Thema Organsysteme Vom Ein- zum Vielzeller Vor 3,5 bis 3,8 Milliarden Jahren traten die ersten Lebewesen auf – einzellige Urbakterien. Aus ihnen entstanden vor mehr als zwei Milliarden Jahren die ersten Einzeller mit Zellkern. Bakterien und Einzeller mit Zellkern (zB Geißeltierchen, Sporentierchen, Wurzelfüßer) sind so ausgestattet, dass sie alle Lebensfunktionen erfüllen können: Bewegung, Stoffwechsel, Wachstum, Fortpflanzung und Reizbarkeit (Reaktion auf Umweltreize). Fossilienfunde deuten darauf hin, dass die ersten mehrzelligen Organismen vor etwa 1,5 Milliarden Jahren auftraten. In der Folge entstand die heutige Artenvielfalt an Vielzellern und schließlich entwickelte sich vor vermutlich 200 000 Jahren der Homo sapiens ( S. 29). Die Zellen der Mehr- bzw. Vielzeller weisen nicht alle Lebensfunktionen auf, sie können deshalb auch nicht wie die Einzeller eigenständig existieren. Arbeitsteilung durch Zellspezialisierung Die Vorstellung, wie sich aus einzelligen Lebewesen mehr- bzw. vielzellige entwickelt haben könnten, beruht auf Beobachtungen innerhalb der Gruppe der Grünalgen: Einzellige Grünalgen ( Abb. 1A) leben selbstständig. Es gibt aber auch Gattungen, bei denen bis zu 64 durch Schleim zusammengehaltene Einzelzellen Kolonien bilden ( Abb. 1 B–C). Bei manchen dieser koloniebildenden Formen kann es über Plasmabrücken (fadenförmige Verbindungen aus Plasma) zu einem Stoffaustausch zwischen den Zellen kommen. Auch ist eine koordinierte Bewegung durch gemeinsamen Geißelschlag möglich. Dennoch behalten die einzelnen Zellen ihre Eigenständigkeit. Anders bei der aus bis zu 20 000 begeißelten Einzelzellen bestehenden Kugelalge Volvox ( Abb. 1D und Abb. oben Mitte): Sie stellt durch Zelldifferenzierung und damit verbundene Arbeitsteilung eine hochorganisierte Kolonie, die unmittelbare Vorstufe zum Vielzeller, dar. Kolonie Gruppe von Individuen, die zeitweilig oder dauernd auf engem Raum zusammenlebt Zelldifferenzierung Spezialisierung der Zellen auf bestimmte Aufgaben; differe (lat.) = sich unterscheiden Arbeitsteilung Bei Volvox übernehmen unterschiedliche Zellen unterschiedliche Aufgaben: Ein Teil der Zellen ist für die Fortpflanzung zuständig (Fortpflanzungszellen). Der andere Teil der Zellen (Körperzellen) erfüllt alle Aufgaben, die der Aufrechterhaltung der Lebensvorgänge dienen. 1 Grünalgen: A einzellig, B–D koloniebildend, D Volvox A B C D 86 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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