Соотношения процессов полимеризации и олигомеризации у многоклеточных и одноклеточных организмов

В отличие от многоклеточных, где ведущей в прогрессивной эволюции является олигомеризация гомологичных органов, у простейших прогрессивная эволюция связана с полимеризацией (увеличение числа) органоидов.

Процессы эти в филогенезе крупных таксонов происходили независимо и параллельно. Полимеризация протекала на разных уровнях клеточной организации. Она может затрагивать только цитоплазматические органоиды, не затрагивая ядра (многие гипермастигины, радиолярии), может приводить к умножению как цитоплазматических компонентов, так и ядер (опалины, многие гипермастигины, амебы). В других группах может осуществляться умножение геномов без нарушения морфологической целостности ядра (процесс полиплоидизации, если имеет место кратное умножение всех элементов генома или амплификация, если полимеризация затрагивает только часть генома).

Этот процесс у высшего класса простейших — инфузорий — сочетается с возникновением ядерного дуализма (наличие вегетативных и генеративных ядер). Высокая степень полиплоидизации клеточных структур, свойственная высшим представителям простейших (в особенности инфузориям), делает возможными многообразные интеграционные процессы, в том числе связанные и с олигомеризацией, что приводит к высокому уровню организменной интеграции в пределах одной клетки. Этот высокий уровень интеграции у инфузорий находит свое выражение в развитии двигательных и улавливающих пищу аппаратов, в формировании частично автономного от ядерного генома кортекса (Полянский, 1975).

От чего зависят столь различные соотношения процессов полимеризации и олигомеризации у многоклеточных и одноклеточных организмов? Нами (Полянский, Райков, 1977) было высказано предположение, что это различие определяется уровнем эволюирующих систем. У многоклеточных эволюируют органы — в большинстве морфолого-функциональные аппараты, слагающиеся из множества клеток и тканей. У простейших эволюируют органоиды — части клеток. Органы за счет умножения и дифференцировки клеток и тканей могут претерпевать сложные изменения, связанные, в частности, с интенсификацией функций. Для органоидов этот путь, вероятно, закрыт строго лимитированной молекулярной организацией (в частности, входящие в их состав мембраны).

На уровне клетки остается один основной путь — это изменение количества органоидов. Именно этот путь и используется простейшими. Происходит увеличение числа органоидов (полимеризация). Что касается форм олигомеризации у простейших, то она здесь осуществляется на основе предшествующей полимеризации и главным образом путем слияния и объединения отдельных компонентов. Яркий пример тому дают органоиды движения — реснички, которые, объединяясь (но не теряя при этом своей молекулярной организации), формируют разные сложные локомоторные структуры: мембранеллы, мембраны, цирри и т. п.