Ugrás a tartalomhoz

Bevezetés az állattanba

dr. Csörgő Tibor, dr. Farkas János, Kis Viktor, dr. Molnár Kinga, dr. Sass Miklós, Szatmári Zsuzsanna, dr. Török Júlia Katalin (2012)

Eötvös Loránd Tudományegyetem

3.3. A többsejtűség kialakulásának elméletei

3.3. A többsejtűség kialakulásának elméletei

A többsejtűek kialakulására jó néhány, zömmel történeti jelentőségű elmélet létezik. A folyamat részleti sokféleképpen képzelhetők el, a kiindulási és végállapotokat illetően azonban kevés variációs lehetőség van.

A két fő teória egyike a koloniális vagy telepes flagelláta hipotézis. E szerint a kiindulási egysejtű egy ostoros (flagellata) volt, amelynek utódsejtjei az osztódás során nem váltak szét, mivel a sejtek kollagént is termeltek maguk köré, ez együtt tartotta őket. Először egy sejthalmaz alakult ki, majd ebből a sejtek differenciációjával egy valódi többsejtű élőlény jött létre (3.1.A ábra). Az elméletet az támasztja alá, hogy a legegyszerűbb szivacsok testfelépítése emlékeztet az így létrejövő többsejtű állatra.

A másik elmélet az ún. cellularizációs hipotézis. E szerint az ős egy csillós egysejtű volt, amely sok sejtmaggal rendelkezett. Ez úgy alakulhatott ki, hogy az ivartalan szaporodás során a magosztódást nem követte sejtosztódás, így az utódmagok egy közös citoplazma térben maradtak. E sokmagvú citoplazma tömeg a szincícium (syncytium). Egy darabig növekedett a sejt, majd a sejtmembrán több helyen betüremkedett a citoplazmába és így elhatárolta egymástól a sejtmagvakat: sejtek (cellulae) jöttek létre (cellularisatio). Kialakult a sejthalmaz állapotú ős, melyből kifejlődött a valódi többsejtű állat (3.1.B ábra). Az elméletet két alappillére már megdőlt, hiszen a csillósok vélt ősi megjelenési formáját mutató gyöngyállatkáknak (Opalinata) csakúgy, mint a csillósoknak (Ciliophora), semmi köze nincs se egymáshoz, se az állati evolúcióhoz. Az is kiderült, hogy a laposférgek (azon belül is az örvényférgek) testében a parenchyma sejtes és nem szincíciális szerkezetű, mint ahogy azt a korai tudósok elképzelték.

Az ábrán a többsejtűség kialakulásának két fő elmélete látható folyamatábrán. Az egyik esetben egy ostoros, a másikban egy csillós egysejtű a kiindulási állapot. A végállapot mindkét esetben egy sejthalmazos állapotú ős, amelyből a Metazoa csoport származtatható.

3.1. ábra. A többsejtűség kialakulására vonatkozó két fő teória vázlatosan: a koloniális vagy flagellata (A) és a cellularizációs hipotézis (B)

A két alapelméletet számos más elképzelés alapján részleteiben finomították, hiszen a csíralemezek vagy a szövetek eredetét nem magyarázták. A kurzus keretében az egyik legrégebbi és legegyszerűbb hipotézist ismertetjük.

A Haeckel-féle „Gastraea”-hipotézisMüller és Haeckel biogenetkai alaptörvényén alapszik, amely így szól: az állatok egyedfejlődésük során megismétlik (rekapitulálják) törzsfejlődésük leglényegesebb lépéseit. A kiindulási egysejtű ez esetben is valamilyen csillós, amelyből kialakul a szedercsíra (morula) állapotú átmeneti alak, ez továbbfejlődött hólyagcsíra állapotúvá (blastaea). Ennek sejtsora egy ponton betüremkedett, s kialakult a bélcsíra állapotú ős (gastraea) (3.2. ábra). Az elmélet szerint a sugaras szimmetriát és a nyílt vízi (pelágikus) életmódot kell elsődlegesnek, ősinek tekinteni a kétoldali szimmetriával és az alzaton mozgó életmóddal szemben.

Haeckel Gastrea hipotézise folyamatábrán: egy csillós egysejtűből annak osztódásával szedercsíra, majd hólyagcsíra lett, végül ez betűrődéssel bélcsÍrává alakult. Ennek külső és belső sejtrétegét alkotó sejtjei között munkamegosztás alakulhatott ki.

3.2. ábra. Haeckel Gastrea-hipotézise

A bélcsíra állapotú lénynél már lehetőség volt a sejtek alak- és funkcióbeli elkülönülésére, azaz differenciálódására, hiszen a külső sejtsor egy területének betűrődése miatt egyes sejtek helyzetében lényeges változás következett be. A felszíni sejtek a mozgásban játszottak szerepet (lokomotoros rész), a betűrődött terület sejtjei pedig az emésztést végezték. E vegetatív funkciókat végző testi sejtektől elkülönültek az ivarsejtek, amelyek csak az ivaros szaporodásban játszottak szerepet. A mai élőlények közül a csalánozók testfelépítése ilyen.

Az elmélet egyszerű, elegáns, sok mindent jól megmagyaráz, de például a szivacsokról nem tesz említést. Az állatrendszertan előadásokon majd további, a valóságot feltehetően jobban közelítő elméletet is ismertetünk.