Die drei Lebensfunktionen und Ernährung von Lebewesen

Die drei Lebensfunktionen der Lebewesen

Lebewesen erfüllen drei lebenswichtige Funktionen:

• Nahrung (Ernährung): Aufnahme von Materie und Energie, die notwendig sind, um das Leben der Organismen und das Überleben zu sichern.
• Beziehung: Aufnahme von Informationen aus der Umwelt, um den Körper anzupassen und auf Reize zu reagieren.
• Reproduktion: Die Fähigkeit, Nachkommen zu erzeugen und den Charakter des Lebewesens fortzuführen.

Zelluläre Basis

Die Zelle ist die Struktureinheit und Betriebseinheit aller Lebewesen. Lebewesen können einzellig oder vielzellig sein. Vielzellige Organismen neigen dazu, sich zu spezialisieren und Organsysteme zu bilden.

Ernährung und Nährstoffe

Phasen der Ernährung

1. Aufnahme der Nährstoffe durch den Organismus.
2. Transport der Nährstoffe zu den Zellen.
3. Gewinnung von Energie aus den Nährstoffen.

Arten von Nährstoffen

• Anorganische Nährstoffe: Wasser, Gase und Mineralsalze.
• Organische Nährstoffe: Kohlenhydrate, Fette, Proteine und Nukleinsäuren.

Transport von Nährstoffen

Einzellige Organismen: Die Ernährung erfolgt durch die direkte Aufnahme von Nährstoffen aus der Umwelt, die sie benötigen.

Vielzellige Organismen: Sie erhalten die Nährstoffe in der Regel durch bestimmte spezialisierte Strukturen wie Wurzeln und Blätter bei Pflanzen oder das Verdauungssystem bei Tieren.

Energiegewinnung

Lebewesen nutzen verschiedene Energieformen: Lichtenergie und chemische Energie.

Materie und Energiebedarf

Die gewonnene Energie wird für lebenswichtige Funktionen verwendet, wie die Erhaltung innerer Prozesse und Bewegungen. Diese Materie besteht aus organischen Molekülen.

Formen der Ernährung

Je nach Art der Energiegewinnung unterscheidet man zwischen:

• Autotrophie: Selbstständige Herstellung von organischer Nahrung (z. B. durch Photosynthese).
• Heterotrophie: Aufnahme fertiger organischer Stoffe.
• Aerobe Ernährung: Nutzung von Sauerstoff zum Abbau von Glukose (Zellatmung).
• Anaerobe Ernährung: Energiegewinnung ohne Sauerstoff (Fermentation).

Pflanzenernährung

Die Mehrheit der Organismen in der Biosphäre ernährt sich autotroph und aerob.

Nährstoffaufnahme bei Pflanzen

Pflanzen erhalten anorganische Materie aus der Umwelt mithilfe der Photosynthese.

Einfache Pflanzen (Moose und Algen)

Sie absorbieren Wasser, Mineralsalze oder Gase direkt über ihre gesamte Oberfläche.

Komplexe Pflanzen (Farne und Samenpflanzen)

Sie besitzen spezielle Strukturen zur Nährstoffaufnahme:

• Spaltöffnungen: Öffnungen in der Blattoberfläche, die den Gasaustausch (z. B. Aufnahme von Kohlendioxid) ermöglichen.
• Wurzeln: Sie absorbieren Wasser und Mineralien aus dem Boden und vergrößern die Kontaktoberfläche erheblich.

Die Photosynthese

Die Photosynthese ist der Prozess, bei dem Organismen anorganische Moleküle (Kohlenstoffdioxid und Wasser) mithilfe der Sonnenenergie in organische Moleküle (wie Glukose) umwandeln. Der grüne Farbstoff Chlorophyll fängt die Lichtenergie ein und wandelt sie in chemische Energie um. Als Abfallprodukt wird Sauerstoff an die Umwelt abgegeben.

Nährstofftransport bei Pflanzen

Farne und Samenpflanzen besitzen spezielle Leitbahnen, um Nährstoffe durch den gesamten Organismus zu transportieren. Es gibt zwei Arten von Leitbahnen:

• Xylem (Holzteil): Besteht aus hohlen, rohrförmigen Zellen mit starren Zellwänden. Es transportiert das Rohrsaft (Wasser und Mineralien) von den Wurzeln zu den Blättern.
• Phloem (Siebteil): Zylindrische, lebende Röhren, die den Assimilationsstrom (Wasser und Glukose) von den Blättern in den Rest der Pflanze transportieren.

Energiegewinnung (Zellatmung)

Die Zellen aller Organismen benötigen kleine Energiemengen, um lebenswichtige Funktionen auszuführen. Diese Energie wird aus organischen Molekülen freigesetzt.

Zellatmung

Die Zellatmung ist ein Zerlegungsprozess, bei dem mithilfe von Sauerstoff Glukose abgebaut wird. Dabei entsteht chemische Energie in Form von ATP. Als Abfallprodukt wird Kohlendioxid an die Umwelt abgegeben.