Was ist einzellig: Prokaryoten oder Eukaryoten?

Alle Prokaryoten sind einzellige Organismen, aber auch viele Eukaryoten. Tatsächlich ist die überwiegende Mehrheit der Organismen auf der Erde einzellig oder „einzellig“. Prokaryoten werden in zwei taxonomische Domänen unterteilt: Bakterien und Archaea.

Alle Eukaryoten fallen unter die Domäne Eukarya. Innerhalb von Eukarya werden die Gruppen für Landpflanzen, Tiere und Pilze von mehrzelligen Organismen dominiert. Der Rest von Eukarya ist Teil einer großen, vielfältigen Gruppe von Organismen, die Protisten genannt werden, von denen die meisten einzellige Organismen sind.

Prokaryontische Organismen als einzelne prokaryontische Zelle existieren, während Eukaryoten bestehen aus einer oder mehreren eukaryontischen Zellen. Es gibt mehrere Hauptunterschiede zwischen prokaryontischen und eukaryontischen Zellen. Die meiste DNA in einer eukaryotischen Zelle ist in einem membrangebundenen Zellkern eingeschlossen, während prokaryotische Zellen keinen echten Zellkern haben. Eukaryotische DNA besteht aus Strängen mit Enden, während prokaryotische Zellen zirkuläre DNA ohne Enden haben.

Die zelluläre Maschinerie ist über prokaryontische Zellen verteilt, aber die Maschinerie eukaryontischer Zellen ist in membrangebundenen Kompartimenten enthalten, die als Organellen bezeichnet werden. Diese Kompartimentierung ermöglicht es eukaryontischen Zellen, Zellfunktionen effizienter zu regulieren als ihre prokaryontischen Vorfahren. Schließlich sind eukaryotische Zellen etwa 10- bis 20-mal größer als prokaryotische Zellen.

Prokaryoten waren die ersten Lebensformen, die die Erde kolonisierten und blieben die zahlreichsten Organismen auf dem Planeten. Sie sind sehr anpassungsfähig und überleben extreme Bedingungen, denen kein anderer Organismus standhalten kann. Ihre geringe Größe und einfache Struktur ermöglicht es ihnen, sich sehr schnell zu vermehren und somit Überlebensmechanismen viel schneller als andere Organismen zu entwickeln.

Prokaryoten verleihen der Grand Prismatic Spring im Yellowstone National Park, die in ihrem Zentrum 87 Grad Celsius (188 Grad Fahrenheit) erreichen kann, ihre unverwechselbaren leuchtenden Farben. Es wurden Bakterien gefunden, die im arktischen Permafrost leben, wo sie bei -25 Grad Celsius überleben.

Prokaryonten bewegen sich durch ihre Umgebung mit langen, rotierenden haarähnlichen Röhren, die Flagellen genannt werden. Prokaryoten beziehen Nährstoffe und Energie aus verschiedenen Quellen, können jedoch in zwei große Gruppen eingeteilt werden: Autotrophe und Heterotrophe. Autotrophe gewinnen Kohlenstoff durch Photosynthese und Heterotrophe erhalten Kohlenstoff aus organischem Material.

Einzellige Protisten kommen auch als Autotrophe und Heterotrophe vor. Ein bekannter Heterotroph ist die fleischfressende Amöbe, die kleinere Protisten und Bakterien verschlingt. Andere Heterotrophe sind Paramecium und Schimmel, Rost und Mehltau. Zu den autotrophen Protisten zählen Dinoflagellaten, Kieselalgen und Algen.

Viele Protisten haben die Fähigkeit, sich aktiv in ihrer Umgebung zu bewegen, indem sie Flagellen oder Zilien verwenden, kürzere, aber zahlreichere Röhren, die eher schlagen als rotieren. Andere, wie die Amöbe, bewegen sich, indem sie die Form ihrer Zelle durch Flüssigkeitstransfer schnell ändern, ein Prozess, der als Pseudopodien bekannt ist. Einige Protisten sind weniger mobil und verlassen sich auf Wind- oder Wasserströmungen zur Verteilung. Dazu gehören einige Kieselalgen und viele Arten von Schimmel und Schleim.

Einige eukaryotische einzellige Organismen, wie Dinoflagellaten und Schleime, bilden Kolonien, die sie wie einen vielzelligen Organismus erscheinen lassen. Jede Zelle funktioniert jedoch unabhängig innerhalb der Kolonie.

Prokaryoten zersetzen abgestorbene organische Stoffe und sind ein wichtiger Bestandteil des Kohlenstoff- und Stickstoffkreislaufs. Zersetzer setzen Kohlendioxid, Methan, Sauerstoff und löslichen Stickstoff in die Umwelt frei. Photosynthetische Prokaryonten fixieren oder sequestrieren Kohlenstoff in ihren Zellen und stickstofffixierende Bakterien tun dasselbe für Stickstoff. Photosynthetische Protisten spielen auch eine wichtige Rolle bei der Kohlenstofffixierung und Sauerstoffproduktion.

Prokaryoten und Protisten gehen symbiotische Beziehungen mit Pflanzen und Tieren ein. Die meisten sind hilfreich – zum Beispiel helfen Bakterien im menschlichen Darm bei der Verdauung von Nahrung – während andere parasitär sind und das Gewebe von Pflanzen und Tieren schädigen.