SINH VẬT ĐA BÀO: ĐẶC ĐIỂM, CHỨC NĂNG VÀ VÍ DỤ - SINH HỌC - 2026

Một sinh vật đa bào là một chúng sanh tạo thành từ nhiều tế bào. Thuật ngữ đa bào cũng thường được sử dụng. Các sinh vật hữu cơ bao quanh chúng ta, mà chúng ta có thể quan sát bằng mắt thường, là đa bào.

Đặc điểm đáng chú ý nhất của nhóm sinh vật này là mức độ tổ chức cấu trúc mà chúng sở hữu. Các tế bào có xu hướng chuyên môn hóa để thực hiện các chức năng rất cụ thể và được nhóm lại thành các mô. Khi chúng ta tăng độ phức tạp, các mô hình thành các cơ quan và các cơ quan hình thành hệ thống.

Động vật là những sinh vật đa bào. Nguồn: pixabay.com

Khái niệm này trái ngược với khái niệm về các sinh vật đơn bào, được cấu tạo bởi một tế bào. Nhóm này thuộc về vi khuẩn, vi khuẩn cổ, động vật nguyên sinh, và những loài khác. Trong nhóm lớn này, các sinh vật phải thu gọn tất cả các chức năng cơ bản cho sự sống (dinh dưỡng, sinh sản, trao đổi chất, v.v.) trong một tế bào.

Nguồn gốc và sự tiến hóa

Đa bào đã phát triển trong các dòng khác nhau của sinh vật nhân chuẩn, dẫn đến sự xuất hiện của thực vật, nấm và động vật. Theo các bằng chứng, vi khuẩn lam đa bào xuất hiện sớm trong quá trình tiến hóa, và sau đó các dạng đa bào khác xuất hiện độc lập trong các dòng tiến hóa khác nhau.

Rõ ràng là quá trình chuyển từ một thực thể đơn bào sang một thực thể đa bào xảy ra sớm trong quá trình tiến hóa và lặp đi lặp lại. Vì những lý do này, thật hợp lý khi giả định rằng tính đa bào thể hiện lợi thế chọn lọc mạnh mẽ cho các sinh vật hữu cơ. Sau đó, những lợi thế của đa bào sẽ được thảo luận chi tiết.

Một số giả thiết lý thuyết đã phải xảy ra để có được hiện tượng này: sự kết dính giữa các tế bào lân cận, giao tiếp, hợp tác và chuyên môn hóa giữa chúng.

Tiền thân của sinh vật đa bào

Người ta ước tính rằng các sinh vật đa bào tiến hóa từ tổ tiên đơn bào của chúng khoảng 1,7 tỷ năm trước. Trong sự kiện tổ tiên này, một số sinh vật nhân chuẩn đơn bào đã hình thành một loài tập hợp đa bào dường như là một quá trình tiến hóa từ các sinh vật của một tế bào sang các sinh vật đa bào.

Ngày nay, chúng ta quan sát các sinh vật sống biểu hiện kiểu phân cụm như vậy. Ví dụ, tảo lục thuộc chi Volvox liên kết với các đồng loại của chúng để tạo thành một đàn. Người ta cho rằng phải có một người tiền nhiệm tương tự như Volvox đã khởi nguồn cho các nhà máy ngày nay.

Sự gia tăng khả năng chuyên hóa của mỗi tế bào có thể dẫn đến thuộc địa trở thành một sinh vật đa bào thực sự. Tuy nhiên, một quan điểm khác cũng có thể được áp dụng để giải thích nguồn gốc của các sinh vật đơn bào. Để giải thích cả hai cách, chúng tôi sẽ sử dụng hai ví dụ từ các loài hiện tại.

Động vật có đuôi

Nhóm sinh vật này được tạo thành từ các cấu hình tế bào. Ví dụ, một sinh vật thuộc giống Gonium bao gồm một "tấm" phẳng có khoảng 4 đến 16 tế bào, mỗi tế bào có trùng roi của nó. Về phần mình, chi Pandorina là một hình cầu gồm 16 ô. Vì vậy, chúng tôi tìm thấy một số ví dụ trong đó số lượng ô tăng lên.

Có những chi biểu hiện một kiểu biệt hóa thú vị: mỗi tế bào trong thuộc địa có một "vai trò", giống như ở một sinh vật. Cụ thể, các tế bào soma phân chia từ các tế bào sinh dục.

Dictyostelium

Một ví dụ khác về sự sắp xếp đa bào ở các sinh vật đơn bào được tìm thấy trong chi Dictyostelium. Vòng đời của sinh vật này bao gồm một giai đoạn hữu tính và vô tính.

Trong chu kỳ sinh sản vô tính, một loại amip đơn độc phát triển trên các khúc gỗ mục nát, ăn vi khuẩn và sinh sản bằng cách phân hạch nhị phân. Trong thời kỳ khan hiếm thức ăn, một số lượng đáng kể loài amip này tập hợp lại thành một cơ thể nhầy nhụa có khả năng di chuyển trong môi trường tối và ẩm ướt.

Cả hai ví dụ về các loài sống có thể là một dấu hiệu khả thi cho thấy sự đa bào bắt đầu như thế nào trong thời cổ đại.

Ưu điểm của việc đa bào

Đàn voi ở Serengeti

Tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống, và các sinh vật lớn hơn thường xuất hiện dưới dạng tập hợp của các đơn vị này chứ không phải là một tế bào đơn lẻ tăng kích thước.

Đúng là thiên nhiên đã thử nghiệm những dạng đơn bào tương đối lớn, chẳng hạn như rong biển đơn bào, nhưng những trường hợp này rất hiếm và rất thỉnh thoảng.

Các sinh vật đơn bào đã thành công trong lịch sử tiến hóa của các sinh vật. Chúng đại diện cho hơn một nửa tổng khối lượng các sinh vật sống, và đã thành công trong các môi trường khắc nghiệt nhất. Tuy nhiên, ưu điểm của cơ thể đa bào là gì?

Diện tích bề mặt tối ưu

Tại sao một sinh vật lớn được tạo thành từ các tế bào nhỏ tốt hơn một tế bào lớn? Câu trả lời cho câu hỏi này liên quan đến diện tích bề mặt.

Bề mặt tế bào phải có khả năng làm trung gian cho sự trao đổi các phân tử từ bên trong tế bào ra môi trường bên ngoài. Bằng cách chia khối lượng tế bào thành các đơn vị nhỏ, diện tích bề mặt có sẵn cho hoạt động trao đổi chất tăng lên.

Không thể duy trì một tỷ lệ bề mặt trên khối lượng tối ưu chỉ bằng cách tăng kích thước của một ô đơn lẻ. Vì lý do này, đa bào là một đặc điểm thích nghi cho phép sinh vật tăng kích thước.

Chuyên môn hóa

Theo quan điểm sinh hóa, nhiều sinh vật đơn bào rất linh hoạt và có khả năng tổng hợp hầu như bất kỳ phân tử nào bắt đầu từ các chất dinh dưỡng rất đơn giản.

Ngược lại, các tế bào của một sinh vật đa bào chuyên biệt cho một số chức năng, và những sinh vật này thể hiện mức độ phức tạp cao hơn. Sự chuyên môn hóa như vậy cho phép chức năng diễn ra hiệu quả hơn - so với một tế bào phải thực hiện tất cả các chức năng sống cơ bản.

Hơn nữa, nếu một "phần" của sinh vật bị ảnh hưởng - hoặc chết - thì nó không chuyển thành cái chết của toàn bộ cá thể.

Thuộc địa hóa các hốc

Các sinh vật đa bào thích nghi tốt hơn với cuộc sống trong một số môi trường nhất định mà các dạng đơn bào hoàn toàn không thể tiếp cận được.

Tập hợp các kiểu thích nghi đặc biệt nhất bao gồm những kiểu cho phép thực dân hóa đất đai. Trong khi các sinh vật đơn bào chủ yếu sống trong môi trường nước, các dạng đa bào đã tìm cách cư trú trên đất liền, không khí và đại dương.

Đa dạng

Một trong những hậu quả của việc được tạo thành từ nhiều hơn một tế bào là khả năng hiện diện của chúng ở các "dạng" hoặc hình thái khác nhau. Vì lý do này, đa bào chuyển thành sự đa dạng hơn của các sinh vật hữu cơ.

Trong nhóm sinh vật này, chúng ta tìm thấy hàng triệu dạng, hệ thống cơ quan chuyên biệt và các kiểu hành vi. Sự đa dạng sâu rộng này làm tăng các loại môi trường mà sinh vật có khả năng khai thác.

Lấy trường hợp của động vật chân đốt. Nhóm này trình bày một loạt các hình thức đa dạng, đã quản lý để xâm chiếm thực tế tất cả các môi trường.

nét đặc trưng

Bọ cánh cứng là sinh vật có hàng triệu tế bào. Nguồn: flickr.com

Cơ quan

Các sinh vật đa bào được đặc trưng chủ yếu bằng cách trình bày một tổ chức có thứ bậc của các yếu tố cấu trúc của chúng. Ngoài ra, chúng có quá trình phát triển phôi thai, vòng đời và các quá trình sinh lý phức tạp.

Theo cách này, vật chất sống thể hiện các cấp độ tổ chức khác nhau mà khi tăng dần từ cấp độ này sang cấp độ khác, chúng ta thấy một cái gì đó khác về chất và nó có những đặc tính không tồn tại ở cấp độ trước đó. Các cấp tổ chức cao hơn chứa tất cả những cấp thấp hơn. Vì vậy, mỗi cấp độ là một thành phần của một bậc cao hơn.

Biệt hóa tế bào

Các loại tế bào tạo nên các sinh vật đa bào là khác nhau vì chúng tổng hợp và tích lũy các loại phân tử ARN và protein khác nhau.

Họ làm điều này mà không làm thay đổi vật liệu di truyền, tức là, trình tự DNA. Bất kể hai tế bào khác nhau như thế nào trong cùng một cá thể, chúng có cùng một DNA.

Hiện tượng này đã được chứng minh nhờ một loạt các thí nghiệm cổ điển trong đó nhân của một tế bào đã phát triển đầy đủ của ếch được tiêm vào một noãn, hạt nhân của tế bào đã bị loại bỏ. Hạt nhân mới có khả năng chỉ đạo quá trình phát triển, và kết quả là một con nòng nọc bình thường.

Các thí nghiệm tương tự đã được thực hiện trên các sinh vật thực vật và động vật có vú, thu được cùng một kết luận.

Ví dụ, ở người, chúng ta tìm thấy hơn 200 loại tế bào, với những đặc điểm riêng biệt về cấu trúc, chức năng và sự trao đổi chất của chúng. Tất cả các tế bào này đều có nguồn gốc từ một tế bào duy nhất, sau khi thụ tinh.

Hình thành mô

Các sinh vật đa bào được tạo thành từ các tế bào, nhưng chúng không được nhóm lại một cách ngẫu nhiên để tạo thành một khối đồng nhất. Ngược lại, các tế bào có xu hướng chuyên môn hóa, tức là chúng thực hiện một chức năng cụ thể bên trong các sinh vật.

Các tế bào tương tự nhau được nhóm lại với nhau ở mức độ phức tạp cao hơn được gọi là mô. Các tế bào được liên kết với nhau bằng các protein đặc biệt và các điểm nối tế bào tạo ra kết nối giữa các tế bào của các tế bào lân cận.

Mô ở động vật

Ở những loài động vật phức tạp nhất, chúng ta tìm thấy một loạt các mô được phân loại theo chức năng mà chúng thực hiện và hình thái tế bào của các thành phần của chúng trong: mô cơ, biểu mô, liên kết hoặc mô liên kết và thần kinh.

Mô cơ được tạo thành từ các tế bào co bóp có chức năng chuyển hóa năng lượng hóa học thành năng lượng cơ học và có liên quan đến các chức năng vận động. Chúng được phân loại thành cơ xương, cơ trơn và cơ tim.

Các mô biểu mô chịu trách nhiệm về lớp lót của các cơ quan và các khoang. Chúng cũng là một phần của nhu mô của nhiều cơ quan.

Mô liên kết là loại không đồng nhất nhất, và chức năng chính của nó là kết dính các mô khác nhau tạo nên các cơ quan.

Cuối cùng, mô thần kinh chịu trách nhiệm đánh giá cao các kích thích bên trong hoặc bên ngoài mà cơ thể nhận được và chuyển chúng thành xung thần kinh.

Metazoans thường có các mô của chúng được sắp xếp theo một cách tương tự. Tuy nhiên, bọt biển hay bọt biển - được coi là động vật đa bào đơn giản nhất - có một sơ đồ rất đặc biệt.

Cơ thể của bọt biển là một tập hợp các tế bào được nhúng trong chất nền ngoại bào. Sự hỗ trợ đến từ một loạt các hạt và protein nhỏ (giống như kim).

Mô ở thực vật

Ở thực vật, các tế bào được nhóm lại thành các mô thực hiện một chức năng cụ thể. Chúng có đặc điểm là chỉ có một loại mô mà tế bào có thể chủ động phân chia, và đây là mô phân sinh. Phần còn lại của các mô được gọi là người lớn, và chúng đã mất khả năng phân chia.

Chúng được xếp vào loại vải bảo vệ, như tên gọi của chúng, có nhiệm vụ bảo vệ cơ thể khỏi bị khô và khỏi bất kỳ sự mài mòn cơ học nào. Đây được phân loại thành mô biểu bì và mô dưới da.

Các mô cơ bản hoặc nhu mô tạo thành phần lớn cơ thể của sinh vật thực vật và lấp đầy bên trong các mô. Ở nhóm này, chúng ta tìm thấy nhu mô đồng hóa, giàu lục lạp; đến nhu mô dự trữ, điển hình của quả, rễ và thân và sự dẫn truyền muối, nước và nhựa cây.

Hình thành cơ quan

Ở mức độ phức tạp cao hơn, chúng tôi tìm thấy các cơ quan. Một hoặc nhiều loại mô được liên kết để tạo ra một cơ quan. Ví dụ, tim và gan của động vật; và lá và thân của cây.

Đào tạo hệ thống

Ở cấp độ tiếp theo, chúng tôi có nhóm các cơ quan. Các cấu trúc này được nhóm lại thành các hệ thống để sắp xếp các chức năng cụ thể và hoạt động một cách đồng bộ. Trong số các hệ thống cơ quan được biết đến nhiều nhất, chúng ta có hệ tiêu hóa, hệ thần kinh và hệ tuần hoàn.

Sự hình thành của sinh vật

Bằng cách nhóm các hệ thống cơ quan lại với nhau, chúng ta có được một sinh vật độc lập và rời rạc. Các bộ cơ quan có khả năng thực hiện tất cả các chức năng sống, tăng trưởng và phát triển để giữ cho cơ thể sống

Các chức năng quan trọng

Chức năng sống của các sinh vật hữu cơ bao gồm các quá trình dinh dưỡng, tương tác và sinh sản. Các sinh vật đa bào thể hiện các quá trình rất không đồng nhất trong các chức năng sống của chúng.

Về mặt dinh dưỡng, chúng ta có thể chia sinh vật thành sinh vật tự dưỡng và sinh vật dị dưỡng. Thực vật tự dưỡng vì chúng có thể tự lấy thức ăn thông qua quá trình quang hợp. Trong khi đó, động vật và nấm phải chủ động kiếm thức ăn, vì vậy chúng là những sinh vật dị dưỡng.

Việc sinh sản cũng rất đa dạng. Ở thực vật và động vật, có những loài có khả năng sinh sản hữu tính hoặc vô tính hoặc biểu hiện cả hai hình thức sinh sản.

Ví dụ

Sứa mặt trăng. (Aurelia aurita). Tác giả: Alasdair flickr.com/photos/csakkarin

Các sinh vật đa bào nổi bật nhất là thực vật và động vật. Bất kỳ sinh vật sống nào mà chúng ta quan sát bằng mắt thường (không sử dụng kính hiển vi) đều là sinh vật đa bào.

Động vật có vú, sứa biển, côn trùng, cây cối, xương rồng, tất cả đều là ví dụ của các sinh vật đa bào.

Trong nhóm nấm còn có những loại nấm đa bào, chẳng hạn như nấm rơm mà chúng ta thường dùng trong nhà bếp.

Người giới thiệu

1. Cooper, GM và Hausman, RE (2004). Tế bào: Cách tiếp cận phân tử. Medicinska naklada.
2. Furusawa, C., & Kaneko, K. (2002). Nguồn gốc sinh vật đa bào như một hệ quả tất yếu của hệ động lực. Hồ sơ giải phẫu: Ấn phẩm chính thức của Hiệp hội các nhà giải phẫu Hoa Kỳ, 268 (3), 327-342.
3. Gilbert SF (2000). Sinh học phát triển. Sinauer Associates.
4. Kaiser, D. (2001). Xây dựng cơ thể sinh vật đa bào. Đánh giá hàng năm về di truyền học, 35 (1), 103-123.
5. Lodish, H., Berk, A., Zipursky, SL, Matsudaira, P., Baltimore, D., & Darnell, J. (2013). Sinh học phân tử tế bào. WH freeman.
6. Michod, RE, Viossat, Y., Solari, CA, Hurand, M., & Nedelcu, AM (2006). Sự sống-lịch sử tiến hóa và nguồn gốc của đa bào. Tạp chí Sinh học lý thuyết, 239 (2), 257-272.
7. Rosslenbroich, B. (2014). Về nguồn gốc của sự tự chủ: một cái nhìn mới về những chuyển đổi chính trong quá trình tiến hóa. Springer Science & Business Media.