¿Por qué es importante que las células en un organismo multicelular tengan trabajos diferentes y específicos (especializados)?

Porque de esta manera una célula puede fallar en una tarea particular sin destruir todas las copias de los genes que contiene. Cada especie y variedad de organismo tiene un genoma único, que incluye organismos unicelulares. Entonces, matar incluso una sola célula de un organismo unicelular termina el linaje de algunos genes individuales.

Considere un organismo unicelular, como una ameba. La ameba tiene que arrastrarse grandes distancias para encontrar suficiente alimento para alimentarla, a veces tiene que arrastrarse grandes distancias para encontrar agua con oxígeno disuelto, tiene que evitar lugares con toxinas, tiene que rechazar parásitos que eventualmente la matarán. La ameba tiene que comprometer las moléculas de proteína en todas y cada una de las tareas, aunque los materiales para construir una molécula de proteína pueden ser escasos. Si CUALQUIER tarea falla, entonces la célula muere.

Si la célula muere, entonces algunos de los genes en ese organismo pueden morir con ella. Entonces, un gen en un organismo unicelular está viviendo en el filo de un cuchillo.

Considere un organismo multicelular, como un humano. Todas las células somáticas y de línea germinal en un cuerpo humano precisan el mismo genoma. Solo las células de los gametos tienen genomas diferentes, y son básicamente organismos unicelulares.

Aunque todas las células en un organismo multicelular tienen el mismo genoma, cada célula se especializa en una tarea separada. Las células epiteliales impiden que los patógenos ingresen al cuerpo y mantienen los nutrientes. Las células óseas secretan fosfato de calcio en ciertos lugares llamados huesos, que sostienen todo el cuerpo. Las células musculares se contraen y se relajan solamente. Ninguna célula tiene que expresar todos sus genes al mismo tiempo. Por lo tanto, cada célula ahorra energía y otros recursos al hacer una sola tarea.

Las células individuales mueren todo el tiempo en un organismo multicelular. Las células epiteliales se desprenden de la piel y el revestimiento intestinal. Los glóbulos blancos mueren cuando ingieren un patógeno agresivo. Las células óseas se encierran en su propio fosfato de calcio y mueren.

La muerte de estas células no destruye todas las copias de ningún gen. El fracaso de una célula que realiza una tarea no da como resultado la eliminación de genes individuales. Mientras una sola célula de línea germinal contenga una copia de un gen específico, las copias de ese gen específico tienen la posibilidad de sobrevivir.

¡Las células de la línea germinal vivirán mucho más tiempo que cualquier organismo unicelular porque están protegidas de la mayoría de los desafíos por las células somáticas! Por lo tanto, cada gen en una célula de línea germinal tiene más oportunidades de reproducirse que una célula análoga en un organismo unicelular. A la larga, un gen en una célula de línea germinal hará más copias de sí mismo que una gran cantidad de organismos unicelulares.

Muchos genes no tienen otro propósito que alentar la cooperación entre las células en el cuerpo multicelular. Muchos genes básicamente regulan los otros genes en una célula somática. Hay genes que cuando se expresan crean hormonas para la comunicación. Hay genes que cuando se expresan producen proteínas que permiten que las células nerviosas transmitan señales. Por lo tanto, tienen una pequeña ventaja sobre los otros genes, mientras que copias de ellos están en las células de la línea germinal.

Los genes que favorecen la cooperación celular tienen más posibilidades de sobrevivir que un gen que solo satisface las necesidades de un organismo unicelular. Mientras los otros genes funcionen correctamente, protegen el gen que fomenta la cooperación. Los otros genes se protegen a sí mismos al funcionar correctamente, pero también protegen al gen altruista.

Mientras el cuerpo contenga SOLO genes altruistas, los genes en las células de la línea germinal se reproducirán con poco riesgo. El fracaso de un solo gen en una tarea particular no mata a los otros genes.

O piense de otra manera. Olvida el altruismo. Los genes para fomentar la cooperación son mantener a los otros genes como esclavos para su propia supervivencia.

Tengo una analogía que podría ayudar.

Los dinoflagelados son organismos unicelulares, algunos de los cuales tienen genomas 80 veces más grandes que el genoma humano. Cada dinoflagelado tiene que valerse por sí mismo, mientras que una célula de línea germinal humana es ayudada por todas las células somáticas del cuerpo.

Entonces, comparemos la complejidad de un billón de células humanas en un cuerpo con un billón de células de dinoflagelado con el mismo genoma. ¿Cuál es más complejo?

Claramente, la colección de células de dinoflagelado es más compleja. Reemplazar un billón de células de dinoflagelado con un cuerpo hecho de un billón de células animales es claramente una disminución en la complejidad.

Entonces, en cierto modo, la evolución ha simplificado el mundo al reemplazar algunos organismos unicelulares por un cuerpo hecho de un número igual de células animales. ¡Así que la evolución trabajando en gran número de células ha disminuido la complejidad!

Consideremos una tienda de medicamentos donde trabajan 4 personas y los nombramos como A, B, C y Drespectively.

(1) A recibirá la receta del médico de usted y hará un recibo de la factura.

(2) B y C encontrarán y recogerán los medicamentos escritos en el recibo.

(3) D recolectará, contará y devolverá el dinero restante. También entregará el recibo y los medicamentos.

Finalmente obtienes las medicinas.

(¡) En este ejemplo se observa que A será eficiente en la recepción de recetas y en la factura de recibos. De manera similar, B, C y D son eficientes en sus respectivos trabajos asignados. Hacer los trabajos especiales muchas veces los hará más eficientes y pueden manejar juntos a muchas personas que vienen a la tienda en menos tiempo.

(¡¡) La tienda funcionará bien si vienen muchas más personas. Pero si menos no. de la gente vendrá, entonces la tienda tendrá que soportar una gran pérdida. Entonces, tal no. Se necesitarán personas en la tienda si se necesita más gente.

Ahora pasemos a la pregunta. Las respuestas son los conceptos derivados de los dos puntos anteriores (¡) y (¡¡) y están escritos a continuación.

(|) La división del trabajo entre las células las hace más eficientes para realizar funciones especiales.

(||) El gran cuerpo estructurado del organismo multicelular necesita muchas células y estas deberían estar especializadas para realizar diferentes actividades específicas en el cuerpo y deberían sobrevivir.

(|) puede entenderse a partir de (¡).

Permítanos ilustrar (||). Considera a los humanos. Si desea mover la pierna, necesita energía. La energía se obtiene de los nutrientes que sufren reacciones químicas en las células de la pierna. Puede mover su pierna si puede mover esos billones o billones o cualquier cantidad de células que constituyan su pierna a la vez. Por lo tanto, debe haber un suministro de nutrientes a la vez (aproximación) a esas células, por lo que se requiere un sistema que lo haga posible. Ese es su sistema circulatorio. Ayuda a proporcionar los nutrientes y el oxígeno a las células de las piernas todo el tiempo para que las células puedan sobrevivir y hacer movimientos cuando lo desee. Entonces, ¿de qué está compuesto este sistema? Este sistema está compuesto por células pero que también están especializadas.

La evolución a lo largo de las generaciones hace posible que las células tengan esta especialidad.

En las especies unicelulares, cada individuo es una célula con un conjunto de ADN de esa especie y puede hacer todo lo necesario (obtener alimentos, usar energía, movimiento, excreción, etc.) por sí mismo.
Las especies multicelulares también comienzan ciclos de vida individuales como células de un solo conjunto (el óvulo) pero extienden este arreglo duplicando el conjunto en las células del cuerpo, que luego se agrupan, formando órganos especializados para hacer cada trabajo.

Cuando piensas en un organismo multicelular, debes considerar más de un factor para la supervivencia del mismo. Por ejemplo, si cree que un organismo multicelular necesita más energía para sostenerlo que cualquier organismo unicelular. Ahora, si necesita más energía, necesita un generador que una simple batería AAA. Si tiene un generador, necesita tener una conexión de combustible o una línea de suministro para mantenerlo encendido y si no tiene una línea preparada, ¡entonces tiene algunos medios para comunicarse con la litera de gasolina más cercana!

¿Necesito explicar más por qué tienes piernas, manos y estómago? no es para ti, ¡esto es solo para alimentar al organismo multicelular que hace preguntas en Quora!

Si estas células no tuvieran funciones especializadas, no habría necesidad de que formaran un organismo multicelular. Quiero decir, nunca te encuentras con un montón de amebas por diversión.
Si puedes sobrevivir y funcionar solo, te quedas solo.

Una célula especializada hará un mejor trabajo en lo que hace bien, pero no un trabajo tan bueno en lo que hace mal. Esto se vuelve importante cuando no todas las células van, por ejemplo, a entrar en contacto directo con el oxígeno o con los alimentos que se digieren. Necesita células especializadas para tomar materiales y transportarlos al resto del cuerpo, y eso es solo un ejemplo.

Cualquier criatura que no tenga estas especializaciones estará en desventaja significativa. Tener partes específicas del cuerpo que manejan tareas específicas hace que el organismo en general sea mucho más eficiente.