Biologie: Protisten, Monera und chemische Grundlagen

Eigenschaften von Wasser und Alkohol

Eigenschaften von Wasser: Die Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff ist unter normalen Bedingungen farblos und geschmacklos. Der Schmelzpunkt liegt höher als die Raumtemperatur, und Wasser ist unter Normalbedingungen flüssig.

Eigenschaften von Alkohol: Eine Verbindung aus Sauerstoff, Wasserstoff und Kohlenstoff. Normalerweise handelt es sich um Ethylalkohol, eine farblose Flüssigkeit mit fruchtigem Geschmack.

Physikalisch-chemische Grundlagen

Ob Stoffe den gleichen Schmelzpunkt und Siedepunkt haben können, hängt von ihren physikalisch-chemischen Eigenschaften ab. Wenn sie ähnliche chemische Eigenschaften und Verbindungen vom gleichen Typ haben, ist dies sehr wahrscheinlich. Im Gegenteil dazu werden sie bei sehr unterschiedlichen chemischen Eigenschaften und gegensätzlichen chemischen Bindungen nicht den gleichen Siedepunkt und Schmelzpunkt besitzen.

Trennverfahren: Dekantieren und Filtration

Dekantieren: Hierbei werden zwei Mischungen durch die Schwerkraft getrennt. Die weniger dichte Probe sammelt sich an der Oberfläche, während die dichtere Probe am Boden des Behälters verbleibt, was die Trennung fördert. Diese Methode gilt für Mischungen mit einem offensichtlichen Dichteunterschied und wird oft durch vertikal konische Behälter unterstützt.

Filtration: Dies ist ein Prozess, der regulär nach der Sedimentation erfolgt (wenn auch nicht zwingend erforderlich). Dabei wird eine Mischung durch eine Membran oder einen Filterbereich geleitet. Poren einer bestimmten Größe lassen nur Teilchen passieren, die gleich groß oder kleiner als die Porengröße sind. So wird die Mischung aufgrund von Größenunterschieden getrennt.

Das Reich der Protisten (Protista)

Das Reich der Protisten umfasst alle eukaryotischen Organismen, die nicht in die drei anderen eukaryotischen Reiche passen: Pilze (Fungi), Animalia (Tiere) oder Plantae (Pflanzen). Im Stammbaum der Eukaryoten bilden Protisten mehrere getrennte monophyletische Gruppen. Begriffe wie „Algen“, „Protozoen“ oder „Schleimpilze“ haben zwar an biologisch-systematischem Wert verloren, sind aber im allgemeinen Sprachgebrauch weiterhin unverzichtbar.

Merkmale und Lebensweise der Protisten

• Lebensraum: Kein Vertreter ist vollständig an ein Leben in der Luft angepasst. Sie gedeihen direkt im Wasser, in feuchtem Boden oder als Endosymbionten in anderen Organismen.
• Zelluläre Organisation: Eukaryoten (Zellen mit Kern), ein- oder mehrzellig. Braunalgen der Gattung Laminaria können mehrere zehn Meter messen, doch mikroskopische Formen überwiegen.
• Struktur: Es gibt oft kein echtes Gewebe, doch Rotalgen und Braunalgen erreichen eine Komplexität, die Gewebe sehr nahekommt (z. B. Plasmodesmen). Viele haben Zellwände unterschiedlicher Zusammensetzung; Einzeller sind oft mit Schuppen oder Panzern (Kieselalgen) versehen.
• Ernährung: Autotroph (Photosynthese) oder heterotroph. Viele Einzeller nutzen beide Formen gleichzeitig. Die heterotrophe Aufnahme erfolgt oral (phagotroph) oder durch osmotische Absorption (osmotroph).
• Sauerstoffmetabolismus: Die meisten sind aerob, einige haben sich jedoch sekundär an anaerobe, sauerstoffarme Umgebungen angepasst.
• Fortpflanzung: Asexuell (klonal) oder sexuell mit Gameten, oft im Generationswechsel. Es wird in keinem Fall ein Embryo gebildet.
• Ökologie: Sie sind wichtige Komponenten des Planktons, des Benthos und des Bodenlebens. Es gibt bedeutende Fälle von Parasitismus und Symbiose (z. B. Flagellaten in Termiten oder Algen in Flechten).

Klassifizierung und Evolution

Die Klassifizierung hat sich in den letzten zwanzig Jahren durch den direkten Vergleich von Nukleotidsequenzen stark verändert. Das Reich Protista gilt als paraphyletisches Taxon, da es auf dem plesiomorphen Charakter der Einzelligkeit beruht und nicht alle Nachkommen umfasst.

Wichtige Gruppen der Protisten:

• Archaeplastida (Primoplantae): Umfasst Rotalgen, Glaucophyta und ist der Ursprung der Grünalgen und Landpflanzen.
• Chromalveolata: Beinhaltet Chromista (Braunalgen, Diatomeen) und Alveolata (Dinoflagellaten, Ciliaten).
• Excavata: Oft durch eine ventrale Fütterungsrinne charakterisiert (z. B. Euglenozoa).
• Rhizaria: Basierend auf molekularen Daten gebildet, umfasst Radiolarien und Foraminiferen.
• Amoebozoa (Mycetozoa): Umfasst viele amöboide Protisten und Schleimpilze.
• Opisthokonta: Der Ursprung der Reiche der Tiere und Pilze, charakterisiert durch eine einzelne, nach hinten gerichtete Geißel.

Das Reich Monera (Prokaryoten)

Das Reich Monera gilt heute in der Systematik als überholt, wird aber in vielen Lehrbüchern noch synonym für Prokaryoten verwendet. Die Entdeckung der 16S und 5S ribosomalen RNA durch Carl Woese revolutionierte die Taxonomie und ermöglichte eine echte phylogenetische Analyse.

Systematik des Reiches Monera (Stand 1980er)

Division Mendosicutes (Archaebakterien)

• Methanogene Bakterien
• Halophile Bakterien
• Thermoacidophile

Division Tenericutes (Mykoplasmen)

Division Gracilicutes (Gram-negativ)

• Klasse Scotobacteria: Spirochäten, Sulfatreduzierer, Pseudomonaden, Rickettsien, Chlamydien.
• Klasse Anoxyphotobacteria: Purpurbakterien, Grüne Schwefelbakterien.
• Klasse Oxyphotobacteria: Cyanobakterien, Chloroxybacteria.

Division Firmicutes (Gram-positiv)

• Fermentative Bakterien, Mikrokokken, Actinomyceten.