sono cellulari generali. Questi includono ribosomi, mitocondri, l'apparato di Galgi e simili. I secondi sono speciali. Questi includono organismi unicellulari digestivi e quasi tutti i protozoi che possono muoversi senza troppe difficoltà. In questo sono aiutati dagli pseudopodi, flagelli o ciglia. Una caratteristica distintiva degli organismi è la fagocitosi: la capacità di catturare particelle solide e digerirle. Alcuni possono anche effettuare la fotosintesi.

Come si diffondono gli organismi unicellulari?

I protozoi possono essere trovati ovunque: nell'acqua dolce, nel suolo o nel mare. La loro capacità di incistare fornisce loro un alto grado di sopravvivenza. Ciò significa che in condizioni sfavorevoli il corpo entra in una fase di riposo, ricoprendosi con un denso guscio protettivo. La creazione di una cisti favorisce non solo la sopravvivenza, ma anche la proliferazione: in questo modo l'organismo può ritrovarsi in un ambiente più confortevole dove riceverà nutrimento e l'opportunità di riprodursi. Gli organismi protozoari realizzano quest'ultimo dividendosi in due nuove cellule. Alcuni hanno anche la capacità di riprodursi sessualmente e ci sono specie che le combinano entrambe.

Ameba

Vale la pena elencare gli organismi più comuni. A questa particolare specie sono spesso associati i protozoi: le amebe. Non hanno una forma corporea permanente e utilizzano pseudopodi per il movimento. Con loro, l'ameba cattura il cibo: alghe, batteri o altri protozoi. Circondandolo con pseudopodi, il corpo forma un vacuolo digestivo. Da esso, tutte le sostanze ottenute entrano nel citoplasma e le sostanze non digerite vengono espulse. L'ameba effettua la respirazione in tutto il corpo utilizzando la diffusione. L'acqua in eccesso viene rimossa dal corpo dal vacuolo contrattile. Il processo di riproduzione avviene attraverso la divisione nucleare, dopo la quale da una cellula vengono prodotte due cellule. Le amebe sono acqua dolce. I protozoi si trovano nell'uomo e negli animali e in questo caso possono causare diverse malattie o peggiorare le condizioni generali.

Euglena verde

Un altro organismo comune nei corpi d'acqua dolce è anche un protozoo. L'Euglena verde ha un corpo a forma di fuso con un denso strato esterno di citoplasma. L'estremità anteriore del corpo termina con un lungo flagello, con l'aiuto del quale il corpo si muove. Nel citoplasma sono presenti diversi cromatofori ovali in cui si trova la clorofilla. Ciò significa che alla luce l'euglena si nutre in modo autotrofico: non tutti gli organismi possono farlo. I protozoi si orientano con l'aiuto dell'occhio. Se l'euglena rimane a lungo al buio, la clorofilla scomparirà e l'organismo passerà a un metodo di alimentazione eterotrofo con l'assorbimento di sostanze organiche dall'acqua. Come le amebe, questi protozoi si riproducono per divisione e respirano anche in tutto il corpo.

Volvox

Tra gli organismi unicellulari esistono anche gli organismi coloniali. Un protozoo chiamato Volvox vive in questo modo. Hanno forma sferica e corpi gelatinosi formati dai singoli membri della colonia. Ogni Volvox ha due flagelli. Il movimento coordinato di tutte le cellule garantisce il movimento nello spazio. Alcuni di loro sono in grado di riprodursi. È così che nascono le colonie figlie di Volvox. Anche le alghe più semplici conosciute come Chlamydomonas hanno la stessa struttura.

Pantofola ciliata

Questo è un altro abitante comune dell'acqua dolce. I ciliati prendono il nome dalla forma della propria cellula, che ricorda una scarpa. Gli organelli utilizzati per il movimento sono chiamati ciglia. Il corpo ha una forma costante con un guscio denso e due nuclei, piccolo e grande. Il primo è necessario per la riproduzione e il secondo controlla tutti i processi vitali. I ciliati utilizzano batteri, alghe e altri organismi unicellulari come cibo. I protozoi creano spesso un vacuolo digestivo; nelle pantofole si trova in un punto specifico vicino all'apertura della bocca. Per rimuovere i residui non digeriti è presente la polvere e l'escrezione viene effettuata utilizzando un vacuolo contrattile. Questo è tipico dei ciliati, ma può essere accompagnato anche dall'unione di due individui per lo scambio di materiale nucleare. Questo processo è chiamato coniugazione. Tra tutti i protozoi d'acqua dolce, il ciliato della pantofola è il più complesso nella sua struttura.

Il cui corpo è costituito da una cellula, essendo allo stesso tempo un organismo integrale indipendente con tutte le sue funzioni inerenti. Secondo il livello di organizzazione, gli organismi unicellulari appartengono ai procarioti (archaea) e agli eucarioti (alcuni protozoi, funghi). Può formare colonie. Il numero totale di specie di protozoi supera le 30mila.

Alcune specie di animali unicellulari

L'emergere di animali unicellulari fu accompagnato da aromorfosi: 1. Un nucleo (doppio set di cromosomi) appariva come una struttura delimitata da un guscio, che separava l'apparato genetico della cellula dal citoplasma e creava un ambiente specifico per l'interazione nel cellula. 2. Sono emersi organelli capaci di autoriprodursi. 3. Si sono formate le membrane interne. 4. È emerso uno scheletro interno altamente specializzato e dinamico: il citoscheletro. 5. Il processo sessuale è nato come forma di scambio di informazioni genetiche tra due individui.

Struttura. Il piano strutturale dei protozoi corrisponde alle caratteristiche generali dell'organizzazione di una cellula eucariotica. L'apparato genetico degli organismi unicellulari è rappresentato da uno o più nuclei. Se ci sono due nuclei, allora, di regola, uno diploide è generativo e l'altro poliploide è vegetativo. Il nucleo generativo svolge funzioni legate alla riproduzione. Il nucleo vegetativo fornisce tutti i processi vitali del corpo.

Il citoplasma è costituito da una parte esterna chiara, priva di organelli, l'ectoplasma, e una parte interna più scura contenente gli organelli principali, l'endoplasma. L'endoplasma contiene organelli per scopi generali.

A differenza delle cellule di un organismo multicellulare, gli organismi unicellulari hanno organelli per scopi speciali. Questi sono organelli di movimento - pseudopodi - pseudopodi; , ciglia. Esistono anche organelli di osmoregolazione: vacuoli contrattili. Esistono organelli specializzati che forniscono irritabilità.

Gli organismi unicellulari con una forma corporea costante hanno organelli digestivi permanenti: un imbuto cellulare, una bocca cellulare, una faringe e un organello per l'escrezione dei residui non digeriti - polvere.

In condizioni di esistenza sfavorevoli, il nucleo con un piccolo volume di citoplasma contenente gli organelli necessari è circondato da una spessa capsula multistrato - una cisti e passa dallo stato attivo allo stato di riposo. Quando esposte a condizioni favorevoli, le cisti si “aprono” e da esse emergono protozoi sotto forma di individui attivi e mobili.

Riproduzione. La principale forma di riproduzione dei protozoi è la riproduzione asessuata attraverso la divisione cellulare mitotica. Tuttavia, i rapporti sessuali sono comuni.

L'habitat dei protozoi è estremamente vario. Molti di loro vivono. Alcuni fanno parte dei benthos, organismi che vivono nella colonna d'acqua a varie profondità. Numerose specie

1. Introduzione…………………..……………..2

2. Evoluzione della vita sulla terra……………………3

2.1. Evoluzione degli organismi unicellulari………………3

2.2. Evoluzione degli organismi multicellulari……………..6

2.3. Evoluzione del mondo vegetale…………….……………….8

2.4. Evoluzione del mondo animale……………...……...10

2.5 Evoluzione della biosfera………………..……….…….12

3. Conclusione……………………………….18

4. Elenco dei riferimenti................................................................19

Introduzione.

Spesso sembra che gli organismi siano completamente in balia del loro ambiente: l’ambiente pone loro dei limiti, ed entro questi limiti devono avere successo o morire. Ma gli organismi stessi influenzano il loro ambiente. Lo modificano direttamente durante la loro breve esistenza e durante lunghi periodi di tempo evolutivo. È noto che gli eterotrofi hanno assorbito i nutrienti dal “brodo” primario e che gli autotrofi hanno contribuito all'emergere di un'atmosfera ossidante, preparando così le condizioni per l'emergenza e l'evoluzione del processo di respirazione.

La comparsa dell'ossigeno nell'atmosfera ha portato alla formazione dello strato di ozono. L'ozono si forma dall'ossigeno sotto l'influenza della radiazione ultravioletta del Sole e agisce come un filtro che blocca la radiazione ultravioletta, dannosa per le proteine ​​e gli acidi nucleici, e impedisce loro di raggiungere la superficie della Terra.

I primi organismi vivevano nell'acqua e l'acqua li proteggeva assorbendo l'energia delle radiazioni ultraviolette. I primi coloni trovarono qui luce solare e minerali in abbondanza, tanto che all'inizio erano praticamente esenti dalla concorrenza. Gli alberi e l'erba, che presto coprirono la parte vegetale della superficie terrestre, ripristinarono l'apporto di ossigeno nell'atmosfera, inoltre cambiarono la natura del flusso dell'acqua sulla Terra e accelerarono il processo di formazione del suolo dalle rocce; Un passo da gigante nel percorso dell'evoluzione della vita è stato associato all'emergere dei processi metabolici biochimici di base: fotosintesi e respirazione, nonché alla formazione di un'organizzazione cellulare eucariotica contenente un apparato nucleare.

Evoluzione della vita sulla terra.

2.1 Evoluzione degli organismi unicellulari.

I primi batteri (procarioti) esistevano già circa 3,5 miliardi di anni fa. Ad oggi si sono conservate due famiglie di batteri: antichi, o archeobatteri (alofili, metano, termofili) ed eubatteri (tutti gli altri). Pertanto, le uniche creature viventi sulla Terra per 3 miliardi di anni furono microrganismi primitivi. Forse erano creature unicellulari simili ai batteri moderni, ad esempio i clostridi, che vivevano sulla base della fermentazione e dell'uso di composti organici ricchi di energia che si formano abiogenicamente sotto l'influenza di scariche elettriche e raggi ultravioletti. Di conseguenza, in quest'epoca, gli esseri viventi erano consumatori di sostanze organiche e non loro produttori.

Un passo da gigante nel percorso dell'evoluzione della vita è stato associato all'emergere dei processi metabolici biochimici di base: fotosintesi e respirazione e alla formazione di un'organizzazione cellulare contenente un apparato nucleare (eucarioti). Queste “invenzioni”, realizzate nelle prime fasi dell’evoluzione biologica, sono state in gran parte conservate negli organismi moderni. Utilizzando i metodi della biologia molecolare, è stata stabilita una sorprendente uniformità dei fondamenti biochimici della vita, con un'enorme differenza negli organismi in altre caratteristiche. Le proteine ​​di quasi tutti gli esseri viventi sono costituite da 20 aminoacidi. Gli acidi nucleici che codificano per le proteine ​​sono assemblati da quattro nucleotidi. La biosintesi delle proteine ​​viene effettuata secondo uno schema uniforme; il sito della loro sintesi è l'mRNA e il tRNA sono coinvolti in esso; La stragrande maggioranza degli organismi utilizza l'energia dell'ossidazione, della respirazione e della glicolisi, che è immagazzinata nell'ATP.

La differenza tra procarioti ed eucarioti sta anche nel fatto che i primi possono vivere sia in un ambiente privo di ossigeno che in un ambiente con diverso contenuto di ossigeno, mentre gli eucarioti, salvo poche eccezioni, necessitano di ossigeno. Tutte queste differenze erano significative per comprendere le prime fasi dell’evoluzione biologica.

Un confronto tra procarioti ed eucarioti in termini di domanda di ossigeno porta alla conclusione che i procarioti sono nati in un periodo in cui il contenuto di ossigeno nell'ambiente è cambiato. Quando apparvero gli eucarioti, la concentrazione di ossigeno era elevata e relativamente costante.

I primi organismi fotosintetici apparvero circa 3 miliardi di anni fa. Questi erano batteri anaerobici, i predecessori dei moderni batteri fotosintetici. Si presume che formassero gli ambienti più antichi di stromatoliti conosciute. L'unificazione dell'ambiente con i composti organici azotati ha causato l'emergere di esseri viventi capaci di utilizzare l'azoto atmosferico. Tali organismi, capaci di esistere in un ambiente completamente privo di carbonio organico e composti di azoto, sono alghe blu-verdi fotosintetiche che fissano l'azoto. Questi organismi effettuavano la fotosintesi aerobica. Sono resistenti all'ossigeno che producono e possono utilizzarlo per il proprio metabolismo. Poiché le alghe blu-verdi si sono formate in un periodo in cui la concentrazione di ossigeno nell'atmosfera oscillava, è del tutto possibile che si tratti di organismi intermedi tra anaerobi e aerobi.

L'attività fotosintetica degli organismi unicellulari primordiali ha avuto tre conseguenze che hanno avuto un'influenza decisiva sull'intera ulteriore evoluzione degli esseri viventi. In primo luogo, la fotosintesi ha liberato gli organismi dalla competizione per le riserve naturali di composti organici abiogenici, la cui quantità nell'ambiente era notevolmente diminuita. La nutrizione autotrofa, che si è sviluppata attraverso la fotosintesi e l'immagazzinamento di nutrienti già pronti nei tessuti vegetali, ha quindi creato le condizioni per l'emergere di un'enorme varietà di organismi autotrofi ed eterotrofi. In secondo luogo, la fotosintesi ha assicurato la saturazione dell'atmosfera con una quantità sufficiente di ossigeno per la nascita e lo sviluppo di organismi il cui metabolismo energetico si basa sui processi di respirazione. In terzo luogo, come risultato della fotosintesi, nella parte superiore dell'atmosfera si è formato uno scudo di ozono, che protegge la vita terrena dalle distruttive radiazioni ultraviolette dello spazio.

Un'altra differenza significativa tra procarioti ed eucarioti è che in questi ultimi il meccanismo centrale del metabolismo è la respirazione, mentre nella maggior parte dei procarioti il ​​metabolismo energetico avviene nei processi di fermentazione. Il confronto del metabolismo dei procarioti e degli eucarioti porta alla conclusione sulla relazione evolutiva tra loro. La fermentazione anaerobica probabilmente è apparsa in uno stadio precedente dell'evoluzione. Dopo che nell'atmosfera è apparsa una quantità sufficiente di ossigeno libero, il metabolismo aerobico si è rivelato molto più redditizio, poiché l'ossidazione del carbonio aumenta la resa di energia biologicamente utile di 18 volte rispetto alla fermentazione. Pertanto, al metabolismo anaerobico si è aggiunto il metodo aerobico di estrazione di energia da parte degli organismi unicellulari.

Non si sa esattamente quando siano comparse le cellule eucariotiche secondo le ricerche, possiamo dire che la loro età è di circa 1,5 miliardi di anni fa;

Nell'evoluzione di un'organizzazione unicellulare si distinguono fasi intermedie, associate alla complicazione della struttura dell'organismo, al miglioramento dell'apparato genetico e ai metodi di riproduzione.

Lo stadio più primitivo, l'aracariogyne agamico, è rappresentato da cianuri e batteri. La morfologia di questi organismi è la più semplice rispetto ad altri organismi unicellulari. Tuttavia, già in questa fase appare la differenziazione in citoplasma, elementi nucleari, granuli basali e membrana citoplasmatica. È noto che i batteri scambiano materiale genetico attraverso la coniugazione. Un'ampia varietà di specie batteriche e la capacità di esistere in un'ampia varietà di condizioni ambientali indicano l'elevata adattabilità della loro organizzazione.

Lo stadio successivo - eucariogino agamico - è caratterizzato da un'ulteriore differenziazione della struttura interna con la formazione di organelli altamente specializzati (membrane, nucleo, citoplasma, ribosomi, mitocondri, ecc.). Particolarmente significativa qui è stata l'evoluzione dell'apparato nucleare: la formazione di veri cromosomi rispetto ai procarioti, in cui la sostanza ereditaria è diffusamente distribuita in tutta la cellula. Questo stadio è caratteristico dei protozoi, la cui evoluzione progressiva ha seguito il percorso dell'aumento del numero di organelli identici (polimerizzazione), dell'aumento del numero di cromosomi nel nucleo (poliploidizzazione) e della comparsa di nuclei generativi e vegetativi - macronucleo (nucleare dualismo). Tra gli organismi eucarioti unicellulari esistono molte specie a riproduzione agama (amebe nude, rizomi a conchiglia, flagellati).

Un fenomeno progressivo nella filogenesi dei protozoi fu l'emergere della riproduzione sessuale (gamogonia), che differisce dalla coniugazione ordinaria. I protozoi hanno meiosi con due divisioni e attraversamenti a livello dei cromatidi e si formano gameti con un insieme aploide di cromosomi. In alcuni flagellati i gameti sono quasi indistinguibili dagli individui asessuati e non esiste ancora alcuna divisione in gameti maschili e femminili, ad es. Si osserva isogamia. A poco a poco, nel corso dell'evoluzione progressiva, avviene la transizione dall'isogamia all'anisogamia, ovvero la divisione delle cellule generative in femmine e maschi, e alla copulazione anisogama. Quando i gameti si fondono, si forma uno zigote diploide. Di conseguenza, nei protozoi si è verificata una transizione dallo stadio agamico eucaritico allo stadio zigotico - lo stadio iniziale della xenogamia (riproduzione mediante fecondazione incrociata). Il successivo sviluppo di organismi multicellulari seguì il percorso del miglioramento dei metodi di riproduzione xenogama.

Scoprirai chi ha scoperto gli organismi unicellulari da questo articolo.

Chi ha scoperto gli organismi unicellulari?

Gli organismi unicellulari sono organismi che hanno una sola cellula nel loro corpo, che ha un nucleo. Sono sia una cellula che un organismo indipendente. Questi includono protozoi e batteri unici e invisibili ad occhio nudo. Gli organismi unicellulari hanno dimensioni comprese tra 0,2 e 10 micron.

Lo studio dei protozoi è iniziato più tardi rispetto ad altri gruppi di animali. Ciò è dovuto alle loro piccole dimensioni, quindi solo l'invenzione del microscopio ha fatto avanzare tutto.

olandese Anthony Leeuwenhoek nel 1675 esaminò una goccia d'acqua al microscopio e fu il primo a scoprire nell'acqua un gran numero di organismi microscopici, che erano gli organismi unicellulari più semplici.

Questa scoperta suscitò in loro un grande interesse. Allora venivano chiamati “piccoli animali da liquore”. Nei secoli XVII-XVIII, la conoscenza su di essi era caotica e incerta, il che diede origine a Carlo Linneo, un altro scienziato, nel suo "Sistema della Natura", unì tutti gli organismi unicellulari in un genere di protozoi, che chiamò "Chaos infusorium".

Ha dato un enorme contributo allo sviluppo di organismi microscopici unicellulari Muller. Nel suo saggio, ha descritto 377 delle loro specie. Lo scienziato ha proposto specie e nomi generici nel sistema dei protozoi.

Nel XVIII e all'inizio del XIX secolo, lo studio degli organismi unicellulari acquisì il carattere diametrale opposto. Ad esempio, Ehrenberg descrisse gli organismi unicellulari come creature complesse dotate di diversi sistemi di organi. Un altro scienziato, Dujardin, al contrario, ha sostenuto che non hanno un'organizzazione interna e che il loro corpo è costruito sul sarcode, una sostanza vivente semiliquida senza struttura.