Die Macht der Einzeller
Zwischen Medizinwissenschaft und künstlerischer Bildgestaltung
Menschenaffe
Lebensbaustein Einzeller - Die Macht der Einzeller
Aus einzelligen Lebensformen, Einzellern, sind im Laufe der Evolution alle komplexen Organismen der Biosphäre hervorgegangen. Zellen bilden das kleinste eigenständige und selbst erhaltende System, das durch gesteuerte Zellfunktion Leben ermöglicht. Aus Einzellern mit Zellkern, Eukaryoten, entwickeln sich im Laufe der Evolution alle komplexen vielzelligen Organismen.
Biosphäre - Nilschleife
Lebensbaustein Einzeller - Die Macht der Einzeller
Einzeller konnten sich durch die Evolution an Lebensräume mit verschiedenen Bedingungen anpassen. Die vier Elemente Feuer (Sonneneinstrahlung), Erde (Böden), Wasser, Luftbilder die Sphären Heliosphäre, Lithosphäre, Hydrosphäre, Atmosphäre. Die Biosphäre bezeichnet die Gesamtheit aller vier Sphären.
Brasilianischer Regenwald
Lebensbaustein Einzeller - Die Macht der Einzeller
Delphine im Meer
Lebensbaustein Einzeller - Die Macht der Einzeller
ars medicina: "Heilkunst"
Lebensbaustein Einzeller - Die Macht der Einzeller
„Leben ist Zellfunktion. Chirurgie ist die Trennung und Naht von Zellen", so beschreibt Prof. Bünte den Stellenwert der einzelnen Zellen.
Mitose bei Bakterien/Prokaryoten
Primitive Einzeller
Kernlose Prokaryoten vermehren sich durch Zellteilung (Mitose). Aus einer Mutterzelle entstehen zwei identische Tochterzellen.
Übersicht Prokaryoten/Urbakterien
Primitive Einzeller
In unterschiedlichen Erscheinungsformen entwickelten sich Archaeen, die ersten Prokaryoten als einzellige unabhängige Lebensformen ohne Zellkern. Diese Urbakterien verfügen über Stoffwechsel, Reproduktionsfähigkeit, Selektion.
Protobionten
Primitive Einzeller
Protobionten sind die Bindeglieder zwischen der unbelebten und belebten Natur. Sie gelten als Vorläufer des (einzelligen) Lebens und entstanden vor mehr als 3,5 Milliarden Jahren.
Vereinigung von zwei Prokaryoten / Entstehung von Eukaryoten
Primitive Einzeller
Eukaryoten besitzen einen zweifachen Gensatz; sie entstanden vor 1,8 Milliarden Jahren durch die Vereinigung von je zwei Prokaryoten: davon wird einer im Zellleib des anderen aufgenommen.
Übersicht Bakterien
Primitive Einzeller
Bakterien treten in unterschiedliche Formen auf, Kapseln, Stäbchen, Sporen. Sie existieren einzeln oder im Verbund, zum Teil verfügen sie über Geißeln: Möglichkeit der Fortbewegung.
Bakterienzelle
Primitive Einzeller
Die Zellwand umschließt Zellplasma, DNA und Ribosomen. Bakterien sind ubiquitär vorhanden. Kein Zellkern; durch Genaustausch Anpassung an unterschiedliche UMweltbedingungen möglich.
Eukaryot mit Zellorganellen
Komplexere Einzeller bis zum Vielzeller
Der Bauplan einer eukarytoten Zelle: In der Mitte: Zellkern und Nukleolus (orange); endoplasmatische Retikulum (grün); Golgi-Apparat (blau); bohnenförmige Ribosomen (schwarze Punkte). Die Plasmamembran (gelb) umhüllt die Organellen.
Eukaryot
Komplexere Einzeller bis zum Vielzeller
Baupläne der Zellen
Komplexere Einzeller bis zum Vielzeller
Zellen bestehen zu 70% bis 85% aus Wasser, 15% bis 30% aus fester Substanz. Die Zellmembran schließt die intrazelluläre Flüssigkeit - das Zytoplasma - in welchem sich Organellen und Nährstoffe befinden ein.
Tier- und Pflanzenzellen
Komplexere Einzeller bis zum Vielzeller
Alle Lebewesen höherer Entwicklungsstufen bestehen aus kernhaltigen Zellen. Pflanzenzelle (oben) und Tierzelle (unten) weisen identische Grundausstattung auf.
Euglena
Komplexere Einzeller bis zum Vielzeller
Die ersten Eukaryoten sind Einzeller, die ohne Kontakt mit anderen Zellen existieren können, Beispiel dafür Euglena (Augentierchen).
Euglena mit Beschriftung
Komplexere Einzeller bis zum Vielzeller
Schematische Darstellung des Augentierchens
Kolonien und Vielzeller
Komplexere Einzeller bis zum Vielzeller
Aus Eukaryoten entstehen in evolutionären Schritten mehrzellige Gebilde: Kolonien oder Vielzeller wie z.B. Grünalgen, Vorläufer vielzelliger Organismen.
Größenverhältnisse Einzeller
Komplexere Einzeller bis zum Vielzeller
Zellgrößen im Vergleich: Größenverhältnissevon Zellen: kleinste Zellen messen 0,1 µm (Millionstel), große bis zu 200 µm.
Makrophage
Spezialisierte Zellen im Organismus
Treffen Monozyten auf Infektionen, differenzieren sie sich zu Makrophagen. Makrophagenvernichten Erreger; aktivieren T-Zellen und fördern Wundheilung.
Blutbestandteil: Phagozyten
Spezialisierte Zellen im Organismus
Körperabwehr wird auch durch Phagozyten sichergestellt: Fresszellen, z.B. Monozyten, die im Blut zirkulieren.
Befruchtete Eizelle
Spezialisierte Zellen im Organismus
Die geschlechtliche Fortpflanzung: Nur eine Samenzelle kann in die Eizelle eindringen.
Befruchtete Eizelle
Spezialisierte Zellen im Organismus
Apoptose
Spezialisierte Zellen im Organismus
Apoptose ist der kontrollierte hormonell gesteuerte Zelltod.
Nervenzelle
Spezialisierte Zellen im Organismus
Bei einer Nervenzelle handelt es sich um spezialisierte Zellen im komplexen Oraganismus. Eine Nervenzelle, die ein Neuron, ist ein auf Erregungsleitung und -übertragung spezialisierter Zelltypus. Vom Zellkörper ausgehend: axionale Zellfortsätze, Neurit udn verästelte Dendriten. Ein Axon endet in einer knotenartigen Synapse. Erregungsübertragung zur Nachbarzelle).
Nervenzelle
Spezialisierte Zellen im Organismus
Blutbestandteil: Erytrozyten
Spezialisierte Zellen im Organismus
Erytrozyten enthalten den roten Blutfarbstoff Hämoglobin, der Blutgase, Sauerstoff und Kohlendioxid transportiert. Erytrozyten haben keinen Zellkern, sind klein und stark verformbar.
Mitose bei Eukaryoten
Spezialisierte Zellen im Organismus
Die Zellvermehrung bei Eukaryoten erfolgt durch geschlechtliche Fortpflanzung. Während der Teilung kann ein Genaustausch stattfinden; so war durch Selektion und Anpassung Evolution möglich.
Mitose bei Eukaryoten
Spezialisierte Zellen im Organismus
Mitose bei Eukaryoten
Spezialisierte Zellen im Organismus
Systematik Symbiose
Überblick und Zusammenfassung zur Macht der Einzeller
Mikroorganismen leben in Symbiose mit dem Menschen. Alle Körperzellen des menschlichen Körpers sind Eukaryoten. Circa 200 verschiedene Zellarten übernehmen verschiedene Aufgaben; einzeln (Blutzellen) oder als Verbund (Gewebe). In Symbiose mit dem Wirt besiedeln Billionen körperfremder einzelliger Mikroorganismen Darm und Haut des Menschen.
Systematik Evolution
Überblick und Zusammenfassung zur Macht der Einzeller
Das faszinierende Spektrum einzelligen Lebens im Laufe der Evolution bis zum komplexen Oragnismus veranschaulicht: Zellen sind Bausteine des Lebens. 1855 definierte R. Virchow den Grundsatz der Zellthoerie: jede Zelle kann nur aus einer anderen Zelle entstehen. (omnis cellula e cellula)
Funktionseinheiten in der Biologie
Überblick und Zusammenfassung zur Macht der Einzeller
In vielzelligen Organismen wird „Existenz" und „Leben" durch komplexe, aufeinander abgestimmte Funktions- und Unterstützungssysteme einzelner Zellgruppen ermöglicht. Das umfassende Spektrum der Regelung und Steuerung biologischer Systeme auf zellulärer Ebene im Schema. Die Kybernetik bezeichnet eine Wissenschaft der Steuerung vegetativer Funktionen.
Tierreich/Libelle
Überblick und Zusammenfassung zur Macht der Einzeller
Rieseninsekten lebten vor etwa 320 bis vor etwa 250 Millionen Jahren. Die maximale Flügelspannweite von Riesenlibellen (Fam. Meganeuridae) misst bis zu 70 cm. Einer Vermutung zufolge waren Rieseninsekten nur wegen des extrem hohen Sauerstoffgehalts der Atmosphäre während der jüngsten Phase des Paläozoikums (Erdaltertum) lebensfähig.
Der blaue Planet
Überblick und Zusammenfassung zur Macht der Einzeller
Die frühen Entwicklungsstadien der Erde
Überblick und Zusammenfassung zur Macht der Einzeller
In frühen Stadien der Erdentwicklung sind durch die Zersetzung der Urgesteine Mineralien freigesetzt worden. Die Nährstoffe in den Böden konnten so die grundlegenden Bedingungen für ein breites Spektrum an Einzellern wie den Bakterien einen geeigneten Lebensraums liefern.
Die frühen Entwicklungsstadien der Erde
Überblick und Zusammenfassung zur Macht der Einzeller
In frühen Stadien der Erdentwicklung sind durch die Zersetzung der Urgesteine Mineralien freigesetzt worden. Die Nährstoffe in den Böden konnten so die grundlegenden Bedingungen für ein breites Spektrum an Einzellern wie den Bakterien einen geeigneten Lebensraums liefern.
