Vom Einzeller zum Mehrzeller

• Einzeller:Einzeller sind Organismen, die nur aus einer einzigen funktionsfähigen Zelle bestehen. Man fasst unter diesen Begriff Prokaryoten, aber auch Protisten, einzellige Pflanzen und Pilze zusammen.

• Mehrzeller:Mehrzeller sind Organismen, die aus mehr als einer funktionsfähigen Zelle bestehen, wobei es durch Spezialisierung und Differenzierung zur Aufgabenteilung und Kooperation kommt. Damit ist eine Zunahme der Komplexität verbunden.

Zentrale Frage: Wie wurden aus Einzellern unsere heutigen Mehrzeller?

Zur Beantwortung dieser Frage gibt es mehrere Theorien, die mehr oder weniger bestätigt sind. Die wichtigsten Aspekte sollen im Folgenden kurz behandelt werden. Grundsätzlich herrschen aus evolutionstheoretischer Sicht drei Grundprinzipien vor, die zur Entwicklung von Vielzellern führten:

1) Durch eine vermehrte Zellkernteilung kam es zur Bildung von polykaryotischen Zellen in einem gemeinsamen Zytoplasma.

2) Durch Zellteilung ohne Trennung der beiden Tochterzellen kam es zur Bildung von Kolonien.

3) Durch Zusammenlagerung von ähnlichen Zellen zu einer Kolonie kam es zunächst zur Vielzelligkeit; daraus entwickelte sich später durch Differenzierung und Spezialisierung ein Mehrzeller.

Die Bildung einer Zellkolonie, also eine Zusammenlagerung einer Anzahl von gleich differenzierten Einzellern, gewährt vom Prinzip her zunächst eine gewissen Form von Schutz für jede Einzelzelle; ganz im Sinne: „ Als Masse sind wir stärker!“. Das klassische Beispiel aus der heutigen Welt der Eukarya ist Volvox, eine Alge.

Vergleich von Einzellern und Mehrzeller:

Heutige Hypothesen zeigen verschiedene Modelle auf:

1)    Gastraea-Hypothese von Ernst Haeckel: Eine einfache, hohle, kugelige Zellkolonie, auch als Blastaea bezeichnet, bildete sich durch Zusammenlagerung von Zellen und entwickelte sich in einem weiteren Schritt durch Einstülpung zu einer zweilagigen, kugeligen Zellkolonie. Diese differenzierte sich anschließend. Eine deutliche Analogie zur Embryogenese (Blastula, Gastrula) ist erkennbar.

2)    Placula-Hypothese nach Otto Bütschli: Nach dieser Hypothese entstanden Vielzeller aus einer bodenlebenden Kolonie, die aus einem unteren, beweglichen und einem oberen, zur Nahrungsaufnahme bestimmten Teil differenziert war. Beide Teile differenzierten sich später zu zwei Zelllagen und führten durch Umordnung zu Vielzellern. Diese Theorie steht heutzutage vor allem in Verbindung mit dem kleinsten Mehrzeller, Trichoplax adhaerens.

3)    Synzoosporen-Hypothese nach Alexey Zakhvatkin: Nach der Hypothese dieses russischen Biologen wären die ersten Stadien beweglich, aber keine frei lebenden Organismen gewesen, sondern nur eine mobile Larvenform einer sessilen Zellkolonie. Diese wären aus zunächst einzelligen Schwärmerzellen, sogenannten Zoosporen, entstanden, die als Zellverband aneinander haften blieben.

Betrachtet man alle 3 Theorien im Vergleich,erscheinen sie zunächst logisch und auch miteinander verbunden. Welche Theorie sich als definitiv richtig erweisen wird, bleibt abzuwarten. Allerdings ist rein aus evolutionstheoretischer Sicht zu erwarten, dass alle 3 Hypothesen als Weg zur Vielzelligkeit zu betrachten sind und es somit keine einzelne Lösung für die Mehrzeller-Evolution gibt.