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Organ (Biologie)


Das Organ (altgriechisch: órganon = Werkzeug) ist eine Gewebeeinheit mit bestimmten Aufgaben und Funktionen im Körper von vielzelligen Lebewesen. Durch den organischen Aufbau der Lebewesen ist es möglich, Aufgaben und Funktionen des Körpers aufzuteilen, so dass eine Spezialisierung stattfinden kann. Dies ermöglicht wiederum Flexibilität und Anpassung auf Umwelteinflüsse und Reize. Die Gesamtheit aller Organe und deren Koordination wird als Organismus bezeichnet. Die funktionale Verbindung einzelner Organe wird als Organsystem verstanden.

Einteilung der Organe nach Entstehung

Man unterscheidet, hinsichtlich Evolution und Stammesgeschichte, zwischen vegetativen, animalischen und rudimentären Organen.

Die vegetativen Organe sind jene Körperteile und Systeme, welche Tiere und Pflanzen teilen. Das Wort vegetativ leitet sich von Vegetation (lateinisch: vegetātio = Grünung) ab. Gemeint sind Organe, welche der Ernährung, Ausscheidung und Fortpflanzung dienen.

Die animalischen Organe sind Körperteile der Tiere, einschließlich des Menschen, welche Bewegung und Wahrnehmung ermöglichen. Gemeint sind das Nervensystem und dessen Organe, wie Rückenmark und Gehirn – aber auch Sinnesorgane, wie Haut, Nase oder Augen.

Rudimentäre Organe sind jene Organe, welche im Organismus zwar immer noch enthalten sind – aber keine Funktion mehr erfüllen. Diese wurden während der Stammesgeschichte einer Spezies ausgebildet, erfüllten wohlmöglich einmal einen Zweck, sind heute allerdings funktionslos. Beim Menschen wären dies bspw. der Blinddarm oder die Weisheitszähne.

Wofür braucht das Lebewesen bestimmte Organe: Aufgaben und Funktionen

Organe dienen dem Lebenserhalt des Organismus und machen Leben überhaupt erst möglich. Denn durch die Funktionalität der einzelnen Körperteile können Nährstoffe aus der Umwelt aufgenommen und im Organismus umgewandelt werden. Durch diesen Stoffwechsel gewinnen die Lebewesen an Energie, welche sie in lebensnotwendige Prozesse, wie Wachstum, Entwicklung und Fortpflanzung investieren können.

Pflanzenorgane, welche die Nährstoffaufnahme, die Verteilung und die Photosynthese (pflanzlicher Stoffwechsel) ermöglichen, sind Wurzel, Sprossachse und Blätter – welche auch als Grundorgan der Pflanzen zusammengefasst werden. Durch diese drei Organe sind die vegetativen Lebensvorgänge – Ernährung, Ausscheidung und Fortpflanzung, für jeden Pflanzenorganismus möglich.

Bei Tieren und Menschen erfüllen der Verdauungstrakt, die Atmungsorgane, das Herz und die Ausscheidungsorgane ähnliche Funktionen. Ohne diese Organe und ihrer essentiellen Dienstleistung für den Körper wäre ein Leben bzw. Überleben nicht möglich.

Durch die Schaffung von Organen hat die Natur in jedem Organismus eine Arbeitsteilung und Spezialisierung eingerichtet. Dadurch können verschiedene Lebensprozesse gleichzeitig stattfinden, was bei nur einem Organ nicht möglich wäre. So finden im Lebewesen immer verschiedene Prozesse – wie Atmung, Bewegung und Wahrnehmung – gleichzeitig statt. Dies ist möglich, da hochspezialisierte Organe gleichzeitig arbeiten können.

Es werden bspw. Reize aus der Umwelt und dem Körper gespürt, verarbeitet und an das Nervensystem weitergeleitet. Das Entscheidungsorgan im Nervensystem ist das Gehirn, welches diese Reize übersetzt, interpretiert und Maßnahmen einleitet – die als Signal an den Körper zurückgesendet werden. Die gesendeten Reizreaktionen erreichen das Rückenmark, welches bspw. die Muskeln aktivieren lässt. So funktioniert das Zusammenspiel mehrere Organe aufeinander abgestimmt, wodurch die Flexibilität auf bestimmte Umweltereignisse oder Veränderungen reagieren zu können, deutlich erhöht wird.

Wie entstehen Organe

Organe sind ein Zusammenschluss von spezialisierten Zellen zu einem Gewebe. Diese Zelldifferenzierung ist das Ergebnis einer Morphogenese, bei der aus einfachen Körperzellen – durch stetig stattfindende Zellteilung – hochspezialisierte Gewebezellen entstehen, welche dann zu einem Zellverbund verknüpft werden. Dieser Zellverbund übernimmt dann spezifische Aufgaben für den Organismus, wie die bereits erwähnten und wird als Organ verstanden.

In jeder Zelle – egal ob einfache Körper- bzw. Stammzelle oder hochspezialisierte Gewebezelle – existieren bereits Zellorganellen, welche als „Orgänchen“ oder „Miniorgane“ verstanden werden. Diese Organellen übernehmen für den Zellkomplex bereits bestimmte Aufgaben, wie Entgiftung, Zellatmung, Nährstoffspeicherung oder andere Stoffwechselvorgänge. Die Zelle bildet demnach bereits den Prototyp eines Organsystems bzw. eines Organismus. So können in Einzellern ebenfalls abgrenzbare Organellen festgestellt werden, welche jeweils eine besondere Funktion erfüllen.

Die erste Zelle eines vielzelligen Lebewesens ist die Zygote, eine Eizelle – welche durch eine Samenzelle befruchtet wurde. Nach der Befruchtung beginnt die Zellteilung, indem Informationen von Mutterzelle auf Tochterzellen übergehen. Es entstehen sogenannte Stammzellen. Diese enthalten alle Informationen, um – durch weitere Zellteilung – hochspezialisierte Gewebezellen ausbilden zu können, welche sich zu einer Funktionseinheit zusammenschließen werden und somit ein Organ bilden.

Die Organbildung (Organogenese) erfolgt im Tierreich während der Embryonalentwicklung, welche je nach Tragzeit der Spezies unterschiedlich lang ausfällt. Beim Menschen endet diese Entwicklungsphase mit der 8. und 9. Schwangerschaftswoche bzw. dem ersten Trimester. Fortan wird die Schwangerschaft nicht mehr als Frühschwangerschaft bezeichnet. Und durch das Ausbilden der Organe wird der Nachwuchs im Mutterleib nicht mehr als Embryo, sondern als Fötus bezeichnet.

Organe der Tiere und Menschen

Grundsätzlich werden Organe nach ihrer Funktion und Bedeutung für den Gesamtorganismus unterschieden. Deshalb grenzt man drei Gruppen ab: Sinnes-, Geschlechts- und Körperorgane. Die meisten Körperorgane des Menschen sind Forschungsschwerpunkt der Inneren Medizin, weshalb man diese nach inneren und äußeren Organen weiter abgrenzt.

Sinnesorgane bei Tieren und Menschen

Sinnesorgane sind jene Organe, welche die Intensität eines Umweltreizes wahrnehmen können. Dazu besitzen diese Organe spezielle Rezeptoren, welche empfindlich auf Reize – in einem bestimmten Toleranzbereich – reagieren. Um als Reiz wahrgenommen zu werden, muss eine Toleranzschwelle überschritten werden, welche je nach Rezeptorzelle unterschiedlich ausfällt. Je nach Spezies reagieren die Sinnesorgane unterschiedlich auf Licht, magnetische Felder, chemische Substanzen, Bewegung, Druck, Schall oder Temperatur.

Die Sinnesorgane des Menschen und vieler Tiere sind überwiegend am Kopf bzw. im Gesicht zu finden, da dadurch die Wahrnehmung auch während der Fortbewegung möglich ist. So sind die Augen für den Lichtreiz zuständig. Die Ohren können Schall wahrnehmen. Über Nase und Mund (Maul) können chemische Reize verarbeitet werden. Ein weiteres Sinnesorgan ist die Haut, um Temperatur und Druck zu spüren.

Die Bewegungswahrnehmung erfolgt über das Zusammenspiel mehrerer Sinne. Dazu gehört der Gleichgewichtssinn im Innenohr, der sogenannte Körpersinn, welcher über Rückenmark und Muskeln wahrgenommen wird und der Sehsinn der Augen. Alle drei kreieren eine Empfindung für Bewegung.

Geschlechtsorgane bei Tieren und Menschen

Die Geschlechtsorgane dienen der Fortpflanzung und fallen – je nach Geschlecht – unterschiedlich aus. Dadurch, dass man Geschlechter an den Fortpflanzungsorganen unterscheiden kann, dienen diese Organe auch als primäres Geschlechtsmerkmal der Tiere.

Das Ausbilden unterschiedlicher Geschlechtsorgane ist ein wesentliches Merkmal von Lebewesen, welche eine geschlechtliche Fortpflanzung betreiben. Dazu gehören im Tierreich fast alle vielzelligen Tiere (Metazoa). Und selbst die Schwämme – die nicht zu den Gewebetieren (Eumetazoa) gezählt werden, pflanzen sich geschlechtlich fort.

Einzig der Tierstamm der Scheiben- bzw. Plattentiere pflanzt sich überwiegend ungeschlechtlich fort. Zu diesem Tierstamm gehört allerdings nur Trichoplax adhaerens als einzige bekannte Tierart. Hermaphroditismus bzw. Zwittertum ist ebenfalls eine Form der geschlechtlichen Fortpflanzung im Tierreich, bei der allerdings ein Individuum beide Geschlechtsorgane besitzt.

Die ungeschlechtliche Fortpflanzung ist eine Vermehrung, welche hauptsächlich bei Einzellern, also Bakterien und Archaeen, stattfindet. Im Tierreich ist es üblich sich über zwei unterschiedliche Geschlechter fortzupflanzen, wodurch es unterschiedliche Geschlechtsorgane gibt.

Die inneren Geschlechtsorgane der weiblichen Säugetiere sind Vagina, Gebärmutterhals, Gebärmutter und Eierstock. Das äußere Fortpflanzungsorgan der weiblichen Säugetiere ist die Vulva mit den Schamlippen, der Klitoris, dem Venushügel und dem Scheidenvorhof. Die Vulva erstreckt sich bis zum Damm (Perineum).

Die äußeren Geschlechtsorgane der männlichen Säugetiere sind Penis und Hodensack. Innere Fortpflanzungsorgane sind Hoden, Samenleiter und Prostata.

Stoffwechselorgane der Tiere und des Menschen

Anders als Sinnes- und Geschlechtsorgane befinden sich die inneren Organe im Körperinneren, sind durch Bauch– und Brusthöhle geschützt. Der Begriff wird hauptsächlich in der Medizin verwendet, da für jedes Organsystem ein spezielles Forschungs- und Behandlungsfeld existiert. Die Gesamtheit der Fachdisziplinen, welche sich mit inneren Organen und deren Funktionalität beschäftigen, ist die Innere Medizin.

Zu den inneren Organen gehören das Herz und die Blutgefäße, welche als Blutgefäßsystem zusammengefasst werden. Innermedizinische Fachrichtungen sind die Kardiologie und Angiologie.

Das Blut stellt, aus medizinischer Sicht, ein eigenes Organsystem dar – da Bluterkrankungen und Vergiftungen in der Hämatologie, Immunologie und Allergologie untersucht werden.

Das endokrine System steuert die Hormone. Dazu gehören Hormondrüsen und Hormonzellen. Die Schilddrüse ist eine spezielle Hormondrüse im Organismus, deren Hormonausschüttung sich auf Herz und Blutkreislauf auswirken kann. Die medizinische Fachrichtung der Hormondrüsen und ihrer Funktionalität wird als Endokrinologie bezeichnet.

Das vierte innere Organsystem ist der Verdauungstrakt, bestehend aus den Einzelorganen Magen, Leber und Darm. Die Speiseröhre und der Mund, als Zerkleinerungs- und Transportsystem, gehören ebenfalls dazu. Aus medizinischer Sicht zählt der Mund allerdings nicht zu den inneren Organen, sondern eher zu den Sinnesorganen. Fachrichtungen der Inneren Medizin, welche das Verdauungssystem untersuchen sind: die Gastroenterologie und die Hepatologie.

Ein weiteres inneres Organsystem ist der Urogenitaltrakt, zu den die Geschlechts- und Harnorgane gezählt werden. Harnorgane sind Niere, Harnleiter, Harnblase und Harnröhre. Die Fachrichtungen der Inneren Medizin, welche die Funktionalität dieser Organe untersuchen, sind: Gynäkologie, Urologie und die Andrologie.

Die Pneumologie und die Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde (kurz: HNO) untersuchen die Funktionalität der Atemwege. Dazugehörige Organe sind Nase, Nasennebenhöhlen, Rachen, Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien und die Lunge mit Lungenbläschen.

Stabilitäts- und Stützorgane der Tiere und Menschen

Geschützt werden die inneren Organe durch die Muskulatur, welche aus verschiedenen Muskeln besteht – die sich zu Muskelgruppen (z.B. Beinmuskulatur) zusammenfinden, um eine bestimmte Funktion zu erfüllen. Jeder Muskel wird als Organ verstanden und die Muskulatur als Organsystem.

Die Haut schützt die inneren Organe vor äußeren Einflüssen und ist somit Sinnes-, Begrenzungs- und Schutzorgan zugleich. Das Skelett ist ein Stabilitätsorgan – an denen die Skelettmuskeln arbeiten – um Stabilität und Bewegung zu kreieren bzw. zu erhalten. Das Endoskelett bzw. Innenskelett mit Wirbelsäule und Knochen ist der typische Skeletttyp der Wirbeltiere. Außen- bzw. Exoskelette sind typische Skeletttypen der Gliederfüßer, aber auch vieler Weichtiere. Der dritte Skeletttyp sind die Hydroskelette. Diese sind die ältesten Skelett-Muskel-Apparate und in der Phylogenese aller Lebewesen sehr früh entstanden. Einige Nesseltiere tragen weiterhin Hydroskelette.

Organe der Pflanzen

Pflanzenorgane unterscheiden sich, hinsichtlich ihrer Funktionalität, kaum von tierischen Organen. So findet der Stoffaustausch, welcher bei Tieren durch Verdauungs- und Ausscheidungsorgane stattfindet, auch bei Pflanzen auf ähnliche Weise statt. Die Wurzeln der Pflanzen nehmen Nährstoffe aus dem Erdreich auf, indem sie Wurzelhaare ausbilden – um an Nährsalze zu gelangen oder um überschüssiges Salz auszusondern. Die Ausscheidung findet allerdings nicht nur an den Wurzeln, sondern auch an den Blättern statt.

Stoffwechselorgane der Pflanze

Das Grundorgan bzw. der Grundbauplan jeder Pflanze sind Wurzel, Sprossachse und Blatt. Mit diesen drei Organen ist es der Pflanze möglich, einen Stoffwechsel zu betreiben, Energie in Reservestoffe zu speichern, Reize aufzunehmen, Informationen zu übermitteln und sich gegenüber wechselnden Umweltbedingungen zu schützen.

An der Sprossachse einer Pflanze befinden sich Leitbündel und die Außenhülle besteht aus Rinde (Baumrinde) oder grünen Phyllokladium. Durch die Rinde kann sich die Pflanze nach außen schützen. Und ähnlich wie die Skelette der Tierorganismen sorgt die Rinde von Bäumen und Sträuchern dafür, dass diese Pflanzen nicht umknicken und trotz ihres hohen Eigengewichts dennoch stabil stehen.

Das Phyllokladium ist eine Metamorphose der Sprossachse, welche einige Pflanzengattungen betreiben. Die Spezies dieser Pflanzengattungen besitzen nur wenig Blätter. Dadurch erhalten sie sehr wenig Sonnenlicht, welches sie allerdings für die Photosynthese zwingend benötigen. Und da die Photosynthese nun einmal der Stoffwechsel ist, aus welchem Pflanzen ihre Energie gewinnen, wurde der Stengel dieser Pflanzen umfunktioniert, indem dort ebenfalls Chlorophyll angereicht wurde.

Dieses Chlorophyll bzw. Blattgrün wird zur Absorption von Sonnenenergie genutzt, welche als Startenergie für die Photosynthese zwingend notwendig ist. Dadurch kann Sonnenenergie genutzt werden, um einen Aufbaustoffwechsel mit chemischen Reaktionen aufrechtzuhalten -wodurch die Pflanze aus anorganischen Stoffen des Erdreichs einen Pflanzenzucker aufbauen kann.

Diesen Pflanzenzucker speichert sie entweder in Stärke und legt so einen Reservestoff an. Oder sie baut diesen Zucker durch ihren Abbaustoffwechsel wieder ab, wodurch sie Energie generiert, um zu wachsen, sich fortzupflanzen oder andere lebensnotwendigen Prozesse zu unterhalten.

Die Leitbündel der Sprossachse dienen der Wasseraufnahme und Weiterleitung. Wasser ist ein Fluid, welches die anorganischen Stoffe des Erdreichs aufnehmen und ziemlich verkleinern kann. Denn letztlich braucht die Pflanze das Wasser, um anorganische Nährstoffe darin zu lösen, welche als ungelöste Stoffe zu groß wären, um in die Pflanzenzellen einzudringen.

Das Wasser löst diese Stoffe so weit auf, dass diese durch die Zellmembranen der Pflanzenzellen gelangen und zum Zellstoffwechsel beitragen können. Somit braucht jedes Pflanzenorgan das Wasser bzw. die darin gelösten Nährstoffe. Die Sprossachse dient als Transportsystem des Wassers.

Die Blätter der Pflanzen dienen der Absorption von Sonnenlicht. In ihnen befinden sich die meisten Chloroplasten, in denen der grüne Pflanzenfarbstoff angereicht ist. Über Spaltöffnungen an den Blättern verdunstet das Wasser. Durch die Transpiration entsteht ein Druck, wodurch das Wasser von der Wurzel der Pflanze bis in die Blätter gepumpt wird. Die Sprossachse dient als Leitsystem. Dadurch können die gelösten Nährstoffe in jedes Organ der Pflanze gelangen.

Sinnesorgane der Pflanze

Die Zellen der Pflanzen sind lichtempfindlich, registrieren Sonnenstunden und Sonneneinstrahlung. Das Wachstum der Pflanzen richtet sich an der Sonneneinstrahlung aus, weshalb Pflanzen immer Richtung des Lichts wachsen. Außerdem registrieren Pflanzen, wie lange die Sonne scheint bzw. wie viele Sonnenstunden ein Tag hat. Dadurch richten sich laubabwerfende Pflanzen auf Herbst und Winter ein, indem sie ihren Laubblättern die Nährstoffe entziehen und Reservestoffe im inneren der Sprossachse speichern. Als Folge des Entzugs verkümmern die Blattorgane und fallen ab. Durch die Winterruhe schützt die Pflanze ihr Inneres vor Kälte und versorgt nur noch die wichtigsten Bestandteile mit Ressourcen.

Geschlechtsorgane der Pflanzen

Geschlechtsorgane der Pflanzen sind Blütenblätter, welche der geschlechtlichen Fortpflanzung dienen.

Männliche Blüten erzeugen einen Pollen über das Staubblatt. Die Pollen bzw. der Blütenstaub entspricht den Spermien im Tierreich, ist frei beweglich und wird entweder über Wind oder Insekten verbreitet. Um tierische Bestäuber anzulocken, bilden die Pflanzenblüten besondere Duftstoffe und Blütenfarben aus.

Die Fruchtblätter sind die weiblichen Geschlechtsorgane der Blüten, welche die Samenanlage tragen. Jene Samenanlage entspricht der Eizelle im Tierreich. Auch Pflanzen vermehren sich geschlechtlich, indem der männliche Pollen und die weibliche Samenanlage durch Befruchtung miteinander verschmelzen.

Aus der befruchteten Samenanlage entsteht durch mehrfache Zellteilung ein Samen. Dieser Samen trägt ein Pflanzenembryo, welcher vorerst nicht weiterwächst und stattdessen in eine Wartestellung verfällt.

Die Pflanzen nutzen nun verschiedene Strategien, um ihren Embryo in eine lebenstaugliche Umgebung zu verbringen. Eine Strategie ist es, Früchte auszubilden – die Samen dort einzuschleusen und diese zuckerhaltigen Obst– und Gemüsesorten abzuwerfen, damit Tiere diese fressen.

Nachdem die Tiere die schmackhaften Früchte gefressen haben, wandern diese weiter und scheiden die Samen über ihren Kot aus. Sind die Keimungsbedingungen vorteilhaft, entsteht an der Kotablagestellte aus dem Samen ein Sämling bzw. Keimling. Bleiben die Standortbedingungen weiterhin vorteilhaft, entsteht aus dem Keimling eine ausgewachsene Pflanze.

Literatur zu Organen

->Zum vollständigen Literaturverzeichnis der Organe

Die Botschaft Deines Körpers: Die Sprache der Organe

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