am Puls Biologie 8, Schulbuch

64 Innerhalb des Vorläufers der eukaryotischen Zelle waren durch Einstülpung abgetrennte Teil- bereiche entstanden. Ein weiterer evolutionärer Schritt führte zum Entstehen von Mitochondrien und Chloroplasten. Die Evolution dieser beiden Organellen ereignete sich vor ca. 2 Mrd. Jahren ( k Abb. 5 d–e). Die Vorläufer der Euzyten lebten wahrscheinlich räuberisch, indem sie kleinere Prokaryoten auf- nahmen und verdauten. Vermutlich waren also sowohl Mitochondrien als auch Chloroplasten ursprünglich freilebende Bakterien, von denen sich die Vorläuferzelle ernährte. Manche dieser aufgenommenen Bakterien wurden nicht ver­ daut. Stattdessen lebten sie – in Endozytosevesi- keln eingeschlossen – in der Wirtszelle weiter, vermehrten sich dort auch und wurden bei Tei- lungen an die Nachkommen weitergegeben. Durch den Austausch von Stoffwechselprodukten entwickelte sich so ein Zusammenleben zu ge- genseitigem Nutzen, also eine Symbiose. Da hier der eine Partner in der Zelle des anderen lebt, nennt man dies eine Endosymbiose . Dieser Zusammenschluss hatte offenbar Vorteile für beide Teile: Die bakteriellen Vorläufer der Mitochondrien boten der Wirtszelle den immen- sen Vorteil einer effizienten Herstellung von ATP durch Zellatmung. Ebenso boten Chloroplasten den Vorteil, dass ihre Wirtszellen sich nun durch Fotosynthese ernähren konnten. Umgekehrt bot die Wirtszelle den ursprünglich freilebenden Bakterien Schutz und lieferte ihnen alle benötig- ten Nährstoffe. Euzyten entstanden durch mehrere Endo- zytose-Ereignisse Kompartimentierung Variabilität, Verwandt- schaft, Geschichte und Evolution Abb. 5: Endosymbionten-Theorie: Die Euzyte entstand durch mehrere Endozytose-Ereignisse. Vorläufer ist eine prokaryotische Zelle, deren Zellwand verloren ging. Das Entstehen von Cyto- skelett, Geißeln und Ver- dauungsvesikeln ermög- licht neue Lebensweisen. Ribosom Zellmembran Lysosom Cytoskelett Mikrotubuli entstehende Geißel DNA Die Endocytose von Cyanobakte- rien ermöglicht die Fotosynthese. Aus diesen Prokaryoten entwi- ckeln sich die Chloroplasten. Die Zellmembran stülpt sich ein, es entstehen im Zellinneren Kompartimente mit großen Oberflä- chen. Die Membranen umhüllen die DNA, bilden das endoplasmatische Reticulum und werden auch mit Ribosomen besetzt. Ein symbiotischer Prokaryot entwi- ckelt sich zum Mitochondrium, das ATP unter Sauerstoffverbrauch er- zeugen kann. Aufgaben W 1 Euzyten aus Prozyten: Erläutere, weshalb die unterschiedlichen Lebensweisen von Prokaryoten eine notwendige Grundlage für die Entstehung der eukaryotischen Zelle bildeten. W 2 Die Ideen zur Endosymbionten-­ Theorie trafen ursprünglich auf großen Wider- stand in der Fachwelt, bis sie schließlich all- gemein anerkannt wurden. Recherchiere die Argumente und Zweifel der Gegner der Theorie. Basiskonzepte Kompartimentierung: Die Abgliederung membranumhüllter Räume war für die größeren Zellen ein entscheidender Vorteil: So konnten Stoffe konzentriert werden, die sich sonst über die Zelle verteilt hätten. Variabilität, Verwandtschaft, Geschich- te und Evolution: Die Endosymbion- ten-Theorie ist durch viele Belege gesichert, zB haben Mitochondrien und Chloroplasten eine Doppelmembran. Die äußere Membran weist eukaryotische Merkmale auf, die innere prokaryotische. Mitochondrien und Chloro- plasten haben ebenso ein eigenes Bakterien-­ Genom. Die Endosymbionten-Theorie Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv