Η οργάνωση των πολυκύτταρων οργανισμών 🧬
Ένας πολυκύτταρος οργανισμός δεν είναι ένας απλός σωρός από κύτταρα. Είναι μια καλά οργανωμένη ομάδα, όπου το κάθε κύτταρο έχει τη δική του δουλειά και συνεργάζεται με τα υπόλοιπα. Σε αυτή την ενότητα θα δούμε πώς από ένα μικροσκοπικό κύτταρο φτάνουμε σε έναν ολόκληρο οργανισμό, και πώς οι επιστήμονες ταξινομούν τα εκατομμύρια είδη που ζουν στη Γη.
Κύτταρα που μοιάζουν και κύτταρα που διαφέρουν 🔬
Σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό υπάρχουν κύτταρα που μοιάζουν μεταξύ τους, αλλά και κύτταρα που διαφέρουν στο μέγεθος, στο σχήμα και στις λειτουργίες που επιτελούν.
Στα ζώα, για παράδειγμα:
| Είδος κυττάρου | Λειτουργία |
|---|---|
| Ερυθρά αιμοσφαίρια | Μεταφέρουν το οξυγόνο |
| Νευρικά κύτταρα | Μεταφέρουν μηνύματα |
| Μυϊκά κύτταρα | Βοηθούν στην κίνηση |
Κύτταρα που έχουν παρόμοια μορφή και λειτουργία συνήθως συνδέονται και αποτελούν έναν ιστό. Έτσι, τα μυϊκά κύτταρα σχηματίζουν τον μυϊκό ιστό και τα νευρικά κύτταρα τον νευρικό ιστό.
Το σχήμα κάθε κυττάρου δεν είναι τυχαίο: ταιριάζει με τη δουλειά που κάνει. Τα νευρικά κύτταρα έχουν μακριές, λεπτές προεκτάσεις γιατί πρέπει να μεταφέρουν μηνύματα σε μεγάλες αποστάσεις μέσα στο σώμα.
Από τους ιστούς στα όργανα 🫀
Οι ιστοί συνεργάζονται και δημιουργούν τα όργανα. Κάθε όργανο αποτελείται από διάφορους ιστούς που συνεργάζονται μεταξύ τους.
- Στα φυτά, όργανα είναι τα φύλλα, τα άνθη, ο βλαστός, η ρίζα.
- Στον άνθρωπο, όργανα με συγκεκριμένη λειτουργία το καθένα είναι η καρδιά, ο εγκέφαλος και πολλά ακόμη.
Η καρδιά, για παράδειγμα, αποτελείται κυρίως από μυϊκό, αλλά και από νευρικό ιστό. Ένα όργανο όμως δεν μπορεί να ολοκληρώσει μόνο του μια λειτουργία.
Ο ιστός φτιάχνεται από κύτταρα ενός είδους, ενώ το όργανο φτιάχνεται από περισσότερους ιστούς μαζί. Ο μυϊκός ιστός είναι ιστός· η καρδιά, που έχει μυϊκό και νευρικό ιστό, είναι όργανο.
Τα συστήματα οργάνων 🔗
Στην κυκλοφορία του αίματος η καρδιά έχει ιδιαίτερα σημαντικό ρόλο, αλλά χρειάζεται να συνεργαστεί και με άλλα όργανα, όπως τα αγγεία. Τα διάφορα όργανα που συνεργάζονται μεταξύ τους για την πραγματοποίηση μιας συγκεκριμένης λειτουργίας αποτελούν ένα σύστημα οργάνων.
Έτσι, η καρδιά, οι αρτηρίες και οι φλέβες ενός ζωικού οργανισμού συμβάλλουν στην κυκλοφορία του αίματος και συναποτελούν το κυκλοφορικό σύστημα.
Ένας πολυκύτταρος οργανισμός αποτελείται από διάφορα συστήματα οργάνων (κυκλοφορικό, αναπνευστικό, νευρικό και άλλα), τα οποία συνεργάζονται και λειτουργούν συντονισμένα. Η σειρά της οργάνωσης σε ένα ζώο είναι:
κύτταρο → ιστός → όργανο → σύστημα οργάνων → οργανισμός
Η απλούστερη οργάνωση των φυτών 🌿
Στα φυτά συναντάμε απλούστερη οργάνωση. Φυτικά κύτταρα με παρόμοια μορφή και λειτουργία συνδέονται και σχηματίζουν ιστούς. Διαφορετικοί ιστοί συνδυάζονται και δημιουργούν τα φυτικά όργανα, όπως είναι τα φύλλα, ο βλαστός και η ρίζα.
Τα φυτά δεν διαθέτουν συστήματα οργάνων. Τα φυτικά όργανα συνεργάζονται απευθείας μεταξύ τους για την πραγματοποίηση διάφορων λειτουργιών και συγκροτούν τον φυτικό οργανισμό:
κύτταρο → ιστός → όργανο → οργανισμός
Η μόνη διαφορά ανάμεσα στα δύο σχήματα οργάνωσης είναι ένα επίπεδο: στα φυτά λείπει το σύστημα οργάνων. Όλα τα υπόλοιπα επίπεδα (κύτταρο, ιστός, όργανο) υπάρχουν και στα φυτά και στα ζώα.
Εξειδίκευση: το τίμημα της συνεργασίας 🧠
Σε έναν πολυκύτταρο οργανισμό τα κύτταρα κάθε ιστού εξειδικεύονται σε μια συγκεκριμένη λειτουργία και συνεργάζονται στενά μεταξύ τους. Συνεργάζονται όμως και με κύτταρα άλλων ιστών, που είναι εξειδικευμένα σε διαφορετική λειτουργία. Για παράδειγμα, τα νευρικά κύτταρα μεταφέρουν μηνύματα από τον εγκέφαλο προς τα μυϊκά κύτταρα, ώστε να επιτευχθεί η κίνηση.
Μέσα από τη συνεργασία των κυττάρων εξυπηρετείται το σύνολο των λειτουργιών του οργανισμού. Τι σημαίνει όμως αυτό για το ίδιο το κύτταρο; Μπορεί ένα νευρικό κύτταρο να ζήσει ανεξάρτητα από τον υπόλοιπο οργανισμό; Αυτό είναι αδύνατο: ακριβώς επειδή είναι εξειδικευμένο, δεν μπορεί να καλύψει μόνο του όλες τις ανάγκες του.
Αντίθετα, το ένα και μοναδικό κύτταρο ενός μονοκύτταρου οργανισμού, όπως η αμοιβάδα, επιτελεί μόνο του όλες τις απαραίτητες για την επιβίωσή του λειτουργίες.
Η εξειδίκευση κάνει κάθε κύτταρο πολύ καλό σε μία δουλειά, αλλά ταυτόχρονα το κάνει και εξαρτημένο. Ένα μονοκύτταρο πλάσμα τα καταφέρνει μόνο του σε όλα, ενώ ένα δικό μας νευρικό κύτταρο δεν θα επιβίωνε ούτε λεπτό έξω από το σώμα μας.
Ποικιλομορφία και ταξινόμηση των οργανισμών 🌍
Στη βιόσφαιρα συναντάμε εκατομμύρια διαφορετικούς οργανισμούς: ψηλά δέντρα, χαμηλούς θάμνους, ψάρια, πτηνά, ερπετά, θηλαστικά, έντομα και πολλούς ακόμη. Παρατηρούμε δηλαδή μια μεγάλη ποικιλομορφία οργανισμών, οι οποίοι διαφέρουν στην εμφάνιση, στη συμπεριφορά ή στον τόπο όπου ζουν.
Ορισμένοι οργανισμοί ωστόσο παρουσιάζουν και ομοιότητες. Ένας αετός και ένα χελιδόνι έχουν πολλές διαφορές, και τα δύο όμως είναι ζώα, γεννούν αυγά, έχουν φτερά και πετούν.
Γιατί ταξινομούμε
Για να μπορέσουμε να μελετήσουμε τους οργανισμούς, τους κατατάσσουμε σε ομάδες με βάση τις ομοιότητές τους. Το θυμάρι και η ελιά κατατάσσονται στα φυτά, ενώ ο σκύλος, η γάτα, το χελιδόνι και η τσιπούρα στα ζώα.
Οι οργανισμοί της ίδιας ομάδας όμως εμφανίζουν και αρκετές διαφορές: ο σκύλος και η γάτα γεννούν μικρά, ενώ το χελιδόνι και η τσιπούρα αυγά. Γι' αυτόν τον λόγο κάθε ομάδα χωρίζεται σε μικρότερες.
Τι είναι το είδος
Μια ομάδα οργανισμών που μπορούν να ζευγαρώσουν και να δώσουν απογόνους, οι οποίοι μπορούν με τη σειρά τους να δώσουν και αυτοί απογόνους, ανήκουν στο ίδιο είδος.
Έτσι, όλοι οι σκύλοι ανήκουν στο ίδιο είδος. Μπορεί ένα τσιουάουα και ένας λυκόσκυλος να δείχνουν εντελώς διαφορετικοί, αλλά, αν τους διασταυρώσουμε, θα πάρουμε σκυλάκια που, όταν ενηλικιωθούν, θα μπορούν να δώσουν και αυτά άλλα σκυλάκια.
Δύο οργανισμοί δεν ανήκουν στο ίδιο είδος επειδή απλώς μοιάζουν. Το κριτήριο είναι αν μπορούν να ζευγαρώσουν και να δώσουν απογόνους που είναι και οι ίδιοι γόνιμοι. Ο αετός και το χελιδόνι έχουν και τα δύο φτερά, ράμφος και γεννούν αυγά, δεν είναι όμως το ίδιο είδος.
«Βαφτίζοντας» τους οργανισμούς 🏷️
Η ταξινόμηση των οργανισμών σε ομάδες προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Σουηδό επιστήμονα Κάρολο Λινναίο (Carolus Linnaeus, 1707-1778). Το 1735 εξέδωσε το έργο του «Συστήματα της φύσης», στο οποίο ταξινομούσε μεγάλο αριθμό φυτών· σε επόμενες εκδόσεις ταξινόμησε και τα ζώα.
Ο Λινναίος κατέταξε τα είδη που παρουσίαζαν ομοιότητες σε γένη, τα παρόμοια γένη σε κλάσεις ή τάξεις και τις παρόμοιες τάξεις σε ομοταξίες. Αφού περιέγραφε το κάθε είδος με συντομία και σαφήνεια, το χαρακτήριζε με διπλό όνομα (διώνυμη ονοματολογία): το πρώτο συνθετικό δήλωνε το γένος και το δεύτερο το είδος. Πρώτος ο Λινναίος ανέφερε ότι ο άνθρωπος ανήκει στο είδος Homo sapiens. Δίκαια ονομάστηκε «πατέρας της σύγχρονης ταξινόμησης».
Οι ταξινομικές βαθμίδες
Ξεκινώντας από το είδος και ανεβαίνοντας, οι ταξινομικές ομάδες είναι ενδεικτικά οι ακόλουθες:
| Βαθμίδα | Τι περιλαμβάνει |
|---|---|
| Είδος | Μια ομάδα οργανισμών με παρόμοια χαρακτηριστικά, που αναπαράγονται μεταξύ τους δίνοντας γόνιμους απογόνους |
| Γένος | Ένα ή περισσότερα συγγενικά είδη |
| Οικογένεια | Ένα ή περισσότερα συγγενικά γένη |
| Τάξη | Μία ή περισσότερες συγγενικές οικογένειες |
| Ομοταξία | Μία ή περισσότερες συγγενικές τάξεις |
| Φύλο | Μία ή περισσότερες συγγενικές ομοταξίες |
| Βασίλειο | Όλοι οι οργανισμοί κατατάσσονται σε πέντε βασίλεια |
Με τη διώνυμη ονοματολογία κάθε οργανισμός έχει δύο ονόματα, όπως εμείς όνομα και επώνυμο. Ο άνθρωπος ανήκει στο είδος Homo sapiens και η ελιά στο είδος Olea europea.
Τα πέντε βασίλεια
Οι οργανισμοί εμφανίζουν σημαντικές διαφορές, έχουν όμως και αρκετές ομοιότητες. Οι επιστήμονες τους ομαδοποίησαν ανάλογα με τις βασικές τους ομοιότητες και τους κατέταξαν σε πέντε βασίλεια:
- Ζώα
- Φυτά
- Μύκητες
- Πρώτιστα
- Μονήρη