Pflanzen- und Tierzellen haben viele Gemeinsamkeiten, unterscheiden sich aber auch in vielerlei Hinsicht. Obwohl es eine Reihe von Arten gibt, auf denen sie divergieren, unterscheiden sich Zellen vom Pflanzen- und Tierreich durch drei Hauptmerkmale.
Tieren fehlen viele der Merkmale der Zellanatomie, die Pflanzen besitzen und die sie zum Jagen, Sammeln oder Aufsuchen von Nahrung benötigen; Partner finden (in vielen Fällen) für die sexuelle Fortpflanzung; und andere lebenserhaltende Tätigkeiten ausüben, die Pflanzen nicht ausführen. Die Unterschiede zwischen den beiden Zelltypen sind ein wesentlicher Bestandteil dessen, was Tiere und Pflanzen zu dem macht, was sie sind.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Es gibt viele Ähnlichkeiten zwischen Pflanzen- und Tierzellen sowie drei wesentliche Unterschiede. Beide Arten von Zellen sind eukaryontisch, das heißt, sie sind größer als Bakterien und Mikroben, und ihre Zellteilungsprozesse nutzen Mitose und Meiose.
Im Gegensatz zu tierischen Zellen haben Pflanzenzellen Zellwände und Organellen, die Chloroplasten genannt werden. Pflanzenzellen haben auch eine große zentrale Vakuole, während tierische Zellen entweder kleine oder keine Vakuolen haben. Diese Unterschiede führen zu funktionellen Unterschieden, wie beispielsweise der Fähigkeit der Pflanzen, Energie aus der Sonne statt aus organischem Material zu beziehen.
Ähnlichkeiten zwischen Pflanzen- und Tierzellen
Sowohl pflanzliche als auch tierische Zellen sind eukaryotische. Der höchste Rang der biologischen Taxonomie heißt a Domain. Mit anderen Worten, alle lebenden Organismen können in drei Domänen gruppiert werden:
- Archaeen
- Bakterien
- Eukarya
Alle vielzelligen Organismen in den fünf Königreichen befinden sich in der Eukarya-Domäne, einschließlich aller Pflanzen und Tiere. Im Gegensatz zu ihren kleineren einzelligen Gegenstücken sind die Prokaryoten in den Domänen Archaea und Bacteria haben Eukaryoten einen von einer Kernmembran umschlossenen Kern sowie andere membrangebundene Organellen. Darüber hinaus erfolgen ihre Zellteilungsprozesse über Mitose und Meiose und nicht über binäre Spaltung.
| Tierzelle | Pflanzenzelle | |
|---|---|---|
| Domain | Eukarya | Eukarya |
| Zellenwand | Nein | Ja (aus Zellulose) |
| Vakuole | Entweder keine oder ein paar sehr kleine in der gesamten Zelle | Eine sehr große, auch „Zentralvakuole“ genannt |
| Mobilität | Kann mobil und flüssig sein | Nicht mobil oder flüssig |
| Kern | Ja | Ja |
| Endoplasmatisches Retikulum | Ja | Ja |
| Chloroplasten | Nein | Ja |
| Mitochondrien | Ja | Ja |
| Golgi-Apparat | Ja | Ja |
Die meisten Ähnlichkeiten zwischen Pflanzen- und Tierzellen haben mit den vielen gemeinsamen Organellen zu tun. Zu den Organellen, die sowohl in pflanzlichen als auch in tierischen Zellen vorkommen, gehören nicht nur membrangebundene Kerne, sondern auch:
- Mitochondrien
- Endoplasmatisches Retikulum
- Ribosomen
- Golgi-Apparat
- Zytoplasma
Spezialisierte Organellen: Chloroplasten
Chloroplasten kommen in Pflanzen- und Algenzellen vor, aber nicht in tierischen Zellen (obwohl verschiedene Forscher der Versuch, „Pflanzentiere“ zu schaffen, indem man Chloroplasten in die embryonalen Zellen von Zebrafischen injiziert und andere Arten).
Chloroplasten enthalten Chlorophyll, das für die Photosynthese wichtig ist. Pflanzen nutzen Photosynthese, um Energie aus Sonnenlicht zu gewinnen. Pflanzen heißen Autotrophe weil sie ihre eigene Nahrung aus Sonnenlicht herstellen. Tiere und anderes heterotrophe zum Überleben auf organisches Material angewiesen.
Chloroplasten haben ihre eigene DNA und sind prokaryontischen Bakterien sehr ähnlich; Wissenschaftler glauben, dass Chloroplasten vor 1,5 Milliarden Jahren möglicherweise prokaryontische Bakterien waren, die in Algen lebten. Dies ist als ein bekannt endosymbiotisch Beziehung. Im Laufe der Zeit wurden die Prokaryonten zu Chloroplasten innerhalb der eukaryontischen Zellen, und diese Zellen führten zu vielen Algenarten und später zu Pflanzen.
Organellen: Vakuolen
Eine Vakuole ist eine weitere Organelle. Pflanzenzellen neigen dazu, eine große zentrale Vakuole zu haben, aber tierische Zellen haben entweder eine Streuung von kleinen Vakuolen oder keine. Die Vakuole ist ein großer, membrangebundener Sack, der zahlreiche Funktionen erfüllt, insbesondere der Speicherung bestimmter Stoffe.
Diese Organelle ist aus mehreren Gründen für Pflanzen lebenswichtig. Insbesondere speichert die Vakuole Zucker, um den Wasserfluss in die Zelle durch Osmose zu erhöhen, wodurch die Turgordruck in der Pflanzenzelle. Ein größerer Turgordruck bedeutet, dass er steifer ist, was der Pflanze hilft, ihre Struktur zu halten.
Vakuolen sind auch in der Lage, nahrhafte Substanzen zu speichern, um sie für später aufzubewahren, oder Abfallchemikalien, die die Pflanze ausscheiden muss, aber nicht kann. Vakuolen können sogar Giftstoffe zur Selbstverteidigung gegen Pflanzenfresser speichern.
Die Zellwand
Pflanzenzellen bewegen sich nicht; sie werden mit Zellwänden fixiert, die aus vielen Stoffen, insbesondere Zellulose, bestehen. Im Gegensatz zu Pflanzenzellen haben tierische Zellen nur eine Plasmamembran und keine Zellwand.
Ein Vorteil der Zellwände ist der durch Vakuolen verursachte erhöhte Turgordruck. Ohne Zellwände würden Pflanzenzellen weiterhin Wasser durch Osmose aufnehmen, bis sie platzen, aber die starren Zellwände setzen der Wasseraufnahme eine Grenze.
Zellwände verleihen der Pflanze als Ganzes auch Zellstruktur und Festigkeit. Diese Art von Starrheit würde die Tiere daran hindern, sich ausreichend zu bewegen. Die Zellwand verwendet auch Chemikalien in ihren verschiedenen Schichten, um die Zelle vor Angriffen zu schützen und anderen Zellen zu signalisieren, eine Verteidigung zu starten.
Unterschiede zwischen Pflanzen- und Tierzellen
Die Unterschiede zwischen Pflanzen- und Tierzellen kann das bloße Auge nicht erkennen. Die Auswirkungen dieser Unterschiede auf die Morphologie (Form und Merkmale) von Pflanzen und Tieren auffällt. Ohne Chloroplasten, eine Zellwand und eine zentrale Vakuole können tierische Zellen bestimmte Dinge tun, die Pflanzenzellen nicht können und umgekehrt.
Als verbundene Einheiten, wie zum Beispiel Körpergewebe, sind tierische Zellen in der Lage, flüssigere Bewegungen zuzulassen als Pflanzenzellen, die durch Zellwände steif mit ihren Nachbarn verbunden sind. Als einzelne Einheiten können sich tierische Zellen bei Bedarf auch frei im Organismus bewegen oder die Rollen wechseln, um sich auf eine andere Aufgabe zu spezialisieren. Pflanzenzellen sind dazu weniger in der Lage, weil die Pflanzenzellwände sie an Ort und Stelle halten.
Was Pflanzenzellen (und Pflanzen) an physischer Freiheit von Zellwänden und zentralen Vakuolen verlieren, gewinnen sie an Eigenständigkeit und Sicherheit. Zellwände, zentrale Vakuolen und Chloroplasten tragen alle zum Autotrophismus der Pflanzenzellen bei, der sie von der Abhängigkeit von der Notwendigkeit organischer Substanz zur Ernährung befreit. Pflanzen müssen nicht plündern, jagen oder nach Nahrung suchen. Während Tiere um Ressourcen kämpfen und sich sexuell fortpflanzen, bleiben Pflanzen verwurzelt und wachsen der Sonne entgegen.