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Einzeller

Leben zwischen Tier und Pflanze

Protozoa (Urtiere; ursprünglichste Eukaryoten)

• einzellig
• mikroskopisch klein (Ausnahmen! → z.B. Riesenamöbe 2-3 mm)
• plasmatischer Zellleib und „Zellrinde“
• mindestens ein echter, deutlich abgegrenzter Zellkern mit Kernmembran
• Ento- und Ektoplasma

Organellen

• ER und Ribosomen (= Ergastoplasma)
• Mitochondrien („Kraftwerke“)
• Dictyosomen → Golgi-Apparat (Synthese von Polysacchariden für Zellwand bei Pflanzen; Sekretion)
• Zentriolen
• häufig mit Pellikula - eine oder mehrere gefaltete Membranen, mit Proteinen verstärkt
• Lysosomen
• Mikrotubuli; zumindest in best. Phasen des Zellzyklus

Überdauerung trockener Perioden als Cysten oder Sporen

• Schutzhülle aus organischem Material (Phosphoproteine, Cellulose, gegerbte Lipoproteine)

Dauerhafte Schutzgebilde

• Hüllen, Gehäuse, Skelette etc.
• gallertig oder häutig, mit Fremdkörpern inkrustierte Masse aus Proteinen und Mucopolysacchariden
• oder aus Calciumcarbonat und Kieselsäure

Fortbewegung

• Pseudopodien → Amöbe
• Geißeln → Flagellaten
• Wimpern → Ciliaten
• einige haben kontraktile Fibrillen → rasche und energische Körperbewegungen

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► Wurzelfüßer

Amöbe (Wechseltierchen)

• bis ca. 1 mm
• nackte, kaum differenzierte Protoplasma-Klümpchen
• ohne feste Form
• an Wasserpflanzen, Gewässergrund, im Schlamm von Tümpeln aber auch in feuchter Erde
• Beute, Bakterien und andere Einzeller, fangen sie, indem sie diese mit ihren Scheinfüßchen umfließen und dann in ihrem Körper innerhalb von Nahrungsvakuolen einschließen und verdauen.

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► Flagellata (Geißeltiere) 60 bis 500 µm

Euglena (Augentierchen)

E. viridis oder E. spirogyra → 60-125 µm

[von griech. euglenos = mit schönen Augäpfeln]

In den noch warmen Urozeanen des Erdaltertum bildeten sich vor ca. 3,5 Mia. Jahren mikroskopisch kleine Lebewesen, die Protozoen. Diese Einzeller, halb Tier, halb Pflanze trennten sich dann in die Gruppe der Konsumenten (Tiere) und die der Produzenten (Pflanzen).

E. gehört zu einer Abteilung (Euglenophyta) mit > 800 bekannten Arten

Lebensraum

• größtenteils im Süßwasser
• nährstoffreiche stehende Gewässer:
  • Dorfteich, Jauchepfützen
  • sind oft grün → Massenvermehrung von E.

Cytoplasma

• farblos
• durchsichtig

Pellikula

• verfestigte, aber elastische „Zellrinde“ (keine Zellwand wie bei Pflanzenzellen!)
• aus einer Kombination von einer Membran (oder mehreren?) und Proteinen (schraubenförmigen Proteinstreifen)
• Die Pellikula setzt sich aus der außen liegenden - gefalteten - Membran, ihr unterlagerten Mikrotubuli und einer Anzahl von noch nicht charakterisierten Filamentsystemen zusammen. Unterhalb dieser Transversalfilamente liegt tubuläres Endoplasmatisches Retikulum, das mit den Mikotubuli in Verbindung steht. (H. Quader, 1983, unveröff.)

Chloroplasten

• linsenförmig
• grüne Farbe
• Chromatophoren (chroma gr. Farbe; phorein gr. tragen → pigmentreiche Zellen)
• sie enthalten stets Chlorophyll → Chloroplasten
• andere Chromatophoren einthalten auch Xanthophyll oder Carotinoide
  → Farbe: grün, aber auch braun oder rot

Paramylonkörner (Paramylum)

• stärkeähnliche Substanz → Nahrungsreserve
• Paramylon oder Paramylum ist ein bei Euglenophyceen und Kalkalgen (Haptophyta) vorkommender Reservestoff, der als Energiereserve genutzt wird. Der Name leitet sich von Griechischen aus para (neben, bei) und mylos (Mühle) ab. Paramylon besteht aus kettenförmig miteinander gebundenen D-Glukose-Molekülen, ist also ein Kohlenhydrat oder auch Polysaccharid. Während bei der Stärke der grünen Pflanzen und Rotalgen die Glucose α-1→4- und α-1→6-glycosidisch verknüpft ist, besteht das Paramylon der Euglenophyceen und der Kalkalgen aus β-1→3-glycosidisch verbundener Glucose. In oben genannten Organismen wird der Speicherstoff im Cytoplasma in Form von Kügelchen deponiert, den sogenannten Paramylongranula.

pulsierende Vakuole

• Bläschen mit Flüssigkeit
• schwillt rhythmisch an (Diastole)
• entleert sich nach Außen (Systole)
  • Osmoseregulation
  • Austreiben überschüssigen Wassers
  • Verwandten von Euglena, die im Meer leben fehlt diese Vakuole!

Ernährung

• autotroph → Pflanzen: Fotosynthese + Zellatmung
• heterotroph → Tiere: organische Nährstoffe + Zellatmung
• amphitroph → Euglena steht zwischen Pflanze und Tier
• E. kann Fotosynthese-Fähigkeit bei Lichtmangel verlieren → Aufnahme und Verdauung von organischen Nährstoffen: verwesende Tier- und Pflanzenstoffe, Bakterien, kleine Algen
• Nährstoffaufnahme (Permeation) über die Zellrinde: Einstülpung → es entsteht eine Nahrungsvakuole = Gastriole
• Endocytose
  • Phagocytose: Feststoffe (phagein gr. fressen; kytos gr. Zelle)
  • Pinocytose: Flüssigkeitstropfen (pinein gr. trinken)

Verdauung

• Lysosomen transportieren Verdauungsenzyme aus dem ER zu den Gastriolen
• Resorption des Verdauten durch Mikropinocytose
• Entfernen von Reststoffen (NH3) über die Zelloberfläche oder mit der pulsierenden Vakuole

Bewegung

• Geißel
  • entspringt im Geißelsäckchen
  • Basalkörper (Kinetosom)

Lichtsinn („Augentierchen“)

• Photoreceptor: Anschwellung an der Basis der Geißel (→ Paraflagellarkörper)
• Stigma (Augenfleck); daneben im Plasma am Rand eines Chromatophors orangeroter Pigmentfleck → Hilfsorganell des Lichtsinns
• Euglena wendet sich in seiner Bewegung dem Licht zu
• dadurch können die Chloroplasten bei höherer Lichtintensität besser arbeiten
• Verbesserung der Fotosynthese → Organellen arbeiten als System zusammen
• um die Fotosyntheserate hoch zu halten, richtet sich Euglena nach dem Licht aus → Regulation

Vermehrung

• Längsteilung (potentiell unsterblich)
  • Geißel wird abgebaut
  • Kern teilt sich in 2 Tochterkerne
  • Zellleib schnürt sich längs durch
  • zwei selbständige, gleichgroße Tochterzellen entstehen
  • Geißeln werden neu gebildet
  • Zellen wachsen heran
  • Euglena ist somit potentiell unsterblich
  • Die „Komplexität“ eines Organismus hängt nicht von der Anzahl der Chromosomen ab. So besitzt der Weizen 42 Chromosomen, ein Karpfen sogar 104. Der Spulwurm kommt mit 2 Chromosomen aus, die Fruchtfliege „Drosophila melanogaster“ mit 8; dagegen hat das Augentierchen Euglena 200 Chromosomen aufzuweisen.
• sexuelle Fortpflanzung bisher nicht nachgewiesen!?

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►  St. Wimperntierchen (Ciliaten)

Paramecium (Pantoffeltierchen)

z.B. Paramecium caudatum

• 50 bis 320 µm
• viel differenzierter
• sehr hoch entwickelt
• feste Gestalt, feste Umgrenzung
• Zellmund, -after
• pulsierende Vakuole
• können durch Wimpernschlag sehr schnell schwimmen
• nährstoffreiches Süßwasser (Meer?) und Erdreich

Konjugation sexuelle „Vermehrung“ → Remane, Storsch, Welsch S. 243

• Makronukleus → polyploid
• Mikronukleus → diploid

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Einzeller zeigen als winzige Organismen schier unglaubliche Fähigkeiten:

Sie können sich bewegen,	→ Bewegung
mit dem ganzen Leib atmen, fressen, verdauen und ausscheiden;	→ Stoffwechsel
sie wachsen	→ Wachstum
und vermehren sich,	→ Vermehrung
nehmen Sinnesreize auf	→ Reizbarkeit
und verhalten sich zu ihnen.	→ Regulationsfähigkeit

Eine einzige Zelle ist als offenes System selbständig lebensfähig und in der Lage sich an Umweltbedingungen anzupassen.

Kennzeichen der Pflanzenzelle

• Zellwand aus Cellulose
• Chloroplasten (Fotosynthese, Chlorophyll) → autotroph
• Vakuole (Osmoseregulation, Wasserausscheidung)
• Kohlenhydratspeicher, Stärkekörner, Paramylonkörper, Pyrenoid

Kennzeichen von Tierzellen

• Nahrungsaufnahme, Verdauung → heterotroph
• Organellen zur Bewegung → Geißeln, Cilien, Pseudopodien
• „Sinnesorganellen“ → Stigma, Photoreceptor

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Literatur:
– Kükenthal, Renner: Leitfaden für das Zoologische Praktikum, Gustav Fischer Verlag (1982)
– Remane, Storch, Welsch: Systematische Zoologie, Gustav Fischer Verlag (1986)
– Remane, Storch, Welsch: Kurzes Lehrbuch der Zoologie, Gustav Fischer Verlag (1985)

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