Lekce 8. Tkáň
Jak vznikly na Zemi mnohobuněčné organismy? Jak tvoří tkáně naše tělo?
Online kurzy biologieOnline kurzy biologieJak vznikly na Zemi mnohobuněčné organismy? Jak tvoří tkáně naše tělo?
První eukaryotní organismy byly jednobuněčné a vznikly před asi 2 miliardami let. Jednobuněčná eukaryota nazýváme prvoky. Prvoci díky vnitřnímu rozčlenění buňky na více částí a získáním mitochondrií a chloroplastů měli proti prokaryotním bakteriím a archebakteriím mnoho výhod:
Dodnes jsou prvoci velmi úspěšní. Proces zvyšování efektivity ale pokračoval ještě dál.
Prvoci si začali vzájemně pomáhat. Tvořit shluky, kolonie, ve kterých se vzájemně podporovali. To dělají prokaryotní organismy také, tvoří kolonie, ve kterých se jim společně lépe žije, např. zubní plak. Jednobuněčné eukaryotní organismy šly ale ještě dál a začaly se v koloniích specializovat na jednu činnost. To jim na rozdíl od prokaryot umožňuje vnitřní členění buňky a možnost vzájemného propojení pomocí tunelů v membráně, kterými si mohou posílat informace a živiny.
V kolonii vzájemně propojených buněk tak např. jedna skupina věnuje veškerou energii lovu potravy (jiných prvoků, prokaryot), jiná skupina tak nemusí vynakládat energii na lov a místo toho se věnuje jen zajišťování pohybu celé kolonie do vhodného prostředí a třetí skupina buněk se nechá vézt i živit a všechnu svou energii vkládá do rozmnožování. Nerozmnoží se tak všichni jedinci, ale protože je dělba práce mnohem efektivnější strategií, nových potomků vzniká více a s větší pravděpodobností se opět rozmnoží, než kdyby žili každý sám za sebe.
Specializace byla napřed vratná, takže když se prvok od kolonie oddělil, obnovil všechny své funkce a mohl pokračovat v životě samostatně. Od určité chvíle vývoje se ale tento přidělený úkol stal jedinou schopností a buňka už sama nemohla přežít a mít potomky bez pomoci ostatních, bez života v rámci celku. Tak vznikly tzv. mnohobuněčné organismy. Buňky nejjednodušších mnohobuněčných organismů jsou si vzájemně hodně podobné a jejich dělba práce není úplně dokonalá. Mezi nejjednodušší a zároveň nejstarší současné mnohobuněčné organismy patří mořské houby, korály, zelené řasy, chaluhy apod.
Soubor buněk, které mají všechny stejnou funkci, např. přijímat pro celý organismus potravu, nazýváme tkáň. Tkáň rostlin se obvykle označuje pojmem pletivo. Více různých a dobře rozlišených tkání pak může tvořit orgány, více orgánů orgánové soustavy a ty pak celého jedince.
Ne všechny buňky našeho těla jsou stejné, i když mají všechny stejnou genetickou informaci DNA. Každá buňka plní v těle svou vlastní pevně danou funkci. Nebylo to tak ale vždycky.
Všichni jsme prošli stadiem jednobuněčného organismu. Splynutím vajíčka a spermie jsme vznikli jako jedna obrovská buňka. Aby z ní vzniklo celé naše tělo tvořené biliardami buněk, musela se buňka začít kopírovat a množit. Nejprve byly všechny vznikající buňky stejné, ale postupně, jak se začaly tvořit jednotlivé orgány, kůže, mozek a nervová soustava, bylo potřeba, aby se buňky začaly odlišovat a specializovat na funkci, kterou budou plnit.
Jak na to? Informace je v každé buňce stejná. Postupně se ale s každým dalším dělením nepotřebné geny vypínají, až zbudou jen ty které buňka využije.
Výsledkem jsou tisíce druhů buněk, které se liší tvarem, velikosti, množstvím a aktivitou různých organel ale především metabolismem, tedy enzymatickým vybavením a chemickými reakcemi, které se v nich odehrávají.
Když se buňka specializuje, jejím dělením už nemůže vzniknout žádná jiná, vždy pouze stejného typu.
Buňky spolu komunikují kanály v membráně. Ty vzdálenější nebo buňky různých tkání se vzájemně ovlivňují chemickými látkami, kterým říkáme hormony. Buňka vytváří chemický signál, který je dopraven například krví k buňkám vzdálené tkáně a dává jim pokyn k nějaké reakci. Např. když se najíme a zvýší se množství glukózy v krvi, buňky slinivky břišní vyšlou signál v podobě hormonu inzulinu buňkám svalu, aby začaly glukózu vstřebávat a využívat. Insulin spustí ve svalových buňkách tvorbu membránových proteinů pro přenos glukózy a ta může proudit do buňky.
Vesmír vznikl při velkém třesku před 14 miliardami lety jako exploze energie. Tato energie zůstává ve vesmíru zachována, nemůže vznikat ani zanikat, pouze měnit své formy. Energie se neustále rozpíná, ve vesmíru tak dochází ke zvyšování chaosu, entropie. V počátcích existence vesmíru v místech s vysokou hustotou energie vznikla hmota, tedy atomy.
Atom se skládá z jádra tvořeného kladně nabitými protony a neutrony, kolem jádra je obal tvořen záporně nabitými elektrony. Počet protonů v jádře je stejný jako počet elektronů v obalu a je specifický pro každý chemický prvek, určuje jeho chemické vlastnosti, např. reaktivitu. Atomy některých prvků spolu mohou reagovat vznikem chemické vazby, což je v podstatě sdílení elektronů více atomy. Spontánně mohou probíhat pouze reakce, které vedou k uvolňování energie, tedy ke zvýšení entropie vesmíru. Vytvořením chemické vazby mezi atomy vzniká molekula, pokud je molekula tvořena atomy různých prvků, nazýváme ji také sloučenina.
Atomy rozdílných prvků mohou mít odlišnou schopnost přitahovat elektrony, proto ve vazbě nemusí být rovnocenné a mohou vznikat části molekuly s převahou kladného nebo záporného náboje. Takovým molekulám říkáme polární. Příkladem polární sloučeniny je voda. Polární molekuly spolu mohou vzájemně interagovat, tvořit slabé vazebné interakce, např. vodíkové můstky, tento děj opět probíhá spontánně.
Sloučeniny můžeme dělit na organické a anorganické podle přítomnosti uhlíku v molekule. Organické sloučeniny obsahují uhlík, každý atom uhlíku tvoří čtyři vazby, obvykle s dalším uhlíkem, vodíkem, kyslíkem nebo dusíkem. Tyto prvky, spolu s fosforem, jsou v živých organismech nejvíce zastoupeny.
Organické látky jsou především cukry, tuky, bílkoviny, nukleové kyseliny DNA a RNA, vitamíny, aminokyseliny a další drobné sloučeniny, které tvoří stavební součást těla organismu, účastní se látkové přeměny neboli metabolismu, tvorby a uchování energie a vzájemné komunikace mezi buňkami.
Všechny tyto látky vznikají v živých organismech entropii navzdory. Život je souboj s entropií – schopnost využívat spontánně probíhajících dějů, například difuze, k přeměně a koncentraci energie do formy chemické vazby v molekule ATP, a tu následně využívat k překonání entropie a enzymatické tvorby složitých a organizovaných makromolekulárních struktur.
Tato schopnost je uložena biochemicky ve struktuře DNA pomocí genetického kódu, který je předáván replikací z generace na generaci. Vyjádřením genetické informace z DNA translací do molekuly RNA a následně translací do struktury proteinu, např. enzymu vykonávajícího určitou biochemickou reakci, dochází k realizaci tohoto souboje s entropií. Ve chvíli vzniku nukleové kyseliny s touto informací schopné šířit sebe sama tvorbou kopií a jejím oddělením od okolního prostředí pomocí membrány došlo ke vzniku první prabuňky.
Z této primitivní buňky pak hromaděním chyb při replikaci, tzv. mutací, a selekcí, došlo k evoluci a vzniku mnoha různých druhý prokaryotických organismů, nejdřív bakterií, z nichž později vznikly také archebakterie.
Druh bakterií, kterému říkáme sinice, díky mutacím vyvinutý k fotosyntéze, tedy přeměně a koncentraci sluneční energie do molekul ATP, změnil životní prostředí na Zemi jednou pro vždy produkcí plynného kyslíku. To bylo velmi výhodné pro organismy, které kyslík využívaly ve svém energetickém metabolismu k efektivní tvorbě ATP.
Vnitřní symbiózou těchto dvou úspěšných prokaryot s archebakterií a vytvořením vnitřních membránových struktur vznikla eukaryotní buňka schopná efektivnějšího metabolismu díky využití kyslíku dýcháním. Další evolucí a dělbou práce mezi buňkami v eukaryotních koloniích došlo ke vzniku mnohobuněčných organismů, rozvoji celých specializovaných orgánů a orgánových soustav, následně také k přizpůsobení životu na souši. A je to teprve chvilka z pohledu vývoje života na Zemi.
Ať už jste uspokojili svou touhu po vědění, nebo se vydáte zkoumat tajemství zdraví a nemoci lidského těla, objevovat principy dědičnosti, nebo rovnou odstartujete své vysokoškolské studium, nezapomeňte si udělat závěrečný test. ↓
Zobrazit lekci
Zobrazit lekci
Zobrazit lekci
Zobrazit lekci
Zobrazit lekci
Zobrazit lekci
Zobrazit lekci
Zobrazit lekci