Mnohobuněčné organismy a charakteristika

1 ohlásit tlae tlačit .txt formát .txt formát
hodnocení: 2.34
1 2 3 4 5

Mezi mnohobuněčné organismy patří většina druhů živočichů, rostlin a hub. Přestože se tyto organismy v mnoha směrech velmi liší, je základní princip jejich stavby stejný. Stejný je i princip jejich základních životních funkcí a princip rozmnožování a individuálního vývoje.



Základní principy stavby mnohobuněčných organismů

Všichni mnohobuněční jedinci jsou složitě organizovanou soustavou buněk. Tato organizace je hierarchická. V ní se dá snadno rozlišit několik úrovní: buňka, tkáň, orgán, orgánová soustava,jedinec. Tkáně jsou složeny z buněk, orgány z tkání, orgánová soustava z orgánů a jedinec pak z orgánových soustav.



Tkáně

Tkáň je soustava mnoha buněk, které mají stejnou strukturu a stejnou funkci (tkáně rostlin nazýváme též pletiva). Mezi buňkami tkáně jsou úzké mezibuněčné prostory. U rostlinných tkání jsou v buněčných stěnách otvory, které umožňují kontakt plazmatických membrán sousedících buněk. Tato spojení nazýváme plazmodesmy.



Dělení tkání:

a) epitely - jsou charakterizovány uspořádáním buněk do vrstev

dělení:

A: podle tvaru buněk (dlaždicový kubický,...)

B: podle funkce (ochranná - krycí ep., vstřebávací - resorpční ep., sekreční - žlázové ep.)

C: podle vrstev

b) pojiva - mají převážně mechanickou funkci (tkáně podpůrné)

patří sem:

vazivo
tkáně chrupavkové
tkáně kostní
=> jednotlivé buňky mají uloženy v mezibuněčné hmotě

chrupavka a kost spolu souvisejí - kostnatění chrupavky
c) svalová tkáň - složena z buněk, které obsahují vláknité struktury ( myofibrily ) schopné stažení (kontrakce)

funkcí je kontrakce svalů
d) nervová tkáň - složena z nervových buněk; funkcí je příjem a vedení vzruchů a zpracování informací

e) tkáň krevní (trofická)

Z příkladů vyplývá, že buňky různých tkání se od sebe liší strukturou a funkcí. Všechny tyto tkáně mají ovšem stejný původ, neboť vznikají z buněk vzniklých dělením vajíčka. Proces, kterým se původně stejné buňky rozrůzňují ve struktuře i funkci, se nazývá diferenciace a rozrůzněné buňky pak buňky diferencované. Diferenciace je nejčastěji nezvratná, tj. jednou diferencovaná buňka již nemá schopnost se změnit v diferencovanou buňku jiného typu.

Orgány

Každý orgán je složen z více typů diferencované tkáně.

Příklady:

sval lidského těla = svalová tkáň + vazivo + tkáně cév + výběžky nervových buněk

list (u vyšších rostlin) = pletivo pokožkové, základní a vodivé



Anatomická skladba orgánů odpovídá funkci, kterou orgán vykonává. Během evoluce se orgány zdokonalují (př. srdce, ledviny, mozek).



Soustavy orgánů

Z jednodušších organismů splňuje potřeby určité funkce většinou jediný orgán. U organismů složitějších by jeden orgán nestačil, a proto se zde pro plnění funkcí sdružuje více orgánů v soustavy. Tak např. trávicí soustava člověka je složena z trávicí trubice, jater a slinivky břišní. Pohybovou soustavou tvoří kosti, klouby a svaly; soustavu vylučovací tvoří ledviny a odvodné cesty močové (močovody, močový měchýř a trubice).



Základní funkce organismů:

příjem látek a energie a jejich výdej
příjem signálů z okolí a jejich zpracování
řízení všech procesů v organismu
pohyb v prostoru
ochrana a obrana
rozmnožování
Příjem látek a energie a jejich výdej:

Život jedince je vázán na příjem látek z okolí, jelikož jsou zdrojem biogenních prvků a energie; a také každý organismus musí vydávat látky, které se jako produkty metabolismu staly pro organismus přebytečné a škodlivé.

Na příjmu látek pevných nebo rozpuštěných ve vodě se podílejí trávicí soustava (u živočichů), kořenová soustava (u rostlin).

Pro příjem plynů - u hmyzu vzdušnice, u ryb žábry, u savců plíce.

Uskutečňování příjmu látek a výdeje látek předpokládá jejich organizovaný rozvod v organismu. U organismů

jednoduchých - postupný přechod látek z buňky do buňky (postup je velmi pomalý a málo specifický)
složitějších - rozvod látek je zajištěn cévní soustavou. Je vyvinuta u složitějších živočichů a vyšších rostlin. Cévami jsou rozváděny voda, plyny, živiny, odpadové látky a látky, které regulují činnost orgánů.
Roztoky, jejichž hlavní funkcí je rozvod látek v organismu, nazýváme tělní tekutiny. U tkání je to tkáňový mok, který vyplňuje mezibuněčné prostory. Některé proudí cévní soustavou. U rostlin je to např. míza, u živočichů krevní tekutiny a lymfa (proudící lymfatických cévách) atd.



Vnímání signálů z vnějších prostředí

Vnímání signálů umožňuje organismu účelné chování. Pro příjem signálů z okolí se u většiny organismů vyvinuly zvláštní buňky diferencované nebo celé orgány (u rostlin jsou to buňky vnímající zemskou tíži, u živočichů smyslové orgány).



Řízení procesů v organismu

hormonální (látkové) řízení - u všech mnohobuněčných organismů
Tohle řízení je evolučně prvotní. Látky, které řízení provádějí, se nazývají hormony. Jsou to látky různé chemické povahy (bílkoviny, steroidy, organické kyseliny). Mají však jednu společnou funkci nebo spíše vlastnost - jsou specifické, tj. ovlivňují pouze některou funkci buněk.

U rostlin je pomocí rostlinných hormonů řízen např. růst rostliny a diferenciace buněk, tkání a orgánů.

U živočichů, zvláště vyšších, je hormonální řízení vysoce vyvinuté. Hormony se zde tvoří dokonce ve zvláštních orgánech, které označujeme jako žlázy s vnitřní sekrecí. Hormony u živočichů ovlivňují např. některé fáze individuálního vývoje, růst organismu (hormony štítné žlázy,....).

Všechny řídící látky jsou rozváděny v organismu cévní soustavou nebo šíří tkáněmi (z buňky do buňky či mezibuněčné prostory).

nervové řízení - pouze u živočichů
Je uskutečňováno samostatnou soustavou - nervovou soustavou. Během evoluce vznikla v nervové soustavě centrální řídící místa (mícha, mozek). Tuto část nervové soustavy nazýváme centrální nervová soustava. Je ústředním řídícím centrem celého organismu.

Nervová soustava je těsně napojena na zvláštní buňky, které jsou specializovány na příjem podnětů (signálů) z vnějšího prostředí a z vnitřního prostředí organismů, tj. na buňky smyslové. Smyslové buňky jsou specializovány na příjem různých fyzikálních podnětů, chemických a mechanických podnětů. Smyslové orgány jsou u živočichů jedním z nejdůležitějších prostředků informovanosti organismu o okamžitém stavu vnějšího i vnitřního prostředí.



Pohyb v prostoru

Pohyb organismů v prostoru (lokomoce) umožňuje především jejich obživu, ochranu a rozmnožování. Nejdokonaleji jsou pro pohyb vybaveni živočichové. Základními orgány jsou svaly, u obratlovců pak také kostra.

Rostliny mají zpravidla omezenou schopnost pohybu v prostoru. Jejich jednotlivé orgány se však účelně pohybují.



Ochrana a obrana

U řady druhů se vyvinuly některé orgány, jejichž funkcí je ochrana před fyzikálními vlivy, nepřáteli a před škodlivým působením jiných organismů. Příkladem jsou deriváty pokožky (srst a peří u obratlovců), trny a žahavé orgány u rostlin.

Pro ochranu před parazity a některými chemickými vlivy se u obratlovců vyvinul složitý systém imunitní. Jeho podstata spočívá v tom, že organismus tvoří při vniknutí cizorodých látek či parazitních organismů (virů, baktérií) zvláštní bílkoviny - protilátky, které škodlivé působení těchto faktorů omezují.



Rozmnožování a individuální vývoj mnohobuněčných organismů

U mnohobuněčných organismů existují dva základní způsoby rozmnožování: pohlavní a nepohlavní.

Nepohlavní rozmnožování

Při nepohlavním rozmnožování (vegetativním) vzniká nový jedinec z částí tkáně či komplexu tkání, tedy v podstatě z tělových (somatických) buněk rodičovského organismu (z buněk, které vznikly mitotickým dělením). Příkladem vegetativního rozmnožování je pučení u nezmaru, rozmnožování rostlin hlízami, oddenky, cibulemi, šlahouny, řízky atd. Tyto příklady ukazují, že některé druhy rostlin (řidčeji živočichů) mají vyvinuty zvláštní útvary (orgány) specializované na vegetativní rozmnožování.

Z hlediska dědičnosti je nejdůležitější, že všichni potomci jsou svými dědičnými vlastnostmi shodní s rodičovským organismem. Z hlediska vývoje druhu však vegetativní rozmnožování výhodné není právě proto, že nevede k dědičné různorodosti mezi potomky.

Pohlavní rozmnožování

Při pohlavním rozmnožování vzniká nový jedinec ze zvláštních buněk - z buněk pohlavních (gamet). Přitom se jedinec zpravidla vyvíjí z buňky, která vznikla splynutím dvou pohlavních buněk pocházejících ze dvou různých jedinců. To má zásadní význam z hlediska dědičnosti. Nový jedinec dědí své vlastnosti vlastně po dvou rodičovských organismech (které se od sebe zpravidla liší). Proto potomci jednoho rodičovského páru nemají nikdy zcela shodné vlastnosti s rodiči a navíc se od sebe odlišují i potomci téhož rodičovského páru (sourozenci).

Gamety jsou v podstatě vždy dvojího druhu - dvojího pohlavního typu. U vývojově primitivních druhů se však oba typy gamet morfologicky nijak neliší (nazývají se proto izogamety). Jsou však mezi nimi fyziologické rozdíly. U vývojově vyšších druhů jsou gamety obou pohlavních typů vždy nápadně morfologicky odlišeny (nazývají se proto anizogamety). Jeden typ gamet je vždy větší (makrogamety) a přísluší pohlavnímu typu samičímu. U živočichů se makrogamety označují jako vajíčka, u rostlin jako vaječné buňky (oosféry).

Druhý typ gamet je menší (mikrogamety) a přísluší pohlavnímu typu samčímu. U živočichů se nazývají spermie, u rostlin spermatická buňka (spermatozoid). Spermie jsou zpravidla pohyblivé (mají jede nebo více bičíků). U semenných rostlin jsou mikrogamety obsaženy v pylovém zrnu.

Gamety obou pohlavních typů se tvoří v pohlavních orgánech neboli gonádách. Gamety vznikají z diferencovaných prapohlavních buněk. Prapohlavní buňky jsou buňky diploidní, gamety musí být ovšem buňky haploidní (jinak by se počet chromozomů při oplození neustále násobil).

Při tvorbě gamet musí proto docházet ke snížení počtu chromozómových sad z diploidního na haploidní. Děje se to při zvláštním způsobu mitotického dělení, při tzv. meióze neboli redukční dělení. Meióza je proces, při kterém se buňka rozdělí dvakrát (proběhnou dvě cytokineze, chromozomy se však zdvojí a rozštěpí pouze jednou). Z diploidní buňky se tak stává buňka haploidní. Tento princip platí pro tvorbu gamet obojího typu. Buňky vzniklé redukčním dělením se pak diferencují morfologicky a funkčně (již bez dalšího dělení) ve zralé pohlavní buňky.

Jedinci některých druhů vytvářejí oba typy pohlavních buněk. Mají vyvinuty samčí a samičí pohlavní orgány, nebo se gamety obojího typu vyvíjejí v jednom orgánu. Tento jev označujeme jako oboupohlavnost (hermafroditismus).

Např. láčkovci, kroužkovci a všechny semenné rostliny jednodomé (s oboupohlavními květy). U vyšších živočichů mají jedinci vyvinut pouze jeden typ pohlavních orgánů. Existují zde tedy odděleně samičí a samčí individua. Tato skutečnost se nazývá diferencovaná pohlavnost (gonochorismus).

Jedinci obou pohlaví se od sebe liší nejen přítomností samičích či samčích gonád (primární pohlavními znaky), ale i dalšími morfologickými a funkčními vlastnostmi (sekundárními pohlavními znaky). Tento jev nazýváme pohlavní dimorfismus. Diferencovaná pohlavnost je i u některých semenných rostlin, kdy jeden jedinec produkuje pouze jeden typ gamet. Jsou to dvoudomé rostliny.

Nový jedinec se vyvíjí zpravidla až z buňky, která vzniká splynutím gamet opačného pohlavního typu. Tento proces nazýváme oplození (fertilizace). Je to vždy mikrogamety, která vniká do makrogamety. Při oplození se cytoplazmy obou pohlavních buněk promíchají a doje i ke splynutí jader obou gamet v jádro jedno. Tímto spojením obou gamet vzniká zygota, jejíž jádro obsahuje pak diploidní počet chromozómů. Polovina chromozómů pochází z mateřského a druhá polovina z otcovského jedince, proto získává oplozené vajíčko polovinu dědičného znaku od matky a polovinu od otce. Tento proces se nazývá pohlavní neboli sexuální.



Oplození
- vnější (ve vnějším prostředí)
- vnitřní (uvnitř těla samičího organismu)

Proces spojení samičího a samčího jedince se nazývá pohlavní spojení neboli kopulace.

U rostlin je oplozovací proces poněkud složitější, ale jeho podstata je stejná jako u živočichů. Samčí mikrogameta je u semenných rostlin nejprve přenesena v pylovém zrnu např. na bliznu květu (opýlení) a pak dopravena k vaječné buňce prorůstáním pylové láčky. K vlastnímu oplození dochází v semeníku.

Pouze výjimečně se může vajíčko vyvíjet bez oplození (u některých druhů hmyzu). Tento jev se nazývá partenogeneze.



Individuální vývoj

Tento vývoj začíná vznikem nového jedince a končí jeho zánikem. Při pohlavním rozmnožování je počátkem individuálního vývoje vznik zygoty a jeho koncem smrt jedince. V průběhu individuálního vývoje se zygota rozdělí mitotickým dělením na dvě buňky (blastomery). Ty se dále rychle dělí a postupně vzniká velké množství buněk. Buňky se diferencují v buňky různých tkání a vznikají jednotlivé orgány dospělého jedince.



U živočichů dělíme individuální vývoj na dvě etapy:

1) embryonální (embryogenezi)

- ze zygoty se postupně vyvíjejí všechny tkáně a orgány

- u savců probíhá uvnitř mateřského organismu (dává mu i látky)

- u ostatních ve vnějším prostředí

- u rostlin semenných, kde dochází k tvorbě zygoty v embryonálním vaku, se zygota vyvíjí v embryo, které se diferencuje pouze částečně. Stává se součástí semene. Zde přechází do klidového stadia a pokračuje ve svém vývoji v rostlinu, teprve až semeno začne klíčit.

2) postembryonální - je charakterizována zpravidla intenzivním růstem organismu. Jedinec nejen roste, ale se i dále vyvíjí. Důležitou etapou je dosažení pohlavní zralosti, tj. období, kdy je organismus schopen produkovat zralé gamety, tj. rozmnožovat se. Toto období se témž nazývá reprodukční věk.

Délka individuálního života se označuje jako přirozená délka života. Je samozřejmě geneticky naprogramovaná (př. jepice - 24 hodin, jednoleté rostliny,...)

Individuální vývoj je zakončen smrtí - posledním stadiem individua.