Einzeller

Den Einzellern kann in der Biologie eine wichtige Rolle zugeschrieben werden, da sie einen Großteil des Lebens auf unserem Planeten ausmachen. Ihnen können die Vielzeller (Mehrzeller) gegenübergestellt werden – Lebewesen, die aus mehreren Zellen bestehen. Zu den Einzellern zählen Algen, Protozoen, die meisten Bakterien und einige Pilze.

Einzeller – Definition & Arten

Die Einzeller-Arten Prokaryoten und Eukaryoten als Grundlage des Lebens

Einzeller waren die ersten Lebewesen auf unserem Planeten. Erst im Laufe der Zeit haben sich die Einzeller zu den Mehrzellern weiterentwickelt. Wenn Einzeller sehr eng beieinander lebten, konnten sie eine Kolonie bilden. Der Vorteil ist hierbei, dass Stoffe untereinander besser ausgetauscht werden können. Schließlich hat sich in den Kolonien eine Arbeitsteilung bei den Zellen untereinander entwickelt. Als die Zellen irgendwann so auf ihren Arbeitsbereich spezialisiert waren und somit nicht mehr allein lebensfähig waren, ist daraus ein vielzelliger Organismus entstanden.

Prokaryoten Einzeller

Prokaryoten sind alle Einzeller, die keinen Zellkern besitzen. Zu den Prokaryoten zählen nur Bakterien und Archaeen. Die DNA "schwimmt" bei ihnen in der Zelle frei im Cytoplasma. Dabei liegt meist ein doppelsträngiger, chromosomaler Ring vor. Enthalten Prokaryoten zusätzlich eine ringförmige, doppelsträngige DNA, so wird diese als "Plasmid" bezeichnet.

Merkmale und Aufbau der Prokaryoten

Die Prokaryoten sind meist nur 1-2 µm, also nur wenige Mikrometer groß. Sie liegen oftmals als stäbchenförmige Bazillen oder Kokken vor. Ein weiteres Merkmal ist ihre hohe biologische Anpassungsfähigkeit. Die Zellen der Prokaryoten werden auch "Procyten" genannt. Auf folgender Abbildung siehst Du den Aufbau einer Procyte:

Da die DNA in einem bestimmten Areal angeordnet ist, wird sie auch als "Kernäquivalent" oder "Nucleoid" bezeichnet. Die Kapsel besteht bei den Prokaryoten aus Polysacchariden (Kohlenhydraten) und dient als Schutz vor Austrocknung und Feinden. Die Ribosomen sind aus Proteinen und der rRNA (Ribonukleinsäure) aufgebaut. Über sie findet die Translation in der Zelle statt.

Bakterien und Archaeen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Zellwände. Die Zellwände der Bakterien bestehen aus Murein, einem Polymer aus Peptiden und Aminozuckern. Die Zellwände von Archaeen enthalten dagegen kein Murein und sind hauptsächlich aus Proteinen aufgebaut. Jedoch hat die Zellwand bei beiden die Funktion, sie vor Umwelteinflüssen und Feinden zu schützen.

Die Cytoplasmamembran befindet sich direkt unter den Zellwänden und hat die Funktion einer Stoffbarriere. Das heißt, sie regelt, welche Stoffe in die Zellen dringen dürfen und welche nicht.

Das Flagellum dient zur Fortbewegung der prokaryotischen Zelle. Es sind filamentartige, dünne Proteinfäden. Ein Motor sorgt in der Zellwand für die Rotationen des Flagellums. Wenn Prokaryoten zusätzlich noch kleinere, fadenförmige Proteinanhänge besitzen, werden diese als "Pili" bezeichnet. Ihre Aufgabe besteht darin, sich an Oberflächen oder weiteren Zellen anzuheften.

Eukaryoten Einzeller

Zu den Eukaryoten zählen grundsätzlich alle Lebewesen, deren Zellen einen Zellkern besitzen. Die Zellen der Eukaryoten lassen sich in Tierzellen und Pflanzenzellen untergliedern. Auch wir Menschen gehören neben Pflanzen, Pilzen und Algen zu den Eukaryoten.

Merkmale und Aufbau von Eukaryoten

Der Durchmesser von Eucyten beträgt 10-30 µm. Somit sind sie ein gutes Stück größer als die Procyten. Damit die zellulären Abläufe reibungslos funktionieren, besitzt die Eucyte gewisse Zellorganellen, die jeweils unterschiedliche Aufgaben übernehmen und voneinander abgetrennt sind. Dabei wird auch von einer "Kompartimentierung" gesprochen. Die Zellen der Eukaryoten werden auch "Eucyten" genannt.

Auf folgender Abbildung siehst Du, wie eine Eucyte aufgebaut ist:

Im Gegensatz zu den Prokaryoten enthalten die Zellen der Eukaryoten ein endoplasmatisches Retikulum, Mitochondrien sowie einen Golgi-Apparat. Die DNA befindet sich hier im Zellkern ("Nucleolus").

Die Aufgabe der Mitochondrien ist es, den Energieträger ATP zu bilden. Das Endoplasmatische Retikulum kann nochmals in das raue ER und das glatte ER unterteilt werden. Das raue ER ist an der Proteinbiosynthese beteiligt. Das glatte ER produziert Fettsäuren sowie Hormone und entgiftet die Zelle. Der Golgi-Apparat übernimmt Funktionen beim Zellstoffwechsel, wie Proteine vom ER zu modifizieren.

Tierische Einzeller – Beispiele und Besonderheiten

Bekannte Vertreter von Einzellern, die zu den tierischen Eukaryoten zählen, sind Amöben, Augentierchen und Pantoffeltierchen.

Das Wechseltierchen

Das Pantoffeltierchen

Pflanzliche Einzeller und ihre Besonderheiten

Pflanzliche Einzeller werden auch "Protophyten" genannt und gehören wie die tierischen Einzeller zu den Eukaryoten. Unterscheiden lassen sie sich jedoch durch ihre Zellorganellen. In der pflanzlichen Zelle sind zusätzlich Chloroplasten, Leukoplasten, Chromoplasten sowie eine Vakuole vorhanden.

• Hauptfunktion der Chloroplasten ist es, Fotosynthese zu betreiben
• Leukoplasten können Stärke in Zucker umwandeln
• Chromoplasten besitzen Carotinoide, durch die eine Zelle rot bis gelb gefärbt sein kann
• Durch die Vakuole wird ein Turgor (Zellinnendruck) erzeugt

Wie ein solcher pflanzlicher Einzeller aufgebaut sein kann, siehst Du an folgendem Beispiel:

Ernährung bei den Einzellern

Einzeller können sich entweder heterotroph oder autotroph ernähren. Du bekommst nun den Unterschied der beiden Ernährungsarten aufgezeigt:

Heterotrophe Ernährung

Ernähren sich die Einzeller heterotroph, so können sie ihre Nahrung nicht selbst herstellen. Hierzu müssen sie organische Stoffe aus der Umwelt aufnehmen, zu denen Fette, Eiweiße und Kohlenhydrate gehören. Sie werden von den Zellen über die Zellmembran aufgenommen. Dieser Vorgang wird auch "Endozytose" genannt. Die verdauten Reste werden durch die "Exozytose" über die Zellmembran wieder ausgeschieden.

Autotrophe Ernährung

Wenn sich Einzeller autotroph ernähren, dann können sie die zum Leben notwendigen Stoffe selbst herstellen. Das kann mithilfe der Fotosynthese geschehen. Durch sie kann die Zelle Traubenzucker herstellen. Mit dem Traubenzucker gewinnt die Zelle dann genügend Energie, um alle Vorgänge damit durchführen zu können.

Fortpflanzung bei den Einzellern

Einzeller pflanzen sich grundsätzlich ungeschlechtlich fort. Das heißt, sie benötigen keinen zweiten Einzeller, um sich fortzupflanzen. Sie können sich so teilen, dass zwei neue identische Zellen entstehen. Vor der Teilung werden hierzu innerhalb der Zelle erstmals alle Zellorganellen durch eine Mitose verdoppelt. Nach der Teilung sind zwei identische Tochterzellen entstanden.