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Protonephridien sind die einfachsten Ausscheidungsorgane und kommen hauptsächlich bei Tieren ohne sekundäre Leibeshöhle (Coelom) vor. Sie sind z. B. typisch für Plattwürmer und Larven von Weichtieren.
Vielfach verzweigte Röhren beginnen jeweils blind mit einer Reusengeißelzelle, auch Cyrtocyte oder Terminalzelle genannt. Hier erzeugt eine "Wimpernflamme" (ein ständig schlagendes Cilienbündel) eine Strömung der Flüssigkeit in das Röhrensystem hinein. Dadurch entsteht ein Unterdruck, und die Gewebsflüssigkeit wird durch die von Podocyten gebildeten Reusenstäbe an der Reusengeißelzelle filtriert.
Diese Podocyten der Reusengeißelzelle und die der angrenzenden Kanalzelle bilden zahlreiche, ineinander verzahnte Füßchen aus, die nur durch feine Spalträume getrennt sind. Sie sind von einer Basalmembran überzogen und stellen damit für die Flüssigkeit eine Filterbarriere dar. Bei ihrer Passage entsteht dadurch "innerhalb" des Protonephridiums ein Filtrat, das Primärharn genannt wird und bis auf Zellen und größere Proteine noch alle auch im Blut vorhandenen Stoffe enthält.
In dem auf die Reusengeißelzelle folgenden Kanälchen, dem Tubulus, werden nun diejenigen Teile des Primärharns, die der Organismus gebrauchen kann (kleinere Proteine, Saccharide, Aminosäuren, Ionen), wieder aufgenommen, reabsorbiert.
Der so gebildete (also nach der Reabsorption übrig gebliebene) Sekundärharn enthält dann hauptsächlich den Organismus belastende Stoffe und wird über die nach außen mündenden Nephridialporen ausgeschieden.
Reusengeißelzelle und Kanalzelle entstehen in der Ontogenese wahrscheinlich unabhängig voneinander und nähern sich in der weiteren Entwicklung einander an. Dabei schieben sich die von beiden Zellen ausgebildeten Füßchen ineinander, und es entsteht der von den Zellen umgebene röhrenförmige Kanal.
Bau eines Protonephridiums
Ich habe mal versucht, selbst ein solches Protonephridium zu zeichnen. Als Vorlage dienten mir Abbildungen aus dem aktuellen Campbell, verschiedenen Wikipedia-Artikeln sowie der Originalarbeit von ... aus dem Jahre 1956.
Bau und Funktionsweise von Protonephridien
Autor der rechten Zeichnung: Ulrich Helmich 08/2023, Lizenz: siehe Seitenende
Autor der linken Zeichnung: Georg Kümmel 1958
Quellen:
- engl. Wikipedia, Artikel "Nephridium".
- Urry, Cain, Wassermann, Minorsky, Reece. Campbell Biologie, Hallbergmoos 2019, 11.Auflage.
- Kaestner, Lehrbuch der Speziellen Zoologie, Band I: Wirbellose Tiere, 2. Teil. 3. Auflage, Stuttgart 1984