جاندار تک سلولی چیست؟ – انواع، تفاوت ها و شباهت های آن

جانداران از لحاظ تعداد سلول به دو دسته تک سلولی و پرسلولی ها تقسیم بندی می شوند. ارگانیسم هایی که از یک سلول واحد تشکیل شده اند و همه فعالیت های جاندار درون همان سلول انجام می شود، تک سلولی نامیده می شوند، تک سلولی ها برخلاف جانداران پرسلولی اندامک ندارند. این جانداران می توانند یوکاریوت یا پروکاریوت باشند که در صورتی که یوکاریوت باشند، دارای هسته سلولی و ساختار پیچیده ای هستند. بعضی از گونه های آغازیان، قارچ ها و جلبک ها که یوکاریوت هستند و همه پروکاریوت ها تک یاخته هستند. اولین جانداران و پیدایش حیات حدود ۳.۸ تا ۴ میلیارد سال پیش با پیدایش ارگانیسم های تک سلولی آغاز شد. تک سلولی ها موضوع مورد بحث ما در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک می باشد. در فصل ۱۱ علوم پایه هفتم نیز، تک سلولی ها مورد بحث قرار گرفته است.

جاندار تک سلولی چیست

حدود ۳.۸ تا ۴ میلیارد سال پیش تک سلولی ها روی کره زمین به وجود آمدند، این جانداران از قدیمی ترین اشکال حیات هستند. تک یاخته ها می توانند پروکاریوت یا یوکاریوت باشند. در این جانداران تمام فعالیت های جاندار درون همان سلول انجام می شود، مثلا برخی از پروکاریوت ها کلونی های چند سلولی تشکیل می دهند اما سلول های تشکیل دهنده کلنی هر یک به طور مستقل عمل می کنند و اعمال حیاتی خود را به تنهایی و مستقل انجام می دهند. در حالی که حتی در پست ترین جانداران پر سلولی ارتباط و هماهنگی برای بقای جانداران و انجام فعالیت های آن ها وجود دارد.

پروکاریوت های تک سلولی

همه انواع باکتری ها جزء پروکاریوت ها می باشند که آن ها را به دو دسته باکتری ها و آرکی باکتری ها تقسیم می کنند. این موجودات هیچ یک از اندامک های غشا دار را ندارند و ماده ژنتیک آن ها که DNA می باشد، درون ناحیه سیتوپلاسم پراکنده است. پروکاریوت ها اکثرا توانایی متابولیسم بیشتر مواد آلی و غیرآلی مثل آمونیاک، سلولز، گوگرد و نیتریت را دارند. برخی از این جانداران در سخت ترین شرایط می توانند به حیات خود ادامه دهند و در همه شرایط محیطی و مکان ها یافت می شوند.

باکتری های تک سلولی

باکتری ها جزء قدیمی ترین جانداران به وجود آمده در کره زمین هستند که مقاومت بالایی داشته و در همه محیط ها یافت می شوند. این باکتری ها در ساختار خود مولکول های کوچک و حلقوی به نام پلاسمید دارند که از کروموزوم باکتری جدا بوده و می تواند به تنهایی تکثیر یابد. این پلاسمیدها عامل ایجاد قابلیت های جدید از جمله مقاومت باکتریایی هستند و می توانند ژن هایی را در خود تکثیر دهند. این جانداران تولید مثل دوتایی دارند که غیرجنسی است. از جمله مهم ترین و مفید ترین باکتری ها، می توان به سیانوباکتری های فتوسنتز کننده اشاره کرد که با تولید اکسیژن در زمان های قدیم، زمینه را برای پیدایش سایر جانداران فراهم کردند.

سیانوباکتری ها و باکتری هایی که در لایه های رسوبات و کلسیم کربنات به دام افتاده اند، استروماتولیت نامیده می شوند. وجود این ساختار توسعه یافته سیانوباکتریوم ها را تا حدود زیادی توجیه می کند که بیشترشان در ناحیه استرالیای غربی یافت شده اند و قدیمی ترین آن ها مربوط به ۳۴۳۰ سال بیشتر است.

آرکی باکتری های تک سلولی

آرکی باکتری ها تک یاخته های کوچکی هستند که وجودشان به میلیون ها سال قبل باز می گردد و جزء باکتری ها محسوب می شوند، در حالی که تفاوت های فاحشی درساختار مولکولی غشا و RNA ریبوزومی شان وجود دارد. خود آرکی باکتری ها به دو گروه هیدروترمال که تولید کننده گرما و سولفید هیدروژن هستند و گروه بعدی که تکامل یافته بوده و توانایی زنده ماندن در شرایط سخت فیزیکی و شیمیایی دارند، (اکستریموفیل ها) تقسیم می شوند. ترموفیل ها، سرمادوستان، آلکالیفیل ها، اسیدوفیل ها، پیزوفیل ها، متانوژن و هالوفیل ها نمونه هایی از اکستریموفیل ها هستند.

یوکاریوت های تک سلولی

یوکاریوت ها دارای اندامک های غشادار سازمان یافته، هسته سلولی و اندامک میتوکندری هستند. بعضی از آغازیان، فیتوپلانکتون ها و زئو پلانکتون های تک یاخته یوکاریوت محسوب می شوند. یوکاریوت های تک سلولی درصد زیادی از گونه های زنده را تشکیل می دهند. تولید مثل در یوکاریوت ها با تقسیمات میوز و میتوز انجام می شود و رابطه جنسی در یوکاریوت ها از زمان های گذشته مرسوم بوده است که به وسیله میوز امکان پذیر شده است که موجب ایجاد تنوع ژنتیکی از طریق جفت گیری و ترکیب ماده ژنتیکی والدها می شود.

وجود اندامک های کلروپلاست و میتوکندری در یوکاریوت ها نشانه هایی از این است که پروکاریوت ها به درون یوکاریوت ها، در حدود ۱.۴ تا ۲ میلیارد سال پیش منتقل شده اند. برخی از قارچ ها، آغازیان، جلبک ها یا فیتوپلانکتون ها و پروتوزوآ یا زئوپلانکتون ها از جمله یوکاریوت های تک سلولی است.

پروتوزوآ

تک یاخته ها می توانند هتروتروف یا اتوتروف باشند، مثلا اوگلنا می تواند فتوسنتز کند و اتوتروف محسوب می شود، در حالی که برخی دیگر از پروتوزوآها هتروتروف بوده و با عمل فاگوسیتوز و از طریق دهان خود غذا را وارد بدن می کنند و به طور عمده تولید مثل آن ها غیر جنسی است. پروتوزوآ هایی مثل Toxoplasma gondii، Plasmodium falciparum،Trypanosoma brucei Giardia duodenalis   و گونه های لیشمانیا توانایی تولید مثل جنسی را دارند. تک یاخته های بزرگی از جمله سیلیوفورا یا مژکداران مثلا استنتورها، ورتیسل ها و پارامسیوم از مژه های خود برای جا به جا شدن استفاده می کنند.

جلبک های تک سلولی

برخی از جلبک ها کلروفیل دارند و اتوتروف هستند، این گونه ها می توانند تک سلولی یا چند سلولی باشند.

* جلبک های Euglenophyta :

این جلبک های تک سلولی در آب شیرین زندگی می کنند، دیواره سلولی ندارند و هم هتروتروف و هم اتوتروفیک هستند.

* کلروفیتا یا سبزتباران :

این جلبک ها در دسته جلبک های سبزی که در آب شیرین زندگی می کنند قرار می گیرند، البته بعضی از آن ها خشکی زی هستند. کلروفیتاها در ساختار خود کلروفیل a و b دارند و مواد غذایی را به نشاسته تبدیل کرده و در پلاستید های خود ذخیره می کنند.

* دیاتومه ها یا دیاتوم ها :

فراوان ترین جلبک هایی که در اقیانوس ها وجود دارند، دیاتوم ها هستند، این جلبک ها دیواره سلولی سیلیسی دارند و در آب شیرین ساکن هستند. این جلبک ها ۲۵ درصد اکسیژن جو را تولید می کنند و حدود ۱۰ هزار گونه بوده و بسیار متنوع هستند.

* چرخان تاژک داران یا داینوفلاژله ها :

این جانداران شباهت زیادی به آمیب ها دارند، در دریا زندگی می کنند و تاژک دار بوده و تاژک در برخی از آن ها با سلولز پوشیده شده است. کپسول سلولزی این جلبک ها دو قسمتی و شیار دار است و هر دو تاژک را در بر می گیرد که یکی از آن ها به صورت افقی و دیگری به سمت عقب است، این جلبک ها پلانکتونی هستند. تقسیم و تولید مثل در داینوفلاژله ها شباهت زیادی به تقسیم دوتایی تاژک داران دارد و در راستای یک صفحه مورب قرار گرفته است. این تقسیم می تواند چند تایی باشد و حتی درون کیست اتفاق بیفتد.

اندام های حرکتی تک سلولی ها

تک یاخته ها که به چهار رده تاژک داران، مژک داران، ریشه پایان و اسپوردارها تقسیم بندی می شوند، اندام های حرکتی از جمله تاژک، مژک و پا های کاذب دارند که جزء ویژگی های منحصر به فرد این جانداران محسوب می شود. پاهای کاذب زواید سیتوپلاسمی هستند که در تک یاختگانی که پوشش سخت ندارند به وجود می آید که با این پاهای کاذب حرکت آمیبی شکل می گیرد. آمیب ها که جزء ریشه پایان هستند و برخی از سلول های خونی مثل گلبول های سفید، سلول های جنسی، سلول های کشت بافت و گروهی از قارچ ها به صورت آمیبی حرکت می کنند.

ساختار تاژک ها و مژک ها مشابه میکروتوبول ها است و جزء زائده های دائمی حرکتی تک یاختگان است. مژک ها طول کمتر و تعداد بیشتری نسبت به تاژک ها دارند. حرکت تاژک ها از رأس به سوی قاعده یا از قاعده به رأس است ولی حرکت پارویی مختص مژک ها است. بسته به وجود یون کلسیم و ATP به مقدار مناسب، حرکات مختلف تاژکی، مژکی و آمیبی انجام می گیرد.

شباهت بین تک سلولی ها و پر سلولی ها

سلول های تک سلولی ها و پرسلولی ها هر دو دارای غشا پلاسمایی هستند، برخی از این جانداران انگل هستند و زندگی انگلی دارند. ماده ژنتیکی این جانداران می تواند RNA‌ یا DNA باشد که در صورت یوکاریوت بودن درون هسته سلولی قرار گرفته و در صورتی که پروکاریوت باشند، هسته درون ناحیه سیتوپلاسم قرار می گیرد.

تفاوت بین چند سلولی ها و تک سلولی ها

در واقع تفاوت فاحش بین تک سلولی ها و پر سلولی ها در تعداد سلول های آن ها است که تک سلولی ها یک سلول داشته ولی پرسلولی ها بیشتر از یک سلول دارند. عملکرد هایی که در سلول های پرسلولی ها انجام می گیرد، بسیار پیچیده تر است و بافت، اندام و اندامک های مختلفی دارند. همچنین عملکرد های متابولیکی در این سلول ها پیچیده تر می باشد. تک سلولی ها ساختار ساده تری دارند و فاقد بافت، اندام و سیستم متابولیکی پیچیده هستند.

تفاوت جانداران تک سلولی و پرسلولی چیست

تفاوت بین موجودات تک سلولی و چند سلولی در نگاه اول کاملا مشخص است. موجودات تک سلولی از یک سلول تشکیل شده اند که قادر است تمام فرآیندهای حیاتی حیاتی مانند متابولیسم، رشد و تولیدمثل را به طور مستقل انجام دهد. از طرف دیگر، موجودات چند سلولی از سلول های متعددی تشکیل شده اند که در بافت ها، اندام ها و سیستم ها سازماندهی شده اند. سلول های ارگانیسم چند سلولی هر کدام عملکرد خاصی را انجام می دهند و فعالیت هماهنگ همه سلول ها به ارگانیسم اجازه زنده ماندن و تولید مثل می دهد.

تفاوت بین موجودات تک سلولی و چند سلولی در زیست شناسی بسیار مهم است. موجودات تک سلولی اساسی ترین و موجودات چند سلولی پیچیده ترین هستند. تکامل چند سلولی نقطه عطفی در تاریخ حیات روی زمین بود که امکان ظهور اشکال جدید و پیچیده‌تری از حیات را فراهم کرد. موجودات تک سلولی و چند سلولی در سازماندهی ساختاری و عملکردی متفاوت هستند. موجودات تک سلولی از یک سلول تشکیل شده اند که تمام فرآیندهای حیاتی لازم را به طور مستقل انجام می دهد. این ساختار ساده تر در این واقعیت منعکس می شود که موجودات تک سلولی به طور کلی کوچکتر از موجودات چند سلولی هستند.

از سوی دیگر، ارگانیسم های چند سلولی از سلول های متعددی تشکیل شده اند که به صورت سلسله مراتبی در بافت ها، اندام ها و سیستم های اندام سازماندهی شده اند. این پیچیدگی، تخصص سلولی را ممکن می‌سازد و امکان عملکرد کارآمدتر و تقسیم کار را فراهم می‌کند. موجودات چند سلولی بزرگتر و پیچیده تر از موجودات تک سلولی هستند و می توانند با طیف وسیع تری از شرایط محیطی سازگار شوند. موجودات تک سلولی از یک سلول منفرد تشکیل شده اند. این به طور مستقل برای انجام تمام فرآیندهای ضروری زندگی عمل می کند. در مقابل، موجودات چند سلولی با گیاهان، حیوانات و قارچ ها مثال می زنند. سطح بالاتری از پیچیدگی را نشان می دهد.