Die Reiche des Lebens: Klassifikation und Merkmale der Organismen

Biologische Klassifikation: Die Reiche des Lebens

Im Bereich der Biologie ist ein Reich eine wichtige Unterteilung, die natürliche Lebewesen nach gemeinsamen Merkmalen gruppiert.

Historische Entwicklung der Klassifikation

Die erste Organisation von Lebewesen in Bereiche geht auf Aristoteles zurück, der die Naturwesen in Tierreich, Pflanzenreich und Mineralreich einteilte.

Wichtige Klassifikationssysteme

• Carl Linnaeus (1735): Vegetalia und Animalia.
• Ernst Haeckel (1866): Protista, Plantae, Animalia.
• Whittaker (1969): Prokaryoten, Protisten, Pilze, Pflanzen, Animalia.

Hierarchische Struktur der Taxonomie

Reiche werden in Stämme (bei Tieren) oder Abteilungen (bei Pflanzen und anderen Organismen) unterteilt. Die weitere Hierarchie lautet:

1. Klassen
2. Ordnungen
3. Familien
4. Gattungen
5. Arten

Beispiel: Die Linnaeische Klassifikation des Menschen

• Königreich: Animalia (Heterotrophe Eukaryoten ohne Zellwände, mehrzellig)
• Stamm: Chordata (Organismen mit einer ursprünglichen Chorda)
• Klasse: Mammalia (Säugetiere mit Milchdrüsen, homöotherm und behaart)
• Ordnung: Primaten (Vorhandensein von Augen und opponierbarem Daumen)
• Familie: Hominidae (Hoch entwickeltes Gehirn, räumliches Sehen)
• Gattung: Homo (Gekrümmte Wirbelsäule, ständiger Bipedalismus)
• Art: Homo sapiens (Dünne Schädelknochen, Fähigkeit zur Lautbildung)

Die Reiche im Detail

Reich Monera (Prokaryoten)

Der Begriff Monera bezeichnet eine Klade (evolutionärer Zweig) zellulärer Organismen, denen ein Zellkern fehlt; sie werden als Prokaryoten definiert und gehören zu den ältesten Lebensformen.

Allgemeine Eigenschaften der Monera

• Zellebene: Meist einzellige Organismen. Prokaryotische Zellen.
• Ernährung: Immer osmotroph. Kohlenstoffaufnahme heterotroph (saprophytisch, parasitär oder symbiotisch) oder autotroph (durch Photosynthese oder Chemosynthese).
• Sauerstoffbedarf: Anaerob, aerob oder mikroaerophil.
• Fortpflanzung: Asexuell durch binäre Spaltung. Sexuell (oder parasexuell) durch Konjugation.
• Bewegungsstrukturen: Bakteriengeißel oder keine.

Domäne Archaea (Archaebakterien)

• Abteilung: Mendosicutes
• Stämme: Methanbildner, halophile und thermoacidophile Bakterien (Extremophile).

Domäne Bakterien (Eubakterien)

• Königreich: Eubakterien
• Abteilungen: Tenericutes, Gemmata
• Stämme: Spirochaetae (Spirochäten), Thiopneutes (Anaerobe phototrophe), Cyanobakterien, Chloroxybacteria, Aerobe Stickstoff-fixierende Bakterien, Pseudomonaden, Omnibakterien, Chemoautotrophe Bakterien, Myxobakterien, Firmicutes (Fermentative Bakterien), Aeroendosporen, Mikrokokken, Actinobacteria.

Reich Protista

Protisten gedeihen meist in Wasser, feuchtem Boden oder im Inneren anderer Organismen, da sie nicht vollständig an die Luft angepasst sind.

Merkmale der Protisten

• Zellorganisation: Eukaryoten (Zellen mit Kernen), meist einzellig, aber auch mehrzellig (z.B. große Braunalgen wie Laminaria).
• Struktur: Oft keine echten Gewebe, aber bei Rotalgen und Braunalgen wird eine hohe Komplexität erreicht, einschließlich Plasmodesmen. Einzeller zeigen oft kriechende Bewegung oder Bewegung durch Wimpern und Geißeln.
• Ernährung: Autotroph durch Photosynthese und heterotroph. Viele Einzeller zeigen beide Ernährungsformen gleichzeitig.
• Sauerstoffstoffwechsel: Alle Protozoen sind primär aerob, einige sind sekundär anaerob in sauerstoffarmen Umgebungen.
• Ökologie: Wichtige Komponenten des Planktons, Benthos und des Bodenlebens.

Reich Fungi (Pilze)

Pilze sind Eukaryoten, die ihre Nahrung durch externe Verdauung mittels Enzymsekretion aufnehmen und anschließend die gelösten Moleküle absorbieren.

Zellstruktur und Organisation der Pilze

Die Zellwand ist starr und besteht aus Mannanen, Glucanen und Chitin, eng verbunden mit Proteinen. Der Pilzkörper besteht aus einem vegetativen Teil (ohne Chlorophyll) und einem reproduktiven Teil.

• Der vegetative Teil besteht aus Hyphen (Fäden), die bei mehrzelligen Pilzen zusammen das Myzel bilden (meist sichtbar).
• Hyphen können durch Septen (Trennwände) unterteilt sein.
• Hyphenenden (Konidiophoren) tragen Phialiden, die Konidien (Sporen) freisetzen.

Identifikationsformen bei Pilzen

1. Gesamterscheinungsbild der Kolonie.
2. Art der Hyphen.
3. Anordnung oder Fruchtkörper.
4. Vorhandensein von esterigmatas (Sporangiophoren oder Konidiophoren) und deren Anordnung.
5. Form und Größe der Sporenverteilung.
6. Vorhandensein von Rhizoiden (nur bei nichtseptierten Hyphen).

Klassische Systematik der Pilze

• Amöboide oder Schleimpilze: Mixomycota.
• Lisotrophe oder Absorbotrophe Pilze: Pseudopilze (Oomycota), Chytridpilze (Chytridiomycota).
• Echte Pilze (Eumycota): Zygomycetes, Ascomycetes, Deuteromycetes (Imperfekte Pilze), Basidiomycetes.

Allgemeine Eigenschaften der Pilze

• Zellebene: Eukaryoten.
• Ernährung: Osmotroph (Absorption).
• Sauerstoffstoffwechsel: Aerob oder fakultativ anaerob.
• Fortpflanzung: Sexuelle Fortpflanzung (meist gleich große Gameten) und asexuelle Vermehrung durch resistente Keime.
• Organisation: Meist mehrzellig, bestehend aus Hyphen, die ein Myzel bilden. Mangel an mobilen Phasen (außer männliche Gameten einiger primitiver Formen).
• Struktur: Keine Plasmodesmen (zytoplasmatische Brücken zwischen Zellen). Zellwand aus Chitin.
• Morphologische Merkmale: Die Hauptfiguren sind die makroskopischen Fruchtkörper.

Reich Plantae (Pflanzen)

Definiert als Synonym für Embryophyten (Embryophyta).

Differentialmerkmale der Pflanzen

• Zellebene: Eukaryoten.
• Ernährung: Photosynthese, Atmung und Transpiration.
• Sauerstoffstoffwechsel: Notwendig.
• Fortpflanzung: Asexuell. Sexuell mit Gameten und Zygote, sowie haploiden Sporen (Haplo-Diplonten).
• Lebensform: Mehrzellig mit Geweben. Bewegungsunfähig.
• Struktur und Funktionen: Mit Plasmodesmen und verschiedenen Zellgeweben. Zellwand aus Cellulose. Bildung sekundärer Metaboliten wie Anthocyane und Flavone.

Unterteilungen der Pflanzen

• Protocormophyten oder Moose (Bryophyta): Kleine Pflanzen, die auf feuchte Umgebungen angewiesen sind, da sie flüssiges Wasser zur Befruchtung benötigen. Besitzen eine kutikuläre Resistenz gegen Austrocknung und vaskuläres Gewebe (Gefäßpflanzen). Der Sporophyt existiert als eigenständiges Individuum.
• Cormophyten oder Gefäßpflanzen (Pteridophyta): Als Untergruppe der Samenpflanzen, die sich im Paläozoikum diversifizierten. Der Gametophyt ist stark reduziert, und der Sporophyt beginnt sein Leben in einer speziellen Struktur: dem Samen.
• Samenpflanzen (Spermatophyta):
  • Progymnospermen (Progymnospermophytina).
  • Nacktsamer (Gymnospermen): Cycadophytina (Fiederblatt), Coniferophytina (Dichotomblatt), Gnetophytina.
  • Angiospermen (Bedecktsamer) (Magnoliophytina).

Abteilungen innerhalb Plantae

Reich der mehrzelligen Autotrophen:

• Mehrzellige Algen
• Landpflanzen
• Einkeimblättrige (Clade mit primärem Chloroplastenerwerb, auch Primoplantae oder Archaeplastida).