Tất cả các sinh vật sống đều được chia thành các tiểu giới gồm các sinh vật đa bào và đơn bào. Loại thứ hai là một tế bào đơn lẻ và thuộc loại đơn giản nhất, trong khi thực vật và động vật là những cấu trúc trong đó một tổ chức phức tạp hơn đã phát triển qua nhiều thế kỷ. Số lượng tế bào thay đổi tùy thuộc vào giống mà cá thể thuộc về. Hầu hết đều nhỏ đến mức chỉ có thể nhìn thấy chúng dưới kính hiển vi. Tế bào xuất hiện trên Trái đất khoảng 3,5 tỷ năm trước.
Trong thời đại của chúng ta, tất cả các quá trình xảy ra với các sinh vật sống đều được nghiên cứu bằng sinh học. Khoa học này đề cập đến tiểu vương quốc đa bào và đơn bào.
Sinh vật đơn bào
Unicellularity được xác định bởi sự hiện diện trong cơ thể của một tế bào thực hiện tất cả các chức năng quan trọng. Amip nổi tiếng và trùng giày là loài nguyên thủy, đồng thời là những dạng sống lâu đời nhất,là thành viên của loài này. Họ là những sinh vật đầu tiên sống trên Trái đất. Điều này cũng bao gồm các nhóm như sporozoans, mỉa mai và vi khuẩn. Chúng đều nhỏ và hầu như không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Chúng thường được chia thành hai loại chung: sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn.
Sinh vật nhân sơ được đại diện bởi động vật nguyên sinh hoặc nấm của một số loài. Một số trong số chúng sống trong các thuộc địa, nơi tất cả các cá thể đều giống nhau. Toàn bộ quá trình sống được thực hiện trong từng tế bào riêng lẻ để nó tồn tại.
Sinh vật nhân sơ không có nhân và các bào quan tế bào có màng bao bọc. Đây thường là vi khuẩn và vi khuẩn lam như E. coli, salmonella, nostocs, v.v.
Sinh vật nhân thực được tạo thành từ một loạt các tế bào phụ thuộc vào nhau để tồn tại. Chúng có một nhân và các bào quan khác được ngăn cách bởi màng. Chúng chủ yếu là ký sinh trùng dưới nước hoặc nấm và tảo.
Tất cả các đại diện của các nhóm này có kích thước khác nhau. Vi khuẩn nhỏ nhất chỉ dài 300 nanomet. Các sinh vật đơn bào thường có lông roi hoặc lông mao đặc biệt tham gia vào quá trình vận động của chúng. Chúng có một cơ thể đơn giản với các đặc điểm cơ bản rõ rệt. Dinh dưỡng, như một quy luật, xảy ra trong quá trình hấp thụ (thực bào) thức ăn và được lưu trữ trong các bào quan đặc biệt của tế bào.
Đơn bào đã thống trị dạng sống trên Trái đất hàng tỷ năm. Tuy nhiên, sự tiến hóa từ những cá thể đơn giản nhất đến phức tạp hơn đã thay đổi toàn bộ cảnh quan vì nó dẫn đến sự xuất hiện của các mối quan hệ tiên tiến về mặt sinh học. Ngoài ra, sự xuất hiện của các loài mới dẫn đến sự hình thànhmôi trường mới với các tương tác sinh thái đa dạng.
Sinh vật đa bào
Đặc điểm chính của subkingdom đa bào là sự hiện diện của một số lượng lớn tế bào trong một cá thể. Chúng được gắn chặt với nhau, do đó tạo ra một tổ chức hoàn toàn mới, bao gồm nhiều bộ phận có nguồn gốc. Hầu hết chúng có thể được nhìn thấy mà không cần bất kỳ dụng cụ đặc biệt nào. Thực vật, cá, chim và động vật thoát ra từ một lồng duy nhất. Tất cả các sinh vật bao gồm trong tiểu vương quốc đa bào tái sinh các cá thể mới từ phôi được hình thành từ hai giao tử đối lập.
Bất kỳ bộ phận nào của một cá thể hoặc toàn bộ sinh vật, được quyết định bởi một số lượng lớn các thành phần, là một cấu trúc phức tạp, phát triển cao. Trong giới phụ của các sinh vật đa bào, sự phân loại phân tách rõ ràng các chức năng trong đó mỗi hạt riêng lẻ thực hiện nhiệm vụ của mình. Chúng tham gia vào các quá trình quan trọng, do đó hỗ trợ sự tồn tại của toàn bộ sinh vật.
Subkingdom Đa tế bào trong tiếng Latinh nghe giống như Metazoa. Để tạo thành một sinh vật phức tạp, các tế bào phải được xác định và gắn vào các tế bào khác. Chỉ có khoảng một chục động vật nguyên sinh có thể được nhìn thấy riêng lẻ bằng mắt thường. Gần hai triệu cá thể có thể nhìn thấy còn lại là đa bào.
Động vật đa bào được tạo ra bằng cách kết hợp các cá thể thông qua hình thành khuẩn lạc, sợi hoặc tập hợp. Đa tế bào phát triển độc lập, giống như Volvox và một số loại rau xanh có hình saotảo.
Một dấu hiệu của tiểu vương quốc đa bào, tức là loài nguyên thủy ban đầu của nó, là không có xương, vỏ và các bộ phận cứng khác của cơ thể. Vì vậy, dấu vết của chúng đã không còn tồn tại cho đến ngày nay. Các trường hợp ngoại lệ là bọt biển vẫn sống trong biển và đại dương. Có lẽ phần còn lại của chúng được tìm thấy trong một số loại đá cổ đại, chẳng hạn như đá xoắn ốc Grypania, có hóa thạch được tìm thấy trong các lớp đá phiến đen lâu đời nhất có niên đại đầu thời đại Nguyên sinh.
Trong bảng dưới đây, các tiểu vương quốc đa bào được trình bày ở sự đa dạng của nó.
Các mối quan hệ phức tạp nảy sinh do sự tiến hóa của động vật nguyên sinh và sự xuất hiện của khả năng phân chia tế bào thành các nhóm và tổ chức các mô và cơ quan. Có nhiều lý thuyết giải thích cơ chế mà các sinh vật đơn bào có thể tiến hóa.
Các lý thuyết về sự xuất hiện
Ngày nay, có ba lý thuyết chính về sự xuất hiện của miền con đa bào. Có thể mô tả tóm tắt lý thuyết hợp bào, để không đi vào chi tiết, có thể được mô tả trong một vài từ. Bản chất của nó nằm ở chỗ một sinh vật nguyên thủy, có một số nhân trong tế bào, cuối cùng có thể phân tách từng nhân bằng màng trong. Ví dụ, một số hạt nhân có chứa nấm mốc, cũng như một chiếc giày bằng vải ciliate, điều này khẳng định lý thuyết này. Tuy nhiên, có nhiều hạt nhân là không đủ cho khoa học. Để xác nhận lý thuyết về tính đa dạng của chúng, cần phải biến đổi hình ảnh thành một động vật phát triển tốt của sinh vật nhân chuẩn đơn giản nhất.
ThuyếtThuộc địa nói rằng sự cộng sinh, bao gồm các sinh vật khác nhau của cùng một loài, đã dẫn đến sự thay đổi của chúng và sự xuất hiện của những sinh vật hoàn hảo hơn. Haeckel là nhà khoa học đầu tiên đưa ra lý thuyết này vào năm 1874. Sự phức tạp của tổ chức nảy sinh bởi vì các tế bào ở lại với nhau, thay vì bị tách ra trong quá trình phân chia. Ví dụ về lý thuyết này có thể được nhìn thấy trong các loài metazoans đơn bào như tảo lục được gọi là eudorina hoặc volvax. Chúng tạo thành các thuộc địa có số lượng lên đến 50.000 tế bào tùy thuộc vào loài.
ThuyếtThuộc địa đề xuất sự hợp nhất của các sinh vật khác nhau của cùng một loài. Ưu điểm của lý thuyết này là người ta đã quan sát thấy rằng trong thời gian thiếu thức ăn, amoebas tập hợp thành một đàn di chuyển như một đơn vị đến một địa điểm mới. Một số loài amip này hơi khác một chút.
Thuyết cộng sinh cho rằng sinh vật đầu tiên từ tiểu vương quốc đa bào xuất hiện do cộng đồng các sinh vật nguyên thủy khác nhau thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. Các mối quan hệ như vậy, chẳng hạn, hiện hữu giữa cá hề và hải quỳ hoặc các loài dây leo ký sinh trên cây trong rừng.
Tuy nhiên, vấn đề với lý thuyết này là không biết làm thế nào để DNA của các cá thể khác nhau có thể được đưa vào một bộ gen duy nhất.
Ví dụ, ti thể và lục lạp có thể là những sinh vật có trong cơ thể (sinh vật trong cơ thể). Điều này cực kỳ hiếm khi xảy ra, và thậm chí sau đó bộ gen của các loài nội tạng vẫn giữ được sự khác biệt giữa chúng. Chúng đồng bộ hóa riêng rẽ DNA của mình trong quá trình nguyên phân của loài vật chủ.
Hai hoặc ba cộng sinhcác cá thể tạo nên địa y, mặc dù phụ thuộc vào nhau để tồn tại, phải sinh sản riêng lẻ và sau đó tái tổ hợp để tạo thành một sinh vật duy nhất một lần nữa.
Các lý thuyết khác cũng xem xét sự xuất hiện của miền con đa bào:
- lý thuyết GK-PID. Khoảng 800 triệu năm trước, một sự thay đổi nhỏ về mặt di truyền trong một phân tử đơn lẻ được gọi là GK-PID có thể đã cho phép các cá nhân chuyển từ một tế bào đơn lẻ sang một cấu trúc phức tạp hơn.
- Vai trò của virus. Gần đây người ta đã công nhận rằng các gen vay mượn từ vi rút đóng một vai trò quan trọng trong việc phân chia các mô, cơ quan và thậm chí trong quá trình sinh sản hữu tính, trong sự hợp nhất của trứng và tinh trùng. Protein syncytin-1 đầu tiên được tìm thấy, được truyền từ virus sang người. Nó được tìm thấy trong màng tế bào ngăn cách nhau thai và não. Protein thứ hai được xác định vào năm 2007 và được đặt tên là EFF1. Nó giúp hình thành lớp da của giun đũa tuyến trùng và là một phần của toàn bộ họ protein FF. Tiến sĩ Felix Rey tại Viện Pasteur ở Paris đã xây dựng một bố cục 3D của cấu trúc EFF1 và chỉ ra rằng nó là thứ liên kết các hạt lại với nhau. Kinh nghiệm này xác nhận thực tế rằng tất cả các hợp nhất đã biết của các hạt nhỏ nhất thành phân tử đều có nguồn gốc từ virus. Nó cũng cho thấy rằng vi rút rất quan trọng đối với sự giao tiếp của các cấu trúc bên trong và nếu không có chúng thì không thể có một thuộc địa của tiểu vương quốc của loại bọt biển đa bào.
Tất cả những lý thuyết này, giống như nhiều giả thuyết khác mà các nhà khoa học nổi tiếng tiếp tục đưa ra, đều rất thú vị. Tuy nhiên, không ai trong số họ có thể trả lời rõ ràng và rõ ràngcho câu hỏi: làm thế nào mà một loạt các loài khổng lồ như vậy lại có thể sinh ra từ một tế bào đơn lẻ có nguồn gốc trên Trái đất? Hoặc: tại sao các cá nhân đơn lẻ lại quyết định đoàn kết và bắt đầu tồn tại cùng nhau?
Có lẽ một vài năm nữa sẽ trôi qua và những khám phá mới sẽ có thể cho chúng ta câu trả lời cho từng câu hỏi này.
Nội tạng và mô
Sinh vật phức tạp có các chức năng sinh học như bảo vệ, tuần hoàn, tiêu hóa, hô hấp và sinh sản hữu tính. Chúng được thực hiện bởi một số cơ quan như da, tim, dạ dày, phổi và hệ thống sinh sản. Chúng được tạo thành từ nhiều loại tế bào khác nhau hoạt động cùng nhau để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể.
Ví dụ, cơ tim có một số lượng lớn các ti thể. Chúng tạo ra adenosine triphosphate, nhờ đó máu di chuyển liên tục trong hệ tuần hoàn. Mặt khác, các tế bào da có ít ti thể hơn. Thay vào đó, chúng có protein dày đặc và sản xuất keratin, giúp bảo vệ các mô mềm bên trong khỏi bị hư hại và các yếu tố bên ngoài.
Tái tạo
Trong khi tất cả các động vật nguyên sinh không có ngoại lệ sinh sản vô tính, nhiều tiểu giới đa bào lại thích sinh sản hữu tính. Ví dụ, con người là một cấu trúc phức tạp được tạo ra bởi sự hợp nhất của hai tế bào đơn lẻ được gọi là trứng và tinh trùng. Sự hợp nhất của một tế bào trứng với một giao tử (giao tử là những tế bào sinh dục đặc biệt chứa một bộ nhiễm sắc thể) của tế bào sinh tinh dẫn đến sự hình thành hợp tử.
Hợp tử chứa vật chất di truyềncả tinh trùng và trứng. Sự phân chia của nó dẫn đến sự phát triển của một sinh vật hoàn toàn mới, riêng biệt. Trong quá trình phát triển và phân chia tế bào, theo chương trình đã định sẵn trong các gen, chúng bắt đầu phân hóa thành các nhóm. Điều này sẽ cho phép chúng thực hiện các chức năng hoàn toàn khác nhau, mặc dù thực tế là chúng giống hệt nhau về mặt di truyền.
Vì vậy, tất cả các cơ quan và mô của cơ thể hình thành dây thần kinh, xương, cơ, gân, máu - tất cả đều sinh ra từ một hợp tử, xuất hiện do sự hợp nhất của hai giao tử duy nhất.
Ưu điểm của Metazoan
Có một số lợi thế chính của tiểu vương quốc sinh vật đa bào, nhờ đó chúng thống trị hành tinh của chúng ta.
Bởi vì cấu trúc bên trong phức tạp cho phép tăng kích thước, nó cũng giúp phát triển các cấu trúc bậc cao hơn và các mô với nhiều chức năng.
Các sinh vật lớn có khả năng bảo vệ tốt nhất chống lại những kẻ săn mồi. Họ cũng có khả năng di chuyển cao hơn, cho phép họ di cư đến những nơi tốt hơn để sống.
Còn một lợi thế không thể chối cãi nữa của tiểu vương quốc đa bào. Một đặc điểm chung của tất cả các loài của nó là tuổi thọ khá dài. Cơ thể tế bào tiếp xúc với môi trường từ mọi phía, và bất kỳ tổn thương nào đối với nó có thể dẫn đến cái chết của cá thể. Một sinh vật đa bào sẽ tiếp tục tồn tại ngay cả khi một tế bào chết hoặc bị hư hỏng. Khả năng nhân đôi DNA cũng là một lợi thế. Sự phân chia của các hạt trong cơ thể cho phép tăng trưởng nhanh hơn và sửa chữa các hư hỏngvải.
Trong quá trình phân chia, một ô mới sẽ sao chép ô cũ, điều này cho phép bạn lưu các tính năng thuận lợi trong các thế hệ tiếp theo, cũng như cải thiện chúng theo thời gian. Nói cách khác, sự nhân đôi cho phép duy trì và thích nghi các đặc điểm sẽ tăng cường khả năng sống sót hoặc thể chất của một sinh vật, đặc biệt là trong giới động vật, một vương quốc phụ của các sinh vật đa bào.
Nhược điểm của sinh vật đa bào
Sinh vật phức tạp cũng có nhược điểm. Ví dụ, chúng dễ mắc các bệnh khác nhau phát sinh từ thành phần và chức năng sinh học phức tạp của chúng. Ngược lại, ở động vật nguyên sinh không có đủ các hệ cơ quan phát triển. Điều này có nghĩa là họ sẽ giảm thiểu nguy cơ mắc các bệnh nguy hiểm.
Điều quan trọng cần lưu ý là, không giống như các sinh vật đa bào, các cá thể nguyên thủy có khả năng sinh sản vô tính. Điều này giúp họ không lãng phí nguồn lực và sức lực vào việc tìm kiếm bạn đời và các hoạt động tình dục.
Các sinh vật đơn giản nhất cũng có khả năng tiếp nhận năng lượng bằng cách khuếch tán hoặc thẩm thấu. Điều này giải phóng chúng khỏi nhu cầu di chuyển xung quanh để tìm thức ăn. Hầu hết mọi thứ đều có thể là nguồn thức ăn tiềm năng cho sinh vật đơn bào.
Động vật có xương sống và không xương sống
Không có ngoại lệ, phân loại chia tất cả các sinh vật đa bào có trong tiểu vương quốc thành hai loại: động vật có xương sống (hợp âm) và động vật không xương sống.
Động vật không xương sống không có khung xương vững chắc, trong khi động vật có xương sống có bộ xương sụn, xương bên trong phát triển tốt và bộ não rất phát triển được bảo vệ bởi hộp sọ. Động vật có xương sốngcó các cơ quan giác quan phát triển tốt, hệ thống hô hấp có mang hoặc phổi và hệ thần kinh phát triển, giúp phân biệt chúng với các đồng loại nguyên thủy hơn.
Cả hai loại động vật đều sống ở những môi trường sống khác nhau, nhưng hợp âm nhờ có hệ thần kinh phát triển nên có thể thích nghi với đất liền, biển cả và không khí. Tuy nhiên, động vật không xương sống cũng được tìm thấy ở rất nhiều nơi, từ rừng và sa mạc đến hang động và bùn đáy biển.
Cho đến nay, gần hai triệu loài thuộc tiểu vương quốc động vật không xương sống đa bào đã được xác định. Hai triệu loài này chiếm khoảng 98% tất cả các sinh vật sống, tức là 98 trong số 100 loài sinh vật sống trên thế giới là động vật không xương sống. Con người thuộc về gia đình hợp âm.
Động vật có xương sống được chia thành cá, lưỡng cư, bò sát, chim và động vật có vú. Động vật không có xương sống đại diện cho phyla như động vật chân đốt, da gai, giun, động vật có xương sống và động vật thân mềm.
Một trong những điểm khác biệt lớn nhất giữa các loài này là kích thước của chúng. Động vật không xương sống như côn trùng hoặc động vật có xương sống nhỏ và chậm chạp vì chúng không thể phát triển cơ thể lớn và cơ bắp mạnh mẽ. Có một vài trường hợp ngoại lệ, chẳng hạn như loài mực ống, có thể dài tới 15 mét. Động vật có xương sống có một hệ thống hỗ trợ chung, do đó có thể phát triển nhanh hơn và trở nên lớn hơn so với động vật không xương sống.
Hợp âm cũng có hệ thần kinh rất phát triển. Với sự trợ giúp của một kết nối chuyên biệt giữa các sợi thần kinh, chúng có thể phản ứng rất nhanh với những thay đổi trong môi trường, điều này mang lại cho chúngmột lợi thế nhất định.
So với động vật có xương sống, hầu hết động vật không có xương sống sử dụng hệ thần kinh đơn giản và hoạt động gần như hoàn toàn theo bản năng. Hệ thống này hoạt động tốt hầu hết thời gian, mặc dù những sinh vật này thường không thể học hỏi từ những sai lầm của chúng. Các trường hợp ngoại lệ là bạch tuộc và họ hàng gần của chúng, được coi là một trong những loài động vật thông minh nhất trong thế giới động vật không xương sống.
Tất cả các hợp âm, như chúng ta biết, đều có xương sống. Tuy nhiên, một đặc điểm của vùng phụ của động vật không xương sống đa bào là sự tương đồng với họ hàng của chúng. Nó nằm ở chỗ, ở một giai đoạn nhất định của cuộc đời, động vật có xương sống cũng có một thanh hỗ trợ linh hoạt, notochord, sau này trở thành cột sống. Sự sống đầu tiên phát triển dưới dạng các tế bào đơn lẻ trong nước. Động vật không xương sống là mắt xích ban đầu trong quá trình tiến hóa của các sinh vật khác. Những thay đổi dần dần của chúng dẫn đến sự xuất hiện của những sinh vật phức tạp với bộ xương phát triển tốt.
Celiacs
Ngày nay có khoảng mười một nghìn loài động vật sống. Đây là một trong những loài động vật phức tạp lâu đời nhất xuất hiện trên trái đất. Không thể nhìn thấy loài sứa nhỏ nhất trong số các loài sứa biển nếu không có kính hiển vi và loài sứa lớn nhất được biết đến có đường kính 2,5 mét.
Vì vậy, chúng ta hãy xem xét kỹ hơn vương quốc phụ của các sinh vật đa bào, loại ruột. Việc mô tả các đặc điểm chính của môi trường sống có thể được xác định bằng sự hiện diện của môi trường nước hoặc biển. Họ sống một mình hoặc trong các thuộc địa có thểdi chuyển tự do hoặc sống ở một nơi.
Hình dạng cơ thể của coelenterates được gọi là "túi". Miệng nối với một túi mù được gọi là "khoang dạ dày". Túi này có chức năng trong quá trình tiêu hóa, trao đổi khí và hoạt động như một bộ xương thủy tĩnh. Lỗ đơn vừa đóng vai trò là miệng vừa là hậu môn. Xúc tu là cấu trúc dài, rỗng dùng để di chuyển và bắt thức ăn. Tất cả các động vật đồng sinh đều có xúc tu được bao phủ bởi các mút. Chúng được trang bị các tế bào đặc biệt - tế bào tân sinh, có thể tiêm chất độc vào con mồi. Những con mồi cũng cho phép bắt những con mồi lớn, những con vật này cho vào miệng chúng bằng cách rút các xúc tu của chúng ra. Tế bào tuyến trùng là nguyên nhân gây ra vết bỏng mà một số loài sứa gây ra cho con người.
Động vật thuộc giới phụ là đa bào, chẳng hạn như động vật đồng bào, có cả tiêu hóa nội bào và ngoại bào. Quá trình hô hấp xảy ra bằng cách khuếch tán đơn giản. Họ có một mạng lưới các dây thần kinh kéo dài khắp cơ thể.
Nhiều dạng thể hiện tính đa hình, tức là nhiều loại gen, trong đó các loại sinh vật khác nhau có mặt trong thuộc địa cho các chức năng khác nhau. Những cá thể này được gọi là zooids. Sinh sản có thể được gọi là ngẫu nhiên (nảy chồi bên ngoài) hoặc hữu tính (hình thành giao tử).
Sứa, chẳng hạn, sản xuất trứng và tinh trùng, sau đó thả chúng vào nước. Khi một quả trứng được thụ tinh, nó sẽ phát triển thành một ấu trùng có lông mao, bơi tự do được gọi là planla.
Các ví dụ điển hình về tiểu vương quốc Sinh vật sống đa bào kiểu sống là hydras,obelia, thuyền Bồ Đào Nha, thuyền buồm, sứa aurelia, sứa đầu, hải quỳ, san hô, bút biển, gorgonians, v.v.
Thực vật
Ở giới phụ Thực vật đa bào là sinh vật nhân thực có thể ăn quang hợp. Tảo ban đầu được coi là thực vật, nhưng bây giờ chúng được xếp vào nhóm nguyên sinh, một nhóm đặc biệt bị loại trừ khỏi tất cả các loài đã biết. Định nghĩa hiện đại về thực vật dùng để chỉ các sinh vật sống chủ yếu trên cạn (và đôi khi ở dưới nước).
Một tính năng đặc biệt khác của thực vật là sắc tố xanh - chất diệp lục. Nó được sử dụng để hấp thụ năng lượng mặt trời trong quá trình quang hợp.
Mỗi loài thực vật đều có các pha đơn bội và lưỡng bội đặc trưng cho chu kỳ sống của nó. Nó được gọi là sự luân phiên của các thế hệ vì tất cả các pha trong đó đều là đa bào.
Thế hệ thay thế là thế hệ thể bào và thế hệ giao tử. Trong giai đoạn giao tử, các giao tử được hình thành. Các giao tử đơn bội hợp nhất để tạo thành hợp tử, được gọi là tế bào lưỡng bội vì nó có bộ nhiễm sắc thể hoàn chỉnh. Từ đó, các cá thể lưỡng bội của thế hệ bào tử phát triển.
Các phế bào trải qua giai đoạn meiosis (phân chia) và hình thành các bào tử đơn bội.
Vì vậy, tiểu vương quốc đa bào có thể được mô tả ngắn gọn là nhóm sinh vật chính sinh sống trên Trái đất. Chúng bao gồm tất cả những người có một số tế bào, khác nhau về cấu trúc và chức năng và được kết hợp thành mộtsinh vật. Các sinh vật đa bào đơn giản nhất là động vật có màng sống, còn động vật phát triển và phức tạp nhất trên hành tinh là con người.
