15/02/2022
Die Natur ist voller faszinierender Formen und Strukturen, und eine der grundlegendsten geometrischen Eigenschaften, die wir in der Biologie beobachten können, ist die Symmetrie. Symmetrie beschreibt, wie Teile eines Objekts oder Organismus im Verhältnis zueinander angeordnet sind. Eine besonders interessante Form ist die Radiärsymmetrie. Aber was genau bedeutet das und wo begegnet sie uns?
Radiärsymmetrie liegt vor, wenn ein Organismus oder ein Objekt um eine zentrale Achse herum in gleiche Teile aufgeteilt werden kann. Stellen Sie sich einen Kuchen vor, der in gleichmäßige Stücke geschnitten wird – egal wo Sie schneiden, solange Sie durch die Mitte gehen, erhalten Sie zwei identische Hälften. Bei Lebewesen bedeutet dies, dass es keine eindeutige linke oder rechte Seite, keine Vorder- oder Rückseite gibt. Organismen mit Radiärsymmetrie sind oft zylindrisch, scheibenförmig oder kugelförmig.
Radiärsymmetrie im Pflanzenreich
Pflanzen sind Meister der Symmetrie, und viele von ihnen, insbesondere Blüten, weisen Radiärsymmetrie auf. Denken Sie an klassische Blumen wie Rosen, Ringelblumen oder Seerosen. Ihre Blütenblätter sind kreisförmig um den Blütenstiel angeordnet. Diese Anordnung ist nicht nur ästhetisch ansprechend, sondern hat auch praktische Vorteile.
Die radiäre Anordnung der Blütenblätter macht die Blüte für Bestäuber aus allen Richtungen zugänglich. Egal, aus welcher Richtung eine Biene oder ein Schmetterling anfliegt, die Blütenblätter bieten einen Landeplatz und führen zum Nektar und Pollen im Zentrum der Blüte. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Bestäubung erheblich. Stellen Sie sich zum Vergleich eine Blüte vor, die nur von einer Seite bestäubt werden könnte – sie wäre deutlich weniger effizient.
Aber nicht nur Blüten zeigen Radiärsymmetrie. Auch einige Früchte und Gemüse können diese Symmetrieform aufweisen. Ein Apfel beispielsweise hat eine interne Radiärsymmetrie. Wenn Sie einen Apfel horizontal durchschneiden, erkennen Sie die sternförmige Anordnung der Kerne im Zentrum. Auch eine Artischocke zeigt Radiärsymmetrie, allerdings eher extern. Die Brakteen (Blätter) der Artischocke sind kreisförmig angeordnet.
Radiärsymmetrie im Tierreich: Cnidaria
Im Tierreich finden wir Radiärsymmetrie vor allem bei den Cnidaria, auch bekannt als Nesseltiere. Zu dieser Gruppe gehören faszinierende Lebewesen wie Quallen, Korallen und Seeanemonen. Cnidaria sind Wirbellose, das heißt, sie besitzen keine Wirbelsäule. Ein weiteres charakteristisches Merkmal ist, dass sie in der Regel zwei Lebensphasen durchlaufen: das Polypenstadium (jugendlich) und das Medusenstadium (erwachsen).
Das Polypenstadium
Das Polypenstadium ist typischerweise sessil, also ortsgebunden. Der Polyp setzt sich an einem geeigneten, geschützten Ort fest und ernährt sich, um zu wachsen. Seeanemonen beispielsweise verbringen ihr gesamtes Leben im Polypenstadium. Ihre Radiärsymmetrie wird durch die Anordnung ihrer Tentakel um eine zentrale Achse, dem Mund, deutlich. Die Tentakel strecken sich nach außen, um Beute zu fangen und sie zum Mund in der Mitte zu befördern. Wie Quallen haben auch Seeanemonen keine Vorder- oder Rückseite.
Das Medusenstadium
Das Medusenstadium tritt ein, wenn die Cnidaria das Erwachsenenalter erreichen und sich fortpflanzen können. Die Medusenform ist typischerweise motil, also bewegungsfähig. Quallen sind ein Paradebeispiel für die Medusenform. Sie schweben frei im Wasser und besitzen Tentakel, Arme, einen glockenförmigen Körper und einen Mund an der Körperunterseite. Auch bei Quallen ist die Radiärsymmetrie in der Anordnung ihrer Arme erkennbar. Der runde Körper ohne Vorder- oder Rückseite ermöglicht es ihnen, Informationen aus ihrer Umgebung aus allen Richtungen aufzunehmen.
Vorteile der Radiärsymmetrie
Warum haben sich einige Organismen für die Radiärsymmetrie entschieden? Für sessile oder langsam bewegende Tiere wie Seeanemonen und Quallen bietet die Radiärsymmetrie entscheidende Vorteile. Da sie aus allen Richtungen mit ihrer Umwelt interagieren, ist es von Vorteil, Sinnesorgane und Fangorgane gleichmäßig um den Körper verteilt zu haben. Eine Qualle kann Beute erkennen und fangen, egal aus welcher Richtung sie sich nähert. Eine Seeanemone kann potenzielle Beute aus jeder Richtung mit ihren Tentakeln erreichen.
Im Gegensatz dazu sind bilateral symmetrische Tiere, wie Menschen oder Hunde, auf eine bestimmte Bewegungsrichtung ausgerichtet. Sie haben eine klare Vorder- und Rückseite, eine linke und rechte Seite. Diese Symmetrieform ist ideal für gerichtete Bewegung und aktive Jagd.
Wie viele Symmetrieachsen hat eine Blume?
Eine Blume mit perfekter Radiärsymmetrie hat im Grunde genommen unendlich viele Symmetrieachsen. Denken Sie wieder an den Kuchen. Sie können ihn durch unzählige Linien durch die Mitte teilen und erhalten immer zwei symmetrische Hälften. In der Realität ist die Radiärsymmetrie in der Natur selten perfekt. Blüten können leichte Unregelmäßigkeiten aufweisen, aber das Grundprinzip der Anordnung um eine zentrale Achse bleibt bestehen.
Fazit
Radiärsymmetrie ist ein faszinierendes Beispiel für die Vielfalt und Anpassungsfähigkeit des Lebens auf der Erde. Ob in der eleganten Form einer Rose, im inneren Aufbau eines Apfels oder im schwebenden Tanz einer Qualle – die Radiärsymmetrie zeigt, wie grundlegende geometrische Prinzipien die Gestalt und Funktion von Lebewesen prägen. Sie ist ein Beweis dafür, dass die Natur nicht nur schön, sondern auch unglaublich effizient und intelligent in ihren Designlösungen ist. Die nächste Blume, die Sie sehen, oder das nächste Mal, wenn Sie eine Qualle im Aquarium bewundern, nehmen Sie sich einen Moment Zeit, um über die verborgene Symmetrie zu staunen, die diese Organismen so besonders macht.