Vom Einzeller zum Mehrzeller - tierisch und pflanzlich

Das Wichtigste in Kürze

Ein paar Vertreter tierischer Einzeller sind das Pantoffeltierchen, die Schlammamöbe und das grüne Augentierchen. Ein Vertreter pflanzlicher Einzeller ist Chlorella vulgaris.

Um vom Ein- zum Mehrzeller zu gelangen, müssen zunächst einmal mehrere Zellen in einem Verbund vorliegen. Sie bilden eine Zellkolonie.

Damit eine Zellkolonie zu einem funktionsfähigen Mehrzeller wird, muss die Möglichkeit der Kommunikation der einzelnen Zellen untereinander bestehen und eine Differenzierung der Zellen hin zu spezifischeren Aufgaben stattfinden.

Tierische Einzeller

Geschwänztes Pantoffeltierchen (Paramecium caudatum)

Steckbrief
Wo	in Tümpeln	Grösse	0,3 mm lang
Aussehen	Stabile, elastische Zellmembran, auch Pellicula genannt Tausende kleine Wimpern, auch Cilien genannt, sitzen auf Pellicula Mundfeld, Zellafter Nahrungsvakuolen im Zellinnern Zwei pulsierende Vakuolen Zwei Zellkern: Grosskern und Kleinkern
Was kann es?	Sauerstoffaufnahme über Zelloberfläche Fortbewegung über rhythmische Schlagbewegungen der Cilien möglich Nahrungsaufnahme über Mundfeld Verdauung in Nahrungsvakuolen Ausscheidung über Zellafter Überschüssig aufgenommenes Wasser wird über pulsierende Vakuolen wieder nach aussen befördert Steuerung Zellfunktionen durch Grosskern Geschlechtliche Fortpflanzung mithilfe von Kleinkern
Fortpflanzung	Meist ungeschlechtlich durch Querteilung: Verdopplung Zellkern bei Mutterzelle Durchschnürung des Zellkörpers Jede Tochterzelle bekommt einen Zellkern und eine pulsierende Vakuole (zweite Vakuole muss neu gebildet werden) Heranwachsen auf normale Grösse

Schlammamöbe

Steckbrief
Wo	in Tümpeln
Aussehen	Keine feste Gestalt Oft ragen Scheinfüsschen hervor, in die Zellplasma nachströmt Nahrungsvakuolen im Zellinnern Pulsierende Vakuolen Ein Zellkern
Was kann es?	Fortbewegung durch Zellplasma durchströmte Scheinfüsschen Nahrungsaufnahme und Ausscheidung über komplette Oberfläche möglich Verdauung in Nahrungsvakuolen Steuerung Zellfunktion über den Zellkern Besonderheit: bei Trockenheit Bildung einer schützenden Hülle möglich. Solange Ruhestadium bis erneuter Kontakt mit Wasser erfolgt
Fortpflanzung	Ungeschlechtliche Teilung: Erreichen einer bestimmten Grösse Verdopplung des Zellkerns Teilung der Mutterzelle in zwei Tochterzellen mit je einem Zellkern

Grünes Augentierchen (Euglena viridis)

Steckbrief
Wo	in Tümpeln
Aussehen	Länglicher Körper Elastische Zellhaut Eine lange Geissel auf Zelloberfläche, geht nach Innen in ein Geisselsäckchen über Lichtempfindliche Verdickung und roter Augenfleck an Geisselbasis Zellkern Chloroplasten um Zellkern herum
Was kann es?	Fortbewegung durch Geissel Lichtorientierung durch lichtempfindliche Verdickung und roter Augenfleck Steuerung Zellfunktion über den Zellkern Ernährung durch Fotosynthese durch Chloroplasten (autotroph) Bei Lichtmangel Aufnahme von Nahrungspartikeln mögglich (heterotroph) Besonderheit: je nach Verfügbarkeit von Licht, autotrophe oder heterotrophe Ernährung möglich
Fortpflanzung	Ungeschlechtliche durch Längsteilung: Verdopplung des Zellkerns und der Zellorganellen Teilung der Mutterzelle in zwei Tochterzellen

Pflanzliche Einzeller

Chlorella vulgaris

Steckbrief
Wo	in Süsswasser und feuchter Erde
Aussehen	Rundlicher Körper im Zellinnern: grosser becherförmiger Chloroplast
Was kann es?	Keine aktive Fortbewegung, schwimmt durch Wasserströmung Ernährung durch Fotosynthese des Chloroplasten (autotroph) Besonderheit: autotrophe Ernährung
Fortpflanzung	Ungeschlechtliche durch Zellteilung: Teilung des Chloroplast Teilung der Mutterzelle in zwei Tochterzellen Besonderheit: bei optimalen Bedingungen (warmes Wasser, viel Licht) sehr schnelle Vermehrung und Heranwachsen möglich

Wie entstehen vielzellige Organismen?

Grundvoraussetzung

Chlamydamonas (eine Alge) ist ein Einzeller, welcher meist an Ufern von Seen zu finden ist. Die ovale Zelle wird hat eine feste Zellwand, die auch noch durch eine schützende Gallerthülle umgeben ist. Diese Alge pflanzt sich ungeschlechtlich durch Zellteilung fort. Besonders hierbei ist, dass die Mutterzelle sich gleich zweimal hintereinander innerhalb der schützenden Hülle teilt. Das bedeutet, dass zu einem Zeitpunkt kurz vier Tochterzellen in derselben Hülle sitzen.

Zellkolonien

Eine Theorie zur Entstehung eines vielzelligen Organismus, ist, dass es vermutlich vorgekommen ist, dass sich die entstandenen Tochterzellen nach der Entstehung mal nicht voneinander getrennt haben, sondern in derselben schützenden Hülle verblieben sind. Durch so ein Vorkommnis konnte die erste Zellkolonie entstehen. Ein Zusammenschluss aus mehreren Zellen des gleichen Zelltyps.

Beispiel:

Bei der Mosaikalge (Gonium) kann ein Verbleib in einer Zellkolonie mit bis zu 16 Einzel-Zellen, die in einer Gallerthülle stecken, vorkommen. Geisseln der Einzel-Zellen ragen dabei durch die Gallerthülle hindurch und es ist so ein untereinander koordiniertes Fortbewegen möglich. Löst sich eine Einzel-Zelle aus dem Verbund, kann sie alleine weiterleben und eine neue Kolonie bilden.

Vielzelliges Individuum

Die Kugelalge (Volvox) ist in stehenden oder langsam fliessenden Gewässern zu finden. Sie besteht aus tausenden von Zellen, ist mit Gallerte gefüllt und insgesamt ca. einen Millimeter gross. Die Zellen untereinander sind durch ein Netzwerk aus Plasmafäden und Plasmabrücken verbunden, durch diese ist ein Stoff- und Informationsaustausch möglich

Eine grosse Besonderheit an Volvox ist, dass sich zwei unterschiedliche Zellarten erkennen lassen, die verschiedene Aufgaben haben.

Die meisten Zellen dienen der Fortbewegung und Ernährung, sie können sich nicht mehr teilen.
Die anderen Zellen sind seltener, dafür grösser und können sich fortpflanzen.

Diese unterschiedliche Spezialisierung auf andere Aufgaben einer Zelle wird auch Differenzierung genannt und damit unterscheidet sich Volvox von den Zellkolonien, die alle aus demselben Typ Einzel-Zelle bestehen.