Einzeller vs. Vielzeller

Michael Plewka · April 20, 2012, 09:17:26 VORMITTAG

hallo zusammen,

im Zusammenhang mit dem Beitrag hier

https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=12141.0

möchte ich den Einzeller Paramecium sp. (unten) dem Vielzeller Lepadella triba (oben) gegenüberstellen. Für einige Rädertiere ist die Zellkonstanz der Arten nachgewiesen. Demnach beträgt die Anzahl der Zellen (Kerne) pro Individuum -je nach Art- ca. 900 bis 1000 . Während also die Lebensvorgänge bei dem Rädertier von ca. 1000 Zellen, die allerdings folglich sehr klein sind, bewerkstelligt werden, werden die Lebensfunktionen bei den Ciliaten von einer großen Zelle realisiert. Allerdings haben letztere -im Gegensatz zu Lepadella- keine "Augen" (weiße Pfeilspitzen), sie können also nicht erkennen, wie schön die Welt um sie herum aussieht .... ;-)

beste Grüße Michael Plewka

rekuwi · April 20, 2012, 15:55:13 NACHMITTAGS

Lieber Michael,

das ist ein schöner Schnappschuß der Beiden. Und interessante Information über die Funktionsweise dieser Geschöpfe.
Ob man sich nun gut leiden konnte oder dem anderen aus Freßgelüsten auf die Pelle rückte ist nicht zu erkennen. (Typisch menschliche Asoziationen, ich weiß

).

Liebe Grüße
Regi

Michael Plewka · April 21, 2012, 09:59:49 VORMITTAG

hallo Regi,

vielen Dank für Deinen Kommentar. Beide Viecher sind Bakterienfresser, wobei Lepadella eher Bakterienrasen auf Substraten wie Blätter / Algen abweidet. Sie treffen also nicht in einer Räuber-Beute-Beziehung aufeinander. Die Begegnung war eher zufälliger Art. Hier noch ein Bild des Zusammentreffens von Paramecium mit Cephalodella catellina:

beste Grüße Michael Plewka

Ulf Titze · April 21, 2012, 11:08:39 VORMITTAG

Hallo Michael,

das sind wo so oft atemberaubende Fotos!

Und was Du da zeigst ist ja auch wirklich verblüffend - daß der Einzeller größer ist als der mehrzellige Organismus. Wobei bei letzterem die Zellen absolut schon sehr klein sein müssen - jedenfals wesentlich kleiner als das, was "man" sonst so aus der Planzen- und Säugetierhistologie kennt! Ein menschlicher Erythrozyt soll laut Lehrbuch einen Durchmesser von 7,5 µm haben, die anderen Körperzellen erreichen teilweise mehrere Vielfache davon! Dagegen besteht der max. 75µm große Organismus aus ca. 1000 Zellen - das hieße ja, daß dessen Zellen Größen von weniger als 1µm haben dürften! Kaum zu glauben! Mache ich da einen Denkfehler? Wie hat man das überhaupt rausgekriegt bzw. gezählt

Viele Grüße

Ulf

reblaus · April 21, 2012, 11:20:51 VORMITTAG

Hallo Ulf -

wenn ich rechne 75 x 40 x 40, dann hat das Tierchen 120 000 µm², dann kommen auf jede Zelle 120 µm² .
Dann hätte eine würfelförmige Zelle etwa 5 µm Kantenlänge - das geht doch eigentlich?

Viele Grüße

Rolf

42 · April 21, 2012, 11:31:35 VORMITTAG

Zitat von: Ulf Titze in April 21, 2012, 11:08:39 VORMITTAG
Hallo Michael,

das sind wo so oft atemberaubende Fotos!

Und was Du da zeigst ist ja auch wirklich verblüffend - daß der Einzeller größer ist als der mehrzellige Organismus. Wobei bei letzterem die Zellen absolut schon sehr klein sein müssen - jedenfalss wesentlch kleiner als das, was "man" sonst so aus der Planzen- und Säugetierhistologie kennt! Ein menschlicher Erythrozyt soll laut Lehrbuch einen Durchmesser von 7,5 µm haben, die anderen Körperzellen erreichen teilweise mehrere Vielfache davon! Dagegen besteht der max. 75µm große Organismus aus ca. 1000 Zellen - das hieße ja, daß dessen Zellen Größen von weniger als 1µm haben dürften! Kaum zu glauben! Mache ich da einen Denkfehler? Wie hat man das überhaupt rausgekriegt bzw. gezählt

Viele Grüße

Ulf

Wenn ich mir das Tier stark vereinfacht als Würfel vorstelle, dann komme ich auf 10 Zellen in jede Raumrichtung (10 hoch 3 = 1000). Bei 75µm sind das dann 7,5µm pro zelle.

Ulf Titze · April 21, 2012, 11:48:16 VORMITTAG

Hallo Rolf,

da hast Du eigentlich Recht - so konsequent hatte ich das nicht durchgerechnet.

Eine durchschnittliche Zellgröße von 5µm sollte man doch im Mikroskop abgrenzen können. Das vermag ich allerdings nicht. Wohl kann ich die unterschiedlichen Organe unterscheiden - aber die Zellen erkenne ich nicht.

Interessante Frage.

Grüße

Ulf

Jürgen Boschert · April 21, 2012, 15:44:31 NACHMITTAGS

Hallo zusammen,

sind das bei Rädertieren wirklich immer Einzelzellen ? Ich habe da irgendwie im Hinterkopf, dass es sich um synzytiale Verbände handelt, weiß das aber nicht mehr sicher. Vielleicht kann ja jemand diesbzgl. zur Erhellung beitragen

Beste Grüße !

JB

Peter V. · April 21, 2012, 15:56:54 NACHMITTAGS

Hallo,

schön - dann kann ich mich ja outen!

Nach dem Motto: Was Sie schon immer wissen wollten, aber sich nicht zu fragen trauten.

Ich habe auch nie verstanden, wie in Rädertrieren zahlreiche ganze Organe abgrenbzbar sind, die kleiner sind als bei anderen Organismen einzelne Zellen. Und ebenso habe ich nie verstanden, wieso man keine Kerne, keine Zellgrenzen etc. sieht.

Herzliche Grüße
Peter

42 · April 21, 2012, 18:12:23 NACHMITTAGS

Hier wird aus einer Zelle auch ein Vielzeller, ohne dass sich die Größe des Gesamtorganismus merklich ändert, während die Zellen mit jeder Teilung halbiert werden:

http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=12132.msg90470#msg90470

Letzteres war mir so auch nicht bewußt, bevor ich dieses Video gesehen habe!

Oecoprotonucli · April 21, 2012, 22:37:11 NACHMITTAGS

Ha! Es freut mich doch sehr, dass meine Gedanken unter http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=12141.0 zur Größe der Zellen nun auch Andere zum Nachdenken angeregt haben!

Und natürlich vielen Dank für die weiteren Erläuterungen und Beiträge von Michael Plewka!

Da ich mich noch nicht mit Rotatorien und dem Thema beschäftigt habe, weiß ich natürlich auch nicht, ob es möglich ist, unter "normalen mikroskopischen Umständen" (also z.B. beim lebenden Tier) einzelne Zellen zu erkennen. Wobei man ja, wie schon erwähnt, bei Syncytien eh die Zellkerne zählen müßte. Möglicherweise gibt es traditionelle Kernfärbungsmethoden - ich würde aber, sozusagen aus Gewohnheit, mit einer fluoreszenzmikroskopischen Kern- bzw. DNA-Färbung da herangehen, wenn ich Kerne zählen wollte.

Der Aufbau der Rotatorienorgane aus einzelnen Zellen - das würde ich eben auch auch gerne wissen/sehen. Womöglich treibt mich diese Neugier noch in die Bibliothek zu Michaels Literaturangabe, obwohl ich doch soviele andere Sachen ebenfalls lesen muss...

Vermutlich ist das auch z.T. ein Fall fürs Elektronenmikroskop?

Zitat von: 42 in April 21, 2012, 18:12:23 NACHMITTAGS
Hier wird aus einer Zelle auch ein Vielzeller, ohne dass sich die Größe des Gesamtorganismus merklich ändert, während die Zellen mit jeder Teilung halbiert werden:

http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=12132.msg90470#msg90470

Letzteres war mir so auch nicht bewußt, bevor ich dieses Video gesehen habe!

...Die Zygote hat keine Zeit, lange mit Wachstum herumzufackeln, da muss Teilung auf Teilung folgen und die Vorräte werden aufgeteilt und aufgebraucht. Wobei das Besondere eher nicht die kleinen Zellen sind, welche entstehen, sondern eben eher die übergroßen Vorläufer = Eizellen etwas Außergewöhnliches sind, sie sind ja nur so groß, um für den Embryo einen Vorrat anzulegen, gleichzeitig ist es aber wichtig, daß sie nur einen einzigen Zellkern haben.

Bei dem Vergleich des großen Einzellers (Paramecium) mit dem kleinen Vielzeller (Lepadella) frage ich mich dann irgendwie nach dem Sinn der "Zelle" überhaupt und nach den inneren Strukturen. Irgendwie frage ich mich, ob Organellen (Paramecium) und Organe (Lepadella) ziemlich gleichwertig sind. Anscheinend bringt aber doch die vielzellige Anlage einige Vorteile, denn Paramecium hat z.B. keine Augen... Lepadella beherrscht halt sozusagen "Nanotechnologie".

Johannes Kropiunig · April 21, 2012, 22:51:09 NACHMITTAGS

Hallo

ZitatAnscheinend bringt aber doch die Vielzellige Anlage einige Vorteile

Als Laie denke ich das die "Reperatur" durch ersetzten von defekten Zellen durch neue und eine damit verbunden längere Lebenszeit des Organismus als ganzes , eine davon ist.
Richtig ?
LG
Johannes

Oecoprotonucli · April 22, 2012, 00:12:30 VORMITTAG

Hallo Johannes!

Zitat von: Kropiunig Johannes in April 21, 2012, 22:51:09 NACHMITTAGS
ZitatAnscheinend bringt aber doch die Vielzellige Anlage einige Vorteile

Als Laie denke ich das die "Reperatur" durch ersetzten von defekten Zellen durch neue und eine damit verbunden längere Lebenszeit des Organismus als ganzes , eine davon ist.
Richtig ?

Das ist es ja gerade, was einen auch mit bescheidenem Vorwissen stutzig macht: Letzten Endes zeigen einige Protozoen mit ihrem komplizierten Aufbau und Funktionen, dass es auch anders zu gehen scheint. Und einige Protozoologen sind wohl schwer beleidigt, wenn man da z.B. von "niederen Tieren" spricht...

Was die Lebensdauer angeht - wer lebt denn nun länger: Paramecium oder Lepadella?: Wenn man bedenkt, dass Paramecium sich durch Zellteilung vermehrt, ist es unsterblich, da es vollkommen in seinen Nachkommen aufgeht, während der Vielzeller nur seine Geschlechtszellen benutzt (edit: bzw. von diesen benutzt wird

!). In diesem Sinne sind die meisten Zellen der Vielzeller also sogar wesentlich kurzlebiger, sozusagen "Wegwerfprodukte".

Was die Reparaturen angeht, so müsste eigentlich auch ein Einzeller alles haben, was er dazu braucht. Es mag wohl sein, dass man eine beschädigte Zelle besser absondern oder abstoßen kann, aber die Strukturen und biochemischen Einrichtungen zur Reparatur von Defekten sind eigentlich schon innerhalb einer einzelnen Zelle vorhanden und machbar. Es ist sozusagen alles, was gebraucht wird, bereits innerhalb der Zelle. Manchmal stört die Zellmembran ja anscheinend auch, das ist ja vermutlich der Grund, weshalb eben besagte Synzytien entstehen (also die Zellen nachträglich verschmelzen oder sich von vornherein gar nicht erst abgrenzen). Also: Vielzeller können manchmal Zellgrenzen entfernen, und Einzeller haben ja die Möglichkeit, durch interne Membranen (und weitere Bestandteile) abgrenzende Kompartimente zu bilden. In diesem Sinne sind sie also beide wohl relativ gleichwertig.

Wobei mich das eben trotzdem ins Grübeln bringt und man da sicher auch noch so einiges erforschen und gegenüberstellen kann. Zum Beispiel: Sind Augen nur auf der Basis mehrerer Zellen möglich (oder sieht Lepadella auch nicht viel besser als das einzellige Augentierchen...)? Oder ist es nur eine Frage der Entstehungsgeschichte? Stammen die winzigen Rotatorien evolutionär von größeren Formen ab, haben sie sich also verkleinert?

In diesem Sinne gut Nacht

Sebastian

Michael Plewka · April 22, 2012, 19:55:09 NACHMITTAGS

hallo zusammen,

mittlerweile sind hier einige sehr spannende Fragen aufgeworfen worden, deren Beantwortung sicherlich nicht ganz einfach ist. Hier noch mein Senf dazu:

wie ich schon an anderer Stelle geschreiben habe, basiert die Erkenntnis der Eutelie (Zellkonstanz) bei Rädertieren auf dem Auszählen der Zellkerne in den syncytialen Geweben nach histologischer Behandlung. Einzelne Zellkerne lassen sich bei einigen Rädertieren auch im LM, insbesondere mit DIK, (vielleicht auch mit Phaasenkontrast?) erkennen.

Hier ein Beispiel von Asplanchna. Im Bereich des Dorsaltasters (DT) und bei einigen Neuronen (N) lassen sich Zellkerne erkennen; ebenso bei den Amoebocyten (A) (hatte ich schon mal gezeigt):

Einzelne Gewebe (Nerven/ Muskeln, Epidermis etc. lassen sich dabei sehr wohl voneinander abgrenzen. Die Ursache der Eutelie offenbar, dass die Zellen nach einer gewissen Anzahl von Zellteilungen ihre Zellteilungsaktivität irreversibel stoppen. Das hat zur Folge, dass -von wenigen Ausnahmen abgesehen- zerstörte Zellen nicht regeneriert werden. Eine "Reparatur" gibt es also nicht.

Noch eine Anmerkung: was die Sehfähigkeit der Rädertiere betrifft: zu den "Augen" hatten wir hier schon mal einen Beitrag,

https://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=10284.0

Deshalb auch war der Begriff "Augen" auch mit: " " versehen. Deshalb folgte am Ende des Satzes auch ein Smiley.....

beste Grüße Michael Plewka

7an · April 25, 2012, 18:36:48 NACHMITTAGS

Zitat von: Kropiunig Johannes in April 21, 2012, 22:51:09 NACHMITTAGS
Hallo

ZitatAnscheinend bringt aber doch die Vielzellige Anlage einige Vorteile

Als Laie denke ich das die "Reperatur" durch ersetzten von defekten Zellen durch neue und eine damit verbunden längere Lebenszeit des Organismus als ganzes , eine davon ist.
Richtig ?
LG
Johannes

Meiner Meinung nach durchaus korrekt. Redundanz ist hier sicherlich ein Vorteil.

Bei Einzellern ist auch einfach der Stofftransport durch Diffusion irgendwann begrenzt.

Die Zelle kann zwar nach ihren Möglichkeiten verschiedene Aufgaben bewältigen, irgendwann werden aber Spezialisierungen einzelner Zellen vorteilhaft. Ursprüngliches Zusammenarbeiten von eigentlich autarken Zellen kann man als Tümpler gut beobachten, beispielsweise bei Volvox sp. gibt es außen Zellen die die Fortbewegung übernehmen und innen somatische Zellen die das Überleben des Komplexes sichern. Oder auch bei Scenedesmus quadricauda sind die vermuteten Ursprünge zu erkennen, die zwei äußeren Zellen übernehmen die Fortbewegung indem sie Auswüchse bilden. Dies sind allerdings noch keine Mehrzeller sondern Zellverbände von denen die einzelne Zelle auch überlebensfähig ist. Die ursprünglichsten rezenten Tiere sind die Schwämme (Porifera).

So ein Rädertierchen dagegen ist doch schon ein hochkomplexes Gebilde aus vielen Zellen mit sehr spezifischen Aufgaben. Trotzallem erfüllt das Pantoffeltierchen denselben Zweck und bisher genauso gut.

Einzeller vs. Vielzeller

7an