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MEHRZELLER (vor 1,3 Mrd. Jahren)

Aus dem Audiowalk EVOLUTIONSWEG | Düsseldorf

EVOLUTIONSWEG
20 Stationen
76:51 min Audio
1.01 km directions_walk
MEHRZELLER (vor 1,3 Mrd. Jahren)

ZUM MITLESEN:
Sind sie am sechsten Schild angekommen? Halten Sie sich fest, denn das, was hier passiert, ist für das Leben auf der Erde von überragender Bedeutung. Es wird das Leben auf ein völlig neues Niveau katapultieren. Es ist der Sprung von den Einzellern, die bereits seit zweieinhalb Milliarden Jahren die Erde bewohnen, hin zu den Mehrzellern, also auch allen Pflanzen und Tieren, die Sie jetzt gerade um sich herum mit Ihren Augen erblicken können.

1. Bakterien werden in Archaeen zu Zellorganellen (Endosymbiose)

Grundlage für diesen wichtigen Schritt ist die Endosymbiose, die wohl folgenreichste Kooperation der Welt. Daran beteiligt sind die beiden sogenannten Domänen der Einzeller, nämlich zum einen die Bakterien und zum anderen die Archaeen, die sich schon seit der Frühzeit deutlich in ihren Eigenschaften voneinander unterscheiden.

Was also ist nun genau passiert? Stellen wir uns das mal so vor: Wenn bisher ein großer Einzeller es geschafft hat, einen anderen Einzeller zu umschlingen oder durch seine Membran hindurch zu lassen, dann hat es diesen einfach verdaut. Nun aber gelingt stattdessen eine Zusammenarbeit. Die Eingeschlossenen werden nicht mehr vertilgt und fühlen sich richtig wohl in ihrer neuen sauerstofffreien Umgebung. So wohl, dass sie anfangen, innerhalb der fremden Zelle allerlei Spezialaufgaben zu übernehmen. Sie werden dort zu den Zellorganellen, also, wie der Name schon sagt, entwickeln sie sich zu so etwas wie eigenen Organen der Zelle, zum Beispiel Mitochondrien, das sind die zelleigenen Kraftwerke. Und genauso entwickelt sich auch der Zellkern. Auch der geht zurück auf eingeschlossene Bakterien. Die nehmen die frei herumschwimmende DNA in sich auf und schützen sie.

2. Eigenschaften der Eukaryoten (Zellen mit Zellkern)

Der Zellkern gibt diesem fundamental neuen Typ von Zelle auch seinen Namen, nämlich „Eukaryote“ – was einfach „Zelle mit Zellkern“ heißt. Dieser neue Zelltyp existiert nun neben den „Prokaryoten“, die keinen Zellkern haben.

  • Die Eukaryoten mit ihrem Zellkern und anderen Organellen entwickeln ein richtig komplexes Innenleben, man kann sich das vorstellen wie eine kleine Stadt. Daher werden sie auch bis zu 1000-mal größer als Prokaryoten.
  • Aber neben ihrer Größe ist das wirklich Revolutionäre an den Eukaryoten etwas anderes, nämlich das: Sie lernen Signalsysteme aufzubauen und untereinander zu kommunizieren. Damit sind sie in der Lage, ihre Reaktionen auf äußere Reize miteinander abzustimmen. Und das ist, was einen eigenständigen Organismus ausmacht: Sie reagieren auf die Außenwelt als Einheit!
  • Auch nach innen stimmen die Eukaryoten sich miteinander ab. Sie schaffen es, innerhalb des Organismus völlig unterschiedliche Aufgaben zu übernehmen und sich dafür entsprechend zu verändern. Sie werden zu Nervenzellen, Muskelzellen, Blutzellen oder Hautzellen.

Und nur am Rande: Die kleinen Prokaryoten haben damit nicht etwa ausgedient. Sie haben neben den Eukaryoten auch weiterhin ihren eigenständigen Platz. Dazu müssen wir nur mal einen Blick auf unseren menschlichen Körper werfen. Denn jeder und jede von uns besteht aus etwa 40 Billionen Eukaryoten. Und daneben beherbergen wir eine sogar noch größere Anzahl von Prokaryoten. Das sind vor allem die Bakterien in unserem Magen- und Darmsystem, und auch auf jedem Quadratzentimeter unserer Haut leben etwa 100.000 Bakterien. Die Prokaryoten sind aber so klein, dass sie trotz ihrer gewaltigen Zahl zusammen nur etwa ein bis zwei Kilo unseres Körpergewichts ausmachen, der Rest sind Eukaryoten.

3. Erste Mehrzeller: Schwämme, Algen, Quallen

Aber wir schweifen ab. Beim Menschen ist die Evolution ja noch lange nicht angekommen. Die allerersten Arten von Mehrzellern sind natürlich ganz simpel aufgebaut. Sie sind wirklich nicht viel mehr als zusammengeklebte Eukaryoten.

Dazu gehören etwa Schwämme. Solche, die bis heute überlebt haben und mit denen man sich auch waschen kann. Die sind extrem einfach aufgebaut. Man kann sie in kleine Stücke schneiden oder sogar durch ein Sieb pressen, und sie kleben nach einer Weile wieder zusammen und leben als einheitlicher Organismus weiter.

Auch schon ganz früh mit dabei sind Algen und Quallen. Bei denen sollten Sie das mit dem Zerschneiden aber eher lassen, denn sie haben schon eine komplexere Struktur, die nicht einfach so wieder zusammenwachen kann.

4. Drei Reiche

Recht schnell lassen sich alle Mehrzeller einem ihrer drei großen Reiche zuordnen, nämlich Pilzen, Pflanzen oder Tieren.

  • Pflanzen sind Mehrzeller, die direkt von Photosynthese leben, indem sie Cyanobakterien in die Zellen ihrer Blätter einlagern.
  • Tiere dagegen leben nur indirekt von Photosynthese, indem sie andere Organismen auffressen.
  • Und Pilze haben etwas von beidem.

5. Sexuelle Fortpflanzung

Und jetzt noch zu einem weiteren ganz wichtigen Phänomen, das die Mehrzeller in die Welt bringen: der sexuellen Fortpflanzung. Gemeint ist damit, dass sich Lebewesen zur Vermehrung nicht mehr einfach nur teilen, sondern sich nun immer zwei Individuen einer Art zusammentun, um Nachkommen zu zeugen, und dabei ihr Genmaterial mischen. Erstmals machen das wahrscheinlich einige Algenarten so. Dazu lagern sie jeweils einen halben Chromosomensatz in spezialisierte Zellen ein, dem Ei und dem Spermium, und nur diese eine Hälfte der DNA wird von jedem Elternteil an die nächste Generation weitergegeben. Dadurch entstehen viel häufiger neue Körpermerkmale, die den Nachkommen eine optimale Anpassung an ihre Umwelt ermöglichen.

Die sexuelle Fortpflanzung ist für das Leben wirklich so etwas wie ein „Raketenstart“. Erst mit dieser völlig unwahrscheinlichen Erfindung hat das Leben das notwendige Werkzeug, um so richtig durchzustarten.

6. Eiszeit

Bevor es damit aber losgeht und noch bevor Sie gleich das nächste Schild erreichen werden, verwandelt sich die Erde zunächst noch einmal in einen Schneeball. Denn es kommt zu einer weiteren heftigen Eiszeit. Sie beginnt vor 720 Mio. Jahren und sie dauert fast 100 Mio. Jahre lang.


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