Die Entwicklung der Zelle

Auch Zellen haben sich im Laufe der Evolution verändert. Die ersten Zellen, die auf der Erde auftraten, waren einfach gebaut. Im Laufe der Evolution entwickelten sich Einzeller und später Vielzeller, die in der Zelle eine Membran enthielten und auch über einen Zellkern verfügten. Solche Zellen mit einem echten Zellkern werden als Eukaryoten bezeichnet. Im Laufe der Evolution entwickelten sich aus diesen Ein- und Vielzeller eine Vielfalt an Lebewesen mit unterschiedlichen Zelltypen. Wie aber entwickelte sich die Zelle vom einfachen Aufbau zu einem komplexen Mehrzeller.

Entwicklung der Zelle

Im Gegensatz zu den vielzelligen Lebewesen besitzen Einzeller alle lebensnotwendigen Funktionen in einer Zelle. Stoffwechsel, Wachstum und Fortpflanzung finden/fanden nur in einer Zelle statt. Im Laufe der Evolution bilden sich komplexe Vielzeller, jede Zelle kann nicht mehr für sich alleine existieren. Die Zellen haben sich voneinander differenziert und betreiben Arbeitsteilung (=> Effizienzsteigerung). Da Einzeller wesentlich älter sind, als Vielzeller (entsprechende fossile Funde weisen darauf hin), nimmt man an, dass die Evolution vom Einzeller zum Vielzeller verlief.

In den vorherigen Kapiteln hatten wir gesehen, dass der Unterschied zwischen den einfach aufgebauten Einzellern und Vielzellern darin liegt, dass Vielzeller über ein Membransystem in der Zelle verfügt. Dieses Membransystem (aufgebaut durch das Endoplasmatische Retikulum und dem Golgi-Apparat) ist bei einem einfachen Einzeller (ohne Zellkern, Prokaryoten) nicht zu finden. Man nimmt an, dass diese Membransystem im Inneren der Zelle durch Einfaltungen der Plasmamembranen (bei einfachen Zellen) entstanden ist.

Der Unterschied zwischen den Einzellern und Vielzeller liegt auch im Aufbau der Zellen. So verfügen Vielzeller über ein komplexes System aus Zellorganellen wie Mitochondrien und Plastiden. Man nimmt an, dass diese Vielzeller durch Symbiose von Einzellern bzw. Prokaryoten entstanden sind. Diese Theorie der Symbiose wird auch als Endosymbiontentheorie bezeichnet. Dies Endosymbiontentheorie besagt, dass (im Laufe der Evolution) einzellige Lebewesen andere Einzeller (z.B. mit der Nahrung) aufgenommen haben. Diese aufgenommen Einzeller wurden aber nicht verdaut und wurden so zu Bestandteilen der Zelle. Im Laufe der Evolution hat sich so aus einem Einzeller ein komplexes System aus vielen Zellen entwickelt.

Wie vorher erwähnt, entwickelten sich die Zellorganellen von Vielzellern nach der Endosymbiontentheorie aus einfachen Einzellern (z.B. Bakterien). Diese einfachen Einzeller wurden von größeren Eukaryoten (z.B. Amöben) in der Regel mit der Nahrung aufgenommen (durch die Endocytose). Im Rahmen der Endocytose werden die aufgenommenen Nahrungsbestandteile (also auch die einfachen Einzeller) in Membranbläschen eingeschlossen. Diese Membranbläschen befinden sich in der Regel an der Zelloberfläche. Von dort aus wird die „Nahrung“ ins Zellinnere transportiert und dort verdaut. Allerdings geht man nach der Endosymbiontentheorie davon aus, dass einige dieser einfachen Einzeller (in den Membranbläschen) nicht ins Zellinnere transportiert wurde bzw. verdaut wurde. So konnten diese einfachen Einzeller (wie Bakterien) in den Amöben oder anderen Prokaryoten weiterleben bzw. weiterentwickeln. So kam es zu einem Zusammenwirken von einfacher Einzeller (Bakterium) und der prokaryotischen / eukaroytischen Zelle. Durch diese Zusammenarbeit (Symbiose bzw. Endosymbiose) waren beide „Zellen“ voneinander abhängig. So bildetet sich das komplexe System eines Vielzellers, das wir heute kennen.

Auch wenn die Endosymbiontentheorie nur eine Theorie ist, so weist viel auf die Richtigkeit dieser Theorie hin. Beispielsweise entspricht die Größe der Mitochondrien in den Vielzellern der von kleinen Bakterien. Die DNA der Organellen wie Mitochondrien ist ringförmig, ähnlich wie bei den Bakterien. Die Mitochondrien in den Vielzellern vollziehen eine Zellteilung unabhängig von den anderen Zellen.