Frage von jonathan132002, 63

Warum nehmen tierische Zellen im Zellverband eine eckige Form an (Physik, Tierzellen)?

Hallo liebe Community, Ich habe eine Frage bezüglich Physik Tierzellen und Zellaufbau. Warum nehmen tierische Zellen im Zellverband eine eckige Form ein?

Über hilfreiche Antworten würde ich mich freuen!

Gruß Jonathan

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 39

Angenommen, zwei Zellen sind aneinander gepackt und die Zellwand zwischen ihnen ist elastisch. Weiter angenommen, in beiden Zellen ist der Druck so groß, daß die Zellwand nicht schlaff, sondern gespannt ist. Dann noch angenommen, daß der Druck in beiden Zellen gleich groß ist, dann kann die Zellwand nach keiner von beiden Seiten gewölbt sein und ist folglich eben.

Sind viele Zellen auf diese Weise lückenlos und mit ebenen Grenzflächen zu einem Zellverband aneinander gepackt, dann wird jede Zelle im Inneren dieses Verbandes nur ebene Zellwände haben. Ein Körper, der nur ebene Flächen hat, ist eckig.

Soweit die Theorie. Die gedachte Voraussetzung, daß der Druck in den Zellen gleich groß sei, wird aber in der Realität nicht genau, sondern nur annähernd zutreffen. Denn in lebendem Gewebe werden die Zellen ja über gegenseitigen Austausch durch Diffusion mit Wasser und allen anderen benötigten Stoffen versorgt, und Diffusion funktioniert nur da, wo es ein Druckgefälle gibt.

Wenn der Druck nicht gleich groß ist, wird die Zellwand eine Minimalfläche bilden, d.h. eine gewölbte geometrische Form, in der ihre Spannungsenergie minimal ist.)

Kommentar von ThomasJNewton ,

Theorie hin oder her, tierische Zellen haben keine Zellwand.

Sowas weiß man!

Kommentar von Franz1957 ,

Stimmt. Und nicht nur das. Aber das ist ja das Schöne am Theoretisieren: Man kann es zur Not auch unter völliger Ausblendung des relevanten Wissens. und bekommt heraus, was man herausbekommen will. :)

Kommentar von Franz1957 ,

Meine Argumentation oben ist sehr abstrakt und hat mit der Wirklichkeit nur wenig zu tun. Sie zeigt, wie man argumentieren kann, wenn man eine gegebene Behauptung verteidigen *soll* und gutwillige Zuhörer damit überzeugen *will*. Z.B. in der Schule, wenn man an die Tafel gebeten wird.

Mit ein wenig Kühnheit kann man auf diesem Pfad der abstrakten Theorie noch weiter gehen und sagen: Die gegebene Begründung schränkt die Voraussetzungen für das Eckigsein zu stark ein. Um eckig zu sein, müssen dicht aneinander gepackte Körper gar nicht einmal Polyeder, also von ebenen Flächen begrenzt sein. Überall, wo drei Körper im Raum mit Berührungsflächen, eben oder nicht, aneinander grenzen, bilden sie eine gemeinsame Kante. Und wo eine Kante ist, sei sie nun krumm oder gerade, dort sind auch Ecken. Legt man einen Schnitt durch das Gewebe, dann kann da, wo eine solche Kante quer durch die Schnittebene läuft, nichts anderes sein als die Ecken der drei dort zusammentreffenden Zellschnittflächen.

Wie steht man aber da, wenn man Fotos von realem tierischem oder menschlichem Zellgewebe vor sich hat? Es ist dann gar nicht einfach, überhaupt irgendwo so etwas eine Ecke zu finden. Und das hat Gründe in der Realität, die ich bei meiner abstrakten Argumentation einfach ausgeblendet habe. Zur Realität kurz soviel:

In meinem simplen Theoriemodell habe ich die Zellen einfach durch dünne gespannte Häute voneinander abgeteilt wie die Blasen im Seifenschaum. In Wirklichkeit hat jede Zelle ihre eigene Zellmembran, die selbst einen inneren Aufbau hat und sich nicht einfach in scharfe Kanten knickt.

Ich habe angenommen, daß Zellen so etwas wie fluidgefüllte, unter Druck stehende Ballons seien, deren Form durch die Druckdifferenz zu den Nachbarzellen bestimmt werde. In Wirklichkeit wird die Form der Zellen durch eine komplexe innere Struktur mitbestimmt, das Cytoskelett.

Und ich habe angenommen, daß zwischen den Zellen nichts liegt als die sie trennende Membran. In Wirklichkeit ist der Interzellularraum bei tierischem Gewebe mit Gewebsflüssigkeit und mit einer extrazellulären Matrix gefüllt.

Hier ein lesenswerter kurzer Artikel eines Medizinprofessors, in dem es um die Form von Zellen geht und um die Kluft, die manchmal zwischen Vorstellungen und Realität liegt. Ich empfehle, sich auf jeden Fall die beiden Fotos von Zellgewebe anzuschauen und zu schauen, wo da Ecken sind oder auch nicht.

http://www.scilogs.de/anatomisches-allerlei/einstuerzende-eselsbruecken-der-tod-...

Kommentar von ThomasJNewton ,

Kannst du nicht ganz einfach mal einen Fehler zugeben?

Kommentar von Franz1957 ,

Kann ich, tue ich, habe ja auch erklärt, worin die Fehler bestehen. Und hoffe damit zu zeigen, wie einfach es sein kann, durchzukommen, wenn man bereit ist, die Antwort nicht ernster zu nehmen als die Frage.

Expertenantwort
von TomRichter, Community-Experte für Physik, 23

Ist nicht Physik, sondern Mathematik, oder auch einfache Anschauung:

Mit Polygonen kannst Du eine Ebene lückenlos ausfüllen. Mit Kreisscheiben geht das nicht.

Antwort
von ThomasJNewton, 29

Vor dem Warum kommt das Ob.

Und dazwischen das Wo.

Ich habe jedenfalls etliche anders geformte Zellen in meinem Inneren.

Kommentar von Franz1957 ,

Naja, die Einschränkung, daß es um einen Zellverband geht, schließt ja die frei in Flüssigkeit schwimmenden Zelltypen wie Blut- und Immunzellen schon mal aus.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Schon mal was von Epithel gehört?

Wikipedia vermeldet da
Das Epithel ist neben Muskel-, Nerven- und Bindegewebe eine der vier Grundgewebearten.
Auch in dieser Aufzählung sehe ich nicht lauter eckige Zellen vor mir, wie in einer Bienenwabe.

Im Grunde fällt mir sogar nur ein Gewebe ein, auf das die Beschreibung einigermaßen passt, das Leberparenchym.

Zwar heißt es, die Leber wächst mit ihren Aufgaben, aber das ist wohl eher Stammtisch.

Kommentar von Franz1957 ,

Danke, Du hast völlig Recht und verstehst gewiß auch viel mehr von diesem Thema als ich. Ich habe mir das schale Vergnügen erlaubt, mit eher wenig biologischem Wissen eine der hier ja nicht seltenen sinnarmen Unterrichtsfragen auf ihrem eigenen Niveau zu behandeln. Ob man Jonathan raten kann, hier nun besser Bescheid zu wissen als derjenige, der ihm solche Fragen stellt? Ich weiß es nicht, und es macht mich, nicht zum ersten Mal hier, ehrlich traurig.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Wenn man sich über Leute lustig macht, dann entweder so offen, dass es auch das Opfer versteht, oder so subtil, dass es nur die Fachleute verstehen.
Das muss einfach auch mal sein, als Überdruckventil.

Und bei allem sollte man den Sinn nicht außer Acht lassen, dass wir hier Wissen vermitteln. Und wenn es sinnlos erscheint, dann gibt man halt genau das mehr oder weniger umschmückt zum Ausdruck.

Falsche oder auch nur ungenaue Antworten gehen bei mir zumindest nicht durch. Auch übersteigerte Witzigkeit nicht, selbst wenn ich bei meinen Beiträgen nicht immer sicher bin, ob ich die Grenze nicht vielleicht überschritten habe.
Vor allem auch am Montag danach.

Und irgendwie sind wir ja alle Menschen, und mein Gedächtnis führt dich nicht unter den Dampfplauderern. Also Schwamm drüber.

Und wäre nicht ein Mensch hier so gnädig gewesen, mir eine sehr schlimme Entgleisung nachzusehen, wäre ich hier vielleicht nicht unter diesem Namen aktiv.
Nicht weil ich es nicht locker in einem Jahr zum Platin-Fraganten bringen könnte, sondern weil ich mich immer schämen würde.

Und ich bin sicher, derjenige liest mit. Nicht ganz sicher bin ich, ob er sich erinnert. Aber das ist auch unwichtig: Ich erinnere mich.

Kommentar von Franz1957 ,

Danke für Deine berechtigte Kritik!

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 15

Hallo Jonathan,

ich möchte Dich um Entschuldigung bitten. ThomasJNewton hat mir mit Recht die Meinung gesagt.

Gruß Franz

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