گذر از تک سلولي به پرسلولي و تکامل حيات

هر سلول داراي مرز غشايي مشخصي است و متابوليسم دروني ويژه اي براي زنده ماندن دارد.بسياري از مواد با گذر از غشاي سلول، وارد آن شده و مورد استفاده قرار مي گيرند.سلولهاي منفرد با دريافت مواد از محيط رشد مي کنند و در نتيجه رسيدن به اندازه معين، تقسيم شده و بر تعداد خودمي افزايند.افزايش تعداد سلول ها مي تواند منجر به تمايز سلولي و در نتيجه تنوع در سلول ها شود.يک سلول منفرد همه اعمال زيستي، از جمله تغذيه، تحرک، تکثير و يا توليد مثل، سازگاري با محيط، پاسخ به عوامل محيطي را به تنهايي انجام مي دهد و داراي نوعي استقلال عملکرد است، اما به نظر مي آيد که توانايي اندکي براي کنترل تغييرات محيطي دارد، به همين دليل، عمدتاً تحت تاثير محيط قرار مي گيرد.ايجاد ساختارهاي پرسلولي در واقع نوعي کنترل در برابر تغييرات محيطي است.
يک سلول اوليه يا بنيادي مي تواند پايه گذار بسياري از فرايندهاي تکاملي در جهت پرسلولي شدن باشد.در تشکيل اجتماعات سلولي، هميشه سلول اوليه يا يا بنيادي با قدرت تکثير و تمايز بالا وجود دارد که مي تواند ساير سلولها را ايجاد کند ظهور سلولهاي بنيادي از ويژگي هاي ايجاد تنوع سلولي در پرسلولي ها است و تنظيم رشد و تمايز اين سلولها براي روند تکاملي ضروري است.
سلول منفرد با دريافت مواد از محيط رشد مي کند و در نتيجه رسيدن به اندازه معين، تقسيم شده و بر تعداد خود مي افزايد.با افزايش تعداد سلولها، بر همکنش هايي بين آنها ايجاد مي شود.برخي مواد شيميايي به عنوان علائم ويژه و اختصاصي از غشاي سلولي منتقل شده و در ايجاد اين برهمکنش ها دخالت مي کنند.د رسطح غشاهاي سلولي، ملکولهاي اختصاصي و ويژه اي وجود دارد که در تماس سلول ها به هم به نيروي چسبندگي تبديل مي شوند.اگر اين برهمکنش ها ضعيف باشد، هر سلول وضعيت مستقل خود را نسبت به ساير سلولها حفظ مي کند، دراين صورت سلول ها به صورت منفرد باقي مانده و به همان صورت تکثير مي شوند و به تعداد خود مي افزايند.اين افزايش تعداد منجر به تشکيل سلولهاي مشابه با نيازهاي يکسان مي شود و در اين صورت مي تواند به ايجاد نوعي رقابت براي کسب منابع بيشتر منجر شود و با کاهش منابع، رشد و تکثير کاهش يابد افزايش اندازه نيز در يک سلول با مرز غشايي مشخص محدود است و پر سلولي شدن تنها راه مقابله با مشکلات رقابتي است، آن هم زماني که منابع يکساني براي سلول ها وجود دارد و يا منابع غذايي در محيط کاهش يافته و يا علي رغم فراواني مواد غذايي، فعاليت هاي متابوليسمي افزايش يافته باشد.
در صورتي که بر همکنش هاي بين سلولها شديد باشد، سلولها وابستگي متقابلي نسبت به هم پيدا کرده و ادامه تاثيرات متقابل، فرايند بازگشت به سلولهاي منفرد را منتفي مي کند و به دليل پويايي واکنش هاي شيميايي در هر سلول و رشد مداوم، تمايل به در کنار هم بودن زياد شده و در نتيجه اين برهمکنش ها تمايزات ويژه اي انجام و سلولها را از هم متفاوت کرده و نيازهاي آنها نيز تا حد زيادي متفاوت مي شود و در نتيجه کلوني هايي متشکل از يک يا چند نوع سلول ايجاد مي شود.با ايجاد اتصالات و چسبندگي بين سلولها و تاثيرات متقابل بين سلولها، وضعيت فضايي ويژه اي براي تشکيل کلوني هاي اوليه صورت مي گيرد و سلولهاي کلوني با هم ارتباط برقرار ي کنند.نقطه عطف در پيدايش پرسلولي ها، تکامل سيستم انتقال پيام بين سلولهاي مختلف و ايجاد کلوني مي باشد.در واقع در کلوني ها يا جانداران پر سلولي پيچيده تر، يک محيط دروني ايجاد مي شود که سبب مي شود سلولها در وضعيت نسبتاً پايداري قرار گيرند.
تنها گروهي از سلولها که در سطح هستند در تماس مستقيم با محيط هستند و ساير سلولها در محيط دروني قرار مي گيرند.قرارگيري سلولها در محيط دروني، آنها را از چالش ها و تغييرات محيطي حفظ مي کند و منابع غذايي از طريق سلولهاي سطحي در اختيارشان قرار مي گيرند.بنابراين، سلول ها در اين شرايط علاوه بر پاسخ به تغييرات محيطي، پيام هايي را از ساير سلول هاي دريافت و نسبت به آن پاسخ مناسبي ارائه مي دهند.اين امر زمينه لازم را براي تخصصي شدن و تمايز و تقسيم کار فراهم مي کند.
پر سلولي شدن، از يک طرف سبب حفظ سلول ها از چالش هاي محيطي شده و از طرف ديگر، محافظت بيشتر و بهتري براي ماده ژنتيک نسبت به تک سلولي ها ايجاد مي شود و نيز تناسب بيشتري بين سوخت و ساز و توليد مثل موجود زنده فراهم مي گردد.در پرسلولي ها، انسجام و يکپارچگي سلول ها باعث تبادل اطلاعات و مواد بين سلولي از طريق تشکيل دستگاه هاي ارتباطي-انتقالي بين سلولها مي گردد که خود يکي از دلايل موفقيت موجودات پرسلولي مي باشد.
با پر سلولي شدن، پيچيدگي ساختاري و عملکردي در موجود بيشتر مي شود، به طوري که اين پيچيدگي را مي توان با افزايش انواع سلولها در پيکره موجود و نيز بر اساس اندازه موجود محاسبه کرد.تشکيل انواع سلول در تقسيم کار يک کلوني و يا يک جاندار پيچيده نقش اساسي دارد.در واقع پيچيدگي از طريق تمايز ساختاري و مورفولوژيکي، متابوليسمي و زايشي همراه با شکل گيري بافت ها، اندام ها و اعضا در اجتماعات پر سلولي شکل مي گيرد.

نتيجه
 

پرسلولي شدن مزيت هايي را براي موجود زنده به همراه دارد و براي تقويت قابليت هاي متابوليسمي و زايشي مهم است.افزايش اندازه بدن به موجود زنده اين امکان را مي دهد که تا از منابع محيطي بهتر از رقباي خود استفاده کند.با ظهور پرسلولي ها، تمايز عملکردي و تخصصي شدن همراه با تقسيم کار دربين سلولهاي تشکيل دهنده يک موجود زنده ايجاد مي شود.پرسلولي شدن سبب حفظ سلول ازچالش هاي محيطي و حفظ بهتر از ماده ژنتيک مي شود و تناسب بيشتري بين سوخت و ساز و توليد مثل موجود زنده فراهم مي گردد.پيچيده شدن پيکر موجودات همراه با افزايش تععداد و تنوع سلولها و در نتيجه اندازه، از دلايل موفقيت موجودات پر سلولي در طول تکامل بوده است.
منابع :
1-Motility, mixing,and multicellularity, Cristian A.solari,John,o.kessler Raymond E.Goldetein.Genet program Evolvable Mach 2007 8:115-129
2-THE SIZE-COMPLEXITY RULE.J.T.BONNER.Evolution, 58 9 ,2004, pp.1883-1890
3-origin of Multicellular organisms asan Inevitable consequence of Dynamical systems.Chekara furusawai and kunihiko kaneko 2.the anatiomical record 268:327-342 2002
4-origin of complexity in Multicellular organisms .chikara furusawa and kunihiko kaneko.Depatment of pure and Applied sciences, university of Tokyo, volume 84, Number 26, June 2000
منبع:اطلاعات علمي شماره11