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Die Grundlagen des Wissens

Evolution Die Bausteine des Lebens

Pflanzliche und tierische Zelle: Mit aufwendigen Info-Grafiken erklärt GEOkompakt, auf welchen hochkomplexen Gebilden das Leben aufbaut.

Die Zellen von Tieren und Pflanzen sind hochkomplexe Gebilde: In ihnen arbeiten winzige, perfekt aufeinander abgestimmte Organe. Sie halten jede Zelle am Leben und ermöglichen es letztlich, dass Myriaden dieser Bausteine einen Körper bilden können.

Pflanzliche Zelle

Im Gegensatz zu den Tieren, die andere Lebewesen fressen müssen, um zu überleben, vermögen sich Pflanzen selbst zu ernähren – sie sind autotroph (von griech. autós = selbst und trophé = Ernährung). Sie brauchen zum Aufbau ihres Körpers und zur Aufrechterhaltung ihres Stoffwechsels nichts anderes als Wasser, Mineralstoffe, Kohlendioxid und Sonnenlicht.

Die grünen Gewächse nutzen die Strahlung des Lichts und damit die Energie der Sonne, um in einem hochkomplexen Prozess aus anorganischen Substanzen energiereiche Zuckermoleküle zusammenzusetzen. Dieser Vorgang – die Photosynthese – findet in kleinen Körperchen statt, den Chloroplasten, die ausschließlich in Pflanzenzellen vorkommen.

Die Zuckermoleküle wiederum sind der Ausgangsstoff für die Bildung zahlreicher anderer Sub­stanzen – etwa Eiweiße, Fette, Erbmoleküle – sowie für die Zellulose, einen nur von Pflanzen produzierten Baustoff: In Form ineinander verflochtener ­winziger Fasern bilden Myriaden von Zellulosemolekülen jene Wände, die jede Zelle umhüllen und die der Pflanze jene Stabilität verleihen, die sie braucht, um in die Höhe zu wachsen – in Richtung Sonnenlicht.

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Pflanzliche Zelle: (1) Der Zellkern enthält das empfindliche Erbgut der Zelle. In seinem Inneren werden ständig Gene an- oder abgeschaltet. So wird der biochemische Stoffwechsel reguliert; (2) Ein Geflecht aus Membranen, das Endoplasmatische Retikulum, durchzieht große Teile der Zelle. In ihm werden unter anderem Stoffe transportiert, etwa Öle oder Eiweiße; (3) In dieser mit Flüssigkeit gefüllten Blase, der Vakuole, lagern Pflanzen Abfallstoffe ein – unter anderem auch Gifte, die sie vor Fressfeinden schützen; (4) Nur pflanzliche Zellen besitzen Chloroplasten: Organe, in denen Licht, Wasser und Kohlendioxid per Photosynthese in Zucker umgewandelt werden; (5) Jede Zelle wird von einem Gerüst aus dünnen Fasern gestützt, dem Cytoskelett. An diesen Molekülsträngen gleiten auch Stoffe

entlang, die innerhalb der Zelle befördert werden müssen; (6) Die Mitochondrien sind gleichsam die Kraftwerke einer Zelle: Hier werden Substanzen wie Zucker aufgespalten. (7) Als Stütze und Schutz vor der Außenwelt umhüllen sich pflanzliche Zellen mit einer Zellwand aus Zellulose, einem nur von Pflanzen produzierten Baustoff; (8) Um einen funktionsfähigen Organismus

am Leben zu erhalten, müssen die Zellen der Pflanze Stoffe, Informationen und Signale untereinander austauschen. Dies geschieht über winzige Poren in der Zellwand

Tierische Zelle

Kein Tier vermag zu überleben, ohne energiereiche, organische Nahrung – etwa Blätter oder Fleisch – aufzunehmen. Im Gegensatz zu den selbsternährenden Pflanzen sind Tiere folglich heterotroph (von griech. héteros = fremd und trophé = Ernährung). Die gefressene Kost verdauen sie meist in Magen und Darm. Dort werden große Biomoleküle wie Zellulose, Stärke oder Fette in kleinere Verbindungen aufgespalten, sodass diese in die Blutbahn gelangen können. Mit dem Blutstrom erreichen die organischen Verbindungen jede einzelne Zelle im Körper des Organismus.

Dort sorgen bestimmte Zellorgane, die Mitochondrien, dafür, dass die Energie aus den aufgenommenen Biomolekülen in den Stoffwechsel der Zelle eingespeist wird – und letztlich für den Aufbau anderer lebenswichtiger Moleküle (darunter Eiweiße oder tierische Öle) zur Verfügung steht. Und nicht nur im Darm – auch innerhalb der Zelle werden Stoffe verdaut: In kleinen Bläschen, den Lysosomen, bauen Enzyme Nahrungspar­tikel oder beschädigte Zellorgane ab, damit sie anschließend wieder verwertet werden können.

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Tierische Zelle: (1) Auch in der tierischen Zelle ist die wichtigste Steuerzentrale der Kern, in dem das Erbgut lagert. Von dort gelangen durch winzige Poren genetische Informationen nach draußen; (2) Bei Pflanzen wie bei Tieren sind

die Zellen durchzogen vom Endoplas­matischen Retikulum, einem Netz miteinander verwobener Membranen, in denen etwa Öle und Hormone hergestellt und Gifte unschädlich gemacht werden; (3) Zahlreiche kleine Bläschen, die Lysosomen

(von griech. ly’sis = Auflösung), schwimmen in der tierischen Zelle. Sie sind mit Säure und Enzymen gefüllt, die alle möglichen Stoffe abbauen, darunter Eiweiße und Fette, um diese dann verwerten zu können; (4) In diesem Stapel von Membranen, dem nach seinem Entdecker benannten Golgi-Apparat, werden in der Zelle gebildete Eiweiße mitunter für den Transport nach außen vorbereitet (um etwa zur Plasmamembran zu gelangen) und in kleine Bläschen verpackt, die auf einer Seite des Stapels abgeschnürt werden; (5) Ein Netz aus Eiweißfasern spannt

sich durch den Zellsaft: Dieses Cytoskelett verleiht der Zelle Form und dient unter

anderem dem Transport von Bläschen des Golgi-Apparates zur Plasmamembran; (6) Ein Merkmal aller höheren – auch der tierischen – Zellen sind Mitochondrien (von griech. chondros = Korn). Manche Zellen (unter anderem in Muskeln oder Nerven) besitzen mehr als 1000 der kleinen Kraftwerke; (7) Jede Vermehrung und Zellteilung ist ein komplexer Vorgang: Zwei rechtwinklig zueinander stehende Körper, die Cen­triolen, bilden röhenförmige Strukturen aus, die bei diesem Prozess helfen; (8) Anders als pflanzliche Zellen besitzen tierische keine Zellwand. Sie sind umhüllt von der flexiblen Plasmamembran, die aus fettähnlichen Substanzen (Lipiden) und Eiweißen besteht und durch die nur bestimmte Stoffe hindurchgelangen

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