Origem da multicelularidade

Os organismos unicelulares não podem aumentar indefinidamente o seu tamanho. À medida que aumenta de tamanho, o volume interior de uma célula aumenta, o que provoca o aumento correspondente do seu metabolismo celular.
 

Este aumento do metabolismo exige o aumento das trocas de materiais com o exterior (entrada de O2 e saída de CO2, entrada de nutrientes e saída de resíduos resultantes do metabolismo através da membrana citoplasmática), para garantir os níveis mais altos de metabolismo.
 

No entanto, existe uma bar­reira física ao aumento do tamanho das células, porque ao aumento de volume da célula corresponde um aumento muito mais pequeno, da superfície da membrana citoplasmática em contato com o meio extracelular.
 

O metabolismo celular depende, assim, da razão entre a superfície externa da célula e o seu volume.
 

Face à impossibilidade de aumentarem indefinidamente o seu volume, os seres vivos unicelulares segui­ram outras vias evolutivas que haveriam de originar a organização em colônias e, posteriormente, a pluricelularidade.
 

A associação de seres unicelulares em estruturas maiores e mais complexas - as colônias - bem como o aparecimento de seres pluricelulares vieram permitir o aumento do volume, mantendo elevada a superfície de contacto das células com o seu exterior. Desta forma, garantida a eficácia das trocas e a efi­ciência do seu metabolismo, o processo evolutivo pôde prosseguir no sentido do aumento de volume do organismo.

A Volvox é uma colônia de algas verdes, formada por mais de mil células biflageladas, unidas por filamentos citoplasmáticos e bainhas gelatinosas, constituindo uma esfera oca. Os flagelos das células da camada externa promovem o movimento da colônia em volta do seu eixo, enquanto as células maiores asseguram a função reprodutora. Várias colônias de Volvox. Os vários pontos internos verdes (1) correspondem a colônias filhas.
 

A alga Volvox é um ser colonial constituído por uma esfera oca de células biflageladas mergulhadas numa matriz gelatinosa que as une. Os flagelos estão localizados para o exterior da esfera e permitem o movimento da colônia. As células mantêm a sua independência, apesar de existirem ligações citoplasmáticas entre elas. Algumas células de maiores dimensões têm função reprodutiva, o que indicia uma incipiente especialização celular. Apesar deste aumento gradual de complexidade e de interligação entre as suas célu­las, os organismos coloniais não constituem seres pluricelulares, uma vez que a diferenciação celular ou não existe ou é muito reduzida. Admite-se que os primeiros seres multicelulares tenham surgido na sequência de um aumento de complexidade e diferenciação celular nos seres coloniais. Colônias semelhantes ao Volvox poderão, por esta via, ter dado origem às algas verdes multicelulares.

A formação de colônias de algas verdes (C) resultou da associação das algas verdes unicelulares.
O elevado grau de interligação entre as suas células e a diferenciação celular abriram, posteriormente, caminho ao aparecimento dos tecidos e dos órgãos que caracterizam a maioria dos seres multicelulares.

Um modelo de evolução dos eucariontes unicelulares até aos seres multicelulares com diferenciação celular.
 

O aparecimento da multicelularidade permitiu uma série de tendências evolutivas que acabaram por conferir vantagens aos respectivos organismos, como:

• a diferenciação celular, com a consequente especializa­ção no desempenho de determinadas funções;
• a diminuição da taxa metabólica e utilização mais eficaz da energia, resultado da diferenciação celular;
• o aparecimento de seres de maiores dimensões que mantêm constante a relação superfície/volume das suas células;
• uma maior diversidade de formas que conduziu a uma melhor adaptação aos diferentes ambientes;
• uma maior autonomia em relação ao meio externo, dado que os sistemas de órgãos garantem que o meio interno mantenha um maior equilíbrio (homeostasia) face às flutuações do meio externo.