Diversitatea celulelor și specializarea lor

Celulele nu au toate aceeași formă. O celulă din frunză, una musculară și o celulă a unei ciuperci pot avea structuri comune, dar sunt adaptate la sarcini diferite. Specializarea înseamnă că o celulă dezvoltă caracteristici potrivite funcției sale. Nu este nevoie ca fiecare celulă să facă singură toate activitățile organismului.

Într-o frunză, multe celule au cloroplaste care captează lumina pentru fotosinteză. Celulele din rădăcină, aflate de obicei în întuneric, au alte sarcini, cum ar fi absorbția apei și a sărurilor minerale. O fibră musculară poate fi alungită și conține structuri care îi permit contracția. La fungi, celulele au perete celular, dar nu cloroplaste: ciupercile își iau substanțele nutritive din mediul lor.

Unele celule trăiesc singure, ca numeroase protiste; altele colaborează în țesuturi. Forma oferă indicii, însă nu spune singură totul despre funcție. Pentru a compara două celule, observă membrana, peretele celular dacă există, nucleul, cloroplastele și forma generală. Apoi întreabă ce face fiecare celulă în organismul său. O comparație bună arată atât asemănările, cât și deosebirile, fără a pune toate celulele vegetale sau animale într-o singură categorie.

Celulele eucariote se deosebesc între regnuri prin perete, plastide, vacuole și substanțele de rezervă. Celulele procariote nu au nucleu delimitat, iar toate celulele de mai jos au nucleu.

În regnul vegetal celulele sunt specializate pe țesuturi: celulele palisadice din frunză au numeroase cloroplaste și realizează fotosinteza; celulele epidermice nu au cloroplaste și secretă cuticula; celulele stomatice de gardă, care reglează deschiderea stomatelor, au cloroplaste; perii absorbanți ai rădăcinii măresc suprafața de absorbție a apei; vasele lemnoase sunt celule moarte cu pereți lignificați. În regnul animal apar eritrocitele care transportă gaze, neuronii care transmit impulsul nervos, fibrele musculare care se contractă și spermatozoizii care se deplasează. În regnul fungilor drojdiile sunt celule izolate de aproximativ $5$–$10\mu \mathrm{m}$, care se înmulțesc prin înmugurire, iar la mucegaiuri și la ciupercile cu pălărie celulele formează hife, care alcătuiesc miceliul; la unele ciuperci hifele au septuri transversale, iar la altele sunt nesepatate, cu mulți nuclei. Celulele unui organism pluricelular au același genom, dar exprimă gene diferite, de aceea ajung la forme diferite. Celule specializate analizează potrivirea dintre formă și funcție.

Exemplu rezolvat 1: identificarea tipului de celulă. Patru preparate arată: A, perete cu celuloză, cloroplaste, vacuolă mare; B, celulă fără perete, cu nucleu și granule de glicogen; C, perete cu chitină, fără cloroplaste, celule înșirate în filamente; D, perete celular, fără nucleu delimitat.

1. Se verifică mai întâi nucleul: D nu are nucleu delimitat, deci este celulă procariotă (bacteriană).
2. Dintre celelalte, B nu are perete: celulă animală.
3. A și C au perete. Prezența cloroplastelor și peretele de celuloză indică în A o celulă vegetală.
4. În C, peretele de chitină și absența cloroplastelor, împreună cu dispunerea în hife, indică o celulă fungică.

Exemplu rezolvat 2: mărirea unui desen. Mărirea este raportul dintre dimensiunea desenată și dimensiunea reală. O celulă de drojdie cu diametrul real de $8\mu \mathrm{m}$ este desenată cu diametrul de $4\mathrm{cm}$, iar o celulă palisadică de $60\mu \mathrm{m}$ lungime este desenată cu $6\mathrm{cm}$.

1. Se transformă centimetrii în micrometri: $4\mathrm{cm}=40000\mu \mathrm{m}$ și $6\mathrm{cm}=60000\mu \mathrm{m}$.
2. Drojdia: $40000/8=5000$, deci mărirea este de $5000\times$.
3. Celula palisadică: $60000/60=1000$, deci mărirea este de $1000\times$.

Specializarea celulară se vede și în organizarea internă: celulele care secretă mult, cum sunt cele glandulare, au reticul endoplasmatic și aparat Golgi bine dezvoltate, iar celulele musculare active au multe mitocondrii.

Greșeli frecvente

• Greșit: Toate celulele vegetale au cloroplaste.
  Corect: Celulele din unele țesuturi, de exemplu multe celule ale rădăcinii, nu au.
• Greșit: Pereții celulelor fungice și vegetale au aceeași compoziție.
  Corect: Materialele lor principale diferă.
• Greșit: Fungii sunt plante, fiindcă au perete celular.
  Corect: Peretele fungilor este din chitină, nu au cloroplaste și se hrănesc prin absorbție; formează un regn separat.
• Greșit: Celulele unui organism au gene diferite, pentru că au funcții diferite.
  Corect: Au același genom; diferă genele exprimate.

Înainte și după