Dictyostelea
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Dictyostelea, Zelluläre Schleimpilze
1 Versammlung (HP)
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Bakterienmatten[1] durchpflügend,
Vermehren sich muntere Wechseltierchen[2] zuhauf.
Weite, kahle Spuren verlaufen im Rasen,
Gabeln in schmälere Pfade sich immer wieder mal auf.
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Schwestern trennten sich hier,
Werden selbst wieder zum Zwillingspaar.
Ohne Pause, solange der Vorrat an Nahrung nur reicht,
Verdoppeln sie Zellen und Dichte der Population.
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Meiden die Nähe der Nachbarn,
Breiten sich aus, suchen Kost und Logis an ferneren Stellen.
Vertausendfachen ihr Reproduktionspotenzial
Bis Nahrungsmittelverknappung dem Treiben jäh ein Ende setzt. –
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Ist nicht ein leichtes Signal aus der Ferne zu spüren?
Ein Hauch von cyklischem AMP[3]?
Kurz nur verweilen die vielen Amöben in Ruhe,
Schon richten zum Signalgeber Füßchen um Füßchen sie aus.
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Wandern in einzelnen, dichtzelligen Strängen,
Bald zu konzentrischen Kreisen geformt,
Rhythmisch der Mitte entgegen,
Bleiben kurz stehen bei schwachem Signal,
Nehmen erneut bei lockendem Werben die Wanderschaft auf,
Häufen am Ende zu Tausenden sich zum lebenden Berg.
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Strecken zusammen sich wie Nacktschnecken[4] auf dem Substrat in Länge,
Ordnen sich, je nach Position in ihrem Verbund, besondere Aufgaben zu.
Setzen sich, wohlkoordiniert langsam kriechend, dann in Bewegung,
Verweilen später, einem runden Kissen recht ähnlich, an feuchter Stelle im Licht.
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Alle Amöben ruhen sich aus.
Runden sich ab zur festen Struktur.
Lockern sich wieder, nun zum pulvrigen Berg:
Als Sporen übernimmt der Wind sie zur Saat.
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Viele bleiben unbewegt liegen,
Kein Windzug holt sie vom Lager hervor.
Verweilen und warten auf bessere Tage
Bis Wasser Amöben wieder den Sporen entlockt.
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Nur leise hauchte am Boden der Wind,
Lud sie kaum einen Meter entfernt bald wieder ab.
Dictyos‘ terrestrische Vorfahren war so aber nicht gedient:
Optimierten Schritt für Schritt des Fruchtkörpers Bau.
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Fußnoten
[1] Bakterien: Bilden zusammen mit Archäen die sog. Prokaryo(n)ten, die noch keinen echten Zellkern und keine komplex gebauten Chromosomen besitzen. Sie unterscheiden sich grundsätzlich voneinander. Deshalb wurden die Archäen in den neunziger Jahren des letzten Jahrhunderts als eigene Organismen-Domäne der Domäne der Bakterien gegenübergestellt
[2] Amöben, Wechseltierchen: Verändern ständig ihre Form, weil zellwandlos; stülpen Fortsätze des Protoplasten aus, umfließen Nahrung, um Nahrungsvakuolen (Endosomen) zu bilden, ihren Fang zu verdauen. Amöben kommen in verschiedenen Organismenreichen vor; repräsentieren also keine Verwandtschaft, sondern nur eine Lebensstrategie; ein Organismenreich (Amoebozoa) umfasst jedoch nur Amöben
[3] cAMP,cyklischesAdenosinmonophosphat: Glied der zellulären Signalkette, das insbesondere der Aktivierung von Peptidhormonen dient
[4] Wegschnecke, Schadwegschnecke: Arion vulgaris (Arionidea - Eupulmonata – Erythroneura – Gastropoda – Mollusca –…)
Eingestellt am 14. Juni 2025
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Dictyostelea, Zelluläre Schleimpilze
2 Exponiert
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Drei Regionen, drei Aufgabenbereiche
Grenzen die sozialen Amöben heute im
Wandernden Pseudoplasmodium[1] ab:
Das vordere Ende bildet die Stielregion[2],
Das hintere wird bald zur Scheibe[3] sich formen,
Der Hauptteil, in der Mitte, wird zu Sporen sich wandeln.
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Das kurz nur ruhende Kissen schickt,
Nach und nach sich verlängernd,
Einen schmalkonischen Fortsatz mittig nach oben.
Von unten nach oben sich vakuolisierend,
Bringen benachbarte Zellenverbände Achsenstabilität[4],
Agieren zusammen als Hilfe zum Klettern,
Wandeln funktionell sich zum Stiel.
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Unzählige Wanderamöben klettern, zum Reif gruppiert,
Dem Stiel bis zum Ende empor.
Umgeben das entstandene Köpfchen mit hauchzarter Hülle,
Rüsten sich für innere Reorganisation.
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Wie eine Kugellaterne mutet das Kunstwerk jetzt an.
Ein Kippen verhindert basal ein flaches Multiamöbenprodukt[5];
Doch in dieser Laterne wandeln sich alle Amöben währenddessen zum Ellipsoid,
Reifen zu Sporen mit reißfester Wand.
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Recht lange schon steh‘n diese Körper,
Wie winzige Früchte am Stiel
Im Windzug und trocknen zur Gänze fast aus;
Nur die Sporen bleiben im Innern genügend mit Wasser versorgt.
Es platzt der Früchte schützende Hülle[6],
Dann holt der Wind sie pustend heraus.
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Weit verstreut er sie!
Doch nur wenige fallen auf nahrungversehenes Land.
Es dauert aber nicht lange
Bis die Amöbe der Spore entschlüpft
Und nach einiger Zeit
Hunderten Ausgangspunkt für unstetes Leben ist.
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Fußnoten
[1] Pseudoplasmodium: Äußerlich wirkt es wie ein wanderndes Plasmodium, doch ist es nicht eine einzige riesige Zelle, wie das Plasmodium der Myxogastria, sondern aus Tausenden Einzelzellen zusammengesetzt
[2] Zukünftiger Stiel des Fruchtkörpers
[3] Scheibenförmige Haftstruktur am Substrat
[4] Achsenstabilität: Eine zentrale stabile Achse gibt den nach oben wandernden Amöben ausreichend Halt.
[5] Die basale Scheibe
[6] Peridie: Nichtzellige Abschlussschicht von Sporenbehältern (Sporangien, Fruchtkörper)
Eingestellt am 14. Juni 2025
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Dictyostelium, Entwicklungsphasen (Originale; Reinhard Agerer)
Oben: Vier wandernde, dabei ihre Form verändernde Amöben; Zeitreihe, Pfeile geben den Streckengewinn an; zweite Amöbe von oben teilt sich, zwei Tochteramöben setzen den Weg fort.
Unten links: Basis eines reifen Fruchtkörpers mit befreiten Sporen.
Unten Mitte: Oben Wanderstadium des Pseudoplasmodiums; darunter beginnende Aufwärtswanderung, an einer Stelle steht der sich entwickelnde Stiel oben heraus.
Unten rechts: Die Amöbenversammlung wandert der Achse, dem zukünftigen Stiel des Fruchtkörpers nach oben; erst wenn sie die Achsenspitze erreicht hat, die anfangs sich ständig verlängert, entsteht der Sporenbehälter.
Eingestellt am 14. Juni 2025
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Dictyostelea, Zelluläre Schleimpilze
3 Kannibalisch
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Mitotisch nur vermehrten[1] sich scheinbar die
Wechseltierchen durch laufende Spaltung.
Sexuelles Leben[2] blieb lang uns verborgen,
Bis in eines Amöbenknäuels Zentrum
Schlaue Köpfe zwei Amöben sich vereinen[3] sahen,
Auch wie sie Kerne ineinander noch brachten[4].
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Eine dauerhafte Wand umgab die Zygote, zusammen mit einigen Zellen,
Formte zur Cyste[5] sie, schirmte nach außen Ungeheuerliches ab:
Die Zygote[6] mästete sich mit den eingesperrten Todgeweihten
Bis nur sie den Raum zur Gänze beherrscht.
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Wohlgenährt hält sie nun Ruh,
Teilt, nach langandauernder Rast, meiotisch[7] den Kern,
Hängt noch viele Mitosen[8] daran und
Lässt aus der Cyste Dutzende neue Amöben[9] entschlüpfen.
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Der Enge einmal für immer entkrochen,
Entweichen die neu Gebor‘nen ohne Bedenken
Soweit die Füßchen auch tragen,
Schleichen nach allen Seiten gemächlich davon.
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Worauf wohl verzichtet Dictyostelium für immer?
Aus Mangel an Wasser sparte die Geißel[10] sie ein,
Kriecht fast ununterbrochen geschmeidig voran,
Geht, beständig sich teilend, in seinen Nachkommen auf,
Bis es wieder das lang schon bekannte Signal[11] verspürt
Und mit Tausenden Amöben sich zum Zentrum, zum Sender, rhythmisch hinbewegt.
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Fußnoten
[1] Ungeschlechtliche Fortpflanzung (Eukarya): Beruht nur auf mitotisch entstandenen Zellen, Zellkomplexen, Gewebeteilen, Organen oder Jungorganismen
[2] Sexuelle, geschlechtliche Fortpflanzung: Dafür sind drei Vorgänge miteinander gekoppelt, Meiose (abgekürzt mit R!), Plasmogamie (Zellen vereinen sich, abgekürzt mit P!) und Karyogamie (Kerne verschmelzen, abgekürzt mit K!) verbunden, wobei P! und K!, mit Ausnahme bei Dikarya, unmittelbar aufeinander folgen. Bei Dikarya (Unbegeißelte Chitinpilze – Fungi – Opisthokonta – Eukarya) sind beide Vorgänge unterschiedlich lang (weit) voneinander getrennt. Da bei Animalia und Plantae P! und K! unmittelbar aufeinander folgen, werden beide Vorgänge häufig zu Befruchtung (B!) zusammengefasst.
[3] Plasmogamie: Verschmelzung der Protoplasten zweier Zellen im Zuge sexueller Fortpflanzung; abgekürzt P!
[4] Karyogamie: Verschmelzung zweier haploider Zellkerne; abgekürzt K!
[5] Cyste (Überdauerungsform): Mit widerstandsfähiger Wand umgebene Überdauerungsform von Zellen, von mehrzelligen Gebilden, gar von winzigen Organismen
[6] Zygote: Diploide Zelle, die nach der Verschmelzung zweier haploider Kerne im Zuge der sexuellen Fortpflanzung entstand
[7] Meiose, meiotisch, R!: Meiose dient der Reduktion eines diploiden Chromosomensatzes zu haploiden Sätzen. Dabei werden einander entsprechende Chromosomen, im Kern sich dann mittig in einer Ebene gegenüberstehend, gepaart und anschließend in entgegengesetzter Richtung („polwärts“) separiert. Dieser Vorgang wird auch als Reduktionsteilung (oft abgekürzt als R! und zugleich stellvertretend für die ganze Meiose verwendet) bezeichnet. Da die voneinander getrennten haploiden Chromosomen schon zu Chromatiden verdoppelt sind, schließt sich an die Reduktionsteilung noch eine mitotische Teilung an, so dass vier haploide Kerne letztlich vorliegen.
[8] Mitose, mitotisch, abgekürzt M!: Im Kern mittig in einer Ebene versammelte Chromosomen bildeten je zwei identische Chromatiden, die bei der Mitose durch Mikrotubuli separiert werden und, von einer Zellwand getrennt, als identische Chromosomensätze der entstandenen Zellen wirken
[9] Amöben, Wechseltierchen: Verändern ständig ihre Form, weil zellwandlos; stülpen Fortsätze des Protoplasten aus, umfließen Nahrung, um Nahrungsvakuolen (Endosomen) zu bilden, ihren Fang zu verdauen. Amöben kommen in verschiedenen Organismenreichen vor; repräsentieren also keine Verwandtschaft, sondern nur eine Lebensstrategie; ein Organismenreich (Amoebozoa) umfasst jedoch nur Amöben
[10] Flagellum, Geißel (Eukaryageißel): Charakterisiert durch ihren internen Bau aus 9 peripheren, etwas schräg nach innen gestellten Doppelmikrotubuli (Querschnitt durch die Geißel) und durch ein zentrales Tubulipaar, das etwas Abstand voneinander hält. Dyneinarme verbinden die Mikrotubuli. Die Geißel ist von der Zellmembran umgeben und gefüllt mit Cytosol. Am Übergang der Geißelbasis in den Zellkörper treten spezielle Verstrebungen, Verstärkungen, auf; eine dünne Querplatte trennt oft den untersten, in die Zelle integrierten Teil, der in seiner Struktur einem Centriol entspricht: Es fehlen die beiden zentralen Mikrotubuli und die peripheren Zwillinge wurden zu Drillingen. Die in der Zelle gelegenen Teile der Geißel sind noch durch verwandtschaftsabhängig gestaltete Haltestrukturen verwurzelt.
[11] cAMP,cyklischesAdenosinmonophosphat: Glied der zellulären Signalkette, das insbesondere der Aktivierung von Peptidhormonen dient
Eingestellt am 14. Juni 2025
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Entwicklungszyklus von Dictyostelium discoidem
Nachdem die Zeit reif, ausreichend dicht der Amöben Population, übernimmt eine zentral gelegene Amöbe mit cyklischem AMP, das radial diffundiert, die Funktion eines Signalgebers (rechts oben). Dieses Hormon wirkt auf benachbarte Amöben ein (auf beide Geschlechtstypen; siehe Punkt- und Kringelkerne), die daraufhin stillhalten und ihrerseits cAMP produzieren; so kommt es zu rhythmischen Wanderungen, die sich in konzentrischen Ringen (hier nicht gezeigt) ausdrücken.
Sind Tausende Amöben zur Einheit versammelt, bilden sie ein wegschneckenartiges Gebilde, das als vielzellige Gemeinschaft Richtung Licht in einer in sich polarisierten Weise wandert: Die Amöben des vorangehenden, etwas abgehobenen Endes werden zum Stiel des Fruchtkörpers (daher als Prästiel-Ende bezeichnet), das entgegengesetzte Ende, wird zur Haftscheibe (daher als Präscheibe bezeichnet) und die Amöben des Mittelbereichs werden zu Sporen werden (Präsporen-Bereich). Im Zuge des Aufrichtens, der Kulmination, werden diese Regionen schon deutlicher.
Letztlich steht der fertige Fruchtkörper mit Scheibe, Stiel und Sporenbehälter und gibt nach Reife die Sporen frei.
Den Sporen entkriechen konträrgeschlechtliche haploide Amöben (Punktkerne, Kringelkerne), die sich immer wieder teilen, sich als Einzelamöben ernähren, bis sich irgendwo ein Häufchen bildet, in dessen Zentrum zwei Amöben unter Plasmogamie (P!) und Karyogamie (K!) eine diploide Zygote entstehen lassen.
Um diese Zygote (Punkt- in Kringelkern) sammeln sich Amöben als Nährzellen, die mitsamt der Zygote mit einer Wand zur überdauerungsfähigen Cyste abgegrenzt werden. Von diesen Amöben nährt sich die Zygote, die dann vollkommen in der nun großen, dickwandigen diploiden Zygote (als Makrocyste bezeichnet) aufgegangen sind.
Unter Meiose (R!) und weiteren mitotischen Teilungen entstehen viele einzelne konträrgeschlechtliche Zellen, die als Einzelamöben die Makrocyste verlassen, sich verselbständigen, unabhängig voneinander sich ernähren und unter wiederholter Teilung eine tausendfache Menge von Einzelamöben bilden, die dann einmal wieder unter dem Einfluss von cyklischem AMP auf eine signalgebende Amöbe in Strängen rhythmisch zuwandern und selbst durch Abgabe von cAMP noch ferner liegende Amöben dazu verleiten.
In Kreisform dargestellt, lässt sich ein haploider Lebenskreislauf erkennen, bei dem alle Stadien, außer der Zygote haploid sind. Auf Plasmogamie und Karyogamie erfolgt nach einer Ruhepause (mit kannibalischer Ernährung der Zygote) die Meiose, worauf in der Hauptfruchtform (braune Linie) wieder haploide Amöben entstehen. Die Vermehrung der Amöben, um wieder ein Pseudoplasmodium bilden zu können, erfolgt allein mitotisch in einer Nebenfruchtform (violette Linie). Die Größe der beiden Kreise steht für die Bedeutung von HFF und NFF für das Leben des Organismus‘. Hier überwiegt erheblich der Einfluss der Nebenfruchtform, mit der erst die nötige Zahl Amöben gebildet wird, aus deren Mitte die haploiden Sporen entstehen.
Eigenem Vorlesungsmanuskript entnommen.
In den nachfolgenden sieben Abbildungen ist der Entwicklungszyklus einer Powerpoint-Präsentation ähnlich aufgebaut
Eingestellt am 14. Juni 2025
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Nachdem die Zeit reif, ausreichend dicht der Amöben Population, übernimmt eine zentral gelegene Amöbe mit cyklischem AMP, das radial diffundiert, die Funktion eines Signalgebers (rechts oben). Dieses Hormon wirkt auf benachbarte Amöben ein (auf beide Geschlechtstypen; siehe Punkt- und Kringelkerne), die daraufhin stillhalten und ihrerseits cAMP produzieren; so kommt es zu rhythmischen Wanderungen, die sich in konzentrischen Ringen (hier nicht gezeigt) ausdrücken.
Sind Tausende Amöben zur Einheit versammelt, bilden sie ein wegschneckenartiges Gebilde, das als vielzellige Gemeinschaft Richtung Licht in einer in sich polarisierten Weise wandert: Die Amöben des vorangehenden, etwas abgehobenen Endes werden zum Stiel des Fruchtkörpers (daher als Prästiel-Ende bezeichnet), das entgegengesetzte Ende, wird zur Haftscheibe (daher als Präscheibe bezeichnet) und die Amöben des Mittelbereichs werden zu Sporen werden (Präsporen-Bereich). Im Zuge des Aufrichtens, der Kulmination, werden diese Regionen schon deutlicher.
Letztlich steht der fertige Fruchtkörper mit Scheibe, Stiel und Sporenbehälter und gibt nach Reife die Sporen frei.
Den Sporen entkriechen konträrgeschlechtliche haploide Amöben (Punktkerne, Kringelkerne), die sich immer wieder teilen, sich als Einzelamöben ernähren, bis sich irgendwo ein Häufchen bildet, in dessen Zentrum zwei Amöben unter Plasmogamie (P!) und Karyogamie (K!) eine diploide Zygote entstehen lassen.
Um diese Zygote (Punkt- in Kringelkern) sammeln sich Amöben als Nährzellen, die mitsamt der Zygote mit einer Wand zur überdauerungsfähigen Cyste abgegrenzt werden. Von diesen Amöben nährt sich die Zygote, die dann vollkommen in der nun großen, dickwandigen diploiden Zygote (als Makrocyste bezeichnet) aufgegangen sind.
Unter Meiose (R!) und weiteren mitotischen Teilungen entstehen viele einzelne konträrgeschlechtliche Zellen, die als Einzelamöben die Makrocyste verlassen, sich verselbständigen, unabhängig voneinander sich ernähren und unter wiederholter Teilung eine tausendfache Menge von Einzelamöben bilden, die dann einmal wieder unter dem Einfluss von cyklischem AMP auf eine signalgebende Amöbe in Strängen rhythmisch zuwandern und selbst durch Abgabe von cAMP noch ferner liegende Amöben dazu verleiten.
In Kreisform dargestellt, lässt sich ein haploider Lebenskreislauf erkennen, bei dem alle Stadien, außer der Zygote haploid sind. Auf Plasmogamie und Karyogamie erfolgt nach einer Ruhepause (mit kannibalischer Ernährung der Zygote) die Meiose, worauf in der Hauptfruchtform (braune Linie) wieder haploide (n) Amöben entstehen. Die Vermehrung der Amöben, um wieder ein Pseudoplasmodium bilden zu können, erfolgt allein mitotisch in einer Nebenfruchtform (violette Linie). Die Größe der beiden Kreise steht für die Bedeutung von HFF und NFF für das Leben des Organismus‘. Hier überwiegt erheblich der Einfluss der Nebenfruchtform, mit der erst die nötige Zahl Amöben gebildet wird, aus deren Mitte die haploiden Sporen entstehen.
Eigenem Vorlesungsmanuskript entnommen.
Eingestellt am 14. Juni 2025
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