Segmentierung (Biologie) – einfach erklärt

Grundprinzip der Segmentierung

Segmentierung bezeichnet die Unterteilung des Körpers vieler Organismen in zunächst primär gleichartige Abschnitte. Diese Abschnitte können homolog oder analog sein. Homologe Strukturen gehen auf einen gemeinsamen Ursprung zurück; analoge Strukturen erfüllen eine ähnliche Funktion, haben aber keinen entsprechenden gemeinsamen Ursprung. Die Segmentierung entsteht durch Musterbildungsprozesse im embryonalen Stadium, also während der Morphogenese, der Formbildung eines Organismus.

Besonders auffällig ist sie bei Würmern, etwa dem Regenwurm, und bei Gliederfüßern wie dem Tausendfüßer. Meist lässt sich die Segmentierung vor allem in der frühen Ontogenese, also der individuellen Entwicklung, erkennen. Später können Körpersegmente miteinander verschmelzen.

Segmente und ihre Ausprägungen

Einzelne Körpersegmente heißen auch Metamere. Metamerie ist jedoch nicht vollständig gleichbedeutend mit Segmentierung. Unterschieden werden:

coelomatische Metamerie: Das Coelom, eine mit Flüssigkeit gefüllte Körperhöhle, ist gegliedert.
homonome Metamerie: Die Segmente sind gleich gestaltet.
heteronome Metamerie: Die Segmente sind unterschiedlich gestaltet.

Bei vielen Tiergruppen, zum Beispiel Gliederfüßern, verschmelzen einzelne Segmente zu größeren Körperabschnitten, den Tagmata. Außerdem können Einzelsegmente im Verlauf der Phylogenese, also der stammesgeschichtlichen Entwicklung, verschiedene Funktionen übernehmen. Dann besteht Homologie, aber keine Analogie.

Beispiele bei Tieren und Pflanzen

Bei Gürtelwürmern wird die Entstehung der Segmentierung auf eine Art „Knospung“ zurückgeführt: Frühe Teilungen des Plattwurmembryos erzeugen Teloblastzellen. Dies sind Stammzellen, die sich asymmetrisch teilen.

Bei Insekten ist die Segmentierung besonders deutlich in frühen Larvenstadien sichtbar. Auch Wirbeltiere sind grundsätzlich segmental aufgebaut, beispielsweise durch Somiten, Wirbel oder Rippen sowie die dazwischen liegenden Nerven und Blutgefäße. Zebrabärblinge bilden Somiten in einem Prozess, der von Konzentrationsgradienten von Retinsäuren und Fibroblasten-Wachstumsfaktor abhängt. Der Zebrabärbling ist das bevorzugte Untersuchungsobjekt für die Segmentierung bei Wirbeltieren.

Segmentierung kommt auch bei Pflanzen vor, besonders bei niederen und höheren Algen.