Aufgaben 77 Bewegung 4.1 Bewegung im Überblick Alles Leben bewegt sich Erinnere dich, wie Leben definiert wird: Es gibt kein alleiniges Merkmal, das Lebewesen auszeichnet; vielmehr müssen mehrere Punkte erfüllt werden, damit man von Leben sprechen kann: Stoffwechsel, Wachstum etc. Einer dieser Punkte ist Bewegung. Bewegung ist also universell – alle Lebewesen zeigen dieses Phänomen. Auch wenn du bei Bewegung zunächst vielleicht an einen laufenden Gepard denkst – nicht nur Tiere bewegen sich, auch Pflanzen, Pilze, Einzeller tun dies (in der Regel aber viel langsamer und unauffälliger, wie du auf den folgenden Seiten lesen wirst). Bewegung ist nicht gleich Bewegung. Woran wir bei diesem Begriff primär denken, bezeichnet man als Lokomotion1 (Fortbewegung), also eine aktive Ortsveränderung, zB wenn du läufst. Dem gegenüber steht die Motorik2, die Bewegung eines Organismus in sich, zB wenn du mit dem Fuß wippst oder schluckst. Davon abgesehen gibt es bei allen Lebewesen intrazelluläre Bewegungen, also Bewegungen innerhalb der Zelle. Viele Zellen bewegen sich auch als Ganzes, in dem sie ihre Form verändern. Man kennt die amöboide Bewegung, die bei den namensgebenden Amöben (kAbb. 1) auftritt, aber zB auch bei weißen Blutkörperchen. Andere Zellen nutzen Geißeln oder Wimpern, mit denen sie durch das Wasser schwimmen können (siehe S. 79). Sind diese Bewegungen gerichtet, spricht man von Taxien3 (Einzahl Taxis). Bei Pflanzen treten v.a. sehr langsame Wachstumsbewegungen auf, aber auch bei diesen Lebewesen sind schnelle Bewegungen bekannt (zB bei der Mimose, siehe S. 80). Abb.1: Amöbe. Die Bewegung erfolgt durch Formveränderung der Zelle (Größe etwa 0,1 bis 0,8 mm). 1 Lokomotion: locus (lat.) = Ort, Stelle, motio (lat.) = Bewegung 2 Motorik: motor (lat.) = Beweger, movere (lat.) = bewegen 3 Taxis: táxis (griech.) = Ausrichtung Bewegung ist ein Kennzeichen des Lebens, alle Lebewesen zeigen Bewegung Bewegung in Zellen: Proteine wandern auf Proteinen Die meisten Bewegungsvorgänge in Zellen beruhen auf einem einzigen grundlegenden Mechanismus: Motorproteine springen mittels Energieumwandlung zwischen zwei räumlichen Anordnungen hin und her. Dabei wandern sie an Proteinfilamenten des Zytoskeletts entlang oder ziehen diese an sich vorbei – so wie du ein Seil hochkletterst oder an dir vorbeiziehst. In Abbildung 2 siehst du so einen Vorgang dargestellt. Hier wird ein Vesikel entlang eines Mikrotubulus von Kinesin, einem Motorprotein, transportiert. Diese intrazelluläre Bewegung findet in unseren Zellen ständig statt, zB wenn sich Bestandteile der Zellen verlagern oder Stoffe in Vesikeln transportiert werden. Aber auch die Bewegung von Muskeln basiert auf diesem Mechanismus (siehe S. 84). Intrazellulär erfolgt Bewegung, indem Motorproteine an Proteinfasern entlang wandern Stoff- und Energieumwandlung Jede Bewegung benötigt Energie. Auf zellulärer Ebene wird diese durch das energiereiche Molekül ATP bereitgestellt, das dann zu ADP und einem Phosphatrest zerfällt. Bei der Zellatmung (oder der Gärung) werden die Teile wieder zu ATP „aufgeladen“. + Kinesin, ein Motorprotein Vesikel Mikrotubulus ATP liefert die Energie. Im Vesikel werden zB Proteine transportiert. Abb.2: Bewegung am Mikrotubulus. Motorproteine, wie hier Kinesin, „wandern“ auf dem Zytoskelett. 1 W Wiederhole die Kennzeichen des Lebens und beschreibe jedes davon in zumindest einem Satz. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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