¿Hay una explicación de cómo los organismos individuales (células) se unen y crean vida multicelular?

Aquí hay una hipótesis plausible:

Todos los organismos eucarióticos unicelulares tempranos se reprodujeron asexualmente al dividirse, después de lo cual las células hijas simplemente se alejarían flotando unas de otras. Estos organismos también se reproducían sexualmente de vez en cuando, sometiéndose a la meiosis para producir cuatro gametos haploides móviles que nadarían hasta que encontraran gametos del sexo opuesto de la misma especie. Cuando encontraron uno, los dos se fusionaron y luego comenzaron a dividirse asexualmente otra vez. Hoy en día existen muchos organismos que todavía viven de esta manera, como amebas, foraminíferos, algas unicelulares, etc.

En algún momento, entre uno y dos mil millones de años atrás, uno de esos organismos sufrió una mutación que afecta el proceso de reproducción asexual. Esta mutación causó que sus descendientes recién divididos se mantuvieran unidos en lugar de separarse. Vivir como una bola (o tal vez un filamento) de células, todas con genomas idénticos, le daban algún tipo de ventaja de supervivencia sobre sus contrapartes unicelulares. Lo más probable es que el tamaño más grande le permitió encontrar y absorber alimentos de manera más eficiente. De vez en cuando, una de sus células componentes se sometería a la meiosis, tal como lo hacía el organismo unicelular ancestral, dando lugar a gametos móviles que se alejarían nadando para encontrar gametos del sexo opuesto de la misma especie. Cuando uno encuentra el objeto de su deseo, se fusionan y luego comienzan a dividirse para formar otra bola o filamento o lo que sea.

Sabemos que este proceso en realidad sucedió de forma independiente al menos tres veces en tres líneas de descenso diferentes, dando lugar a algas multicelulares, hongos y animales.

A lo largo de millones de generaciones, las mutaciones posteriores dieron lugar a la diferenciación tisular. En lugar de una bola o filamento de células idénticas (piense en una esponja o un alga de filamento simple), algunas de las células inactivarían partes de su genoma y asumirían tareas especializadas, con este cambio coordinado por señales químicas liberadas por las células vecinas, y de las diferencias en la cantidad de presión sobre la celda de sus vecinos. Las células en ciertas posiciones del cuerpo del organismo expresarían una función particular, mientras que esa parte del genoma se inactivaría en todas las demás células. Por ejemplo, solo las células en una parte particular del cuerpo sufrirían meiosis para formar gametos; las células en otras partes del cuerpo absorberían los alimentos; las células en otras partes detectarían las condiciones en el agua circundante y enviarían señales al resto del organismo. A partir de ahí, es un camino largo pero directo hacia organismos multicelulares sofisticados, como nosotros, con cientos de diferentes tipos de tejidos especializados.

Sí, y es una respuesta muy larga y difícil. La respuesta corta es que se tomó un gran paso evolutivo desde la vida unicelular a la multicelular y tardó mucho tiempo en suceder (mil millones de años, tal vez más). La vida multicelular es simplemente esto: la organización de células especializadas, cada una con su propio “trabajo” para realizar, que respaldan la vida de un organismo. Comenzó con Kingdom Protista, también conocido como el reino del cajón de chatarra porque la variedad de organismos es asombrosa y la evidencia de ADN está en todo el mapa con respecto a sus relaciones entre sí. Los miembros de Protista luego evolucionaron en los reinos de animales, hongos y plantas, creo en ese orden. Por lo tanto, Protista es el reino de los superhéroes en mi libro, responsable de la diversidad de la vida en todo el planeta. Por supuesto, Protista evolucionó a partir de bacterias (todas unicelulares), por lo que Kingdom Eubacteria también debe recibir crédito, pero debe comenzar en algún lugar y un buen lugar para comenzar es a menudo el Protista pasado por alto donde encontrará formas de vida unicelulares y multicelulares.

El estado intermedio para la vida animal sería una colonia clonal de eucariotas unicelulares. Los organismos unicelulares en esa colonia clonal ya tendrían algunas de las características que consideramos necesarias para la vida multicelular. Todavía hay algunos organismos unicelulares que tienen muchas de estas características sin ser multicelulares.

El ancestro común más reciente de todos los animales probablemente vivió alrededor de 1 BYA. Sin embargo, los primeros organismos unicelulares en el registro fósil vivieron alrededor de 3 BYA. Entonces los organismos unicelulares tenían alrededor de 2 BY para desarrollar un comportamiento social realmente complejo. Estas células complejas dieron lugar a cuerpos de animales.

Los organismos unicelulares ya estarían comunicándose a través de productos químicos que luego se llamarían hormonas. Los organismos unicelulares tendrían generaciones alternas con polimorfismos activados y desactivados por sustancias químicas similares a las hormonas.

Los organismos unicelulares tendrían reproducción sexual y asexual a través de sus generaciones alternas. La colonia clonal contendría células diploides. Esta sería la versión más antigua de nuestras células somáticas. El clonal dará a luz a una generación con células haploides independientes. Esta sería la versión más antigua de nuestros gametos.

Estoy hablando de un organismo unicelular que en muchos aspectos se parecía a un dinoflagelado moderno. Sin embargo, la mayoría de las células dinoflageladas se comunican a través de la luz en lugar de las hormonas. Existen otros organismos unicelulares que utilizan sustancias químicas similares a las hormonas para comunicarse.

El punto clave aquí es la mayoría de las características necesarias para que un animal simple sobreviva probablemente evolucionado mucho antes de que las células se unieran en un cuerpo. La unión real en una colonia clonal fue probablemente el último paso antes de que el organismo se convirtiera en un simple animal. Estas características evolucionaron por separado porque proporcionaron beneficios al animal unicelular.

Los dinoflagelados serían análogos a nuestros antepasados ​​primitivos en lugar de homólogos. Su comportamiento extraño es muy probablemente causado por la evolución convergente (?). Algún biólogo real leyendo esto puede querer comentar sobre esta especulación.

No estoy seguro, pero podemos ver algunas formas intermedias. Por ejemplo:

Volvox, una esfera de células vegetales individuales que trabajan juntas.

Myxamoebae, que pasan la mayor parte de su vida como células individuales, se unen para formar una especie de babosa llamada grex, se arrastran como un animal multicelular durante un tiempo, producen esporas y luego vuelven a ser células separadas.

Esponjas, que parecen ser animales unificados, pero puede forzar a uno a través de un colador y convertirlo en una sopa de esponja, y las células individuales se ordenarán y se convertirán en una esponja.

Sí. Hay varios, de hecho, dependiendo de los organismos. Sin embargo, la mayoría de la vida multicelular comienza como una sola célula y se divide para formar un organismo multicelular. Eso es lo que hacen todos los animales, plantas y hongos. Y en caso de que no lo sepas, toda la vida que ves sin un microscopio es un animal, una planta o un hongo. Entonces, a menos que pases mucho tiempo mirando por un microscopio o un liquen (que está hecho de una planta y uno o más hongos), la respuesta es que la vida multicelular que ves a tu alrededor comienza cada generación como una sola célula, y se divide para hacer la vida multicelular que ves

Este artículo ofrece información útil. Volvox, Chlamydomonas, Evolución de Multicelularidad

Vale la pena señalar que hay una mutación en Chlmy que hace que se vuelva multicelular.