Tek Hücreli ve Çok Hücreli Canlılarda Hücre Organizasyonu Nedir? Nasıldır?

Hücre Organizasyonu Nedir? Tek hücreli ve çok hücreli canlıların hücre organizasyonu nasıldır, koloni oluşturan organizmalardaki organizasyon nasıldır?

Organizasyonun verimliliği sağladığı söylenebilir. Ve vücudunuzdaki hücreler, sizi oluşturan organ sistemleri şeklinde organize edilmiş, organlar halinde düzenlenmiş dokuları oluşturur. Ve insan vücudunun çok organize ve verimli bir sistem olduğu söylenebilir.

Kaynak: http://biology.plosjournals.org

Hücrelerin Organizasyonu

Organizmalarda biyolojik organizasyon her seviyede mevcuttur. Dünyanın en büyük memelisi olan mavi balina gibi bir organizmadan, en küçük seviyede, DNA ve protein gibi şeyleri oluşturan moleküllerde görülebilir. Benzer şekilde, tek hücreli prokaryotlar ve ökaryotlar, hücrelerinin düzenlenme biçiminde düzen gösterirler. Amip gibi tek hücreli organizmalar serbestçe yüzer ve bağımsız yaşarlar. Tek hücreli “vücutları”, metabolizma ve solunum gibi yaşamın tüm süreçlerini diğer hücrelerin yardımı olmadan gerçekleştirebilir. Bakteriler gibi bazı tek hücreli organizmalar bir araya toplanarak bir biyofilm oluşturabilir. Biyofilm, bir yüzeye yapışan ve kendi üzerinde koruyucu bir kaplama oluşturan birçok bakteri grubudur. Biyofilmler çok hücreli organizmalara benzerlik gösterebilir. İş bölümü, bir hücre grubunun bir işi (biyofilmi yüzeye yapıştıran “yapıştırıcı” yapmak gibi) yaparken, başka bir hücre grubunun başka bir işi (besinleri almak gibi) yaptığı süreçtir. Çok hücreli organizmalar, yaşam süreçlerini iş bölümü yoluyla gerçekleştirir. Belirli işleri yapan özelleşmiş hücreleri vardır. Bununla birlikte, biyofilmler çok hücreli organizmalar olarak kabul edilmez ve bunun yerine kolonyal organizmalar olarak adlandırılır. Çok hücreli bir organizma ile kolonyal bir organizma arasındaki fark, bir koloniden veya biyofilmden gelen tek tek organizmaların, ayrıldıklarında kendi başlarına hayatta kalabilmeleri, ancak çok hücreli bir organizmadan (örn., Karaciğer hücreleri) ayrılan hücrelerin hayatta kalamamasıdır.

biyofilm – Kaynak: commons.wikimedia.org

Kolonyal Organizmalar

Koloni organizmaları muhtemelen çok hücreli organizmalara doğru ilk evrimsel adımlardan biriydi. Volvox cinsinin algleri, kolonyal organizmalar ile çok hücreli organizmalar arasındaki sınırın bir örneğidir.

Aşağıdaki Şekilde gösterilen Volvox, kolonyal bir organizmadır. İçi boş bir küre halinde gruplanmış 1.000 ila 3.000 arasında fotosentetik algden oluşur. Kürenin ayrı bir ön ve arka ucu vardır. Hücreler, ön tarafa yakın hücrelerde daha gelişmiş olan göz lekelerine sahiptir. Bu, koloninin ışığa doğru yüzmesini sağlar.

Çok Hücreliliğin Kökeni

Bilinen en eski çok hücreli organizma, fosilleri 1,2 milyar yıllık kayada bulunan kırmızı alg Bangiomorpha pubescens’tir. İlk organizmalar tek hücreli olduğundan, bu organizmaların çok hücreli organizmalara dönüşmesi gerekiyordu.

Bilim adamları, çok hücreliliğin aynı türden birçok organizma arasındaki işbirliğinden kaynaklandığını düşünüyor. Koloni Teorisi, bu işbirliğinin çok hücreli bir organizmanın gelişmesine yol açtığını öne sürüyor. Doğadaki organizmalar arasında birçok işbirliği örneği gözlemlenmiştir. Örneğin, belirli bir amip türü (tek hücreli bir protist), yiyecek kıtlığı zamanlarında bir araya toplanır ve yeni bir yere tek olarak hareket eden bir koloni oluşturur. Bu amiplerin bazıları daha sonra birbirinden biraz farklılaşır. Aşağıdaki şekilde gösterilen Volvox, kolonyal bir organizmanın başka bir örneğidir. Çoğu bilim adamı, Koloni Teorisinin çok hücreli organizmaların nasıl evrimleştiğini açıkladığını kabul ediyor.

Volvox kolonisi – Kaynak: commons.wikimedia.org

Çok hücreli organizmalar, birden fazla hücre türünden oluşan ve özel işlevler gerçekleştirmek için bir araya getirilmiş özel hücrelere sahip organizmalardır. Mikroskop olmadan görebileceğiniz organizmaların çoğu çok hücrelidir. Çok hücreli bir organizmanın hücreleri bağımsız hücreler olarak hayatta kalamaz. Bir ağaç veya kedi gibi çok hücreli bir organizmanın gövdesi, çeşitli düzeylerde organizasyon sergiler: dokular, organlar ve organ sistemleri. Benzer hücreler dokularda gruplanır, doku grupları organları oluşturur ve benzer işleve sahip organlar bir organ sistemi içinde gruplanır.

Çok Hücreli Organizmalarda Organizasyon Düzeyleri

Yaşayan en basit çok hücreli organizmalar olan süngerler, ortak bir amaç için birlikte çalışan birçok özel hücre türünden oluşur. Bu tür hücre tipleri arasında sindirim hücreleri, tübüler gözenek hücreleri ve epidermal hücreler bulunur. Farklı hücre türleri büyük, organize, çok hücreli bir yapı – görünür sünger – oluştursa da, gerçek birbirine bağlı dokular halinde organize edilmezler. Sünger kırılırsa, diğer tarafta yeniden oluşacaktır. Bununla birlikte, süngerin hücreleri birbirinden ayrılırsa, tek tek hücre tipleri tek başına yaşayamaz. Yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi, Volvox cinsinin üyeleri gibi daha basit kolonyal organizmalar, bireysel hücrelerinin serbest yaşaması ve koloniden ayrılırsa kendi başlarına hayatta kalabilmesi bakımından farklılık gösterir.

Çok hücreli bir organizma olan bu yuvarlak solucan, vücudundaki tüm hücrelerin çekirdeklerini (kırmızı noktalar) vurgulamak için boyandı. – Kaynak: http://biology.plosjournals.org

Bir doku, bir organizma içinde benzer işleve sahip bir grup bağlantılı hücredir. Denizanası, mercan ve deniz anemonları gibi daha karmaşık organizmalar doku düzeyinde bir organizasyona sahiptir. Örneğin, denizanasının koruyucu, sindirim ve duyusal işlevleri ayrı olan dokuları vardır.

Yukarıdaki Şekilde gösterilen yuvarlak solucan gibi daha karmaşık organizmalar, aynı zamanda farklılaşmış hücre ve dokulara sahip olmakla birlikte, bir organ gelişim seviyesine sahiptir. Bir organ, belirli bir işlevi veya işlevi olan bir doku grubudur. Organlar, bir yassı solucanın (bir grup sinir hücresi) beyni kadar ilkel, bir sekoyanın gövdesi kadar büyük (90 metreye kadar veya 300 fit yüksekliğe kadar) veya bir insan karaciğeri kadar karmaşık olabilir.

En karmaşık organizmaların (memeliler, ağaçlar ve çiçekler gibi) organ sistemleri vardır. Bir organ sistemi, karmaşık ilişkili işlevleri yerine getirmek için birlikte hareket eden ve her organın görevin bir bölümüne odaklandığı bir grup organdır. Bir örnek, ağzın yiyecekleri yuttuğu, midenin onu ezip sıvılaştırdığı, pankreas ve safra kesesinin sindirim enzimlerini oluşturup saldığı ve bağırsakların besinleri kana emdiği insan sindirim sistemidir.