CYTOLOGIE

EINZELLER (Protozoa - eine kleine Auswahl)

Einzeller

Eine Auswahl tierischer und (partiell) pflanzlicher Einzeller.

Man gliedert das Tierreich in Einzeller (Urtierchen, "Protozoen" oder "Protozoa") und Vielzeller (Metazoen oder Metazoa). Einzeller findet man fast überall, wo Wasser ist. Sie sind ein wichtiger Bestandteil des Planktons und Bewohner aller Lebensräume, die genügend feucht sind. Neben den frei lebenden Einzellern gibt es viele, die als Symbionten oder Parasiten' in den verschiedenen Körperflüssigkeiten, Geweben oder Zellen anderer Lebewesen ihren Lebensraum haben.

Geißeltierchen (Flagellaten)

Bild: Euglena (aus Encarta 2000) Flagellaten sind Mikroorganismen, die sich durch eine oder mehrere Geißeln fortbewegen. Das Augentierchen ("Euglena", Schönauge) ist ein typischer Planktonvertreter unserer Teiche und Tümpel. Der spindelförmige, etwa 0,05 mm große Körper besteht aus einer einzigen Zelle. Am Vorderende liegt ein Säckchen, das mit einem Schlund nach außen mündet; auf seinem Grund entspringen zwei Geißeln. Eine ist eine lange Bewegungsgeißel. Durch kreisende oder wellenförmige Bewegung zieht sie die Zelle durchs Wasser. Am Schlund liegt der rot gefärbte "Augenfleck", der dieser Geißelalge den Namen gegeben hat. Mit seiner Hilfe kann die Zelle hell und dunkel unterscheiden.

Beispiel: "Euglena" ist eine Brückenform zwischen Pflanzen- und Tierreich:

Ein Bestandteil des Zytoplasmas sind die grün gefärbten Farbstoffträger oder "Chloroplasten". Mit ihrer Hilfe bauen die Zellen aus C0₂ und H₂0 unter Lichteinwirkung körpereigene organische Stoffe auf ("Photosynthese"). Organismen mit dieser Ernährungsweise bezeichnet man als autotroph.

Euglenen können aber auch wie ein Tier organische Stoffe aufnehmen, um daraus Energie zu gewinnen. Entweder werden gelöste Nahrungsbestandteile über die gesamte Körperoberfläche aufgenommen, oder es werden feste Teilchen vom Protoplasma umflossen und in kleine Bläschen, sogenannte Nahrungsvakuolen, aufgenommen und dort verdaut. Organismen, die bereits vorhandene organische Substanzen als Nahrung benötigen, bezeichnet man als heterotroph. Euglena kann zwischen autotropher und heterotropher Ernährung sozusagen umschalten.

Wurzelfüßer ("Rhizopoden")

Bild: Amöbe umfließt Beute (aus Encarta 2000) Charakteristische Süßwasservertreter dieser Gruppe sind die Wechseltierchen oder Amöben. Sie sind farblose Protoplasmatröpfchen ohne feste Zellwand und bestehen aus einem körnigen, dünnflüssigen Plasma. Sie führen Kriechbewegungen aus, wobei lappenförmige oder verzweigte Zellausstülpungen entstehen, in die das ganze Zellplasma hineinströmen kann, die aber nach Rückfließen des Plasmas in die Zelle wieder eingezogen werden können. Diese vorübergehenden Plasmaausstülpungen bezeichnet man als Scheinfüßchen, die dadurch mit dauernder Gestaltveränderung verbundene Bewegung amöboide Bewegung.

Als Nahrung dienen den Amöben kleinste Mikroorganismen (Bakterien, Algen) oder verwesende Tier- und Pflanzenreste. Die Nahrungsteilchen werden von den Scheinfüßchen umflossen und im Plasma in Nahrungsvakuolen eingeschlossen. Süßwasseramöben besitzen eine pulsierende Vakuole zur Ausscheidung von Wasser und Stoffwechselabbauprodukten.

Die Amöben (siehe Bild) vermehren sich ungeschlechtlich durch Zellteilung, manche Wurzelfüßer auch durch flagellatenähnliche Fortpflanzungsstadien. Unter ungünstigen Lebensbedingungen entstehen Zysten. Bei der geschlechtlichen Fortpflanzung verschmelzen zwei Zellen entweder im amöboiden Zustand oder in Form begeißelter Gameten. Manche Amöben leben im Darm höherer Tiere oder des Menschen als harmlose, Bakterien fressende Mitbewohner oder als krankheitserregende Parasiten. In tropischen und subtropischen Gebieten ruft eine Amöbe die "Weiße Ruhr" hervor.

Wimpertierchen ("Ciliaten")

Der Besitz eines Wimperkleides ist das gemeinsame Kennzeichen aller Wimpertierchen oder Ciliaten, die auch auf Grund der Tatsache, dass man sie in Heuaufgüssen verbreitet findet, Aufgusstierchen oder lateinisch Infusorien genannt werden.

Bild: Paramaecium (aus Encarta 2000) Ein Beispiel für einen hoch differenzierten Einzeller ist das Pantoffeltierchen. Wegen seiner Größe von 0,3 mm kann es mit freiem Auge noch gerade als Pünktchen erkannt werden. Es findet sich als Bakterienfresser häufig in verunreinigten Gewässern.

Sein länglicher, spindelförmiger Körper erhält durch eine verfestigte äußerste Plasmaschichte eine charakteristische pantoffelförmige Gestalt und trägt ein dichtes Wimperkleid.

Zum Herbeistrudeln und Aufnehmen der Nahrung dient im vorderen Teil des Körpers eine flache Grube, die mit kräftigeren Wimpern ausgekleidet ist, das Mundfeld. Auf seinem Grund öffnet sich das Plasmahäutchen zum Zellmund, durch den die herbeigestrudelten Nahrungsteilchen in einen kleinen Kanal im Protoplasma, dem Zellschlund, und am Ende des Schlundes in die dort entstehenden Nahrungsvakuolen gelangen. Diese Vakuolen wandern durch das Plasma, verdauen die Nahrung und stoßen schließlich die unverdaulichen und wertlosen Reste an einer bestimmten Stelle der Zelloberfläche, dem Zellafter, aus dem Zellkörper wieder aus.

Sporentierchen ("Sporozoa")

Die Vertreter dieser Gruppe der tierischen Einzeller leben ausschließlich als Parasiten und nehmen durch ihre Zelloberfläche nur gelöste Nahrung auf. Daher benötigen sie keine Verdauungs- und keine Bewegungsorganellen. Ihr Name ist von der Sporenbildung abgeleitet, einer ungeschlechtlichen Vermehrung durch Vielzellbildung, die in einem komplizierten Entwicklungsgang eingeschaltet ist.

Bild: Malariaerreger (aus Encarta 2000) Durch Sporentierchen wird in den Tropen und Subtropen die Malaria(durch Plasmodium vivax)hervorgerufen. Sie ist gekennzeichnet durch regelmäßige Fieberanfälle (Wechselfieber), die durch eine periodische Vermehrung der Parasiten in den roten Blutkörperchen ausgelöst werden; ihre Übertragung erfolgt durch den Stich infizierter Fiebermücken.

Bei Reisen in malariaverseuchte Gebiete sollte man sich rechtzeitig durch Einnahme von geeigneten Medikamenten (Malariaprophylaxe) und durch Vermeidung von Mückenstichen (Moskitonetz, chemische Schutzmittel) schützen.

Der Entwicklungsgang des Malariaerregers beginnt, wenn die Infektionskeime (Sichelkeime) beim Stich der Fiebermücke (Anopheles) mit deren Speichel in das Blut des Menschen kommen.

In der ungeschlechtlichen Phase wachsen die Sichelkeime in den Zellen der Leber zu vielkernigen, in viele einkernige Teilsprösslinge zerfallende Gebilde heran (Inkubationszeit, geringe medikamentöse Beeinflussbarkeit). Wiederholter Befall durch Teilsprösslinge, bis diese in der ungeschlechtlichen Phase in rote Blutkörperchen eindringen und in ihnen "Merozoiten" bilden. Diese befallen immer wieder rote Blutkörperchen, zeitlich parallel verlaufen die Fieberwellen.

Zellfamilien - (Übergang zu den Vielzellern)

Vereinigungen gleichwertiger Zellen ohne Arbeitsteilung bezeichnet man als Zellfamilien oder Zellkolonien.

Entwickeln sich die Zellen eines Verbandes unterschiedlich, übernehmen sie verschiedene Aufgaben, kommt es also zu einer Arbeitsteilung oder Differenzierung (Spezialisierung der Zellen), dann entstehen vielzellige Organismen.

Bild links: Gonium (aus Mandl: Organismus und Umwelt) Die Flagellaten, zu denen auch die Kugelalge gehört, weist Übergänge zwischen Koloniebildung und Vielzelligkeit auf.

Bild rechts: Eudorina und Pandorina (aus Schirl: Über die Natur - Verl. Dorner)

Hier gibt es einerseits bestimmt gestaltete Kolonien vollkommen gleichwertiger Zellen, dann Zellverbände mit Differenzierungen in größere teilungsfähige Fortpflanzungszellen und kleinere Körperzellen, die ihre Teilungsfähigkeit verloren haben, dafür aber für die Durchführung der Stoffwechselvorgänge zuständig sind, und schließlich die Kugelalge selbst, in der sich auch die Körperzellen unterschiedlich zu entwickeln beginnen. Daher ist diese Kugelalge als ein Beispiel eines einfachen vielzelligen Individuums aufzufassen.

Bild: Volvox (aus Mandl: Organismus und Umwelt) Die Kugelalge oder Volvox

ist eine bis 1 mm große und daher mit freiem Auge sichtbare grüne Hohlkugel, die sich unter drehenden Bewegungen im Wasser fortrollt. Ihre einschichtige Wand enthält bis zu 20 000 Zellen mit je zwei Geißeln, zwei kontraktilen Vakuolen, einem Augenfleck und einem Farbstoffträger. Die Arbeitsteilung besteht darin, dass nur noch ein geringer Teil der Zellen als Fortpflanzungszellen teilungsfähig und vermehrungsfähig bleibt, die große Masse der Zellen hingegen als Körperzellen der Fotosynthese und Bewegung dient und ihre Teilungsfähigkeit verloren hat. Alle Zellen sind durch Plasmabrücken miteinander verbunden. Innerhalb der Körperzellen lassen sich die Zellen des vorderen Kugelpoles durch größere Augenflecke von den Zellen des hinteren Poles unterscheiden.

Die ungeschlechtliche Vermehrung von Volvox erfolgt durch Tochterkugeln, die in der Mutterkugel heranwachsen und durch Zerfall der Mutterkugel frei werden. Nach dem Freiwerden der Tochterkugeln stirbt die Mutterkugel ab. ("Die erste Leiche der Biologie").

Die geschlechtliche Fortpflanzung erfolgt durch Eibefruchtung. In der Wand der Hohlkugel werden einige Zellen zu großen unbeweglichen Eizellen, in anderen entstehen durch Vielzellteilung kleine bewegliche, mit Geißeln versehene Samenzellen oder Spermatozoiden.

Bilder: Mandl "Organismus und Umwelt", Verl. ÖBV Pädagogischer Verlag und Encarta 2000.

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