Колониальные эукариоты: эволюция дифференцировки

Одним из наиболее важных экспериментов эволюции было создание многоклеточных организмов. Возникновение многоклеточности шло, по-видимому, несколькими путями; здесь мы рассмотрим только один из них. Этот путь заключается в упорядоченных делениях репродуктивной клетки и последующей дифференцировке новообразованных клеток. Этот путь возникновения многоклеточности можно проследить на замечательной серии организмов, относящихся к порядку Volvocales.

Наиболее просто устроенные организмы среди Volvocales представляют собой совокупность нескольких клеток, по строению напоминающих хламидомонад У рода Gonium в результате деления одной клетки образуется плоская пластинка, состоящая из 4—16 клеток, каждая из которых имеет собственный жгутик; все жгутики находятся на одной и той же стороне пластинки. У близкого рода Pleudorina 16 клеток образуют шар, а у Еиdorina подобный шар содержит 32 или 64 клетки, расположенные строго закономерно. Следовательно, у этих организмов выработалась очень важная особенность развития: упорядоченное деление одной клетки дает начало многим клеткам, расположение которых предсказуемо. Эта особенность развития является предвестником процесса дробления яйца у более высокоорганизованных животных.

Для следующих двух родов порядка V. характерна другая важная особенность развития— дифференцировка клеток разных типов в пределах одного организма, причем репродуктивные клетки дифференцируются из соматических. У Еиdoriпа, например, каждая клетка способна образовать путем митоза (и в норме образует) полноценный новый организм. Однако у представителей родов Pleudorina и Volvox лишь относительно небольшое число клеток обладает такой способностью. Однако у более сложно организованных представителей этого рода, как, например, у V.саrteri, имеется полное разделение функций. Репродуктивные клетки, из которых позднее возникает новая генерация, обособляются во время деления клеток, формирующих новый организм. У репродуктивных клеток никогда не образуются функциональные жгутики и они не участвуют в движении или других соматических функциях индивидуума; они полностью специализированы для размножения.

Таким образом, если более примитивных вольвоксовых можно рассматривать как колониальные организмы (поскольку каждая клетка в них способна к независимому существованию и воспроизведению вида), то в случае V. саrteri мы имеем истинный многоклеточный организм с двумя четко обособленными и независимыми типами клеток (соматическими и репродуктивными), которые необходимы для того, чтобы поддерживать существование Половые клетки у него формируются под воздействием высоких температур. Эти условия приводят к синтезу и секреции соматическими клетками белка, являющегося индуктором полового процесса. Возникшие в результате оплодотворения зиготы могут долго оставаться в анабиотическом состоянии, переживая длительный период высыхания. Так вольвокс нашел способ существовать во временных водоемах, образуемых весенними дождями и пересыхающих в жаркую погоду летом.

Поиск по сайту: