Workshop - arthur

7 Vom Einzeller zum Vielzeller
Am Anfang der Entwicklung des Lebens standen einzellige
Organismen, aus denen sich allmählich über den
mehr oder weniger lockeren Zellverband der Kolonie
die Gewebe und Organe der Vielzeller entwickelten.
Betrachtet man z. B. einen Laubwald etwas genauer,
so erkennt man, dass er in mehreren Organisationsstufen
(hierarchisch) aufgebaut ist. Als unterste Stufe
bilden zahlreiche Organellen (z. B. Chloroplasten) Teile
einer Zelle (z. B. Zelle eines Blattes). Viele gleichartige
Zellen bilden ein Gewebe mit bestimmter Funktion
(z. B. Gewebe für Fotosynthese in einem Blatt;
auch S. XY). Diese sind Bestandteile von Organen
(z. B. einem Laubblatt). Aus zahlreichen Organen setzt
sich ein Organismus z. B. ein Laubbaum) zusammen.
Unterschiedliche Organismen bilden in der obersten
Stufe dieser Hierarchie die Organismengemeinschaft
eines Ökosystems (z. B. eines Laubwaldes).
Die Vielzelligkeit dürfte sich im Laufe der Evolution
mehrmals unabhängig voneinander entwickelt haben.
Auch heute gibt es sowohl bei Blaualgen und
Protozoen (z. B. das Strauchglockentierchen) als auch
bei Pilzen und Algen Formen, die sowohl einzeln als
auch in Kolonien bzw. kolonieartigen Verbänden leben
können.
Die Entwicklung von echter Vielzelligkeit erfordert
die Differenzierung von Zellen und war die Voraussetzung
für die Entstehung aller viel komplexer gebauten
Pflanzen, Pilze und Tiere. Sehr eindrucksvoll ist diese
Entwicklung bei bestimmten Algenarten nachvollziehbar.
Organelle Zelle Gewebe Organ Organismus Ökosystem
Kolonie
Zellverband, dessen Zellen in
der Regel auch alleine leben
können
Gewebe
Zellverband, dessen
Einzelzellen alleine nicht
lebensfähig sind
Organ
Funktionseinheit vielzelliger
Organismen, die aus Geweben
aufgebaut sind
Abb. 64: Hierarchische Organisationsstufen des Ökosystems Laubwald
An den Grünalgen kann man die ersten Schritte der
Entwicklung zur Vielzelligkeit beobachten.
Die kleine Grünalge Chlamydomonas tritt gewöhnlich
als Einzelzelle auf. Sehr ähnliche Formen dieser
Geißelalge bilden auch einfache Kolonien wie etwa
Pandorina oder Gonium ( Abb. XY). Gonium besteht
aus 16 selbstständig lebensfähigen Einzellern,
die lediglich durch eine Gallerthülle zusammengehalten
werden. Durch koordinierten Geißelschlag
kann sich Gonium sehr gezielt fortbewegen. Vermutlich
liegt der Vorteil gegenüber einzeln lebenden Algen
darin, dass sie auf Grund des Größenzuwachses
weniger leicht von Fressfeinden verschluckt werden
können.
Die hochentwickelte Kolonie der Kugelalge (Volvox)
stellt einen weiteren wichtigen Entwicklungsschritt vom
Einzeller zum Vielzeller dar.
Die Einzelzellen haben sich hier in ihren Funktionen
bereits spezialisiert und stehen miteinander in Verbindung.
Außerhalb der Volvoxkugel sind sie alleine nicht
mehr lebensfähig. In der Kolonie herrscht strenge Arbeitsteilung.
Es gibt Körperzellen, die für die Ernährung,
für die Bewegung oder für die Orientierung zuständig
sind. Plasmabrücken stellen eine enge Verbindung
zwischen den bis zu 20.000 Einzelzellen her, die die
Hohlkugel aufbauen. Diese Verbindungen ermöglichen
Stoffaustausch, Erregungsleitung und ein koordiniertes
Schlagen der Geißeln zur gezielten Fortbewegung. Am
vorderen Pol sorgen lichtempfindliche Zellen für die
Orientierung.
Geißel
Pigmentfleck
Zellkern
Stärkekörner
pulsierendes Bläschen
becherförmiger
Chloroplast
Gallerthülle
Abb. 65: Chlamydomonas
Abb. 66: Gonium
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