Wie unterscheidet sich die Mitose in den Zellen von Tieren und höheren Pflanzen?

Von mikroskopisch kleinen Dinoflagellaten bis hin zu massiven Dinosauriern begann das Leben auf der Erde mit einer Zelle, die eine Blaupause mit Anweisungen für Wachstum und Differenzierung enthielt. Pflanzen und Tiere werden größtenteils durch mitotische Zellteilung und Gewebeauffüllung erhalten. Die Mechanismen der Mitose sind jedoch sehr unterschiedlich.

Pflanzen sind Autotrophe mit Chloroplasten und Chlorophyll für Photosynthese. Das reichlich vorhandene Chlorophyll verleiht den Pflanzen eine grüne Farbe. Pflanzenzellen haben auch große Vakuolen zur Speicherung von Wasser und zur Stärkung der Zellwand. Zellulosewände halten Pflanzen auf, während sie der Sonne entgegen wachsen.

Tiere haben Knochen zum Schutz ihre Organe und Weichteile. Pflanzen haben nur ein flinkes Zytoskelett in ihrem Zytoplasma. Da Pflanzen sich nicht selbst bewegen können, um zu entkommen, haben einige Pflanzen Dornen in ihrer äußeren Zellwand, um grasende Pflanzenfresser abzuschrecken.

Pflanzen- und Tierzellen haben einige wichtige Gemeinsamkeiten, vor allem a Kern innerhalb einer Kernmembran machen sie eukaryotische Organismen. Das genetische Material der Zelle ist im Zellkern enthalten, wird repliziert und bei der Zellteilung verteilt. Pflanzen- und Tierzellen sind auf Mitochondrien im Zytoplasma angewiesen, um Energiemoleküle zu erzeugen.

Unter günstigen Bedingungen kann sich eine Pflanzenzelle ungeschlechtlich durch Mitose in zwei identische Zellen teilen. Der Vorteil der Mitose ist das schnelle Wachstum. Die Kehrseite der Mitose ist die eingeschränkte Biodiversität, die bei veränderten Bedingungen dem Überleben abträglich sein kann. Pflanzen höherer Ordnung können sich auch durch Meiose sexuell vermehren.

Der Lebenszyklus beginnt, wenn sich diploide Sporophyten durch Meiose teilen, wodurch haploide Sporen mit halber Chromosomenzahl entstehen. Durch Mitose entwickeln sich Sporen zu mehrzelligen Gametophyten, die dann haploide Gameten produzieren. Befruchtung geschieht, wenn zwei haploide Gameten zusammenkommen und eine diploide Zygote bilden, die sich durch Mitose teilt, um einen Sporophyten zu bilden.

Tierische Zellen nutzen wie menschliche Zellen die Mitose, um größere Zellen zu züchten, beschädigte Zellen zu ersetzen und verletztes Gewebe zu reparieren. Die Mitose einer tierischen Zelle ist ein asexueller Fortpflanzungsprozess das erzeugt zwei exakte Kopien einer Zelle. Zellwachstum und Proteinsynthese finden in der Interphase des Zellzyklus statt.

Während der mitotischen Phasen reihen sich Schwesterchromatiden in der Mitte der Zelle aneinander. Dann werden sie von Organellen auseinandergezogen und an entgegengesetzte Pole geschickt, wo sich die Kernhülle um das genetische Material herum neu formt. Zuletzt wird die tierische Zellmembran in der Mitte eingeklemmt, um die beiden Zellen zu trennen.

Der Zellkern treibt die Mitose an, indem er einer Zelle sagt, dass sie sich teilen soll. Der Prozess und Zweck der Mitose unterscheidet sich in pflanzlichen und tierischen Zellen. Die Mitose berücksichtigt beispielsweise, dass Pflanzen eine robuste Zellwand aus Zellulose benötigen, weil Pflanzen höherer Ordnung das Knochenskelett eines Tieres fehlt.

Beispiele:

• Unterschiede in mitotischen Phasen: Im Gegensatz zu Tieren durchlaufen Pflanzen höherer Ordnung einen Zellzyklus namens Präprophase. In der Präprophase bildet das Zytoplasma eine Linie, in der sich nach Abschluss der Mitose eine Zellplatte bildet.

• Organellenunterschiede bei Pflanzen: Pflanzenzellen enthalten Chloroplasten notwendig, damit Autotrophe Photosynthese betreiben können. Pflanzen haben eine größere Vakuole um Wasser und andere Flüssigkeiten zu halten, die die Osmose regulieren. Während der Mitose in Pflanzen können sie Spindelfasern bilden und sich ohne Zentriolen teilen.

• Organellenunterschiede bei Tieren: Tierzellen haben Zentriolen die bei der Bildung des Spindelapparates und der Chromatidteilung helfen. „Es wurde vermutet, dass sich Zentriolen als Verfeinerung der [tierischen] Zelle entwickelt haben, was die Mitose zu einem viel effizienterer und weniger fehleranfälliger Prozess“, wie von der Florida State University cell. berichtet Biologen.

• Unterschiede in der Zytokinese: Pflanzenzellen höherer Ordnung bilden a Zellplatte die Kerne und das Zytoplasma von zwei identischen Zellen nach der Mitose zu trennen. In tierischen Zellen, Motorproteine (Aktin und Myosin) verengen die Zellmembran an einer Stelle namens Spaltfurche. Durch die Membranfusion werden die Zellen in zwei separate Einheiten gespalten.
  

Der größte Teil der Zellteilung, die in lebenden Organismen stattfindet, findet in somatischen (nicht fortpflanzungsfähigen) Zellen durch Mitose statt. Zum Beispiel wirft und ersetzt der menschliche Körper bis zu 40.000 Hautzellen pro Tag, so die Amerikanische Akademie für Dermatologie. Pflanzenzellen wachsen in Größe und Zahl durch Mitose und ständige Wiederholungen des Zellzyklus.