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Copy of Luca

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by

Clara Kuper

on 19 November 2013

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Transcript of Copy of Luca

Luca
Archae
Bacteriae
Eucaryota
Choanoflagellata
Metazoa
Porifea (Schwämme)
Eumetazoa
Cnidaria
Ctenophora
Bilateria
Deuterostomia
Protostomia
Platelmynthes
Rotatoria
Mollusca
Neodermata
Annelida
Bivalvia
Cephalopoda
Gastropoda
Nematomorpha
Urochordata
Chordata
Echinodermata
Gnathostomia
Hexapoda
Pancrustacea
Euchordata
Craniata
Hemichordata
Nematoda
Chelicerata
Myrapoda
Aculifera
Conchifera
Hirundinea
"Polychaetae"
Oligochaetae
Trubellaria
Cestoda
Trematoda
Monogenea
Ambulacraria
Cephalochordata
Myxinii
Cephalospidomprphi
Teleostomi
Condrichthyes
Actinopterygii
Sarcopterygii
Tetrapoda
Amphibia
Amniota
Mammalia/ Synapsidae
Sauropsidae
Crocodila
Aves
Testudines
Lepidosaurier
Anthoza (Korallen)
Hydrozoa
Scyphozoa
Cuboza
Lophotrochozoa
Ecdysozoa
Arthropoda
Last Universal Common Anchestor
Strudelnde Einzeller, die Kolonien bildeten
Vorteile von Vielzelligkeit:
Mechanischer Schutz vor Prädatoren durch Größe
Trennung von Keimbahn und Soma
Zelldifferenzierung wird möglich
Aufgabenteilung im Zellverbund
Komplexe Strukturen
Entstehung von Vielzelligkeit:
Zellaggregation
Zellteilung
Vielkernigkeit
8000 Arten
Noch kein echtes Gewebe
Dreischichtiger Aufbau:
Pinacoderm
Mesohyl
Choanoderm
Zu den spezifischen Zellen gehören:
Amoebozyten (transportieren Nährstoffe und Informationen im Schwamm)
Choanozyten (strudeln Wasser durch den Körper; ähneln auffällig den Choanoflagellaten
Schwämme nehmen ihre Nahrung durch Phagocytose auf
Die Fortpflanzung ist sexuell (Larven entstehen) oder asexuell (durch Abschnürung, Knospung u. die Bildung von Gemula) möglich
Ca.
30 Millionen rezente Arten
existieren
In der Entwicklung von Anthozoa zu Cubozoa werden die Polypen immer kleiner und die Meduse gewinnt als Lebensstadium stark an Bedeutung.
Die Gewebe wie Magen sind von der Umwelt abgegrenzt,
wenn eine Meduse existiert, hat diese eine gallertartige Stützstruktur.
5600 Arten
Haben keine Meduse (wahrscheinlich ist dies der ursprüngliche Entwicklungszyklus)
Leben als Vielzeller in Kolonien
Einige (Skleractinia) bilden Kalkskelette -> Korallen

Bei einigen Hochseearten wachsen die Polypen direkt an der Meduse
Meduse
Nesselzellen mit Cnidocil
Rhopalien
230 Arten
Durchlaufen eine vollständige Metamorphose:
Planula-Larve -> Polyp -> Strobila -> Abknospung -> larvale Meduse -> Adulte Meduse -> Planula Larve
20 Arten
Würfelquallen, können sehr starke Gifte bilden, die z.T. auch für den Menschen tödlich sein
100 Arten
Auch die Ctenophora haben Nesselzellen mit Klebstoff. Diese sind allerdings nicht homolog zu den Klebezellen der Cnidaria.
Rhopalien (Augen) ermöglichen eine Orientierung, Richtungsschwimmen (oben u. unten d. Tieres)
Außerdem verfügen die Tiere über Nährstoff- und Informationstransportsysteme
Bilateralsymetrie
Tripoblasitscher Bau aus Ecto-, Meso- und Entoderm
Durch den bilateralsymetrischen Aufbau entstehen rechte und linke Körperhälfte, die Aufteilung in vorne- hinten und unten- oben.
Das Tier fängt an sich gerichtet zu bewegen, die Cephalisation beginnt, zur Orientierung werden Sinnesorgane benötigt.
Erste Funde bilateraler Lebewesen stammen aus dem "Burgess Shale" und sind dem Kambrion zuzuordnen. Da im Kambrion die Artenzahl stark ansteigt und fast alle rezenten Lebewesen fossile Vorfahren in dieser Schicht haben, spricht man von der Kambrischen Artenexplosion, ob diese stattgefunden hat ist allerdings umstritten.

Argumente dafür:
Artensterben vor Kambrion, viele freie ökologische Nischen
Hoher Anstieg des Sauerstoffgehalts
Fossilienfunde

Argumente dagegen:
Fossilien benötigen immer bestimmte Bedingungen (vllt. vorher keine Fossilien entstanden)
Molekulare Analysen sprechen für einen längeren Entwicklungszeitraum
-> Möglicherweise lief die "Molekulare Uhr" im Kambrion beschleunigt
Durch den tripoblasitischen Bau können Bilateria eine sekundäre Leibeshöhle (Coelom) ausbilden.
Acoelomaten: Mesoderm ist vollständig mit Zellen gefüllt
Pseudocoelomaten: Mesoderm bildet einen Ring am Ektoderm, Coelom nur einseitig ausgekleidet
Eucoelomaten: Vollständig mesodermal ausgekleidete Leibeshöhle
Urmund entwickelt sich zum Mund
Schizocoel (Coelom bildet sich im Mesoderm neu)
Trochophoralarve
Spiralfurchung i.d. Keimzellenteilung
Larve mit apikalem Wimpernschopf und rundlaufenden Wimpern, die der Schwimmbewegung im Wasser dienen könnten.
Die Spriralfurchung bezeichnet das versetze Anlegen neuer Zellen in der Keimzellenteilung, bei einigen Arten z.B. Gastropoda wird durch die Richtung der Spiralfurchung schon die Richtung einer späteren Torsion bestimmt.
Plattwürmer mit homonomer Metamerie
Parasitär lebende Organismen, werfen nach Befall d. Wirts ihre Haut ab und bilden eine neue Haut (Neoderm)
Dieser Prozess kann durch Einfärben der Oberflächenzucker sichtbar gemacht werden.
Die Zellstruktur der Neodermitis ist der Zellstruktur des Wirtes ähnlicher und wird daher nicht so schnell von dessen Immunsystem erkannt und bekämpft.
Neodermis
Strudelwürmer, nicht parasitisch
2000 Arten
Befallen meistens nur einen Wirt, häufig Fischparasiten, können daher die Wirtschaft stark schädigen, wenn sie z.B. in Zuchtpopulationen mit hoher Individuendichte auftreten
7000 Arten
Haben oft eine sehr komplexe Lebensweise mit mehreren Wirten, sie sind zwittrig und vermehren sich häufig in einem Zwischenwirt ungeschlechtlich, die geschlechtliche Fortpflanzung erfolgt per Definition im Endwirt.
Kompliziert ist der Wirtswechsel, dabei ist die Mortalität der Larven/Adulten Tiere sehr hoch, ein starker Selektionsfaktor ist daher die Erhöhung der Wahrscheinlichkeit, in der nächsten Wirt zu gelangen (Schwächung der Wirte,, Steigerung ihrer Anfälligkeit gegen Prädatoren, Verhaltensadaptation, etc...)
3500 Arten
Auch bekannt als Bandwürmer, haben eine Scolex mit Haken und Saugnäpfen, mit dem sie sich in der Darmschleimhaut des Wirtes verhaken. Hinter dieses Scolex sitzt die Sprossungszelle, die nur aus Geschlechtsorganen besteht und immer weiter wächst.
Die bandartigen Geschlechtszellen heißen Proglatide.
Anneliden bestehen aus Metameren, sie besitzen bereits Urnieren, Nephrostome, die Flüssigkeit aus dem Coelom aufnehmen, Salze und Flüssigkeiten resorbieren und Schadstoffe abtransportieren. Ein echtes Herz ist noch nicht angelegt, das Rückengefäß ist muskulös, oft gibt es 5 seitliche Lateralherzen.
Der Verdauungstrakt ist kaum segmentiert, über seine ganze Länge finden sich Chloragoggzellen, die eine leberähnliche Funktion haben. Das Nervensystem ist wie eine Strickleiter aufgebaut, ein Ganglienpaar wird von Kommissuren in den Segmenten verbungen, auch ein zentrales Cerebralganglion existiert bereits.
13.000 Arten
Paraphylum
Marin lebend
650 Arten
"Egel", parasitäre Lebensweise, produzieren ein Blutgerinnungsmittel
3.500 Arten
"Wenigborster"
Beispiel: Der Regenwurm
Regenwürmer sind zwittrig, sie nehmen Spermien auf und geben gleichzeitig Spermien ab, die Spermien befruchten die Eier im Clitellum, einem Schleimsack vom 32.- 37. Segment, dieser wird dann als Kokon abgestreift, in dem sich die Larven entwickeln.
Das Coelom ist reduziert auf ein Gonoperikardialsystem, alle anderen inneren Organe sind in Muskeln und Gewebe der Primären Leibeshöhle eingebettet. Das Kreislaufsystem ist offen, zum Verdauungssystem gehört eine Radula (Raspelzone) im Mundbereich.
Nephridien dienen als Exkretionsorgane.
Das Nervensystem ist Tetraneural und umschließt den Verdauungstrakt ringförmig.
100.000 Arten
Der Aufbau ist durch die spiralige Schale asymetrisch, bei der Torsion wandern Kiemen und Lunge nach vorne, auch Nerven und Ganglien werden dabei überkreuzt, sie müssen in der Entwicklung parallel gelegt werden.
Die Fortpflanzung erfolgt zwittrig, wer den Partner zuerst mit dem Liebespfeil aus Kalk durchbohl gibt Spermien ab.
1.000 Arten
Die Schale ist als Haltestruktur nach innen verlagert, das Siphon, das bei anderen Mollusca zum Einstrudeln von Nahrung dient, ist drehbar und erzeugt einen Rückstoß zur Vorwärtsbewegung. Der Cephalisationsgrad ist sehr hoch, am Kopf setzen Arme und Tentakel an, die aus dem Fuß gebildet werden.
15.000 Arten
Der Kopf ist zurückgebildet und in die 2-klappige Schale eingezogen, die Schale verfügt über ein Schloss und ist der Angriffspunkt der Muskulatur. Der Fuß ist zum Graborgan umgebildet (unten), das Siphon nach oben gedreht.
Da Bivalvia permanent Wasser strudeln, reichern sie in ihrem Körper Toxine und Schwermetalle an.
Die Ecdysozoa sind eine über molekulare Analysen hergeleitete Gruppe, wichtig zur Klassifizierung ist die Häutung, die durch das Enzym Ecdyson ausgelöst wird.
Ecdyson für Häutung,
Mehrschichtige Cuticula aus Protein und Chitin
Ca. 20.000 Arten beschrieben
Pseudocoelomaten, bei denen die Mesoderm die Muskelschicht formt.
Nematoda verfügen nur über Längstmuskulatur, sie bewegen sich durch "Stemmschlängeln" vorwärts oder drehen sich auf die Seite.
Wichtiger Nematode ist
C.elegans
, dieser ist Modellorganismus in der Zoologie. Interessant bei C. elegans ist die Eutelie -> Zellkonstanz.
Nematoden leben häufig parasitär in Pflanzen oder Tieren.
ca. 320 Arten
Ähnlich wie Nematoden parasitäre Würmer, die sich im Wasser fortpflanzen, ihren Wirt vollständig vernichten und häufig dessen Verhalten modifizieren (extremes Durstempfinden führt zu Sprung ins Wasser)
Segmentiertes Exoskelett
Cephalisation
Mixocoel mit Hämolymphe
Komplex- oder Facettenaugen
Chelicera
80.000 Arten
Der Körper ist in zwei Tagmata gegliedert, das Opisthosoma und das Prosoma.
8 Beine
Spinndrüsen
Buchlunge bildet sich aus ektodermalen Einstülpungen
Pedipalpen als Tastwerkzeuge am Mund.
Starker Geschlechtsdimorphismus
Häufig: sexueller Kanibalismus
Hundert- und Tausendfüßler, nur die Hundertfüßler sind giftig, Tausendfüßler erkennt man an mehreren Beinpaaren pro Segment, sie sind ausschließlich Pflanzenfresser
Die Krebse "Crustacea" sind eine paraphletische Gruppe, von denen sich die Insekten (Hexapoda) abspalten.
Bei Krebsen sind Thorax und Capus zum Cephalothorax verschmolzen, dieser wird von einer festen Stützstrucktur, dem Carapax umschlossen, der Kopf der Krebse ist daher nicht frei drehbar.
Das Abdomen heißt Pleon, bei einigen Krebsen ist es unter den Carapax geklappt.

Spaltbein
1 Millionen Arten
Hexapoda sind die 6-beinigen Insekten.
wir betrachten insbesondere die Pterygota, geflügelte Insekten.
Die Extremitäten von Insekten sind gegliedert und können verschiedenste Funktionen erfüllen, zu Lauf- oder Sprungbeinen, Mund- und Tastwerkzeugen werden.
Bei Insekten hat sich erstmalig der Flug evolviert, die 2 Paar Flügel sitzen je am Meso- und Metathorax und sind von Tracheen und Mixocoelkanälen durchzogen.
Die Flugmuskulatur wirkt entweder direkt an der Flügelbasis oder (rezentere Form) indirekt am Exoskelett.
Nicht alle Hexapoda durchlaufen in der Entwicklung eine Metamophose, es gibt holometabole und hemitmetabole Arten.
Die Metamorphose ist eine Anpassung, die es den Tieren ermöglicht als Larve und adultes Tier verschiedene Lebensräume zu bewohnen und so zur Konkurenzvermeidung beiträgt.
Abdomen, Kopf, Thorax
20 Segmente
Malpighische Gefäße
Tracheensystem zur Atmung

Der Urmund entwickelt sich zum After
Mesoderm entsteht aus Abschnürungen aus dem Urdarm (Enterocoelie)
Dorsales Nervensystem
Ventrales Herz
Dipneulrula- Larve
3-teiliges Coelom
Pentamerie
Kalkplatten (Verkalktes Außenhautskelett)
Ambulacralsystem
7.000 Arten
In der Entwicklung sind alle Echinodermaten pentamersymetrisch, in einigen Fällen ist allerdings eine Bilateralsymetrie bei der Larve erkennbar oder sekundär im adulten Tier erkennbar.
Das Ambulacralsystem durchzieht den gesamten Körper des Tieres und erfüllt verschiedene Aufgaben, es dient zum Nahrungserwerb, zur Fortbewegung mittels hydraulischer Ambulacralfüßchen, es bewirkt Gasaustausch und Exktretion, Osmoregulation und Informationsaufnahme; zudem dient es als Leitorgan für die Anlage weiterer Organe.
Wie bei den Cheliceraten kann die Verdauung extraintestinal stattfinden.
Echinodermaten haben dennoch 5 Zähne an der "Laterne des Aristoteles", mit der sie Nahrung zerkleinern können.
Kiemendarm
Chorda dorsalis
Neuralrohr
Gehirn mit Statocyste
Postanaler Schwanz
Funktionen der Chorda dorsalis: Leitstruktur, Stütze, Ansatzpunkt für Muskeln
Die Chorda dorsalis ist ein flexibler Stützstab, der bei vielen rezenten Vertretern als Bandscheiben angelegt ist.
Das Neuralrohr ist eine weitere ektodermale Einstülpung.
Die Statocyste im Gehirn ist ein erstes Sinnesorgan für Schwere.
Der postanale Schwanz wurde wahrscheinlich zum Schwimmen evolviert.
Viele der Syapomorphien sind bei rezenten Vertretern nur noch in der Embryonalentwicklung angelegt, Kiemendarm wird zu Kiemen/ Lungen, zum Kiefer oder Hörapparat.
Möglicherweise gehören auch eine sessile Lebensweise, ein 2-phasiger Lebenszyklus und die Segmentierung zu den ursprünglich angelegten Merkmalen der Chordaten.
Manteltierchen (Tunicata)
Urochordaten können Zellulose synthetisieren, diese Fähigkeit entstand vermutlich durch horizontalen Gentransfer.
Ascidicea-Larven werden in der Entwicklung sessil und drehen die Ein- und Ausstrudelöffnungen nach oben, dabei verlieren sie viele ursprüngliche Chordatenmerkmale.
Urochordaten wechseln zwischen solitärer Lebensweise und dem Leben in der Kolonie.
Lanzettfischchen, starke Ähnlichkeit mit dem "Prototyp" der Chordata. Besitzen unabhängig evolvierte Flossen, ein geschlossenes Blutkreislaufsystem aber noch kein Herz.
Diskussion am Stammbaum:
Welches ist die Schwestergruppe der Vertebraten/Craniaten?
Genetische Analysen legen die Urochordaten trotz geringer morphologischer Ähnlichkeit nahe.
Auffällig ist die Ähnlichkeit zwischen der Urochordatenlarve und den Chordatieren, möglicherweise ist es durch Neotenie (Fruchtbarkeit im Larvenstadium) zur Entwicklung der Cranitaten aus der Urochordatenlarve gekommen.
Kiemendarm mit Endostyl
Schädelknochen (Neurocranium und Viscerocranium
3-teiliges Gehirn mit Gehirnnerven
Mehrschichtige Epidermis
Niere mit Glomerulus
Labyrithorgan
Plakoden
Herz
Die Craniata nannte man ursprünglich Vertebrata, allerdings haben nicht alle Craniata bereits eine Wirbelsäule, einige verfügen noch über die ursprüngliche Chorda dorsalis.
Das Endostyl, das im Kiemendarm Schleim produziert um Nahrungspartikel zu transportieren ist homolog zur Schilddrüse, die Niere ermöglicht eine aktive Ultrafiltration, das Labyrinthorgan ist ein Sinn für die Schwere (Gleichgewicht); aus den Plakoden entwickeln sich die Sinneszellen.
Das Entstehen der Schädelknochen ermöglichte die Evolution des Gehirns.
Am Kopf sitzen bei den Craniata paarige Sinnesorgane
Chorda dorsalis "lebenslang"
Myomere
Geschlossener Blutkreislauf
z.B. Neunauge (gilt als ursprünglichester Craniat)
Kein Fisch, da Kiefer- und Schuppenlos, die Flossen und die Nasenöffnung sind unpaarig angelegt, das Neunauge lebt als adultes Tier parasitär, das Ammocoetenlarve verbringt es 6-8 Jahre als Strudler.
Die Ammocoetenlarve gleicht dem Lanzettfischchen auffällig, verfügt allerdings schon über Gehirn, paarige Augen, Nieren und ein Herz.
Kiefer
Der Kiefer der Gnathostomia entwickelt sich aus dem 1. Kiemenbogen, das 1. Kiemenloch wird dabei bei vielen Arten zum Spritzloch, der 2. Kiemenbogen wird zur Hydromandibulare, einer Stützstruktur. Erst später entwickelt sich die Hydromandibulare zu den Gehörknöchelchen.
Da die Kiemenbögen zum Kiefer werden, haben Tiere wie der Hai nur noch 5 Kiemenbögen, während da Neunauge noch 9 besitzt.
Größte Artenvielfalt der Gnathostomia war im Devon, die meisten starben allerdings zu Ende dieser Ära aus, vermutlich war dieses Artensterben bedingt durch klimatische Veränderungen.
Knorpelskelett
Plakoidschuppen
Zähne mit Dentin
Knorpelfische wie z.B. Haie und Rochen
Plakoidschuppen ähnlich der Panzerung der ersten Gnathostoma im Devon
Haie:
Paarige Flossen
Zähne als Revolvergebiss angelegt
Elektrisches Sinnesorgan: Lorenzische Ampullen auf der Hautoberfläche (extrem sensibel)
Ovi- und vivpare Haie
Wasser strömt durch das Spritzloch (aus 1. Kiemenspalte) durch die Kiemen ->
Keine aktive Atembewegung-> Haie müssen schwimmen, damit Wasser durch die Kiemen strömt.
Knochenfische:
Verknöchertes Skelett
Paarige Flossen
Seitenlinienorgan
Kiemenapparat
Elasmoidschuppen
Zu dieser Gruppe gehören die Teleostei als "echte Kochenfische". Diese sind die artenreichste Gruppe der Wirbeltiere.

Lunge
Fleischflosser, wie der Quastenflosser und Lungenfische. Sie verfügen zwar über verknöcherte Stützen in den Flossen, mit denen sie sich im Schlamm und flachen Wasser fortbewegen können, sind aber wahrscheinlich keine direkten Vorfahren, sondern nur die Schwestergruppe der Tetrapoden, denn es fehlen ihnen Schulter- und Beckengürtel.
4 Extremitäten
5 Extremitätenfortsätze
Hyomandibulare wird zu Columella (Gehörknöchelchen)
Das Leben kriecht an Land
Tetrapoden sind landlebende Organismen, die aus den Fischen hervorgegangen sind.
Die paarigen Extremitäten,Sinnesorgane und der Stoffwechsel sind an das Landleben angepasst (s. Klammer)
Das Massensterben im Karbon schaffte viele ökologische Nischen, die eine sprunghafte Entwicklung und Aufspaltung der Tetrapoden möglich machte.
ca. 6000 Arten
Biphasisches Leben, Metamorphose, bei der Larve liegen die Kiemen außen, diese werden in der Entwicklung zurückgebildet und die adulten Tiere verfügen über Lungen und betreiben Hautatmung -> Die Haut muss immer feucht sein und ist anfällig für Austrocknen, Amphibien leben daher in feuchten (tropischen) Gebieten.
Einige Amphibien haben eine vom Wasser unabhängige Entwicklung evolviert, indem sie ihre Larven mit/bei sich tragen, andere erreichen im Larvenstadium die Geschlechtsreife (Neotenie) und verbleiben im Wasser.
Heute: großes Reptiliensterben wg. Pilzpathogenen
Amnionei
Das Amnionei besteht aus 4 Extrambyonalen Hautschichten, die allerdings der Embryo selber bildet.
Das Amnion, das aus Ekto- und Mesoderm entsteht, umschließt den Ambryo, sie gibt Flüssigkeit an die Amnionhöhle ab.
Das Chorion entsteht abenfalls aus Ekto- und Mesoderm. Es umschließt den gesamten Innenraum des Amnioneis, bildet die Begrenzung nach außen und nimmt am Gasaustausch teil.
Auch das Allantois nimmt am Gasaustausch teil, es entsteht aus Meso- und Entoderm und bildet die Allantoishöhle, in die Exkretions- und Abfallprodukte des Embryos geleitet werden.
Der Dottersack, der eine Ausstülpung des Allantois ist, umhüllt das Dotter als Nahrungsquelle für den Embryo. Beide, Dottersack und Allantois werden in der späteren Entwicklung Teil des Darms d. Embryos.
Sekundäres Kiefergelenk mit 3 Gehörknöchelchen
Sekundärer Gaumen
Heterodontie
7 Halswirbel
Enzephalisation
4-Kammriges Herz mit 1 Hauptschlagader
Milchdrüsen
Haare
Homothermie
Schädel mit verschmolzenen Schläfenfenstern
Kniegelenke schieben sich unter den Körper
Wichtig für die Bestimmung fossiler Funde sind die spezifischen Schädelmerkmale
Bei den Säugetieren:
1 Schläfenfenster
das Temporalfenster ist vergrößert
das Neurocranium hat eine sekundäre Seitenschale, die das Hirnwachstum möglich machen.
Starkes Hirnwachstum
Sekundärer Gaumen ermöglicht gleichzeitiges Kauen und Atmen -> größere Energiezufuhr
Gehörknöchelchen:
Der 2. Kieferbogen verkümmert bei den Säugetieren ebenfalls zu Gehörknöchelchen, es bildet sich ein neues, sekundäres Kiefergelenk.
Die übrigen Kiemenbögen bleiben auch als Kiefebogen, Zungenbein und Teile des Kehlkopfes angelegt.
Die drei Gehörknöchelchen ermöglichen das
hochfrequente Hören.
Sauropsidae umfassen die Vögel und die "Reptilien", wobei die "Reptilien" eine paraphyletische Gruppe sind.
Große Gruppe der Reptilia (Dinosaurier) starb in der Kreide aus.

Spezielles Sinnesorgan:
Medianauge: Ein Lichsensensibles Organ, das die Hormonregulation steuert. Homolog zur menschlichen Zirbeldrüse

Reptilien atmen aktiv durch Brustkorbbewegung, die ermöglicht eine bessere Sauerstoffversorgung des Körpers, die Körpergröße ist nicht mehr so stark begrenzt wie bei den Insekten.

Kreislauf der Reptilien:
3-Kammriges Herz, Körper- und Lungenkreislauf sind getrennt, obwohl es nur ein Ventrikel gibt, fließt dennoch sauerstoffreiches Blut in den Körper- und sauerstoffarmes Blut in den Lungenkreislauf.
Beim Krokodil gibt es nur noch eine kleine Öffnung (Foramen panizza), durch die Blut vermischt werden kann. Bei Tauchgängen kann diese geschlossen werden, der Körperkreislauf wird dann mit Misch- der Kopfkreislauf mit sauerstoffreichem Blut versorgt.

Schildkröten
Brückenechsen, Schuppenkriechtiere usw.
Beispiel Schlangen:
Beine sekundär verloren, als Rudimente angelegt.
Spezielle Sinnesorgane: Grubenorgan als Temperatursensor
Die meisten der Verdauungsorgane können in langen Hungerzeiten reduziert werden.
ca. 23 Arten
Nahe den Vögeln und Dinosauriern verwandt, das komplexe Kreislaufsystem ermöglichte eine differenzierte Hirnentwicklung.
10.000 Arten
,
entstanden im Trias, starke Entwicklung und Differenzierung im frühen Känozoikum.
Hinweis für die enge Verwandtschaft Vögel- Reptilien ist der Archaeopterix, der sowohl Reptilienmerkmale (Knochiger Schwanz, Zähne, Fehlen des Sternums) als auch Vogelmerkmale (Verkürzte Extremitäten, Federn, Furcula aufweist). Es ist noch ungeklärt, ob Archaeopterix fliegen konnte (s. Klammer)
Federn
Endothermie
Flug
Luftsäcke in der Lunge
Die Entstehung des Vogelflugs
Anapsidae
Diapsidae
Monotremata
ca. 5 Arten, Schnabeltiere u. Schnabeligel
Noch eierlegende Säugetiere
Diffuses Milchdrüsenfeld,
Giftsporn beim Weibchen
Marsupalia
Beutel
Angularfortsatz
ca. 240 Arten, ähnlich wie bei den Monotremata erfolgt ein Teil der Entwicklung außerhalb des Uterus.
Getrennte Geschlechts- und Analöffnung
Zitzen
Lebendgebärend
Ohrmuscheln
Plazentalia
ca. 4000 Arten
Chorion und Allantois bilden ein Blutgefäßsystem, aus dem die Plazenta wird.
Diphyodontie
Die ersten Tiere, die Tetrapodenmerkmale zeigten:
Acanthostega :
Typ. Extremitätenskelett mit Becken u. Hüfte
Fortbewegung mit Beinen im seichten Gewässer
Ichtyostega:
7 Fortsätze an den Extremitäten
Amphibische Lebensweise
Rippen erweitern aktiv das Lungenvolumen
-> Beide wahrscheinlich keine direkten Vofahren
Tiktaalik:
Möglicher Vorfahr von Acanthostega und Ichtyostega
Besitzt mehrstrahlige Extremitäten, die morphologische zwischen Bein und Flosse liegen.
Anpassungen an das Leben an Land

Dichte in der Luft geringer als im Wasser -> Extremitäten und Muskulatur stützen das Körpergewicht.
Pentadaktyle Extremitäten, die über Becken- und Schultergürtel mit Wirbelsäule und Kopf verbunden sind; die Extremitäten standen urprünglich in einer Spreizstellung, die Tiere bewegten sich undulierend
Erhöhter Sauerstoffgehalt, für dessen Aufnahme eine feuchte Oberfläche benötigt wird -> Feuchte Oberfläche an den Lungenepithelien, die vor Austrocknen geschützt werden muss.
Lungen sind innenliegend und dienen nicht mehr als Exkretionsorgane
Wasserknappheit -> Anpassung von Exkretion, Ionenregulation, Wasserausscheidung
Es muss ständig Wasser aufgenommen und die Abgabe von Wasser über die Hautoberfläche und den Harn reduziert werden.
Problem: Umgang mit Stickstoff, dieser kann nicht mehr als Ammoniak abgeben werden, Tetrapoden produzieren Harnstoff od. Harnsäure (Energieaufwändig, Wassersparend)
Langsamere Schallgeschwindigkeit, anderes Absorbtionsspektrum von Schall und Licht -> Sinnesorgane werden sensibler
Druckwellen in der Luft müssen durch Wasser verstärkt werden, es bilden sich mehrfach unabhängig Gehörknöchelchen
Trommelfelle übertragen Schwingungen an die Paukenhöhle
Ohr ist mit Wasser gefüllt
Temperaturschwankungen sind größer und schneller -> Thermoregulation wird bedeutend.
Der Flug evolvierte in der Entwicktung der Chordaten 3 Mal: Flugdinosaurier, Vögel, Fledertiere
Flugunfähige Fossilien mit Federn deuten aus Federn als Präadaptation hin (Balz, Wärme, Tarnung)
Von Federn zu Flug:
Baumtheorie (Baumbewohner fangen Stürze ab)
Bodentheorie (schnelle Läufer fangen Insekten)

Anpassungen an den Flug beim Vogel:
Skelett u. Schädel:
Furcula (verwachsenes Brustbein) u. Sternum als Ansatzpunkte für die Flugmuskulatur
Verkürzte Extremitäten
3 Fingerknochen (2.-4.)
Leichte Knochen mit Hohlräumen
Verhornter Schnabel ohne Zähne
Geschlossene, gewölbte Hirnkapsel, die starkes Hirnwachstum ermöglichte
Auge als wichtigstes Sinnesorgan durch Skleralring geschützt

Federn:
Schwungfedern an den Fingerknochen
Daunenfedern zur Wärmeisolation

Atemsystem:
Lunge mit Luftsäcken
Reduzierung der Dichte
Luftstrom von hinteren Luftsäcken -> Lunge -> vordere Luftsäcke -> Ausatmen

Sinnesorgane:
Magnetischer Sinn
Gutes Gedächtnis für Landmarken
Vielzelligkeit
Echtes Gewebe
Muskelzellen
Echte Zellen mit Zellkern
Ständige Veränderung der Zellen, Bakterien werden i.d. Regel innerhalb von 2 Jahren resistent gegen Antibiotika, im Labor dauert dieser Prozess 2 Wochen.
Evolutionstheorien

1. Überlegungen zur Evolution aus der Geologie:
James Hutton: Schätzung des Erdalters
Charles Lyell: Entdeckung einer Kontinuität in den Fossilienfunden
-> Beide Theorien widersprachen der biblischen Schöpfungstheorie

Darwin:
Bedingungen für Evolution sind:
1. Erblichkeit von Merkmalen, 2. Variation in den Merkmalen, 3. Selektion bestimmter Merkmale
Evolution beschreibt somit die Änderung von Genfrequenzen in bestimmten Populationen
Evolutionsmechanismen

Evolution kann gerichtet, disruptiv oder stabilisierend wirken. Bei der disruptiven Selektion kommt es zu Polymorphismen und möglicherweise zu einer Trennung der Genpools. Die Aufspaltung in zwei Arten heißt Kladogenese.
Bei gerichteter Selektion wandelt sich eine Art, dies bezeichnet man als Anagenese.
Zur Aufspaltung des Genpools braucht es eine reproduktive Isolation. Mögliche Ursachen sind:
Präzygotisch:
Räumliche Isolation
Zeitliche Isolation
Mechanische Isolation
Gametische Isolation
Isolation durch Verhalten
Postzygotisch:
Anomalien
Unfruchtbarkeit
Erhöhte Sterblichkeit.
Sind die Genpools nicht vollständig isoliert, kann es zu einer Hybridisierung kommen.
Bei räumlicher Isolation spricht man von allopatrischer Artbildung, natürliche Grenzen können durch Eiszeiten u. Überflutungen entstehen.
Bei der Spaltung von Populationen sorgt die Anpassung an verschiedene Lebensräume und zufällige genetische Drift für die Aufspaltung der Arten.
Andere Artbildungen ohne räumliche Isolation nennt man sympatrisch.
Der erste Vielzeller war möglicherweise eine Blastaea (Zellkugel), die zur Verdauung eine Einstülpung bildete, in die sie Vedauungsexkrete abgab.
dieses Stadium ist auch in der Embryonalentwicklung der Lebewesen angelegt.
-> Placula- Hypothese entdeckt bei Trichoplax
Nesselzellen
Polypen
Planulalarve
Collocyten
Darmtrakt mit Mund
und 2 Analporen
Die Kambrische Explosion
Platyzoa
Räderorgan
Rädertierchen sind Strudler, die mit dem Räderorgan Nahrung durch den Körper strudeln.
Sie pflanzen sich rein ungeschlechtlich fort und beziehen Genmaterial durch horizontalen Gentransfer aus Bakterien, Viren und Pflanzen.
Radula
Tetraneurales Nervensystem
Regenwurm (
Lumbicus terrestis
)
Regenwürmer sind zum Teil homonom metermer segmentiert.
In jedem Segment finden sich:
1 Paar Coelomsäcke
1 Paar (Meta-)Nephridien
1 Paar Ganglien
Ventrale und laterale Borsten
Darm mit Chloragoggzellen (Leberfunktion)
Dorsalgefäß, Ventralgefäß
Bauchmark

heteronome Segmente enthalten:
Gonaden (14. Segment weiblich, 15. männlichh)
Mundöffnung (Protostomium)
Samenrinne (15.-31. Segment)
Clitellum (32.- 37. Segment)
-> Das Clitellum schützt die Geschlechtsorgane und die Spermien, es wird als Kokon abgestreift, in dem die Eier sich anschließend entwickeln können.

Ventral hat der Regenwurm Borsten, mit denen er sich am Boden abdrücken kann. Er bewegt sich durch abwechselnde Kontraktion der Längst- und Ringmuskulatur, Widerlager für die Muskeln ist das Hydroskelett (Hautmuskelschlauch, in dem durch Flüssigkeit ein Druck aufgebaut wird)
Hygiene-Hypothese

Der Mensch ist nur noch wenig Krankheitserregern und Pathogenen wie Parasiten ausgesetzt, das Immunsystem wendet sich immer häufiger gegen sich selbst (Autoimmunkrankheiten, Allergien)
Einnahme von Proteinen, die Parasiten simulieren kann Krankheiten vorbeugen/ sie bekämpfen
Artenreichstes Taxon
Die ganze Gruppe: Panarthropoda, wir betrachten die Euarthropoda.
Lebensweise: Häufig staatenbildend (unabhängige Evolution)
Hox-Gene

Hox-Gene regulieren die Expression anderer Gene und bestimmen, in welcher Phase der Entwicklung welche Gene abgelesen und realisiert werden.
So wird z.B. die Segmentierung der Arthropoda und die Lage bestimmter Extremitäten an deren Körper durch die Hox-Gene bestimmt.
Wenn ein Hox-Gen an einem falschen Segment realisiert wird, können sich z.B. Beine am Kopf bilden.
So könnten sich sprunghafte Entwicklungen/ Änderungen in der Evolution erklären -> Baukastenprinzip
Facettenaugen

Aus vielen Ommatiden zusammengesetzt
Ermöglichen:
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Hohe Auflösung in Bilderfolgen
Anatomie der Arthropoda
Heteronome Segmentierung in Tamata:
Kopf, Thorax, Abdomen
Exoskelett:
Verhärtete Cuticula, 3-Schichtiger Aufbau aus Proteinen und Chitin
Auf der äußeren Schicht befinden sich Seten
Tegumentdrüsen sondern Stoffe an die Oberfläche ab (z.B. Wachs)
Schutz vor: Mechansischen EInflüssen, Pathogenen, Austrocken -> Bedeutend für die Landbesiedlung
Ansatzpunkt für Muskulatur und Extremitäten, die sich nun sinnvoll steuern und einsetzen lassen.
Mixocoel mit Hämolymphe:
Coelom wird in der Embryonalentwicklung zurückgebildet
Gonaden u. Nephridien sind noch Teile d. Coeloms
Offenes Kreislaufsystem, 1 Herzschlauch sorgt für einen gleichmäßigen Fluss der Hämolymphe
Die Hämolymphe:
transportiert Nährstoffe
ist das Immunsytem, bewirkt Wundverschluss, Abwehr von Parasiten durch Einkapselung u. Toxine
Vergleich Crustacea- Hexapoda
Äußere Anatomie:

Exoskelett:

Extremitäten:

Innere Anatomie:

5 Paar Gliedmaßen, davon 1 Paar Scheren + kleinere Spaltbeine am Abdomen
2 Tagmata (Carapax u. Pleon
Durch Kalkablagerung verhärtet
2 Paar Antennen, Mandibeln, 2 Paar Maxillen, bei höheren Krebsen 3 Paar Maxillipeden, Kiemenbürsten an 1.-3., Kiemen an 2. u. 3. Maxilliped
Kiemenatmung
Mitteldarmdrüse zur Verdauung und Speicherung von Nährstoffen
Diffusion von Schadstoffen über die Kiemen
3 Paar Schreit- (Sprung) Beine
2 Paar Flügel
3 Tagmata (Kopf, Thorax, Abdomen)
Verformbarer Chitinpanzer, besonders am Abdomen weicher
1 Paar Antennen, Mandibeln, 1 Paar Maxillen, Labium
Tracheensystem
Mitteldarmdivertikel zur Verdauung (bakt. Symbionten) und Fettkörper zur Speicherung
Malpighische Gefäße als Exkretionsorgane
Die Dreiteilung des Coeloms in Pro- Meso- und Metacoel entspricht einer Dreiteilung des Köpers in Pro- Meso und Metasoma.
Schleimaale
Angewandte Evolution
Anwendungsbereiche:
Stammbaumanalysen zur Bestimmung von Verwandtschaft u. Abstammung -> Entwicklung von Impfstoffen, Medikamenten
Betrachtung des Genpools (Haplotypen) -> Bestimmung der lokalen Herkunft -> Artenschutz
Tierzucht: Mensch wird zum Selektionsfaktor, Prädator -> Genfrequenzen in bestimmten Populationen ändern sich
Bei Zucht: Der Mensch hebt die natürlichen Selektionsfaktoren auf, die durchschnittliche Fitness der überlebenden Tiere ist deutlich geringer, als in der Natur.
Das Gehirn- Grundbauplan
Vorderhirn-------------------Mittelhirn----------------------Rautenhirn
Cortex Thalamus Mittelhirn Cerebellum/ Pons Medulla
"Osteichthyes"
(Knochenfische)
Entstehung des Kiefers aus den Kiemenbögen
Merkmale der Gnathostoma im Devon:

Panzertragend
Endoskelett
Paarige Flossen
Meist marine Lebensweise
Die Lunge evolvierte als Ausstülpung aus dem Vorderdarm bei den Osteichthyes, wurde aber im Verlauf der Entwicklung zur Schwimmblase zurückgebildet oder verschwand gänzlich.
Physostomen: Schwimmblase ist noch mit Darm verbunden, der Fisch kann Luft schlucken oder "spucken", dies ermöglicht ein schnelles Auf- und Abtauchen.
Physoclisten: Schwimmblase und Darm sind getrennt, die Schwimmblase wird durch Gasaustausch mit dem Blut gefüllt, Auf- und Absteigen ist langsamer.
Die Lunge wurde zur Schwimmblase
Echte Apomorphie der Teleostei sind komplexe Knochenstrukturen im Schädel, allgemein gilt:
Schwimmblase
Schuppen
Kiemendeckel
Wirbelsäule
Aufbau der Osteichthyes
Verknöchertes Endoskelett
Paarige Flossen
Seitenlinienorgan:
Dient der Wahnehmung von Druckwellen im Wasser, diese Druckwellen werden von der Cupula (einer Gallertschicht) auf kleine Cillien übertragen, deren Auslenkung bestimmt den elektrischen Impuls.
Kiemenapparat:
Der Wasserstrom in den Kiemen wird aktiv erzeugt
Kiemen sind stark durchblutet, Reusenzähnchen sieben den Schmutz
Kiemenblättchen (Epithelien) hängen an den Kiemenbögen
Gegenstromprinzip von Wasser und Luft zur effektiven Sauerstoffaufnahme
Bewirken: Gasaustausch, Exkretion, Ionen- und Osmoregulation
Herz:
2-kammrig mit elastischem Conus arteriosus, der den Impuls vor Einfluss in die Herzkammer abschwächt
geschlossener, einfacher Blutkreislauf
Myomere:
Segmentaler Muskelaufbau
Rote Muskulatur-> Stark durchblutet, hoher Sauerstoffverbrauch, Vorteil für Ausdauer (lange Wanderungen)
Weiße Muskulatur-> Anaerob, schnell, wenig ausdauernd
Elasmoidschuppen
Gegensätzlich zu den Plakoidschuppen mit Dentin d. Haie
Zycloidschuppen (rund u. glatt)
Ctenoidschuppen (mit Dornen und Fortsätzen

Osmoregulation

Hyperosmotische Regulation im Süßwasser:
Aktive Aufnahme und Resorption von Ionen
Sehr wässriger Harn
Hypoosmostische Regulation im Salzwasser:
Aktive Abgabe von Ionen
Wenig wässriger Harn, Resorption von Wasser

Problem bei Katodromen oder Anadromen Wanderungen: Anpassung der Osmoregulation!
Oft wird die Funktion eines Organs umgestellt.
Sinnesorgane

Hören:
Die Schwimmblase verstärkt die Druckwellen unter Wasser
Schallleitung über Weber'sche Knöchelchen u. das Labyrinthorgan (Auch zuständig für das Gleichgewicht)
Elektrische Orientierung:
Elektrisches Organ sendet Impulse
Leitende und nicht leitende Objekte lenken die Impulse ab
Elektorrezeptoren in Kanälen unter der Hautoberfläche registrieren die Feldlinien
Reize werden im stark entwickelten Kleinhirn verarbeitet
Das elektrische Organ kann, wenn es sehr starke Stromstöße absendet, auch zum Beuteerwerb genutzt werden.
Das Amnionei ist eine Anpassung an das Landleben, es hat eine wasserundurchlässige Schale, Luft kann allerdings ausgetauscht werden.
"Reptilia"
sekundär 4-fingrig
Vergleich der Kreisläufe der Gnathostomia
Fische:
Einfacher Kreislauf
2-Kammer-Herz
Im Herz fließt nur sauerstoffarmes Blut
Amphibien:
3-Kammer Herz ohne Trennwand im Ventrikel.
Trotzdem haben die Amphibien (wie hier falsch dargestellt) KEIN Mischblut im Lungen- und Körperkreislauf
Doppeltes Kreislaufsystem, Lungen- und Körperkreislauf sind getrennt
Reptilien:
3-Kammer-Herz mit Trennwand, aber Öffnung in der Trennwand
Körper- und Lungenkreislauf sind getrennt
Oft gibt es einen Kopfkreislauf, der gezielt mit sauerstoffreichem Blut versorgt werden kann, während das Mischblut in den Körperkreislauf fließt
Säugetiere
4-Kammer-Herz
Vollständig getrennt Kreisläufe -> ermöglicht verschiedenen Druck in verschiedenen Kreisläufen
Durch die effiziente Sauerstoffversorgung wurde die Hirnentwicklung begünstigt.
Von Reptilien zu Vögeln: Archaeopteryx
Der Achaeopteryx trägt Vogel- und Reptilienmerkmale.

Vogelmerkmale:
Verkürzte Extremitäten
3 Fingerknochen
Federn
Furcula

Reptilenmerkmale:
Langer, knochiger Schwanz
Zähne
Kein Sternum
Es ist noch nicht geklärt, ob der Archaeopteryx fliegen konnte!
Muskulatur hätte an der Furcula ansetzen können, zum Abheben hat er sich möglicherweise von den Bäumen fallen lassen.
Primaten
233 Arten
Verkürzte Schnauze
Stark visuell geprägt
Opponierbarer großer Zeh
Direkte Ansteuerung der Finger
Schwierigkeit bei Vielzelligkeit:
Kommunikation
Skelettekemente:
Calciumcarbonat,
Silikat
Spongin
Bedrohung der Korallenriffe

Korallenbleiche durch:
Temperaturanstieg
Nahrungsmangel durch Überfischung
Sedimentation
Pathogene
Wasserchemie/ Atmosphärenchemie
Komplexe Lebenszyklen
Diplopoda


7200 Arten
Chilopoda
2800 Arten
kräftige Mandibeln
Giftklauen
Arachnidae
Cheliceren sind Mundwerkzeuge, die die extrainterstinale Verdauung ermöglichen
Crustacea: 50.000 Arten
3.000 Arten
24 Arten
52.000 Arten
Lunge wird zur
Schwimmblase
ca. 7400 Arten
Beta- Keratin in der Epidermis
Schädelmerkmale
Häutung "am Stück"
Muskelmagen
Vorfahren der Mammalia: Eierlegende "Hundezähner" (Cynodonten)
Stammbaum der Eucaryoten
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