Die einfachsten sind interessante Fakten. Darstellung des Einfachsten der Natur

Obwohl die meisten Menschen fast täglich die sehr offensichtlichen Eier von Vögeln und Fischen essen, zaubert der Begriff „einzelliger Organismus“ etwas herauf, das nur durch ein Mikroskop sichtbar ist. Tatsächlich überschreitet die überwiegende Mehrheit der einzelligen Lebewesen die Größe von Hundertstel Millimetern nicht, was durch eine Reihe von Faktoren erklärt werden kann. Für große lebende Zellen ist es schwieriger, die strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten, es ist schwieriger, Nahrung und Abfallstoffe innerhalb des Körpers zu transportieren, außerdem erfordert ein beeindruckendes Wachstum eine beträchtliche Menge an Energie, was evolutionär nachteilig ist.

Aber die Welt der Mikroben ist artenreich, alt und vielfältig und daher voller Ausnahmen von den Regeln. Und manche Organismen, denen das Präfix „Mikro-“ vorangestellt würde, erreichen trotz des evolutionären Nutzens überhaupt nichts. Was natürlich erfreut und fasziniert.

Trompeter-Wimpertier

Dieses Süßwasserlebewesen ähnelt der Trompete eines alten Grammophons und wird bis zu 2 mm lang, sodass der Trompetenwimpertier ohne Instrumente untersucht werden kann. Protozoen der Gattung Stentor sind mikrobiellen Enthusiasten wohlbekannt. Zwei Millimeter scheinen nicht besonders lang zu sein, aber viele der vielzelligen Kinder der Natur nehmen in ihren Lebensräumen und auf Glasobjektträgern viel weniger Platz ein.

Was den Trompeter-Wimperfisch zu einem Koloss in der Welt der Kleinfische macht, ist seine Anatomie. Im Gegensatz zu gewöhnlichen Eukaryoten enthält Stentor nicht einen, sondern mehrere Kerne. Dies erleichtert ihm die tägliche Arbeit, seinen Geist zu bewahren. Bei diesem Wimpertier sind zahlreiche kleine Kerne für die Fortpflanzung zuständig, der große Kern – der Makronukleus – kümmert sich um alles andere und übernimmt die Rolle einer Art Gehirnzentrum.

Der Körper des Trompeters ist mit Flimmerhärchen unterschiedlicher Länge bedeckt. Ihre freundlichen Bewegungen ermöglichen den Ciliaten das Schwimmen. Diese Mikrokosmenkolosse ernähren sich beispielsweise von Schlick. Die Funktion des Mundes übernimmt das schmale Ende der „Pfeife“. Gleichzeitig gelangen einige Bakterien, kleine Protozoen und sogar winzige, unglückliche Vielzeller in die Nahrung.

Bahamas-Donner

Eines Tages gingen Wissenschaftler der University of Texas auf den Meeresgrund in der Nähe der Bahamas und entdeckten dort in den düsteren Tiefen Dutzende ungewöhnlicher kugelförmiger Objekte in der Größe von Weintrauben. Diese Objekte wirkten bewegungslos, hinterließen aber deutlich bis zu einem halben Meter lange Spuren im Sand. Zuerst dachten Experten an unbekannte Weichtiere oder sogar an seltsam verhaltende Kottiere. Die Wahrheit war erstaunlich, denn es stellte sich heraus, dass es sich bei den mysteriösen Haufen um kugelförmige Protozoen mit einem Durchmesser von bis zu 3 Zentimetern handelte. Die in nahezu nulltemperaturigem Wasser über den Meeresgrund rollten.

Der Bahama Gromya ist ein amöbenähnlicher Organismus mit einer weichen und porösen Schale. In die darin enthaltenen Löcher werden Pseudopodien eingeführt, mit deren Hilfe sich die Gromia am Boden entlang bewegt und sich dabei von organischem Material ernährt, das sie auf dem Weg gefangen hat.

Die Entdeckung dieser Kreatur veränderte einige Ansichten über die Evolution von Lebewesen, da man zuvor glaubte, dass vielzellige Tiere mit bilateraler Symmetrie die ersten waren, die im Präkambrium das Kriechen lernten. Und die Spuren, die Gromia hinterlässt, ähneln sehr alten versteinerten Abdrücken, die fast zwei Milliarden Jahre alt sind.

Leider ist über diese zytoplasmatischen Kugeln nur wenig bekannt, da es sehr schwierig ist, lebende Gromia-Proben ins Labor zu bringen. Trotz ihres Panzers sind Protozoen sehr zerbrechlich und verletzlich. Wissenschaftler sagen, dass sie viel weicher sind als Weintrauben, denen diese riesigen Mikroben in gewisser Weise ähneln.

Acetabularia

Acetabularia, bekannt als „Meerjungfrauenglas“, ist eine einzigartige Gattung grüner Algen, deren Form den Hutpilzen ähnelt. Diese Pflanzen flacher tropischer Meere werden bis zu 10 cm lang und wachsen normalerweise in Gruppen, wobei sie ihre Beine an Bodensteinen befestigen und ihre hellgrünen Kappen zur Schau stellen.

Typischerweise haben große einzellige Lebewesen mehr als einen Zellkern, was bei der erstaunlichen Acetabularia nicht der Fall ist, die die meiste Zeit ihres Lebens mit nur einem riesigen DNA-Behälter an der Basis ihres „Stiels“ verbringt. Erst in der Stunde der Fortpflanzung bilden sich weitere Kerne, die an die Spitze der Algen wandern, wo sie sich in sporenartige Zysten verwandeln, die nach Überwinterung und komplexer Transformation zu jungen Acetabularien werden. Der Lebenszyklus dieser riesigen Coenozyten beträgt etwa drei Jahre.

In Experimenten, die der deutsche Wissenschaftler Joachim Hammerling in den 1930er und 40er Jahren mit Nazi-Geldern durchführte, wurde festgestellt, dass nach der Transplantation einer Acetabularia-Art mit dem Kern einer anderen Algenart die ursprüngliche Pflanze beginnt, eine neue Kappe zu bilden und sich in zu verwandeln ein ungewöhnlicher Hybrid.

Darüber hinaus regeneriert sich das „Glas, aus dem Meerjungfrauen trinken“ bei Beschädigung perfekt, was sehr an einige vielzellige Arten der Welt der Flora und Fauna erinnert.

Bauchige Valonia

Manche nennen dieses lustige Flachwassergeschöpf „das Auge eines Seemanns“, andere nennen es einfach „eine Blasenalge“. Der wallonische Hängebauch erreicht leicht einen Durchmesser von bis zu 4 cm und sogar mehr. Ein Organismus ist eine lebende Zelle mit vielen Kernen, meist territorial einzeln und immer einem polierten grünlichen Kieselstein ähnlich. Manchmal wurzeln auch kleine „vielzellige Organismen“ auf der Oberfläche dieses einzelligen Meereswunders.

Trotz der biologischen Fremdartigkeit und des exotischen Aussehens der Algen wird die Hängebauch-Wallonie von den Besitzern großer Meerwasseraquarien nicht bevorzugt. Wenn eine Pflanze versehentlich eindringt, nimmt sie den gesamten Boden ein, was es furchtbar schwierig macht, sie loszuwerden. Das Zerkleinern oder Zerreißen dieses hartnäckigen Unkrauts ist nicht der Fall, da sich die Hängebauch-Wallonie mit ihrer „Ansammlung“ von Kernen durch Zellteilung vermehrt.

Caulerpa thyssolifolia

Man könnte es sich wie eine Art Farn vorstellen, aber im Grunde ist diese Pflanze viel einfacher. Und viel entscheidender im Wachstum. Was für einen unerfahrenen Taucher wie ein Dickicht der Unterwasserflora aussieht, entpuppt sich in Wirklichkeit als eine oder nur wenige lebende Zellen, die sich als komplexe vielzellige Büsche „tarnen“. Diese primitiven Kreaturen werden „Caulerpa Taxifolia“ oder einfach „Caulerpa Fischgrätenmuster“ genannt, ein erstaunlicher, kriechender Thys, ein fester Stängel. Eine Zelle dieser Grünalge mit ihren unzähligen DNA-Speichern kann sich sehr schnell auf eine Breite von fast drei Metern ausdehnen, was im Mittelmeer regelmäßig vorkommt und die gesunde Ökologie der dortigen Tiefen zerstört. Aus diesem Grund gilt die Fischgräten-Caulerpa als besonders schädliches Unkraut. In Kalifornien gilt diese „Riesenmikrobe“ allgemein als illegale Art.

Die mediterrane Sorte Thyssolist caulerpa, deren Zellen Rekordgrößen erreichen, verdankt ihren Status als Schädling dem Menschen. Noch vor einem halben Jahrhundert lebte diese ungewöhnliche Alge überhaupt nicht im Mittelmeer. Doch in den 1970er Jahren bestellte ein Aquarium in Deutschland Exemplare von Caulerpa aus den Tropen, aber nicht nur wegen der Schönheit und der einfachen Pflege. Neugierige Deutsche setzten dem „Weihnachtsbaum“ technischen Missbrauch aus. Der Makrophyt wurde mit ultraviolettem Licht bestrahlt und mit chemischen Mutagenen behandelt. Das Ergebnis war ein einzelliges Monster, das sehr schnell wuchs und niedrigen Temperaturen standhielt. Die kälteresistente und attraktiv aussehende Alge wurde 1980 ins Mittelmeer entlassen – ein Hobby-Aquarianer aus Monaco versuchte es.

In vier Jahren geschah das Unvermeidliche. Nach der Flucht aus dem Aquarium eroberte die mutierte Caulerpa siegreich die Küstengewässer des Mittelmeers. Anders als ihr natürliches Gegenstück erwies sich die mutierte Zelle nicht nur als aggressiv, sondern auch resistent gegen Umweltverschmutzung. Darüber hinaus ist es in der Lage, sich aus einem Stück von nur einem Zentimeter Größe zu regenerieren. Und giftig. Versuche, die flachen Gewässer des Resorts von Caulerpa-Dickichten zu befreien, schlugen fehl.

Daher wurde Ende des 20. Jahrhunderts dem Einzeller „Caulerpa taxifolia“ der Spitzname „Killeralge“ zugeschrieben. Die Pflanze gehört zu den hundert gefährlichsten invasiven Arten, deren Ausbreitung zu stoppen die heilige Pflicht jedes besorgten Erdenbürgers ist.

Amöben-Chaos

Stellen Sie sich eine Amöbe aus einem Schulbuch vor. Erhöhen Sie es auf die Größe eines Sesamsamens. Du erhältst die Kreatur Chaos carolinensis. Da solche Protozoen ständig ihre Form ändern, können sich die Chaos-Champions bis zu 5 mm lang ausdehnen. Solch schwere einzellige Organismen können durch einfaches Abdecken mit einem Objektträger tödlich verletzt werden.

Trotz seiner beeindruckenden Größe verhält sich Chaos carolinensis genauso wie seine mikroskopisch kleinen Verwandten, die Pseudopoden tragen. Mit Hilfe von Pseudopodien bewegen sich Chaos und sie schnappen sich auch Nahrung. Die Nahrung in den Vakuolen wird dann lebendig verdaut und der verbleibende Abfall wird aus der Zelle nach außen geschleudert. Die riesige Amöbe ernährt sich von Mikroben anderer Arten sowie von Kleintieren wie Cladoceranen. Das Chaos frisst fast ununterbrochen, bis es zur Fortpflanzung bereit ist.

Wie seine Nachbarn auf der Liste der Giganten der mikrobiellen Welt verfügt auch das einzellige Chaos über viele Kontrollzentren, einfach weil ein Zellkern nicht in der Lage ist, eine so riesige Zelle zu kontrollieren. Je nach Größe kann Chaos carolinensis bis zu 1000 Kerne haben.

Spirostomum

Der Ciliate Spirostomum kann sowohl in Süß- als auch in Salzgewässern gefunden und gesehen werden. Und mit einem kleinen Wurm verwechselt. Der längliche Körper des Spirostomums erreicht eine Länge von 4 Millimetern. Erst beim Blick durch das Mikroskopokular wird deutlich, dass es sich bei diesem beweglichen Lebewesen um eine große und sehr lange Zelle handelt, die mit einem dichten Flimmerwald bedeckt ist.

Spirostomum ist der Champion der mikrobiellen Welt hinsichtlich seiner Fähigkeit, das Körpervolumen zu verändern. Bei Störungen kann ein Wimperntier in weniger als 1/200 Sekunde um 75 % schrumpfen – schneller als jede andere lebende Zelle.

Im Gegensatz zu den gefräßigen Trompetenwimpern frisst Spirostomum keine vielzelligen Lebewesen, sondern ernährt sich nur von Bakterien. Riesen vermehren sich durch einfache Teilung und mögen es wirklich nicht, wenn sich Schwermetalle im Wasser befinden, was diese Wimperntiere zu Freunden von Ökologen macht.

Siringammina ist die zerbrechlichste

Ein weiterer nützlicher Kandidat für den Titel des größten einzelligen Lebewesens der Erde ist ein zerbrechliches „Monster“ aus der Klasse der Xenophyophoren. Zu dieser Klasse von Organismen, die „die Körper anderer Menschen tragen“, gehören viele Bewohner des Meeresbodens, Zytoplasma-Klumpen, die sich in der ewigen Nacht zerbrechliche „Häuser“ aus Korbgeflecht aus den Überresten anderer Lebewesen, beispielsweise Schwämmen oder Radiolarien, bauen. Xenophyophore-Zellen stellen selbst Baukleber her und folgen dabei Befehlen, die auf chemischem Weg von zahlreichen Kernen ausgehen, die in massiven Zytoplasma-Klumpen schweben. Der größte dieser Klumpen erreicht eine Größe von 20 cm, wird leicht von Würmern besiedelt und trägt den spezifischen Namen Syringammina fragilissima.

Leider sind das Leben und die Biologie von Syringammina („Sandflöte von Pan“ in der Übersetzung) noch wenig erforscht. Wissenschaftler vermuten, dass sich dieses einzellige Bakterium ernährt, aber niemand hat gesehen, wie der Prozess selbst aussieht. Es gibt die Meinung, dass die fragile Syringammina in ihrem Inneren Mikroben für ihre Ernährung anbaut. Der Reproduktionsmechanismus dieser Rhizarien ist ebenfalls unklar.

Die zerbrechlichen Tiefseelebewesen wurden 1882 von den Schotten vor der Nordseeküste ihrer Heimat entdeckt. Anschließend wurde Syringammin im Schelf Nordafrikas gefunden.

Ihr Name ist Legion...

Unter den terrestrischen einzelligen Riesen verdienen natürlich die meterlangen Schleimpilze, Bewohner von Totholz, besondere Aufmerksamkeit. Die zunächst lange Zeit mit Pilzen verwechselt wurden.

Allerdings erwiesen sich Schleimpilze (insbesondere das mehrköpfige Fusarium) nicht nur als primitiver, sondern in mancher Hinsicht auch als viel schlauer als Pilze. Die diesbezüglich interessanten Schlussfolgerungen japanischer Wissenschaftler können Sie im Material nachlesen.

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Wer hat einzellige Organismen entdeckt?

Einzeller sind Lebewesen, die in ihrem Körper nur eine Zelle haben, die einen Zellkern besitzt. Sie sind sowohl eine Zelle als auch ein eigenständiger Organismus. Dazu gehören einzigartige und für das bloße Auge unsichtbare Protozoen und Bakterien. Die Größe einzelliger Organismen liegt zwischen 0,2 und 10 Mikrometern.

Die Erforschung der Protozoen begann später als bei anderen Tiergruppen. Das liegt an ihrer geringen Größe, sodass erst die Erfindung des Mikroskops alles voranbrachte.

Holländer Anthony Leeuwenhoek 1675 untersuchte er einen Wassertropfen unter dem Mikroskop und entdeckte als Erster große Menge mikroskopisch kleine Organismen, die die einfachsten einzelligen Organismen waren.

Diese Entdeckung weckte bei ihnen großes Interesse. Damals nannte man sie „Schnaps-Kleintiere“. Im 17.-18. Jahrhundert war das Wissen über sie chaotisch und ungewiss, was zu Carl Linné, ein anderer Wissenschaftler, vereinte in seinem „System der Natur“ alle einzelligen Organismen zu einer Protozoengattung, die er „Chaos infusorium“ nannte.

Er leistete einen großen Beitrag zur Entwicklung einzelliger, mikroskopisch kleiner Organismen Müller. In seinem Aufsatz beschrieb er 377 ihrer Arten. Der Wissenschaftler schlug Arten- und Gattungsnamen im System der Protozoen vor.

Im 18. und frühen 19. Jahrhundert nahm die Erforschung einzelliger Organismen den gegenteiligen diametralen Charakter an. Ehrenberg beschrieb beispielsweise einzellige Organismen als komplexe Lebewesen mit unterschiedlichen Organsystemen. Ein anderer Wissenschaftler, Dujardin, argumentierte dagegen, dass sie keine innere Organisation hätten und ihr Körper auf Sarkode aufgebaut sei – einer strukturlosen halbflüssigen lebenden Substanz.

Auf welche Weise machten die Menschen Feuer, bevor es Streichhölzer gab? Sie rieben Holzoberflächen aneinander, löschten mit Silikon einen Funken und versuchten, einen Sonnenstrahl durch ein Stück Glas einzufangen. Und als ihnen das gelang, bewahrten sie die brennenden Kohlen sorgfältig in Tontöpfen auf.

Und erst Ende des 18. Jahrhunderts wurde das Leben einfacher – der französische Chemiker Claude Berthollet gewann experimentell eine Substanz, die später Berthollet-Salz genannt wurde. So tauchten im Jahr 1805 in Europa „Dummy“-Streichhölzer auf – dünne Splitter mit mit Berthollet-Salz geschmierten Köpfen, die nach dem Eintauchen in eine Lösung konzentrierter Schwefelsäure angezündet wurden.

Die Erfindung der ersten „trockenen“ Streichhölzer verdankt die Welt dem englischen Chemiker und Apotheker John Walker. Im Jahr 1827 entdeckte er, dass, wenn eine Mischung aus Antimonsulfid, Berthollet-Salz und Gummi arabicum (das ist eine viskose Flüssigkeit, die von Akazien abgesondert wird) auf die Spitze eines Holzstabes aufgetragen und das Ganze dann an der Luft getrocknet wird, dann wann Wird ein solches Streichholz auf Sandpapier gerieben, entzündet sich der Kopf recht leicht. Daher ist es nicht erforderlich, eine Flasche Schwefelsäure mit sich zu führen. Walker baute eine kleine Produktion seiner Streichhölzer auf, die in 100er-Blechschachteln verpackt waren, verdiente aber mit seiner Erfindung nicht viel Geld. Außerdem hatten diese Streichhölzer einen schrecklichen Geruch.

Im Jahr 1830 erfand der 19-jährige französische Chemiker Charles Soria Phosphorstreichhölzer, bestehend aus einer Mischung aus Berthollet-Salz, Phosphor und Leim. Diese entzündeten sich im Allgemeinen leicht, wenn sie an einer harten Oberfläche, beispielsweise der Sohle eines Stiefels, gerieben wurden. Sorias Streichhölzer hatten keinen Geruch, waren aber gesundheitsschädlich, da weißer Phosphor giftig ist.

Im Jahr 1855 erkannte der Chemiker Johan Lundstrom, dass Rot manchmal besser ist als Weiß. Der Schwede trug roten Phosphor auf die Oberfläche von Sandpapier an der Außenseite einer kleinen Schachtel auf und fügte den gleichen Phosphor der Zusammensetzung des Streichholzkopfes hinzu. Dadurch waren sie nicht mehr gesundheitsschädlich und ließen sich leicht auf einer vorbereiteten Oberfläche entzünden.

Schließlich erfand Joshua Pusey 1889 die Streichholzschachtel, doch das Patent für diese Erfindung ging an die amerikanische Firma Diamond Match Company, die genau die gleiche Schachtel herstellte, allerdings mit einer „Brand“-Oberfläche auf der Außenseite (in Pusey heißt das „Brandzündung“) befand sich in der Box).

Phosphorstreichhölzer wurden 1836 aus Europa nach Russland gebracht und für einhundert Silberrubel verkauft. Und die erste inländische Fabrik zur Herstellung von Streichhölzern wurde 1837 in St. Petersburg gebaut.

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