System Zelle

Wie bereits besprochen, ist die Zelle durch die sie umgebende Membran gut von der Umwelt abgegrenzt. Ohne diese Barriere wäre Leben wie wir es kennen nicht möglich. Trotzdem: das System Zelle muss in Ausstausch mit der Umwelt treten.

Die Zelle ist ein offenes System, das heißt sowohl Energie als auch Material (Stoffe) werden mit der Umwelt ausgetauscht. Der Material- bzw. Stoffausstausch kann über Carrier, Endo- oder Exozytose usw. (vgl. Transportwege) erfolgen. Energie kann das System direkt verlassen.

Man kann sich das System Zelle wie einen Kochtopf vorstellen, in dem das Leben brodelt. Wäre die Zelle ein absolut isoliertes System (also ein Kochtopf, perfekt isoliert), wäre es schwierig, erste Reaktionen in Gang zu bringen, denn eine Energie- oder Stoffaufnahme von Außen wäre nicht möglich.

Im geschlossenen System wird nur Energie- aber kein Stoffaustausch betrieben. Das heißt, die Zelle könnte zwar Energie von Außen nutzen und ebenso abgeben (z.B. Wärmeenergie), müsste aber alles selbst produzieren, was benötigt wird. Das wäre wiederum sehr aufwendig.

Kochtöpfe als Beispiel für die Zelle. Oben: das geschlossene System. Nur Energie kann mit der Umwelt ausgetauscht werden. Unten: Im offenen System können sowohl Energie als auch Stoffe ausgetauscht werden. Das ist für die Zelle der effizentere Weg, schnell zu wachsen.

Das offene System ermöglicht den für das Leben effizienten Austausch von Energie und Material. So kann die Zelle z.B. Wärmeenergie, die bei Stoffwechselreaktionen entsteht, abgeben. Im Gegenzug aber auch energiereiche Glukose von Auẞen aufnehmen und diese im Stoffwechsel verwerten.