Grundlagen der Biologie: Reiche, Zellen und Bakterienklassifikation

Reich Plantae (Pflanzen)

Das Reich Plantae besteht aus mehrzelligen, eukaryotischen, autotrophen Organismen, die Photosynthese betreiben. Sie weisen eine enorme Vielfalt in Form und Größe auf, von kleinen Pflanzen wie Moosen bis hin zu riesigen Bäumen. Alle sind zur Photosynthese fähig.

Königreich Metazoa (Tiere)

Dieses Reich beinhaltet alle Tiere. Metazoen sind mehrzellige Eukaryonten, deren Zellen sich zu Geweben verbinden. Sie sind heterotroph, ernähren sich von organischen Verbindungen und pflanzen sich sexuell fort (Ei-Spermien).

Wichtige Stämme der Metazoen

Schwämme (Porifera)

Sie leben im Wasser. Ihr Körper ist sackförmig.

Nesseltiere (Cnidaria)

Dazu gehören Polypen und Quallen. Sie sind meist Fleischfresser.

• Polypen: Haben einen sackförmigen Körper mit einem inneren Hohlraum, der durch eine von Tentakeln umgebene Öffnung mit der Außenwelt kommuniziert.
• Quallen (Medusen): Dachförmige, freischwimmende Form der Polypen.
• Hydra: Hat einen röhrenförmigen Körper mit einem unteren Ende (Fuß).

Fadenwürmer (Nematoden)

Sie haben einen weichen, zylindrischen Körper mit zwei Öffnungen (Mund und Anus).

Plattwürmer (Plathelminthes)

Sie sind acoelomate, bilateral symmetrische Metazoen mit weicher Haut.

Weichtiere (Mollusken)

Sie zeichnen sich durch einen weichen Körper aus.

Ringelwürmer (Anneliden)

Bilateral symmetrische Metazoen mit segmentiertem, weichem Körper. Die Muskulatur ist gut entwickelt (zum Schwimmen, Graben usw.).

Chordatiere (Chordata)

Bilateral symmetrische Metazoen.

Wirbeltiere (Vertebrata)

Die am weitesten entwickelten Chordaten. Der Körper ist in Kopf, Rumpf und Schwanz unterteilt. Dazu gehören Fische, Amphibien und Vögel (sowie Reptilien und Säugetiere).

Prokaryoten und Eukaryoten

Prokaryoten

Prokaryoten sind in der Regel einzellige Lebewesen, denen ein echter Zellkern fehlt.

Unterschiede zwischen Prokaryoten und Eukaryoten

Prokaryoten (z. B. Bakterien)

• Starres Plasma ohne Vakuolen.
• Plasma enthält keine membranumschlossenen Organellen.
• Kern (Nukleoid) von einfacher Struktur und ohne Membran.
• Zellteilung erfolgt amitotisch (oder binäre Spaltung).

Eukaryoten (z. B. Tiere, Pflanzen, Pilze)

• Flüssiges Plasma mit Vakuolen.
• Plasma enthält verschiedene Arten von Organellen.
• Echter Kern, abgegrenzt durch eine Membran.
• Zellteilung erfolgt mitotisch.

Klassifizierung von Bakterien nach Form

Stäbchen (Bazillen)

• Diplobazillen: Zwei Stäbchen nebeneinander.
• Streptobazillen: Stäbchen in Kettenform.

Kokken (Rund)

• Diplokokken: Zwei Kokken nebeneinander.
• Streptokokken: Kokken in Kettenform.
• Staphylokokken: Unregelmäßig gruppierte Kokken (traubenförmig).
• Tetraden: Gruppen von vier Kokken.
• Sarcina: Würfelförmig gruppierte Kokken.

Spirillen (Korkenzieherform)

• Spirochäten: Lange, flexible Spiralen.
• Vibrionen: Kurze, kommaförmige Spirillen.

Bakterielle Struktur

Externe Bestandteile

• Zellwand
• Kapsel
• Flagellen (Geißeln)
• Fimbrien (Pili)

Bakterieller Stoffwechsel (Autotrophie und Heterotrophie)

Autotrophe Bakterien

Bakterien, die in der Lage sind, organische Stoffe aus anorganischen Stoffen zu synthetisieren. Sie gewinnen ihre Energie aus Licht oder chemischen Reaktionen und werden in zwei Typen unterteilt:

• Photosynthetisch: Gewinnen Energie durch Licht.
• Chemosynthetisch: Gewinnen Energie aus gespeicherter chemischer Energie.

Heterotrophe Bakterien

Bakterien, die nicht in der Lage sind, organische Substanzen selbst zu synthetisieren, und diese daher direkt aus dem Substrat aufnehmen müssen, auf dem sie leben. Sie werden in zwei Gruppen unterteilt:

• Saprophyten: Gewinnen Energie mithilfe von Enzymen, die organische Substanzen abbauen.
• Symbionten: Gewinnen ihre Energie von Tieren oder Pflanzen durch einen Prozess des gegenseitigen Nutzens (Geben und Nehmen).

Bakterielle Atmung

Die Atmung ist der Prozess, durch den ein Organismus Energie für seinen Stoffwechsel gewinnt. Bakterien werden entsprechend ihrer Atmung in zwei Gruppen eingeteilt (nach Pasteur):

• Aerob: Benötigen Sauerstoff direkt aus der Luft.
• Anaerob: Gewinnen Energie durch chemischen Abbau ohne Sauerstoff.

Genetischer Austausch bei Bakterien

Die Vermehrung erfolgt primär durch Zellteilung (Spaltung). Genetischer Austausch (horizontaler Gentransfer) findet über folgende Mechanismen statt:

1. Konjugation
2. Transformation
3. Transduktion