Tierbiologie Zusammenfassung PDF

Tierbiologie Zusammenfassung a) VO1 Kernthemen der Biologie Fellfarbe derselben Art von Maus ändert sich je nach Umfeld für eine bessere Tarnung; keine bewusste Ausprägung → „evolutionäres Wettrüsten“: Anpassung, um perfekt vor Feinden...

Tierbiologie Zusammenfassung a) VO1 Kernthemen der Biologie Fellfarbe derselben Art von Maus ändert sich je nach Umfeld für eine bessere Tarnung; keine bewusste Ausprägung → „evolutionäres Wettrüsten“: Anpassung, um perfekt vor Feinden geschützt zu sein Genotyp = genetische Informationen Phänotyp = Ausprägung Nur durch Umweltänderungen kommt es zu einer Vielfalt von Organismen Biosphäre → Ökosystem → Lebensgemeinschaft → Population → Individuum → Organe und Organsysteme → Gewebe → Zelle → Organellen → Moleküle Biosphäre = die Welt Ökosystem = System aus verschiedenen Lebensgemeinschaften (Bsp.: ein Wald) Lebensgemeinschaft = eine Fläche mit verschiedenen Arten (Bsp.: verschiedene Bäume auf einer Fläche) Population = eine Art, die sich erfolgreich reproduziert hat (Bsp.: eine Art von Bäumen, die vermehrt auf einer Fläche vorkommt) Individuum = ein einzelnes Exemplar dieser Art (Bsp.: ein einzelner Baum) Organe & Organsysteme = ein Teil des Individuums (Bsp.: ein Blatt) Trophische Ebenen = Pyramide der Prädatoren (Fressfeinden) Die drei Bereiche des Lebens: Archaea, Bacteria, Eukarya (=Mehrzeller) Strukturen und Funktionen Strukturen-Funktions-Prinzip: alles steht in Wechselwirkung; Wechselwirkung ist der Motor des Ökosystems  Es ist auch negative Wechselwirkung möglich; Beispiel: Eukalyptusbäume in Afrika Wie haben sich die Strukturen der Nahrung/Evolution angepasst? → wie sind Körper strukturiert, damit ein Tier bestmöglich leben kann (Beispiel = Mundwerkzeug bei Insekten) Reduktionismus  Reduzieren von komplexen Strukturen/Systemen in einfachere Komponenten, um diese Komponente studieren zu können & somit das ganze System zu verstehen Ökosystemkomplex = Landschaft mit verschiedenen Tieren + Pflanzen (im genaueren Blick sind in einer Landschaft viele verschiedene Ökosysteme vorhanden) Ökologische Nische = Raum/Zeitpunkt/Ressource, welche ‚frei‘ ist und von einem Lebewesen eingenommen werden kann → wenn sich eine Art nur auf eine Nische spezialisiert, kann es einerseits gut sein, weil sie keine Feinde haben, aber sobald die Nische sich verändert (durch zum Beispiel den Klimawandel), stirbt diese Art aus Emergente Eigenschaften = jeder Organismus muss mit anderen interagieren Es gibt 3 Artenkonzepte: o Morphologisches Artenkonzept Sieht morphologisch ähnlich aus (z.B.: ungleiches Aussehen unter zwei Geschlechtern einer Art) o Evolutionäres & Phylogenetisches Artenkonzept Über die Evolutionsgeschichte o Biologisches Artenkonzept Reproduktion mit Nachkommen muss stattfinden Homologie = gleicher Vorfahre, anderes Aussehen Analogie = gleiches Aussehen, anderer Vorfahre Morphologische Einheitlichkeit + bioakustische Divergenz = Arten, die dasselbe Aussehen haben, sich aber in ihrer Sprache unterscheiden → man kann sie nur durch die Sprache unterscheiden (Beispiel: Florfliegen) Jede Art hat seine eigene Sprache Hybrid Speziation = Paarung zwischen zwei Arten => neue Art entsteht Adaptive Radiation = Vögel passen ihre Schnäbel der Nahrung an Euryöke Arten = haben eine breite Nische Stenöke Arten = haben eine sehr spezifische Nische (hat Vor- und Nachteile) Einheitlichkeit in der Vielfalt = unter verschiedenen Arten findet man oft Einheitlichkeit o Ähnlichkeiten von Skeletten von verschiedenen Wirbeltieren o Identische genetische Sprache o Einheitlichkeit in Zellstrukturen Beispiel: Cilien bei den Pantoffeltierchen und die Cilien in den Luftröhrenzellen beim Menschen haben einen sehr ähnlichen Querschnitt Variationen eines gemeinsamen Grundbauplans => so hat jeder Vogel einen Schnabel, Flügel und Federn, aber jeweils eine der Lebensweise angepasste Abwandelung Ökologische Divergenz = Nutzung unterschiedlicher Ressourcen Adaptive Radiation Aus einer Art entstehen viele Arten, die verschiedene Nischen besetzen Beispiel: Darwin-Finken auf Galapagos Es gibt einen gemeinsamen Vorfahren, je nach Nahrung und Nische entwickeln sich aus diesem gemeinsamen Vorfahren verschiedene Arten mit leichten Abwandlungen Je nach Habitat und Futterquelle haben Fische zum Beispiel eine andere Färbung b) VO2 Selektion und Zufall „Darwinistischer Algorithmus“: Mutation führt zu Variabilität; Variabilität führt zu Konkurrenz; Konkurrenz führt zu Selektion Mutationen führen zu Variabilität innerhalb einer Population Erweiterter Phänotyp = „Gutes Gen“ → Investment eines Männchens in Strukturen die nicht lebensnotwendig sind (schönes Gefieder zum Anlocken von Weibchen) Arten von Selektion: o Stabilisierende Selektion Beide Extremen werden entfernt o Disruptive Selektion Mittlere Größe wird entfernt o Gerichtete Selektion Ein Extrem wird entfernt Selektionismus VS. Neutralismus Es gibt auch Zufallsprozesse  Quelle der Zufallsprozesse: Mangel an Individuen; genetischer Drift; kleine Populationen; Gründerpopulationen Gründereffekte und effektive Populationsgröße „effektive Populationsgröße“ = die Individuen, die sich aktiv an der Reproduktion beteiligen (deutlich kleiner als die normale Populationsgröße) Genetischer Drift = eine Art teilt sich in zwei Arten auf, weil ein Teil der Art durch den Wind in einen anderen Lebensraum ‚verdrifted‘ wurde und somit andere Strukturen entwickelt Neutralismus sind totale Zufallsprozesse Mechanismen in der sexuellen Selektion o Wahl – bestimmtes Individuum (Objektiv) → haben bestimmte Ausprägungsformen o Wahl – direkte Investition → bauen z.B. viele Nester und präsentieren sie o Wahl – genetische Qualität (Gute-Gene-Hypothese) → Geruch spielt eine zentrale Rolle „female choice, male investement“ => die Männchen bemühen sich, die Weibchen können aussuchen Symmetrie und Asymmetrie Asymmetrie bei einer Art ist meistens das Anzeichen für Stress & die Vorstufe von lokalem Aussterben „Gute Gene Hypothese“ – Indikatoren für gute Kondition oder Konstitution, Symmetrische Anordnung von Strukturen, z.B. Geweih, Schwanzfedern, Tasthaaren Vorteile asexueller Fortpflanzung: o Geschwindigkeit ist schneller als bei sexueller Fortpflanzung o Gute Genkombinationen können 1zu1 weitergegeben werden o Übertragung von Krankheiten sehr gering o Kosten der sexuellen Fortpflanzung! Produktion von sehr vielen Männchen wobei wenige für Befruchtung ausreichen, Partnersuche, Balz, etc. Vorteile sexueller Fortpflanzung: o Mischung von Allelen → Anpassungsfähigkeit (Tangled-Bank-Hypothesis von Charles Darwin) o Rote Königinnen Hypothese: Sexualität als adaptive Strategie o Elimination von schlechten Genen (Träger von rezessiven / schlechten Allelen sterben und sind daher nicht mehr in nächster Generation vertreten) Beispiel Tangled-Bank-Hypothesis: Waldsänger (haben die gleiche Ernährungsweise, aber trotzdem reduzierte Konkurrenz untereinander, weil die Nahrung auf verschiedenen Teilen des Baumes liegt) Evolution und Darwin 1. Stammesgeschichte: „Gemeinsame Abstammung mit allmählicher Abwandlung (Modifikation)“ - Dualismus zwischen der Einheit durch Verwandtschaft und der Vielfalt in Gestalt und Merkmalen durch Anpassung 2. Prozess dahin: „Natürliche Auslese“, „Natürliche Selektion“; Schlüssel: Konkurrenz und Fortpflanzung c) VO3 Artenvielfalt Bei Insekten sind von 8.000 vermutete Arten nur 1.000 davon benannt Am meisten benannte Arten gibt es bei Pflanzen, wo es circa 500 vermutete Arten gibt und 400 benannt sind Wenn man von Artenvielfalt redet, spricht man oft von Insekten, weil diese die meisten Arten besitzen Die Vielfalt ist nicht homogen auf dem Globus verteilt Größte Artenvielfalt gibt es rund um den Äquator und auf Inseln Haupttreiber für inhomogene Verteilung: Anhäufung von ökologischen Nischen auf engsten Raum; geografische Isolation (besonders bei Inseln oder Bergregionen); höhere Temperatur (somit mehr Energie) und somit schnelle Generationsraten und somit Mutationen; stabiles Klima Entstehung von Arten  Sympathische Speziation Arten leben miteinander   Allopatrische Speziation Vikarianz: zwei besiedelte Gebiete, die nicht miteinander in Kontakt stehen Parapatrie: zwei besiedelte Gebiete, die nicht miteinander in Kontakt stehen, aber es existiert eine Hybridzone, wo beide Arten zusammenkommen und es vielleicht zu einer hybritisierung (Vermischung) kommt Peripatrie: einige Individuen werden umsiedelt und es entsteht neue Art bei der Entstehung von Arten spielt der genetische Drift eine wichtige Rolle es entscheiden Zufallsprozesse, welche genetische Informationen sich durchsetzen Hybride (bei der Parapatrie) sind zwar lebensfähig, können sich aber nicht fortpflanzen und sterben somit aus „Endemismus“= geografisch Begrenzt (z.B.: Alpensalamander, gibt es nur auf den Alpen) „Kosmopoliten“= auf der ganzen Welt verbreitet (z.B.: Mensch) „Authochthon“= heimische Arten „Allochthon“= gebietsfremde Arten; exotische Arten → Problem mit gebietsfremden Arten: haben keine Fressfeinde in ihrer neuen Heimat; verdrängen heimische Arten; tragen Krankheiten mit ein => deshalb auch „invasive Arten“ genannt während der Eiszeit wanderten viele Arten in südlichere Länder, um dieser zu entgehen, was zu einem lokalen Aussterben vieler Arten in Österreich führte Wettrüsten & Koevolution Koevolution: Symbiosen (wie Pflanze und Bestäuber; beide ziehen einen Nutzen daraus) Wettrüsten: Pflanzen und Beutetiere wehren sich mit stärkeren Strukturen (Stacheln, Panzer, etc.) vor ihren Fressfeinden Haupttreiber für dauerhafte Anpassung: Umwelteinflusse; anderen Arten immer ein Schritt Voraus Rote-Königinnen-Prinzip „Immer Schritt halten, um auf derselben Stelle zu bleiben – wenn du weiterkommen möchtest, musst du doppelt so schnell rennen“ Treiber der Diversifizierung Müller’sche Mimikry: mehrere gefährliche Arten entwickeln dieselben Warnzeichen ➔ Beispiel: genetisch voneinander unabhängige Schmetterlinge haben dasselbe Muster und sind alle giftig Bate’sche Mimikry: harmlose Arten entwickeln die Warnzeichen gefährlicher Arten ➔ Beispiel: die Schwebefliege (harmlos) und die Wespe (gefährlich) sind zwei völlig voneinander unabhängige Gattungen, trotzdem schauen sie fast ident aus Ohne die Müller’sche Mimikry würde es keine Bate’sche Mimikry geben Tarnungs-Mimikry von Insekten wird auch Mimese genannt ➔ Beispiel: Blatt-Mimikry in Laubheuschrecken Altruismus versus Egoismus „Altruismus“=nicht das Individuum, sondern die Gruppe steht im Vordergrund  Mutalistische Interaktionen (Symbiosen)  Kooperation zwischen nah verwandten Individuen (Nacktmulle)  Kooperation zwischen nicht verwandten Individuen (Putzerfische) „Egoismus“=nicht die Gruppe, sondern das Individuum steht im Vordergrund => ‚survival of the fittest‘ Schutz des Nachwuchses, „Wohl der Art“ vs Morden von Artgenossen / (Tierduelle) und Infantizid (Kindstötung) Altruistisches (uneigennütziges) Verhalten, z.B. Wächter: Erdmännchen, Bereitschaft zur Wache abhängig von Sättigungsgrad; Vorteil des Wächters: wird nicht gefressen  d) VO4 Entstehung & Erhaltung von Arten  Präzygotische Reproduktionsbarriere (bei nah verwandten Arten, damit eine Hybridisierung nicht passieren kann) Selektion, ethologische Barriere, Verhalten, Balz, Paarung, Schlüssel-Schloss-Prinzip Genitalstrukturen bei Insekten (Entwicklung wird vor der Paarung gestoppt)  Sympatrische Speziation z.B. durch Polyploidisierung, Hybridisierung, Extinktionsspeziation  Postzygotische Reproduktionsbarriere z.B. Entwicklung wird nach Befruchtung verhindert, Fortpflanzungsfähigkeit von Hybriden gering  Hybridspeziation Ausnahme, nah verwandte Arten schützen sich normalerweise vor einer Hybridisierung Hybride sind benachteiligt durch eine reduzierte Fitness Fitness messen durch: Symmetrie; Lebensdauer; Gewicht; Größe; etc. Frosch wurde bioakustisch studiert, es gibt 2 Arten des Frosches mit unterschiedlichen Rufen der Arten, wenn sie aufeinander treffen = zwei nah Verwandte Arten können sich nicht unterhalten und somit Vermischung nicht möglich (= Character reinforcemente; Verstärkung einer Charakterausprägung als Barriere & Schutz vor Vermischung) „character reinforcement“ = Verstärkung einer Charakterausprägung als Barriere & Schutz vor Vermischung „character displacement“ = evolutionäre Veränderung, wenn zwei ähnliche Arten in derselben Umgebung leben (Veränderung in Morphologie, Verhalten, usw.) „female choice, male investement“ = das Männchen bemüht sich das Weibchen zu beeindrucken, das Weibchen darf sich das schönste Männchen aussuchen Stammbäume Äste = je länger die Äste, desto weiter die Gruppen/Arten/etc. voneinander entfernt Dichotomie = Gabelung zweier Äste, jeder Verzweigungspunt → Aufspaltung einer Stammlinie in zwei neue derartige Linien, mit gemeinsamen Vorfahren Schwestergruppen = recht nah miteinander verwandt (Beispiel: Schimpansen und Menschen) Wurzel = ein erster, gemeinsamer Verzweigungspunkt basales Taxon = erste Art, die sich am frühesten abspaltet Polytomie = mehrere Verzweigungen → bedeutet, dass Evolution noch nicht geklärt ist Morphologische Homologien Homologien = Ähnlichkeiten, die auf gemeinsame Abstammung hindeuten „Amnioten“ = Nabeltiere; Entwicklung ohne Wasser DNA-Sequenzen können auch homolog sein → Beispiel: Silberschwertarten auf Hawaii (genetisch weitgehend ident) Homologie und Konvergenz Potentielle Fehlerquelle in Stammbäumen: nicht gemeinsame Vorfahren, dafür unabhängige, aber übereinstimmende Evolution Ähnliche Umweltbedingungen und Anpassung Synonyme: Parallelentwicklung → Beispiel: Schaufeln bei australischen Beutelmull & nordamerikanischen Maulwurf DNA-Stammbäume Gensequenzen aus tausenden Nukleotiden (vier Basen => Adenin, Thymin, Guanin, Cytosin) „Alignieren“ = Vergleichbare DNA-Sequenzen werden untereinander zugeordnet Insertion = zusätzliche Information wird mit eingebaut Desertion = eine Information wird gelöscht Nukleotidsubstitutionen = Basenaustausch Molekulare Homoplasie = zufällige Übereinstimmung Kladistik = Bilden von Kladen/Gruppen Monophylum = 1. Gruppe die entsteht → monophyletisch: besteht aus der Stammart und allen ihren Nachkommen Paraphylum = 2. Gruppe die entsteht → paraphyletisch: besteht aus der Stammart, aber nicht allen Nachkommen (ein Nachkomme wird abgekapselt) Polyphyletisch = Gruppe, welche Taxa mit verschiedenen Stammgruppen umfasst → polyphyletisch: besteht aus mehreren Nachkommen, aber ein Nachkomme ist von einer anderen Stammart Merkmalstabelle erlaubt Aussagen über die Reihenfolge, in der die unterschiedlichen Merkmale in Phylogenetischer Stammbaum der Phylogenie entstanden sind (Amniotenei = Entwicklung ohne Wasser) Außengruppen (Outgroup): als Vergleich sehr wichtig Innengruppen (Ingroup): Morphologie, Paläontologie, Embryonalentwicklung, Genomsequenzierung → Idealfall = outgroup stellen die Schwestergruppen zur ingroup dar Länge der Äste: stammesgeschichtlicher Wandel, Anzahl genetischer Veränderungen, Zeit → aus der Länge der Äste kann das relative Ausmaß der genetischen Veränderungen geschlossen werden → anhand der Länge der Äste können Zeiträume abgeschätzt werden „Synpleisiomorphie“ = gemeinsame, ursprüngliche Merkmale (z.B. Wirkbelsäule bei allen Säugetieren) „Synapomorphie“ = gemeinsames abgeleitetes Merkmal „Autapomorphie“ = eine evolutive Neuerung, nur bei bestimmten Taxa/Klade vorhanden Abgeleitete Merkmale dienen zur Erkennung phylogenetischer Verwandschaftsbeziehungen e) VO5&6 Was erzählt uns ein Stammbaum? Verwandtschaftsverhältnisse, Differenzierungen, aktuelle taxonomische Situation (Taxanomie); phylogenetische Stammbäume: Evolutionsgeschichte kann man ablesen und Zeitraum betrachten Kladogenese & Anagenese „Kladogenese“ = Verzweigung in zwei Entwicklungslinien ➔ Clados: Zweig „Anagenese“ = gerichtete Veränderung innerhalb einer Linie ➔ Ana: hinauf dichotom: aus einem Taxom zu einem bestimmten Zeitpunkt zwei neue Taxome entstehen Homologe Merkmale (von einem gemeinsamen Urmerkmal ableitbar) o Kriterien nach Remane o Kriterium der spezifischen Qualität und Strukturen (= je nachdem wie der Organismus im System reagiert/agiert sind die Formen optimal angepasst) o Kriterium der Lage (= die Abfolge/Grundarchitektur ist gleich => die Lage der einzelnen Teile verändert sich nicht) Beispiel: die Flügel von Vögeln & Fledermäusen sind modifizierte Vordergliedmaße o Kriterium der Kontinuität (= wenn wir uns mit homologen Merkmalen beschäftigen haben wir keinen Sprung, sondern Übergangsformen => diese bestätigen die Evolutionsgeschichte und bestätigen, dass es sich über homologe Merkmale handelt) „homologe Strukturen“ = es gibt einen gemeinsamen Vorfahren, aus dem mehreren Entwicklungstrends hervorkamen; Grundbauplan ist gleichgeblieben „analoge Struktur“ = aus zwei verschiedenen Spezies ein ähnliches bis gleiches Merkmal herauskommt aber in keiner Form verwandt sind (gleiche Anpassung an Umwelt und dadurch gleiches bzw. ähnliches Aussehen) Homologe Merkmale: die Beine von Insekten  Der Grundbauplan von den Beinen der Insekten ist immer gleich, nur sind sie je nach Lebensraum und Nahrung ein wenig modifiziert Homologe Merkmale: die Mundwerkzeuge von Insekten  Der Grundbauplan von den Mundwerkzeugen der Insekten ist ebenfalls gleich (es gibt überall dieselben ‚Teile‘), aber auch hier ist je nach Nahrung und Lebensraum modifiziert worden Was machen Tiere aus: haben zumindest einmal im Leben eine mobile Phase (Mobilität wichtig, weil es dadurch möglich ist sich an neue Lebensräume anzupassen); haben Labalphase (manchmal auch Metamorphose); komplexe Baupläne; Ernährungsweise (keine Photosynthese, sondern aktive Aufnahme von Nahrung) Vielfalt der Metazoa „Metazoa“ = mehrzellige & Gewebe-bildende Organismen Ernährungsweisen: o Pflanzen = sind autotrophe Eukaryonten, die ihre Nahrung (organische Moleküle) über Photosynthese aufnehmen o Pilze = sind heterotrophe Organismen, die auf oder in der Nähe ihrer Nahrungsquelle leben; die Absorption erfolgt über die gesamte Oberfläche des Pilzes sowie Endozytose; Plesiomorphie (Erkennungsmerkmal, welches sich seit der Entstehung nicht verändert hat)  Endozytose: zellulärer Vorgang, bei dem durch Einstülpung von Bereichen der Zellmembran aus der Umgebung der Zelle Flüssigkeit und Partikel aufgenommen werden o Tiere = nehmen organische Moleküle auf, was man Ingestion nennt; fressen entweder andere Organismen oder totes Material; Aufnahme meist über in Organsysteme (wie den Darm) und nicht in Endozytose o Schwämme = Ernährungsweise über Endozytose (kein großer Unterschied zu Pilzen und den meisten Einzellern) Zellstruktur & Zellspezialisierung Tiere haben eine große Anzahl an Zelltypen + eine große Anzahl an Zellen Der Mensch hat 102-1014 Zellen Organisation von Zellen im Gewebe Zellen bilden eine funktionelle Einheit Muskel-, Sinnes- und Nervenzellen besitzen alle unterschiedliche Zelltypen → ermöglicht komplexe Baupläne und somit ein komplexes Leben Fähigkeit der Reizaufnahme, Reizverarbeitung, Reizweiterleitung in Form von Nervenimpulsen => daraus resultiert Bewegungsäußerungen Fortpflanzung: Die Fortpflanzung ist bi-sexuell: Männchen und Weibchen sind beweglich, die Gamete (Keimzelle) ist unbeweglich Unterschied zu den Pflanzen, teilt sich bei den Tieren die haploide Gamete nicht mehr Entwicklung verläuft über ein Larvalstadium (Mehrheit des Tierreichs hat ein Larvalstadium) Larve = nicht geschlechtsreife Form des Tieres Metamorphose = entwicklungsbedingte Neuorganisation (bi-phasischer Lebenszyklus) Bewegung: die meisten Metazoa bewegen sich wie Einzeller „Hemimetabole Entwicklung“ = Keine Verwandlung, kein Puppenstadium ➔ Beispiel: Grashüpfer; bei der Nymphe (dem Kinderstadium) ist die Mobilität deutlich eingeschränkt; die Geschlechtsmerkmale bilden sich erst im Adultstadium aus „Holometabole Entwicklung“ = Vollständige Verwandlung, Puppenstadium ➔ Beispiel: Schmetterling; es gibt ein Larvalstadium (die Raupe), welche sich dann verpuppt und es kommt ein Schmetterling heraus Hox-Gene Die Gene, die die tierische Entwicklung kontrollieren sind alle sehr ähnlich und beeinflussen viele andere Gene & Genexpressionen Die sogenannten Homöoboxen Sequenzen sind nur bei Tieren vorhanden Mit den Hox-Genen ist es möglich sehr komplexe Abläufe im Genom zu steuern „NK-Gene“ = existieren bei Schwämmen und kontrollieren die Morphologie bei Schwämmen Evolutionsgeschichte Im Paläozoikum entstanden die ersten landlebenden Arthropoden, die ersten Amphibien und die ersten Reptile Im Mesozoikum entstanden die ersten Vögel und die ersten Säuger Während der kambrischen Explosion sind die meisten Tierstämme entstanden → es kam zu Interaktionen zwischen den Tierarten, wodurch komplexe Strukturen entstanden sind, und es gab große Umweltänderungen während des Kambriums Wichtig & ausschlaggebend waren das Wettrüsten, die Koevolution und die neue Umwelt Schlüsselneuheiten sind essenziell, um in der neuen Umwelt zu überleben ➔ Beispiel: Flügel bei den Vögeln, um neue Umwelten zu erschließen ➔ Beispiel: Gebiss bei Insekten für die ideale Nahrungsaufnahme Durch einen bilateral symmetrischen Körperbau sind komplexere Strukturen möglich Kambrische Explosion Wenn neue Arten entstehen, dann haben wir immer zuerst eine Phase der Extinktion, wodurch Nischen frei werden, und neue Arten entstehen können Änderung in der Umwelt bei der kambrischen Explosion o Rückzug Gletscher (Meeresspiegel steigt an, seichte Küstengewässer entstehen) o Erosion und Phosphatanreicherung („Phosphorit Ablagerungen“) o Klimaerwärmung o Sauerstoffkonzentration steigt an o Entstehung von mineralisierten Skeletten o Calciumkonzentration steigt an Es haben sich Grundstrukturen bei Tieren etabliert, die bis heute geblieben sind es gab fünf große Extinktionen (viele Arten sind ausgestorben); nach jeder Extinktionswelle waren ökologische Nischen frei und es etablieren sich neue Baupläne und Artenfamilien zurzeit sprechen wir über die 6. Massenextinktion, ausgelöst durch den Menschen an den schwarzen Pfeilen wird gezeigt wann die Massenextinktionen waren (aussterben der Arten) und danach neue Entwicklung von Arten  f) VO7 Cnidaria = Nesseltiere; haben Nesselzellen, um Beute zu fangen bzw. Feinde zu töten und um Generationswechsel durchzuführen Beispiele: Quallen, Korallen, Hydrozoen Radiärsymmetrisch; sind diploblastisch; haben einen Gastrovaskularraum; besitzen eine Öffnung die als Mund und After dient Es gibt circa 10.000 Arten; sind vor ca. 560 Mio. Jahren entstanden  Acoela: 400 Arten; haben keinen erkennbaren Hohlraum; Beispiel wäre die Seeanemone oder die Koralle; treten nur in Polypenform auf; Vermehrung mit Hilfe von freischwimmenden Eiern oder Larven; sie sind solitär und Kolonien bildend; das Außenskelett besteht aus Calciumcarbonat; jede Polypengeneration baut Skelettüberreste auf (Korallen = Skelette von Anthozoen); viele Anthozoen leben in Symbiose mit photosynthetisch aktiven einzelligen Algen Sternkoralle; lebt als Polypenstöcke; ihre Weichkörper sind basal durch ein hartes Exoskelett aus Kalk geschützt  Placozoa: 1 Art; besteht aus einigen tausend Zellen, die in einer doppelschichtigen Scheibe angeordnet ist  Ctenophora (Rippenquallen): 100 Arten; verfügt über echte Muskelzellen im Gegensatz zu den anderen Cnidaria Schwämme vs Eumetazoa = bei den Eumetazoa handelt es sich um Tiere mit Gewebe und echten Epithelien, was bei den Schwämmen nicht der Fall ist „Radiärsymmetrisch“ = kann man wie eine Torte in vier Teile teilen und jedes Teil gleicht dem anderen; radiärsymmetrische Organismen sind diploblastisch, das bedeutet, dass sie nur zwei Keimblätter haben (Ektoderm & Entoderm) „Bilateralsymmetrisch“ = in der Mitte sind die Tiere gespiegelt; bilateralsymmetrische Organismen haben noch ein drittes Keimblatt (Mesoderm) und können somit einen komplexeren Körperbau aufweisen Lebensweisen: o Medusozoa: Polypen und Medusenform; durch Knospung entstehen Medusen, die sich sexuell fortpflanzen o Planula: planktisches Larvenstadium; setzt sich fest und bildet dann eine neue Kolonie von Polypen o Metagenese: Wechsel der Reproduktion (= Generationswechsel; Wechsel zwischen asexueller und sexueller Fortpflanzung) o „Polyp“= freisitzend; entsteht ungeschlechtlich; bildet Medusen aus, die sich geschlechtlich fortpflanzen und wieder (ungeschlechtliche) Polypen hervorbringen => Metagenese (Generationswechsel)  o „Medusa“ = frei beweglich; bildet sich sexuell fort; Entstehung von kleinen Medusen durch Knospung an der Polypenkolonie Quallen: viele zeigen eine Bioluminisenz (leuchten im Dunkeln); Beutetieren werden mit den Nematocysten besetzten Tentakeln gefangen und mit den Mundfahnen (nicht mit Nematocysten besetzt) zum Mund transportiert Aufbau: Verfügt über Gewebe und echte Epithelien Innenraum = Gastrovaskularsystem (Innenraum; Mund, Epidermis, Exodermis und Mesogloae) Nervensystem zwischen den Epithelzellen Verteilung der Nährstoffe durch Cilien der Gastrodermzellen Hydra viridissima = Langschnitt durch die Körperwand: Nesselzelle = hat eine Harpune, die herausschießt und Gift in einen anderen Organismus katapultiert Mesogloea = Zwischengewebe Mesogloea & Ectoderm bilden die Außenwand des Organismus; Entoderm bildet die Innenwand Generationswechsel der Cnidaria:  Eine Polypenkolonie bildet eine Knospe  Es gibt Polypen in der Kolonie mit Tentakel, die sich auf die Nahrungserwerb spezialisieren und es gibt Polypen in der Kolonie ohne Tentakel, die sich auf die Fortpflanzung spezialisieren und durch asexuelle Knospung kleine Medusen erzeugen  Die Medusen schwimmen davon und pflanzen sich sexuell fort; es kommt zur Meiose, wo es von diploid auf haploid geht  manche Medusen bilden Eier, andere bilden Spermien und es kommt zur Befruchtung einer diploiden Zygote  Die Zygote entwickelt sich zu einer kompakten, bewimperten Larve, der Planula  Schließlich setzt sich die Planula-Larve fest und entwickelt sich zu einem neuen Polypen !! nur von der Meiose bis zur Befruchtung existiert ein haploider Zustand !! Nesselzellen: Tentakel an Ectodermis (Außenwand) angebracht wenn man Tentakel berührt, dann reagiert das und es schießt die Nesselkapsel heraus, der dockt an anderen Organismus an und dann schießt die Nesselkapsel die Nesselfaden heraus und geben ihr Gift ab Qualle stirbt nicht wenn sie jemanden sticht, der herausgestochene Nesselkapsel wird abgerissen und ein neuer wird nachproduziert Spiralia Zwei Hauptgruppen: ➔ Protostomia (Spiralia & Ecdyssozoa) Überblick über die Metazoa (mit Ausnahme der Schwämme) die Urmünder (Protostomia) sind eine Stammgruppe aus der Abteilung der Gewebetiere; zu ihnen gehören Tierstämme mit vollständigem Verdauungstrakt; Mund entwickelt sich aus Urmund und Anus durchbricht sekundär ➔ Deuterostomia die Neumünder (Deuterostomia) sind bilateralsymmetrische Tierstämme; Urmund wird zum After und der Mund durchbricht sekundär aus dem Urdarm Taxon wurde anhand morphologischer und molekulargenetischer Daten identifiziert Spiralia haben ein breites Spektrum an Bauplänen Bilateralsymmetrische & tripoblastische Entwicklung => haben drei Keimblätter und somit einen komplexen Körperbau Darmkanal mit Mund und After & coelomate Organisation Letzter gemeinsame Vorfahr im späten Proterozoikum (vor ca. 570 Mio. Jahren) Haben einen einzigartigen Entwicklungsmodus: die Spiralfurchung  Eindeutige Spiralfurchung: Plattwürmer, Nemerizini; Schnecken; Oktopus; Muscheln; Regenwürmer  Weniger deutlich ausgeprägte Spiralfurchung: Rotatoria Haben einen vielseitigen Körperbau + große Formenvielfalt; es gibt 15 Stämme innerhalb der Spiralia Definition: Als Spiralia (Spiralfurcher) werden eine Reihe von Stämmen der Bilateria (Zweiseitentiere) zusammengefasst, die primär eine besondere Art der Furchung, die Spiralfurchung aufweisen. Bei der Spiralfurchung werden jeweils vier neue Zellen in einer Spindelform, schräg zur Achse des Eis gebildet. Planaria: Am bekanntesten sind die Plattwürmer Ernähren sich von kleinen & toten Tieren Bewegen sich mithilfe von Wimpern und gleiten auf einem Schleimfilm Manche Strudelwürmer (alte Bezeichnung für Plattwürmer) bewegen sich über Muskelkraft mit wellenförmigen Bewegungen durch das Wasser Sie haben vorhandenen Nervensysteme (mehrere Paare einfacher becherförmiger Augen) und besitzen ein zentralisiertes Nervensystem => Nervensystem ist sehr einfach angelegt Besitzen einen Lappen mit Chemorezeptoren  Plattwürmer (Plathelminthes): Überwiegend im Meer, Süßwasser und feuchten terrestrischen Lebensräumen ¾ der Arten sind parasitische Arten (Bsp.: Saugwürmer; Bandwürmer) Größe: von mikroskopisch klein bis 20cm Bewegen sich über bewimperte Epidermis (nicht über Muskulatur); sie sind räuberisch + Aasfresser Haben eine tripoplastische Entwicklung mit Spiralfurchung Enthalten keine Organe, die auf Gasaustausch oder Kreislauffunktion spezialisiert sind; haben einen flachen Körper zur Oberflächenvergrößerung => Kompensation von nicht vorhanden Kreislauf- und Atemorganen Neodermata: Meist Parasiten Entwicklung einer Neodermis (schützt die Parasiten vor der Immunabwehr ihrer Wirte) Haben viele Saugknöpfe, um sich an dem Wirt festzuhalten 2 ökologische Gruppen: ➔ „Trematoden“ = Saugwürmer ➔ „Cestoden“ = Bandwürmer (Leben meist im Darm von Wirbeltieren; Scolex: Vorderende, welches zum Festhalten an der Darmschleimhaut mit Saugknöpfen & Haken ausgestattet ist; keine Mundöffnung + kein Darmkanal; Nährstoffaufnahme mit gemeinsamen  Körperoberfläche; Proglottiden: Band von gleichen Abschnitten, nach der Fortpflanzung werden die Proglottiden abgeschnürt; Finnen: Larven, die sich in der Muskulatur einkapseln, es bilden sich Dauerstadien, die man Zysten nennt) Syndermata: = Rotifera; Rädertiere; Radträger Süßwasser, Meere und feuchte terrestrische Lebensräume Größe: 50µm bis 2mm → kleiner als viele Einzeller, sind aber trotzdem noch Vielzeller Haben bis zu 1.000 somatische Zellen & spezialisierte Organsysteme Besitzen einen Verdauungstrakt, einen Mund und einen After Räderorgan: Wimpernkranz um das Mundfeld Sind sessil mit dem sogenannten Klebefuß; können sich kriechend/schwimmend/gleitend über das Räderorgan fortbewegen Pharynx: Kieferapparat zum Zerkleinern von Mikroorganismen Fortpflanzungsformen von Rädertierchen: 1. Weibchen produzieren Weibchen über Pathenogenese => diploide Weibchen 2. Bei schlechten Umweltbedingungen können haploide Männchen entstehen (sind stark zurückgebildet und können sich nicht ernähren) 3. Befruchtung von haploiden Eiern => Entstehung von widerstandsfähigen, diploiden Dauereiern => bei guten Umweltbedingungen entsteht hieraus wieder eine neue diploide Weibchengeneration → Pathenogenese bis sich die Lebensbedingungen wieder verschlechtern g) VO8 Entwicklung von Großgruppen Alle Tiere gehen auf einen gemeinsamen Vorfahren zurück ➔ Schwämme sind eine basale Gruppe ➔ Eumetazoa ist ein Taxon mit echtem Gewebe & mit Epithelien ➔ Die meisten Tiere gehören zum Taxon Bilateria; es gibt drei große Kladen innerhalb der Bilateria o Deuterostomia o Spiralia o Ecdysozoa ▪ Spiralia und Ecdysozoa gehören zu den Protostomia ▪ Die Chordata & einige andere Stämme gehören zu den Deuterostomia  Mollusca = Weichtiere; „molluscus“ = weich Beispiele: Schnecken, Muscheln, Kopffüßer Neben den Arthropoden (=Gliederfüßer) die zweitgrößte Tiergruppe Lebensraum: Süßwasser und Salzwasser Es existieren circa 28.000 Land-Schneckenarten Sie haben weiche Körper & ihre Rückenseite ist primär von Cuticula mit Kalkstacheln bedeckt (= schützende Schale aus Kalk) Teilweise sind Arten zurückgeblieben oder vollständig verschwunden Flüsse fließen immer schneller durch Landwirtschaft kommt Lebensraum Strukturen in Zerstörung der Aerosion in Flüsse Flüssen mittlerweile sehr Lebensräume und der schlecht viele Flüsse sind mittlerweile Lebensraumqualität begnadigt worden Flüsse und Bäche schlammen immer mehr zu (Frühstadien werden zerstört) Mollusca haben einen Körperbauplan aus 3 Teilen:  Muskulöser Fuß (Fortbewegung)  Eingeweidesack (innere Organe)  Mantel Der Kopf ist bei den Mollusca nicht deutlich abgesetzt Häufig werden auch nur 2 Teile unterschieden:  Cephalopodium (Kopf + Fuß)  Visceropallium (Mantel + Eingeweidesack) „Osphradium“ = ein auf chemische Reize reagierendes Sinnesorgan „Radula“ = Raspelzunge aus Chitin (für die Nahrungsaufnahme) Sie sind alle bis auf die Landschnecken (immer Zwitter) geschlechtlich getrennt und entwickeln sich über Eier am Land Gastropoda (Schnecken): Schale (Schneckenhaus)= schützt den Körper vor Austrocknung und Verletzung => sehr viele Molluscen haben eine Schale Kopf mit 2 Augen + 1-2 Paar Fühler zum Tasten & um etwas wahrzunehmen (Kopf enthält die Sinnesorgane) Radula = Reibzunge Abwandlung der Radula: sehr scharf + hat Harpunen mit Gift (Beispiel= Kegelschnecken) Landlebende Schnecken haben keine Kiemen Mantelhöhle fungiert als Lunge/Gasaustausch Bivalvia (Muscheln): Alle Muscheln haben eine zweiklappige Schale „Schloss“ = Verriegelung auf der Rückseite; hält die zwei Schalen zusammen Haben einen reduzierten Kopf + eine Radula-Rückbildung; teilweise haben sie Tentakel am Mantelsaum mit Augen & Sinnesorganen Kiemen in der Mantelhöhle für Gasaustausch und Nahrungsaufnahme „Srudler“ = Einströmungsöffnung; Mantelhöhle; Kiemen; Ausströmungsöffnung Pilgermuschel: hat eine aktive Bewegung auf dem Meeresboden Cephalopoda (Kopffüßer): = aktive marine Räuber mit Tentakeln Haben einen schnabelartigen Kieferapparat; zerbeißen ihre Nahrung mit Gift im Speichel (lähmen mit dem Gift die Beute) Bewegung über Rückstoßprinzip => Trichter in Mantelhöhle; der Trichter kann in unterschiedliche Richtungen gestellt werden und diese Richtung entscheidet dann die Bewegungsrichtung „Sepium“ = die Schale umgebildet und nach innen verlagert oder fehlt vollständig Kraken: intelligentestes wirbelloses Tier; hat hoch entwickelte komplexe Sinnesorgane & Gehirn Können zum Teil sehr groß werden (bis zu 14 Meter) Schiffboote: sind die einzigen heute noch lebenden Kopffüßer mit einer äußeren Schale; die Schale ist gekammert und teilweise mit Luft gefüllt Annelida/Ringelwürmer „kleine Ringe“ = segmentierte Würmer ➔ Abschnitte mit gleicher Struktur innen & außen (= Segmente) Größe: wenige mm bis 3 Meter „Collagencuticula“ = keine Häutung, sondern Haut wächst mit Es gibt 3 Gruppen (abhängig von Anzahl der Borsten):  Vielborster  Wenigborster (Bsp.: Regenwurm)  Egel Scheinfüße: Vertreter der Errentia; besitzt Parapoiden; Lebensraum ist das Meer; fängt seine Beute von Röhren aus, die die Scheinfüße in den Meeresboden gegraben haben; jagt nach Berührungsreizen, indem die Scheinfüße ihre Beute mit den langen, aus den Röhren herausgestreckten, sensorischen Anhängen (Cirren) am Vorderende wahrnehmen Errantia: marin; räuberisch; Aasfresser; herbivor (ernähren sich von Pflanzen) „Parapodien“ = Schein-Füße zur Fortbewegung Im Pharynx (Rachen) sind zahnartige Strukturen; sie haben hochentwickelte Sinnesorgane wie Fühler & Augen Sedentaria: graben sich im Boden ein; haben gut entwickelte Kiemen („sedere“ = sitzen) „sedentäre Art“ = Art, die an einem Ort existiert und keine hohe Mobilität hat Huidinae (Egel): Rasiermesserähnliche Kiefer Besitzen ein lokales Betäubungsmittel (damit der Wirt es nicht merkt, wenn sich der Blutegel ansaugt) & ein Blutungsgerinnungsmittel (damit das Blut nicht stockt) Können monatelang ohne Nahrung auskommen Verzehnfachen ihr Gewicht durch einmalige Nahrungsaufnahme Lumbricidae (Regenwürmer): Extrem wichtig für Ökosystemdienstleistungen Leben im Boden Bioturbation (= Serviceleistungen der Natur) => er gräbt überall herum; wichtig für die Fertilität vom Boden; ohne den Regenwurm wäre ein Boden ziemlich tot; Regenwurm schaut, dass der untere Boden mal nach oben kommt und der obere Boden einmal nach unten kommt -> sorgt für ein turning over Erschaffen „Ton-Hummus-Komplexe“ Ist meist zwittrig Ecdysozoa = Häutungstiere; die meisten Organismen der Welt gehören zu den Häutungstieren Molekulargenetisch & entwicklungsbiologisch identifiziert „ecdysis“ = Häutung; deshalb heißen sie Ecdysozoa Cuticula = oberste Hautschicht, die gehäutet wird Alle Adulten häuten sich nicht mehr; adulte Tiere sind ausgewachsen! Eine Raupe häutet sich circa 5x, bevor sie schlussendlich zum Schmetterling wird Es gibt zwei höhere Taxa:  Cycloneuralia (=Schlauchwürmer) → Nematoda  Panarthropoda (=Marienkäfer); 90% der Exdysozoa → Arthropoda Nematoda (Fadenwürmer): Lebensraum: im Boden aquatischer Lebensräume + am Land Vorhanden in Pflanzengewebe, Darm, Körperflüssigkeiten und Gewebe Größe: 1m; durchleben 4 Häutungen bis zum Adultstadium Haben kein Kreislaufsystem Nährstoffe werden durch die Leibeshöhlenflüssigkeit im ganzen Körper verteilt Das Muskelgewebe ermöglicht Fortbewegung Geschlechtliche Vermehrung über innere Befruchtung => Produktion von relativ wenigen & geschützten Eiern, die extreme Umweltbedingungen überleben können Es gibt ca. 25.000 Arten (evtl. deutlich mehr) Sie bauen organisches Material ab Nematoden sind Agrarschädlinge und können im Menschen Trichinose auslösen (Infektion über rohes Schweinefleisch oder Fleischbeschau) Arthropoden: = Gliederfüßler; haben eine exakte Gliederung und einen exakten Körperaufbau; über 1 Mio. Arthropodenarten beschrieben; besiedeln sämtliche Lebensräume und sind das erfolgreichste Taxa aller Metazoa Differenzierung des Körpers in funktionale Abschnitte, sogenannte Tagmeta Arbeitsteilung von verschiedenen Körperregionen, für: Sensorik; Nahrungsaufnahme; Laufen; Schwimmen; Atmung; Fortpflanzung; etc. → das alles wird durch Segmentierung möglich Funktionale Extremitätenabwandlungen (Laufen, Fressen, sensorische Wahrnehmung, Fortpflanzung, Verteidigung) Gegliederte und paarige Extremitäten Cutticula besteht aus Proteinschichten und Polysaccharid Chitin Probleme der Häutung: Kostspielig; unmittelbar nach der Häutung ist das Tier eine leichte Beute Sinnesorgane: Augen, Geruchsrezeptoren, Antennen, Fühler => meist am Kopf, gibt aber auch Sinnesorgane an den Füßen (bei z.B.: Schmetterlingen oder Spinnen) Kreislaufsystem: offen; Hämolymphe Es gibt drei Hauptgruppen der Arthropoden:  Chelicerata (Skorpione; Milben/Zecken; Spinnen)  Myriapoda (Tausendfüßler)  Pancrustacea (Krebse; Insekten) Aufbau von Arthropoden: Dreiteilung in Kopf, Torax (Brustbereich) und Pleon (Hinterteil) Entstehung von Arthropoden: haben großen Erfolg durch ihren Körperbau; Arthropoden gibt es seit der kambrischen Artenexplosion; neben den Arthropoden gibt es auch die Stummelfüßer (ebenfalls segmentierter Körper, jedoch weitgehend untereinander gleiche Körpersegmente) h) VO9 Chelicerata (Spinnentiere) Name kommt von ihrem Kiefer Klauenartige Kopfextremitäten zum Ergreifen der Beute Körperbau in zwei Teile aufgeteilt:  „Prosoma“ = Vorderkörper  „Opisthosoma“ = Hinterkörper Komplexaugen (mehrere Augen, die zu einem zusammengefasst werden) sind zu einfachen Augen (einzelne Augen) umgewandelt; Spinnen haben meist mehrere Augen angebracht, das sind aber keine Komplexaugen Euryptioa (Seeskorpione) sind frühere Verwandte der Chelicerata Letzte Überlebende: Asselspinne und Schwertschwanzspinne Beispiele: Skorpione; Spinnen (meist nachtaktiv); Milben/Zecken → alle parasitisch lebend Haben in der Regel 4 Laufbeine „Chelizeren“ = sezernieren der Beute; Verdauungsenzyme in verflüssigtem Gewebe; extratestinale Verdauung Gasaustausch in der Fächerlunge bzw. Bauchlunge Skorpione haben eine fluoreszierende Flüssigkeit in sich; sie leuchten nur wenn man Schwarzlicht anlegen (Skorpione strahlend weißlich/bläulich) → Leuchten nicht einfach von selbst Arachnida (Spinne): Anpassungen: besitzen ein Spinnennetz aus Seide; Produktion des Spinnennetzes durch Opisthosoma Spinnennetz aus Seide ist eine Schutzlinie kann aber auch andere Funktionen haben (z.B.: bei der Partnersuche, wickelt die männliche Spinne ein Insekt ein & schenkt es einem Weibchen und das Weibchen sucht sich das schönste Geschenk aus) Spinnennetz wird verwendet für: Nahrung; Rettungsleine; Schutz der Eier; „Geschenkpapier“ (siehe Beispiel oben); Ballon zum Verdriften Der Vorderkörper der Spinne hat eine ganze andere Funktion als der Hinterkörper Myriapoda Diplopoda (Doppelfüßer): Bekannt als „Tausendfüßler“ Eventuell die erste Gruppe, die das Land besiedelt hat Besitzt Antennen, eine kieferartige Mandibel und 9-350 Beinpaare Haben Rumpfsegmente aus 2 verschmolzenen Segmenten mit 2 Paar Laufbeinen Ernährung von abgestorbenen Pflanzenmaterial Tausendfüßler ernähren sich rein vegetarisch → zerkleinern das sich schon zersetzte Blatt und nimmt es auf Sie sind harmlos und kann man auf die Hand geben Chilopoda (Hundertfüßer): Alle terrestrisch → extrem gefährlich Sind Fleischfresser (=Carnivor) Besitzen ein Rumpfsegment mit umgebildeten Extremitäten mit Giftklauen (lähmen damit ihre Beute und verteidigen sich) Hundertfüßer sind Jäger, ihr Biss schmerzt sehr! morphologisches Unterscheidungsmerkmal: Tausendfüßler sind etwas platter und schneller, haben immer 2 Beinpaare auf jedem Körpersegment; Hundertfüßer sind langsamer und runder, pro Körpersegment haben sie ein Beinpaar Crustacea (Krebse) Fast alle Krebse leben im Meer/Süßwasser; nur wenige Arten leben an Land Hoch spezialisierte Körperanhänge Besitzen 2 Paar Antennen (Plesiomorphie = ursprüngliche Merkmalsausprägung, die vor der betrachteten Stammlinie entstanden ist und in dieser unverändert erhalten blieb) Mundwerkzeuge aus Mandibeln und 2 Paar Maxillen Laufbeine an Thorax, Pleon und Telson mit Schwanzfächern Viele Krebse besitzen 2 Scheren Körperaufbau: ➔ Kopf ➔ Brustteil ➔ Hinterteil Sinnesorgane sind größtenteils am Kopf angebracht (Antennen, Augen, Mundwerkzeuge) Verlorene Körperanhänge (Beine oder Scheren) können bei der nächsten Häutung wieder ersetzt werden Gasaustausch über die Cuticula oder Kiemen (Gasaustausch kann über den ganzen Körper ablaufen) Nierenorgane halten das Elektrolytgleichgewicht in der Hämolymphe stabil Fortpflanzung: getrennt geschlechtlich; Sperma wird mit Pleopoden in die Geschlechtsöffnung des Weibchens eingebracht Larvenstadium ist entweder Krill oder Plankton Decapoda: = großen Krebse; geschmacklich gut 5 Paar Laufbeine (erstes Paar sind die großen Scheren) Vertreter: Hummer, Flußkrebs; Krabben; Garnelen Lebensraum: Meer; teilweise Süßgewässer; in den Tropen existieren auch Landbewohner Copepoda: = Ruderfußkrebse; wichtigste Planktonorganismen Nahrung für Wale und den Menschen (wird als Dünger eingesetzt) Winzig klein, aber auch extrem artenreich; sind meist als Plankton unterwegs; sind sehr zahlreich im Meer vorhanden Cirripedia: = Rankenfüßer Gehört zu der Gruppe sessiler Crustacean und filtern mit Körperanhängen Beispiel: Entenmuscheln; Seepocken (an Schiffrümpfen oder Walen festgewachsen) Cuticula mit Calciumcarbonateinlagerung für Schalenentwicklung (Schalenentwicklung zum Beispiel bei Seepocken → extrem hart) Isopoda (Asseln): Eine der größten Crustaceangruppe terrestrisch (leben an Land); leben in feuchtem Laub circa 11.000 Arten Insekten Funktionelle Diversität der Insekten: Insekten sind unglaublich vielfältig; man findet Insekten in fast jedem Lebensraum Viele Insekten entwickeln sich als Larve im Wasser und kommen dann erst im Adulstadium an Land Fast alle Insekten haben Flügel Wasser = Schwimmkäfer Im/auf Boden: Laufkäfer; Maulwurfsgrille Luft: Großlibelle Räuber: Sandlaufkäfer Detritivor (heterotroph): Schabe Herbivor: Heuschrecke Aufbau von Insekten: Insekten haben komplexe Organsysteme Dreiteilung des Körpers:  Kopf mit den Sinnesorganen (komplexe Augen; 1 Paar Antennen)  Torax; Brustbereich, an dem die Extremitäten hängen (am 2. und 3. Brustsegment findet man die Flügel)  Abdomen; Hinterleib Jeder Körperabschnitt hat eine eigene Funktion Kopf: Sinneswahrnehmung Torax: Fortbewegung Abdomen: Verdauung und Fortpflanzung Insekten sind irrsinnig alt und haben somit eine enorme Chance zu mutieren und sich weiterzuentwickeln Insektenfossil aus Devon: 416 Mio. Jahr alt Fliegen war ein enorm wichtiger Schlüsselfaktor in der Evolution der Insekten → sie konnte eine neue Nische besiedeln Es kam zuerst zu der Entwicklung von 2 Flügelpaaren; die Flügel wurden auf das Abdomen abgelegt Die Entwicklung der Pflanzen hat die Artenvielfalt bei den Insekten noch einmal richtig gepusht; wichtige KoEvolution zwischen Pflanzen und Insekten Häutung ist verschieden oft; ist je nach Tier unterschiedlich; oft ist die Anzahl der Häutung festgelegt in einer Art, es kann aber je nach Umweltbedingungen unterschiedlich sein Sexuelle Fortpflanzung; Insekten sind getrennt geschlechtlich Partnererkennung: visuell über Farbe/Muster, Gesänge oder Pheromone (Partnererkennung ist ziemlich stark ausgeprägt) Befruchtung: Deponierung der Spermien in der Genitalkammer von Weibchen; innere Befruchtung; in der Regel gibt es irgendeine Art von Genitalkammer; die Spermien werden aktiv in das Weibchen abgelegt i) VO10 Entwicklung von Insekten:  Hemimetabole Entwicklung: keine Verwandlung & kein Puppenstadium  Holometabole Entwicklung: vollständige Verwandlung & Puppenstadium  Metamorphose: vollständiger Umbau äußerlich und innerlich; Veränderung über Ruhestadium (sogenanntes Puppenstadium) Kurzlebigkeit im Adultstadium: häufig wird keine Nahrung mehr im Adultstadium aufgenommen Falter haben eine Art „Frostschutzmittel“ in der Hämolymphe und können so bei eisigen Temperaturen nicht erfrieren Insektenflug: Insekten hatten ursprünglich Kiemen Hexapoda sind primär flügellos → das Flugvermögen entwickelte sich im Karbon & Perm (vor über 300 Mio. Jahren) Folge: Artenexplosion (es wurde ein neuer Lebensraum, die Luft, bevölkert) Zuerst nur kurze Flügel; ursprünglich hatten zum Teil drei Flügelpaare Insektenflug ist ein ganz wichtiger Fitnessvorteil; bietet enorme Vorteil (Schlüssel Innovation) ➔ Entkommen vor Räuber ➔ Effektive Nahrungssuche ➔ Finden von Geschlechtspartnern ➔ Schnelle Neubesiedelung von Lebensräumen Die meisten rezenten Insekten tragen 2 Paar Flügel; das Fliegen ist ein ganz wichtiger Faktor für ein gutes Leben wir haben zurzeit eine große Änderung in der Umwelt und da haben Organismen, die zu einem bestimmten Zeitpunkt ihrer Lebensphase beflügelt sind, einen extremen Fitnessvorteil Bei guten Fliegern sind Vorder- und Hinterflügel oft zu einem einzigen funktionalen Flügelpaar vereint Bei einigen Gruppen wird nur ein Flügelpaar zum Fliegen genutzt (bzw. ein Flügelpaar reduziert) o Schmetterlinge: Vorder- und Hinterflügel überlappen o Fliegen: Hinterflügel zu Schwingkölbchen reduziert (diptera = zwei Flügler) o Bienen/Graswespen: Vorder- und Hinterflügel verhakt (Verhakung der Vorder- und Hinterflügel durch die Häkchen können sich zusammensetzen und funktionieren als ein großer Flügel) o Käfer: Hinterflügel durch Vorderflügel geschützt (Hinterflügel sind zusammengefaltet versteckt hinter den Vorderflügle; Vorderflügel schützt den Hinterflügel; Vorderflügel = Elytren) Odonata = Groß- und Kleinlibellen Sind sehr schnell unterwegs; haben teils sehr ausgeprägte Komplexaugen Lebensraum: Süßwasserhabitat weltweit Flügel: 25-140mm Libellen sind Räuber, die ihre Beine als Fangkorb verwenden Männchen sind zum Teil territorial und haben ein sekundäres Geschlechtsorgan am zweiten & dritten Abdominalsegment Paarungsrad: Männchen können oft Spermien von Rivalen aus vorherigen Paarungen aus weiblichem Genitaltrakt entfernen Zygoptera (Kleinlibelle): Vorder- und Hinterflügel sind ungefähr gleich geformt; die Flügel sind am Körper angelehnt; Facettenaugen die klein und weiter voneinander entfernt Anisoptera (Großlibelle): Hinterflügel an der Basis breiter als die Vorderflügel; die Flügel stehen senkrecht vom Körper weg; Facettenaugen sind groß und stehen eng beieinander Montodea = Gottesanbeterinnen Circa 2300 Arten Weltweit Lebensraum: tropische & temperierte Regionen (kommen aber durch den Klimawandel immer mehr zu uns) Sind aktive Räuber (Larve und Adultier sind beide räuberisch) Schwarzer Punkt auf den Die Vorderbeine sind zu Fangbeinen umgewandelt Facettenaugen ist eine pseudo Pupille; das sind die Punkte, in die Optische Orientierung man zufällig gerade hineinschaut; Haben eine stationäre Lebensweise (Lauerjäger) → relativ gut macht sie ein wenig charismatischer getarnt; sitzen irgendwo und schlagen dann zu Sind oft sehr gut getarnt (z.B.: Orchideenmantis) Eier werden in Ootheken abgelegt => Schutz der Eier von mechanischen Einflüssen; Temperaturisoltion; 10-400 Eier pro Oothek Otheke: Eier in der Oothek; Weibchen bilden einen Schaum, den sie mit den Eiern rauslassen; dieser Schaum schützt die Eier vor Umweltbedingungen und Fressfeinden Weibchen können Männchen bei der Kopulation attackieren und verzehren Orthopetra = Lang- und Kurzfühlheuschrecken Circa 15.000 Arten; weltweit verbreitet Größe: mittelgroß bis groß Stridulieren zur Partnerfindung; Artspezifisches Klangmuster → haben ein Tympanalorgan zur akustischen Sinneswahrnehmung Hinterbeine sind in der Regel zu Sprungbeinen umgewandelt Lang- und Kurzfühlheuschrecken unterscheiden sich grundsätzlich welche Töne sie machen und welche Ohrorgane sie haben Caelifera (Kurzfühlheuschrecken):  Stridulation: Innenseite des Hinterflügels reibt gegen Außenseite des Vorderflügels → macht dadurch Geräusche und seinen Gesang  Tympanalorgane seitlich am 1. Abdominalsegment  Vegetarisch Ensifera (Langfühlheuschrecken):  Stridulation: Innenseite des Vorderflügel reibt gegen Außenseite Hinterflügel  Tympanalorgan ist an Protibia  Weibchen mit langem Ovipositor (Säbel; brauchen sie, um die Eier in die Erde hineinzulegen)  Eier in schaumiger und aushärtender Substanz  Grundsätzlich Räuber Hemiptera = Wanzen, Zikaden, Pflanzenläuse Circa 80.000 Arten; weltweit verbreitet Größe: 0,5-110mm Das Labium formt einen Schaft um Mandibeln und Maxillen, der als Stech- und Saugrüssel dient (=Proboscis) Blattläuse: stechen mit ihrem Proboscis in den Pflanzenstängel hinein Heteroptera (Wanzen) „tera“ = Flügel „hetero“ = verschieden-Artig Vorderflügel: eine Hälfte ist ledrig, die andere Seite ist häutig Haben Antennen mit 4 bis 5 Segmenten Auf dem Rücken haben sie ein großes dreieckiges Scutellum → Wanzendreieck Sind zumeist Pflanzenfresser, gibt aber auch Räuber, welche kleinere Athropoden und Ektoparasiten jagen Wanzen können Krankheiten übertragen Hymenoptera = Pflanzen- und Taillenwespen Circa 132.000 Arten und weltweit verbreitet Größe: sehr klein; 0,139-50mm ➔ Plesiomorphie: keine Wespentaille; oder positiv formuliert: der Hinterleib sitzt auf dem Brustbereich auf ganzer Breite auf ➔ Apomorphie: Wespentaille; tiefe Einschnürung zwischen 1. und 2. Abdominalsegment; neue Körpergliederung in Mesosoma, Petiolus und Gaster Coleoptera = Käfer Circa 400.000 Arten; weltweit verbreitet Größe: 0,325-170mm Käfer sind die Gruppe mit den meistbeschriebenen Arten Sind in quasi allen terrestrischen Lebensräumen vorhanden Ihre Biologie ist extrem vielfältig!! Lepidoptera = Schmetterlinge Über 150.00 Arten, weltweit verbreitet Flügelspannweite (Größe): 1,5-300mm Können bis in große Höhen leben (wie z.B. am Himalaya bei bis zu 6000m) Schuppen sind abgeflachte Haare Manche Männchen haben Duftschuppen Färbung durch Pigment- oder Strukturfarben; teilweise mit UV-Muster Nehmen teilweise große Wanderungen auf sich (z.B.: in Überwinterungsgebiete) Manche Arten sind Schädlinge an Nutzpflanzen Mundwerkzeug wurde zum Saugrüssel umgewandelt zur Nektaraufnahme Larven = phytophag (sind also Pflanzenfresser) Diptera = Mücken und Fliegenlinge Circa 85.000 Arten (möglicherweise um einiges mehr); weltweit verbreitet Größe 0,4-70mm Mundwerkzeug: stechend-saugend oder leckend-saugend Hinterflügel zu Schwingkölbchen (Halteren) reduziert; dient der Lagekontrolle während des Fluges Larven sind extrem vielgestaltig Teilweise Überträger von Humanpathogene (z.B.: Malaria) j) VO11 Echindodermata = Deuterostomia (Seesterne; Seeigel; andere Stachelhäuter) DNA-Sequenzen/ phylogenetische Analyse zeigen nahe Verwandtschaft zwischen Echinodermata und Chordata Typisch für deuterostome Entwicklung: Radiärfurchung; Bildung von Anus Langsam fortbewegend oder sessil (bleiben an einem Ort) Meeresbewohner Besitzen ein mesodermales Endoskelett aus Kalkplatten haben Höcker/bewegliche Stacheln Einmaligkeit bei den Echindodermata: Ambulakralgefäßsystem (ein hydraulisch arbeitendes Gefäßsystem mit röhrenförmigen Füßchen) → Ambulakralfüßchen dienen der Fortbewegung; Nahrungsaufnahme und dem Gasaustausch (einmalig für diese Organismengruppe!!) Die meisten Echinodermen sind getrennt geschlechtlich Eizellen & Spermien werden in Wasser abgelegt und es entwickeln sich planktische Larven; die Larven von Echinodermen sind bilateralsymmetrisch Die meisten äußeren Strukturen von adulten Echinodermen sind aus dem Zentrum nach außen gewachsen Haben im Adultstadium zum Teil radiärsymmetrische Ähnlichkeiten Echinodermen haben 5 Speichen/Radien mit Zwischenräumen (=Interradien) Die Öffnung (Madreporenplatte) des Ambulakralsystems ist nicht mittig, sondern zur Seite verschoben Crinoidea (Seelilien und Haarsterne): Sehr alte Gruppe mit konservativer Evolution Seelilien sind mit einem Stil am Substrat verwachsen Haarsterne kriechen sehr langsam über den Boden und haben Arme zum Strudeln Haarstern Seelilie Asteroidea (Seesterne): Besitzen 5 oder mehr Arme Haben eine Zentralscheibe Unterseite besitzt ein röhrenförmiges Ambulakralfüßchen Haftwirkung funktioniert nicht über Saugwirkung, sondern durch chemische Adhäsion (Klebdrüsen) → öffnen ihre Beute (Muscheln) mit Klebefüßchen Ausstülpen eines Teils des Magens aus Mundöffnung und Injektion von Verdauungssäften Besitzen ein hohes Regenerationsvermögen → verlorene Arme können nachwachsen Seegänseblümchen: weiterer Vertreter; wurde 1986 entdeckt; armlos mit einem scheibenförmigen Körper und einer fünfstrahligen Organisation; besitzt Stacheln mit Kiemen und Seitenliniensystem verschwinden erst später Haben eine Haut ohne Verdunstungsschutz Eiablage und Aufzucht: ➔ In temporären Gewässern (r/k-Strategen) temporär = nur für kurze Zeit existent und trocknen dann im Sommer mal aus Risiken: Frosch legt Eier in die Pfütze und nach wenigen Wochen trocknet Pfütze aus und Eier sind tot r-Stratege = Reproduktionszahl k-Stratege = Kapazitätsausmaß Frosch legt extrem viele Eier und haben keine Brutpflege  es gibt Organismen, die nur wenige Nachkommen haben und somit intensive Blutpflege durchmachen ➔ Tragen die Eier auf ihren Rücken/Mund/Magen ➔ Wallace Flugfrosch produziert ein aufgequirltes Eiernest In den Tropen gibt es Flugfrösche, die bis zu 20 Meter überbrücken können Lebensräume von Amphibia = Landschaften mit Gewässern; feuchte Ökosysteme (Regenwälder); in Höhlen; im Gebüsch; unter Steinen Gefährdung von Amphibien: 1/3 aller Amphibienarten sind weltweit bedroht oder bereits ausgestorben; sie haben eine durchlässige Haut zur Stoffaufnahme; sie sind Biotopkomplexbewohner, wodurch es oft zu Habitatverlust kommt; durch Pilze oder die Klimaerwärmung sterben sie aus Amniota: Im Gegensatz zu den Amphibien brauchen Amniota nicht zwingend den aquatischen Lebensraum, um sich entwickeln zu können → es sind Tetrapoda, die auch in ihrer Fortpflanzung an das Landleben angepasst sind Bis heute überlebt haben: Schildkröten; die Krokodile; die Vögel; die Eidechsen; die Schlangen und die Säugetiere Es gibt zwei Gruppen innerhalb der Amniota: Sauropsida (=Schuppenkriechtiere; Schildkröten; Krokodile; Vögel) und Mammalia (Säugetiere → werden nicht zur Prüfung abgefragt) Es gibt einige wenige sekundär aquatische Organismen wie die Wale, Seekühe oder Pinguine (sind wieder zurück in den aquatischen Lebensraum gewandert) Die meisten Gruppen der Amniota sind ausgestorben (z.B.: Dinosaurier) Abgeleitete Amniotamerkmale: Amnioten sind nach vier Organen benannt = Amnion; Chorion; Dottersack; Allantois → sind in den Eiern etabliert Haben sogenannte extra-embryonale Anfangsorgane außerhalb des Embryos Funktionen: Flüssigkeitsgefüllte Kammer (Amniohöhle); Nahrungsreserven; Gasaustausch; Abfallentsorgung Besitzen entweder eine Kalkschale (wie bei Vögeln) oder ledrige bis weiche Haut (wie bei Lepidosaurier) Weiter Schlüsselanpassungen sind ein Brustkorb, in dem die Lunge ventiliert und die Veränderung der Haut (ist durch die Einlagerung von Keratin Wasserundurchlässig) und eine effektive Lungenatmung Das Amniotenei = Frühe Amnioten schauen Eidechsen ähnlich und besitzen scharfe Zähne; waren räuberisch und später auch herbivor (=ernähren sich vegetarisch) Sauropsida (= Brückenechsen; Schlangen; Vögel; Krokodile) Charakteristika: Schuppen; Haut muss als Ganzes im Laufe des Wachstums abgestreift werden; Eiablage an Land Besitzen eine Thermoregulation: Warmblüter heizen sich selbst und die Körpertemperatur ist eigenreguliert; bei Kaltblüter ist die Körpertemperatur von der Umwelt abhängig (Bsp.: Schlange, Echsen) Es gibt 2 Hauptlinien:  Lepidosauria (Brückenechsen; Echsen; Schlangen)  Archosauria (Krokodil; Dinosaurier) Brückenechsen (Lapidosaurier): Früher sehr divers, heute nur 2 Arten → die meisten Arten lebten vor 220 Mio. Jahren Besitzen einen dapsider Schädel mit Schläfenbrücken Heute: nur mehr auf 30 Inseln auf Neuseeland vertreten → sind nicht auf invasive und aggressive Arten angepasst und deshalb gefährdet (wurden ganzen Inseln vergiftet, damit die invasiven Arten sterben und die Brückenechsen in Ruhe auf diesen Inseln leben können) Squamata (Echsen, Schlangen): = Schuppenkriechtiere; circa 7900 Arten Neben den Vögeln die artenreichste Gruppe der Sauropsida Größe: 16mm – 3m (haben einen Komodowaran mit pathogenen Bakterien oder Gift → wenn man gebissen wird, dann wird man durch die pathogenen Bakterien manchmal nicht nur krank, sondern kann auch sterben, denn der Schleim ist toxisch) Schlangen sind beinlose Schuppenkriechtiere Die Rumpfmuskulatur ist entscheidend für die Fortbewegung Besitzen kein Trommelfeld, sondern nehmen Bodenschwingungen wahr Besitzen komplexe chemische Sinnesorgane und haben wärmeempfindliche Organe am Kopf; für die Nahrungsaufnahme haben sie einen sehr beweglichen Kopf Testudines (Schildkröten): Gibt Land- und Wasserschildkröten Die phylogenetische Stellung ist noch umstritten Sie haben einen kastenartigen Panzer (Rücken- und Bauchplatte) zum Schutz vor Räubern → hat sich schon sehr früh etabliert und hat sich durchgesetzt => Brustpanzer hat sich zuerst ausgebildet und erst später kam der Rückenpanzer hinzu Es gibt circa 307 Schildkrötenarten  Halswender-Schildkröte: legen ihren Hals zur Seite  Halsberger-Schildkröte: ziehen Hals und Kopf senkrecht in den Panzer Lebensräume = Wüsten; Gewässer; Flüsse; Meer warum kein Panzer bei Meeresschildkröten? Meeresschildkröten haben einen zurückgebildeten Grund: es droht keine Austrocknungsgefahr und relativ Panzer; die Vorderextremitäten wurden zu Flossen geringer Prädationsdruck; und definitiv auch wegen vergrößert dem Gewicht, mit dem schweren Panzer kann die Gefährdung der Schildkröten: Lebensraumverlust; Schildkröte nicht so gut schwimmen Beifang; Bebauung von Stränden Crocodylia (Archosauria): Alligatoren (in Süd- und Mittelamerika) und Krokodile (in Afrika) Reichen bis in die späte Trias zurück Anpassung an Wasserlebensraum → semiaquatisch: legen Eier im terrestrischen Lebensraum ab; die meiste Zeit ihres Lebens verbringen sie im aquatischen Lebensraum; Qualität des Brutortes ist sehr wichtig; sie bilden eine Bruthöhle und verteidigen diesen Bereich auch, aber es ist keine richtige Brutpflege Haben nach oben weisende Nasenlöcher für die Luftatmung Es gibt 23 Arten; sie leben im warmen Gebieten der Erde und können eine Körperlänge von bis zu 12m erreichen Aves (Archosauria): = Vögel; gibt 10.000 Arten Essenzielles angeleitetes Körpermerkmal ist die Gewichtsreduktion (um perfekt fliegen zu können) Sie haben keine Harnblase, nur einen Eierstock, die Gonaden sind außerhalb der Brustsaison und sind sehr klein; Vögel besitzen keine Zähne Es entwickelten sich Federn & Flügel → Federn haben sich sehr sehr früh schon entwickelt (zuerst gar nicht da für den Luftraum, sondern um Körperwärme zu behalten) Nahrung: Vögel ernähren sich völlig unterschiedlich (manche fressen Vögel; manche fressen Insekten; manche fressen Körper; manche ernähren sich von Blütenstaub, Nektar, Pollen, usw.) Tetrapoda: 4 Gliedmaßen => zwei dieser Gliedmaßen wurden zu Flügel angepasst wenn wir Knochen aufmachen, dann sind sie nicht ausgefüllt, sondern sie haben eine starke fädige Struktur mit vielen Hohlräumen --> sie sind extrem leicht und trotzdem stabil Arten des Fliegens: Kraftflug, Gleitflug, Segelflug Vorteile des Fliegens: entkommen von Prädatoren; Nahrungsquellen; neue Habitate Vögel haben Federn zum Fliegen und als Isolation (Fettschicht) etabliert → haben somit eine konstante Körperwärme Sie haben ein effektives Atmungssystem (Lunge) & ein sehr gutes Sehvermögen (3D) & ein sehr großes Gehirn Besitzen eine komplexe Balz Eiablage und Brüten erfolgt von Männchen und Weibchen Urvogel = vor circa 150 Mio. Jahren Rezente Vögel: die ersten Belege für neornithe (neue/moderne) Vögel vor 65,5 Mio. Jahren Es kam zur Modifikation der Schnäbel und Füße => optimal auf Nahrung und Umwelt angepasst Flachbrustvögel/Ratiten: sind alle flugunfähig (Bsp.: Straus; Nandus; Kiwis; Kasuare; Emus) Pinguine sind ebenfalls flugunfähig Urvogel