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2. Kennzeichen des Lebens
Lebensmerkmale die in ihrer Gesamtheit Leben ausmachen sind Stoff-, Energie- und Informationswechsel; Bewegung; Fortpflanzung/ Vermehrung und Vererbung; Entwicklung und Wachstum; Individualität; Reizbarkeit, Anpassungs- und Regulationsfähigkeit; Beziehungen zu anderen Organismen und die daraus resultierende Hierarchiebildung (Hierarchie = Rangordnung).
2.1 Kennzeichen des Lebendigen am Beispiel von Euglena (Augentierchen)
Vorkommen
Euglena findet man in Gewässern, die reichlich organische Stoffe enthalten.
Aufbau
Euglena ist ein Einzeller und ist aus folgenden Bestandteilen aufgebaut:
Zellbestandteil / Zellorganellen Funktion
Zytoplasma Transport von Zellorganellen und Inhaltsstoffen; enthält eine Reihe wichtiger Enzyme
Zellkern Steuerfunktion; Träger der Erbinformationen
Chloroplasten Organelle der Photosynthese
Pellicula behindert Stoffaustausch oder lässt ihn nur an bestimmten Poren zu
stärkeähnliche Reservestoffe Speicherstoffe(stehen bei mangelnder/ausbleibender Nahrung zu Verfügung)
Geißel dient der Fortbewegung
Basalkörper verankert Geißel im Zellkörper und steuert Geißelbewegung
pulsierendes Vakuole dient zur Ausscheidung von Wasser
Nahrungsvakuole Stoffaufnahme aus Zellumgebung; Verdauung
Stigma (Augenfleck) dient der Orientierung zum Licht
Photorezeptor absorbiert Licht
Bewegung
Euglena besitzt eine lange Geißel und eine kurze Geißel. Durch den Schlag mit der langen Geißel kann sie sich mit dem Vorderende voran bewegen. Dabei dreht sie sich um ihre Längsachse.
Stoffwechsel
(Nahrungsaufnahme, Verdauung, Ausscheidung)
Wenn Euglena sich im Licht befindet, ernährt sie sich durch Photosynthese (autotrophe Ernährung).
Wenn sich Euglena im Dunkeln befindet, erfolgt eine heterotrophe Ernährung. Das heißt Euglena nimmt gelöste organische Stoffe als Nahrung auf.
Euglenen, die keine Chloroplasten haben, nehmen auch feste Teilchen auf. Diesen Vorgang bezeichnet man als Phagocytose. Dabei treffen Teilchen auf die Zelloberfläche, und werden in Bläschen, die man als Nahrungsvakuolen bezeichnet, aufgenommen. Auf die Phagocytose folgt die enzymatische Verdauung.
Nicht verwertbare Substanzen (Stoffwechselendprodukte), die bei dem Abbau von Nährstoffen entstehen, werden ausgeschieden. Ein Teil der gelösten Abbaustoffe tritt dabei durch die Zelloberfläche nach außen. Ein anderer Teil wird durch eine pulsierende Vakuole abgegeben.
Durch Euglena fließt ständig ein Strom von Stoffen und trotzdem bleiben Struktur, Gestalt und chemische Zusammensetzung der Zelle weitgehend gleich das heißt in der Zelle wird ein Fließgewicht aufrechterhalten.
Euglena stellt ein offenes System dar, da es einen Zu- und Abfluss von Stoffen und Energie hat.
Allgemein gilt: Pflanzliche Einzeller ohne Chloroplasten ernähren sich heterotroph von organischen Stoffen, die von chloroplastenhaltigen Pflanzenzellen gebildet wurden.
Alle pflanzlichen Einzeller mit Chloroplasten nehmen anorganische Stoffe aus dem Wasser auf. Sie ernähren sich autotroph.
Tierische Einzeller nehmen mit der Nahrung organische Stoffe auf. Sie ernähren sich heterotroph.
Wachstum
Durch Ernährung und Stoffwechsel baut Euglena körpereigene Substanzen auf. Dadurch vermehrt sich die Masse der Zelle. Sie wächst.
Wird die Aufnahme von körperfremden Stoffen und deren Umwandlung in körpereigene Substanzen vermehrt, werden Struktur und Speicherstoffe zur Volumenvergrößerung und zu späteren Zelldifferenzierungen genutzt.
Energiebedarf und Atmung
Euglena erhält die Energie, die es für ihre Lebenstätigkeiten braucht aus der Zellatmung: Die gesamte Oberfläche nimmt Sauerstoff aus dem umgebenden Wasser auf und mit Hilfe dieses Sauerstoffs oxidiert Euglena einen Teil der verdauten Nahrung beziehungsweise der Photosyntheseprodukte.
Vermehrung
Euglena kann sich durch Längsteilung und durch Konjugation vermehren. Bei der Teilung geht der Mutterorganismus restlos in die beiden Tochter-Euglenen auf und lebt in diesen weiter. Dies geschieht, wenn Euglena eine bestimmte Größe erreicht hat: Als erstes wird die Geißel abgebaut, dann teilt sich der Kern. Es entstehen zwei gleich große Tochterkerne. Anschließend schnürt sich der Zellleib längs durch. Es entstehen zwei selbstständige Euglena-Zellen. Diese bilden Geißeln aus und wachsen.
Bei der Konjugation (ähnlich der geschlechtliche Fortpflanzung) verschmelzen zwei Euglena-Zellen und ihre Kerne miteinander. Die entstandene Zelle und ihr Kern teilen sich mehrmals, so dass mindestens vier Nachkommen entstehen.
Beziehungen zu anderen Euglenen
Euglenen treten meist in großer Zahl auf. In einem bestimmten Lebensraum bilden sie eine Population. Zwischen den Individuen einer Population bestehen Wechselbeziehungen, da sie Raum- und Nahrungskonkurrenten darstellen.
Reizbarkeit
Euglena reagiert auf Berührungsreize, indem sie ihre Bewegungsrichtung ändert. Euglena reagiert aber auch auf chemische Reize. Erhöht man die Kohlendioxidkonzentration bewegt sich Euglena zu den Orten höherer Konzentrationen. Berührungsreize und chemische Reize nimmt Euglena an der ganzen Oberfläche auf.
Lichtreiz hingegen wird nur an der lichtempfindlichen Geißelverdickung aufgenommen. Diese lichtempfindliche Verdickung der Geißel bezeichnet man als Photorezeptor.
Euglena reagiert auf Einwirkungen der Umwelt, ist also reizbar.
Selbstregulation
Eine durch einen Reiz ausgelöste Erregung wird zum Basalkörper geleitet. Der Basalkörper steuert die Geißelbewegung. Die Geißelbewegung verändert wiederum die Schwimmrichtung und damit auch den Einfallswinkel des Lichtes.
Euglena besitzt die Fähigkeit zur Selbstregulation, da sie sich aktiv günstige Lichtverhältnisse sucht.
Euglena besitzt Merkmale der Pflanzen und der Tiere. Die Chloroplasten mit Chlorophyll und die damit verbundene autotrophe Ernährung sind Merkmale, die für Pflanzen charakteristisch sind. Das Fehlen einer Zellwand und die heterotrophe Ernährung sind Merkmale der Tiere.
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