Vielzeller

Vielzeller oder Mehrzeller sind Lebewesen, die aus mehreren Zellen aufgebaut sind. Echte Vielzeller unterscheiden sich dabei von Kolonien einzelliger Lebewesen durch einen gemeinsamen Stoffwechsel des Zellverbandes, eine mehr oder weniger ausgeprägte Aufgabenteilung der Zellen sowie häufig die Ausbildung von Geweben. Eine Grenze zwischen echten Vielzellern und Einzellerkolonien mit einem gewissen Differenzierungsgrad ist nicht genau definiert.

Vielzellige Lebewesen umfassen die Mehrzahl der Tiere (Animalia), Pflanzen (Plantae) und Pilze (Fungi). Diese wurden von Ernst Mayr als Metabionta den einzelligen Protisten und Bakterien (damals noch die Archaeen mit umfassend, entsprechend dem moderneren Terminus Prokaryoten) gegenübergestellt. Diese beiden Gruppen bilden allerdings nur Organisationsstufen und keine verwandtschaftlichen Gruppen (Kladen), da Vielzelligkeit mehrmals unabhängig voneinander entstanden ist und manche Prostisten näher mit Tieren, Pflanzen oder Pilzen verwandt sind, als diese untereinander. Zudem gibt es bei verschiedenen Gruppen der Algen, Protozoen, Pilzen und teilweise auch bei Bakterien (Bacteria) Übergangsformen zur Vielzelligkeit.

Evolution der Vielzelligkeit

Die Vielzelligkeit ist im Laufe der Evolution offensichtlich mehrmals unabhängig entstanden. Die ältesten fossil bekannten vielzelligen Lebewesen traten vor etwa 2 bis 3 Milliarden Jahren im Proterozoikum auf. Es handelte sich dabei um trichombildende Mikroorganismen, von denen man annimmt, dass es Cyanobakterien waren, und um einfache Grünalgen. Komplexere Vielzeller treten möglicherweise erstmals vor 2,1 Milliarden Jahren auf (Gabonionta). Relativ sicher nachgewiesen ist das Auftreten mehrzelliger photosynthetisch aktiver Organismen (Mikroalgen: Arctacellularia tetragonala) vor etwa 1 Milliarde Jahren, später folgte vor etwa 600 Millionen Jahren im Neoproterozoikum die Ediacara-Fauna und die frühesten vielzelligen Tieren (Metazoa). Eine Modellanalyse zur Entstehung arbeitsteilig differenzierter multizellulärer Organismen diskutiert R. A. Jörres (2010).

Neben den eindeutig zuordenbaren Ein- und Vielzellern gibt es bis heute verschiedene Übergangsformen. Bei manchen Arten sind dabei auch Übergänge von Ein- zu Vielzelligkeit in Abhängigkeit von Umweltbedingungen zu beobachten:

• Verschiedene Bakterien, insbesondere innerhalb der Cyanobakterien (veraltet „Blaualgen“) bilden komplexe Gebilde aus mehreren Zellen, die eine gemeinsame Schleimhülle und spezialisierte Zellen (z.B. Sporen oder Nährstoffe speichernde Zellen) enthalten können. Weitere Beispiele sind u. a. die Actinomycetales (veraltet „Strahlenpilze“) und die fruchtkörperbildenden Myxobakterien.
• Verschiedene Algen bilden Kolonien mit einer Tendenz zur Zelldifferenzierung. Allgemein unterscheidet man in der Botanik bei mehrzelligen Algen und Pflanzen Formen mit einem relativ wenig differenzierten vielzelligen Körperbau, der als Thallus bezeichnet wird, und dem in klar differenzierte Gewebe und Organe unterteilten Kormus.
• Einige der als engste Verwandte der vielzelligen Tiere (Metazoa) geltenden „Protozoen“ aus der Gruppe der Choanoflagellaten bilden unter bestimmten Bedingungen kleine rosettenförmige Kolonien, bei denen eine geringfügige, mit der Größe der Kolonie zunehmende Zelldifferenzierung festgestellt wurde.
• Bei einigen Pilzarten finden sich sowohl einzellige Hefe- als auch vielzellige Hyphen­phasen.
• Bei zellulären Schleimpilzen wie Dictyostelium discoideum aggregieren einzeln lebende Zellen bei Nahrungsmangel zu einem Fruchtkörper, innerhalb dessen es zu Zelldifferenzierungen kommt.