Zusammenfassung Zoologie WS 22-23 2.pdf

ZUSAMMENFASSUNG ZOOLOGIE STEOP I WS 22/23  Choanoflagellata sind die nächste Verwandten Zusammenfassung Zoologie der Tiere. Sie stellen die Schwestertaxa dar. Was ke...

ZUSAMMENFASSUNG ZOOLOGIE STEOP I WS 22/23  Choanoflagellata sind die nächste Verwandten Zusammenfassung Zoologie der Tiere. Sie stellen die Schwestertaxa dar. Was kennzeichnet ein Tier? Sie sind eine kleine sehr unscheinbare marine · Tiere ernähren sich von anderen Gruppe Lebewesen, sie sind heterotroph Tiere sind aktiv beweglich Verwandtschaft der Tiere (Metazoa) & Tiere haben Sinneswahrnehmung Choanoflagellata Organismen Gemeinsames Merkmal mit einer Gruppe von kontakte =Organismische Organisationsebene Tiere sind vielzellige Organismen, die Einzellern: Choanocyten (Kragengeißelzellen). um Geisel ist ein -spezialisierte zelen- Sierung ! aus Kragen Zellen stehen in Kontakt und Choanoflagellata sind sehr auffällig gebaut. Sie fare Härchen net angeor Informationsaustausch miteinander besitzen einen Tentakelkranz. In der Mitte > - Nahrung , Tierische Zellen sind spezialisiert, arbeitsteilig und kooperieren dieses Tetakelkranzes ragt eine bewegliche Partnese Geißel hervor. Diese macht Peitschenähnliche Tiere zeigen Zelldifferenzierung Bewegungen & kann somit einen während der Ontogenese (= Wasserstrom Entwicklung des Körpers) erzeugen & = Zelluläre Organisationsebene Nahrungspartikel aufwirbeln. Sie leben Systeme der Lebewesen normalerweise allein, Vielzellige Organismen (verschiedenen können sich aber „Algen“, Pflanzen, Pilze und Tiere); unter Umständen Vielzelligkeit konvergent mehrfach & auch zu Kolonien unabhängig aus einzelligen Vorfahren zusammenfinden. entstanden. nicht verwarten - arten bilden Bei Schwämmen gibt MERKMAL Ahneiche es sehr ähnlich > Enneiche i elt gebaute Zellen. → - bedienungen Choanocyten. Choanoflagellata & Choanocyten sind morphologisch kaum unterscheidbar. Ähnliche Choanocyten findet man auch bei Metazoa wie Nesseltieren, Plattwürmer & 5 Tiere sind heterotrophe vielzellige Stachelhäuter, aber nicht bei Einzellern, Pflanzen oder Pilzen. Auch DNA-Sequenzen sprechen dafür, dass Choanoflagellata die Schwesterntaxa der eukaryotische Lebewesen. Choanoflagellata (Kragengeißeltierchen): Leben ist einmal auf der Erde entstanden. Schwesterngruppe der Tiere Daher muss es auch Verwandtschaftliche Konstruktion eines Cladogramms erfolgt Verhältnisse zwischen den Lebewesen geben. aufgrund gemeinsamer apomorpher Merkmale, d. h. alle Mitglieder der Taxon Cladogramm→ Stammbaum, wird von links besitzen Merkmale, die in Vergleich zu den nach rechts gelesen. Vorfahren neu erworben sind. Anhand der oberen Abbildung: links oben ist Plesiomorphe Merkmale sind vor der der gemeinsame Vorfahre aller Organismen. betrachteten Stammlinie entstanden sind. Danach Teilen sich die Entwicklungen auf. Je weiter diese Verbindungen von dem Ursprünglichen Organismus entfernt sind, desto näher sind diese miteinander verwandt. Zuerst haben sich die prokaryotischen Lebensformen entwickelt. Auch genetische Nachweise sprechen für die Beispiele: Verwandtschaft von Taxa und können somit bei der Einteilung eines Cladogramms Vertebrata → Wirbeltiere verwendet werden. Mollusca → Weichtiere z.B.: Schnecken & Muscheln Apomorphes Merkmal→ abgeleitetes Arthropoda→ Gliederfüßer z.B.: Merkmal Krebstiere Echinodermata→ Stachelhäuter z.B. Plesiomorphes Merkmal → Ursprüngliches Seeigel Merkmal Porifera → Schwämme Synapomorphes Merkmal→ gemeinsam sTieme Organisationsstufen der Metazoa abgeleitetes Merkmal Unterschiedliche Komplexität im Taxon→ Gruppe grundsätzlichen Körperbau („Bauplan“) der Tiere Wann sind Tiere entstanden? I Erste Tierfossilien vor etwa 600 Millionen Porifera (Schwämme): Einfacher Jahre. Schrittweiser Anstieg des Verband funktionell differenzierter Sauerstoffgehalts im Meer führte vermutlich Zellen zur Evolution komplex gebauter Tiere am Cnidaria (Nesseltiere) Echte Gewebe, Übergang zum Kambrium vor etwa 550 sackförmiger Körper aus 2 Millionen Jahren; d.h. „Kambrische Explosion“ Körperschichten (= diploblastischer Körperbau, d.h. Ektoderm u. Die ersten Photosynthese betreibenden Entoderm) Protozoen, haben Sauerstoff ins Wasser Bilateria (z. B. Weichtiere, abgegeben. Das ist als Gas ausgetreten & hat Arthropoda, Wirbeltiere): 2-seitige die trockenen Teile der Erde oxidiert. Dann hat Körpersymmetrie, drei es sich langsam im Wasser angesammelt & ab Körperschichten (= triploblastischer einem gewissen Prozentsatz, etwa 1-2% sind Bau, d.h. Ektoderm, Entoderm und die ersten Tiere entstanden. Diese konnten Mesoderm), Gewebe bilden Organe (= den Sauerstoff für ihre eigene Physiologie funktionelle Einheiten) und Organe verwenden. bilden Organsysteme, Körperhohlräume, oft modularer Körperbau (= Segmentierung) Ektoderm→ außen Endoderm→ innen Mesoderm → mitte Zur Übersicht der einzelnen Taxa siehe https://www.studydrive.net/de/doc/bauplane -verschiedener-taxa/1418339?ref=2997745 Nach der kambrischen Explosion entstanden die ersten Vorläufer der Vertebrata → „Startpunkt“ höherer Lebewesen Vertebrata→ Wirbeltiere Wo findet man die größte Vielfalt an Tieren? Das Meer beherbergt alle Großgruppen der Tiere. Eine Aufsammlung von tierischen Resten auf einem Meeresstrand ergibt Vertreter verschiedenster Tier-Stämme. Apomorphes Merkmal: #HBEGRiffeltiere abgeleitetes Merkmal > Molusca- > Weehtiere - Plesiomorphes Merkmal > Athropodae Gliderfüßer - : Ursprungliches Merkmal > Echinodermatas - Stachelhäuter Synapomorpher Merkmal : > - Porifern - Schwämme gemeinsam abgeleitetes > - Cridaria - Nesseltiere Merkmal tig : Befruchtete fizelle : Eygate ↳zeuteilung erz, i Blastula ↳ Hohlkugh stülbt sich ein + bildet eine Innenschicht von zellen GASTRULA COELOM : Die Sekundäre Leibeshähle bildet sich aus dem Meso. term Stamm Porifera (Schwämme) Amoebocyten zur intrazellulären Verdauung Aquatisch, meist marin, festgewachsen weitergegeben. ~ 6000 Arten; mehrere Gruppen: Fortpflanzung durch ungeschlechtliche Glasschwämme (Hexactinellida) mit Knospung oder geschlechtliche Fortpflanzung, Silikatskelettelemente, Kalkschwämmen dann fremde Spermien (aus Choanocyten (Calcarea) mit Kalkskelettelementen, Horn- u. gebildet) eingesaugt, in Choanocyten Kieselschwämme (Demospongiae) mit aufgenommen und zu Eizellen (aus Hornskelett Archäozyten gebildet) transportiert; Pinacocyten, Archäozyten, Choanocyten Unregelmäßiger Körper, Verband Mobile begeißelte Larven schwimmen, setzen verschiedener Zelltypen, nicht stark sich fest und wandeln sich in kleinen verbunden, keine Gewebe, keine Organe Schwamm um. Körper mit Wandporen (Einströmöffnungen); Stamm Cnidaria (Nesseltiere) innen liegende Kanälen und Hohlräumen Cnidaria mit diploblastischem Körperbau, d.h. führen zur wenigen Ausströmöffnungen Ektoderm und Entoderm bilden (Osculum) Körpergewebe; der Körper ist äußerlich Äußere Körperzellschichte (Pinacoderm) radiärsymmetrisch. Zusammenschluss der darunter lockere Mittelschichte (Mesohyl) mit äußeren und der inneren Zellschicht. verschiedenen beweglichen Zellen plus Skelettstrukturen aus Kalk, Silicium oder Anthozoa (Blumentiere, Korallen), ~ Hornsubstanz, die von Zellen gebildet werden. 5600 Arten, marin, festsitzende Polypen bilden Tierstöcke, Riffe durch Kammern im Innere es Körpers ernährt sich riesige Kalkskelette gebildet; von sehr kleinen Partikeln, die aus Wasser gefiltert werden mit Kragengeißelzellen (= symbiontische Algen Choanocyten) ausgekleidet. Scyphozoa (Scheibenquallen), ~ 230 Arten, marin, kleine festgewachsene AUFBAU: Außen ist die Polypen, große schwimmende Pinacoderm mit Poren. Medusen Der innere Hohlraum ist Cubozoa (Würfelquallen), ~ 20 Arten, mit Choanocyten ausgekleidet. Diese Polyp klein, Meduse tetraradial, sehr schlagen mit den Geiseln gute Schwimmer und räuberisch; & erzeugen dadurch einen lebensgefährliche Nesselzellen Wasserstrom. Somit Hydrozoa, ~ 3200 Arten, einige im können sie die Partikel Süßwasser; bilden oft festsitzende aufwirbeln und diese per oder schwimmende Kolonien, Phagozytose aufnehmen. teilweise keine Medusen (z. B. Hydra); Die Amoebocyten dienen bei manchen marinen Arten: dann der Weiterleitung schwimmende Tierstöcke mit der phagozytierten komplizierter Arbeitsteilung der Partikel. Vasenförmiger Einzeltiere (z. B. sog. „Portugiesische Körperbau. Galeere“) Kein Darm, keine Kreislauf-, Atmungs-, und Exkretionsorgane! Keine Muskeln, keine Polyp → festgewachsenes Stadium Nerven oder Sinnesorgane! Wenige Meduse → Qualle verschiedene Zelltypen Kragengeißelzellen erzeugen Wasserstrom und nehmen Nahrung aus Wasserstrom auf; Nahrungspartikel am kragenförmigen Filterapparat um die Geißel abgefangen, an AUFBAU: Generationswechsel: regelmäßige Aufeinanderfolge zweier Stadien einer Art: o sessiler Polyp (oraler Pol: Mund u. Tentakeln; aboraler Pol, Fußscheibe festgewachsen) o schwimmende Meduse Tentakeln radiär symmetrisch um eine (glocken-förmiger Körper; Körperöffnung (= Mundöffnung) Schwimmbewegung durch Äußere Gewebeschicht: Epidermis Kontraktion und Auspressen Innere Gewebeschicht: Gastrodermis, des Wassers) dazwischen Mesogloea (ohne Zellen) Wechsel zwischen asexueller und Gastrovaskularraum: zentraler sexueller Fortpflanzung: Meduse Verdauungsraum mit einer Öffnung; entsteht durch Querteilung des extrazelluläre Verdauung (Drüsen-, Polypen oder Knospung bei Hydrozoa Verdauungszellen), Verteilung der mobile Meduse bildet Ei- und Nährstoffe und Abgabe der Spermienzellen durch Meiose Stoffwechselprodukte aus befruchteter Eizelle (= Zygote) Muskeln des Gastrovaskularraums in entsteht schwimmfähige Planula- 2-seitig symmetrischer Anordnung Larve; diese setzt sich fest u. Keine Exkretions- u. verwandelt sich in einen Polyp Respirationsorgane Bildung der Gewebeschichten aus Keimblätter Die spezialisierten Zellen stellen eine (Ektoderm und Entoderm) Synapomorphes Merkmal dar. o Nesselzellen (Nematocyten): Spezialisierte Zellen zum Beutefang u. Verteidigung, in der Epidermis, an Tentakeln der Polypen und Quallen o Einfache Muskelzellen in der 1. Befruchtete Eizelle (Zygote) Epidermis 2. Zellteilung erzeugen eine Hohlkugel o Nervennetz, kein (Blastula) Nervenzentrum 3. Hohlkugel stülpt sich ein & bildet eine o Einfache Lichtsinnesorgane Innenschicht von Zellen (Gastrula) und Lageorientierungs- Frühe Embryonalentwicklung: sinnesorgane Gastrulation, Bildung der primären FORTPFLANUNG: Meduse Keimblätter: D Ektoderm (Außenschichte) Entoderm (Innenschichte) 4. reift ! 2 1.. 3 Zygeelei Embryonalentwicklung bei Tieren Lagebezeichnungen am Körper anterior (vorne) – posterior (hinten) median (in der Körpermitte) – lateral (seitlich am Körper) proximal (nahe am Körper) – distal (entfernt von der Körpermitte) Bilateria: formenreichste Gruppe der Tiere Bilateria besitzen eine 2-seitige Körpersymmetrie; Gewebe bilden Organe. Alle Bilateria besitzen 3 Keimblättern in der embryonalen Entwicklung: Ektoderm, 1. Keine Körpersymmetrie Entoderm und Mesoderm (bildet Muskulatur, 2. 4-, 6-, 8-seitige (radiäre) äußere Blutgefäße, Gonaden, usw.) d.h. Körpersymmetrie triploblastischer Körperbau triploblastischer 3. Bilateralsymmetrie 2-seitige Organisation der Bildung des Mesoderms ist Körpersymmetrie: d.h. Ober- und unterschiedlich bei den verschiedenen Unterseite; Vorder- und Hinterende. Gruppen und führt bei vielen Gruppen zu Mesoderm bildet unterschiedlichen flüssigkeitsgefüllten inneren Körperaufbau. Körperhohlräumen und Segmenten. Zygote besitzen alle Lebewesen. Auch die Schema für die Bildung des Mesoderms Blastula wird in der Entwicklung bei jedem der 1. Befruchtete Eizelle (Zygote) Lebewesen gefunden. Danach differenzieren sich die Organsimen. Bei Nummer 1 bildet sich keine Gastrula → Schwämme. Bei Nummer 2 bildet sich eine Gastrula. Diese wird dann zum Gastrovaskularraum. Bei Nummer 3 bricht nach der Gastrula Entwicklung entweder die Mundöffnung oder der Anus durch. Hier spricht man nun 2. Zellteilung erzeugen eine Hohlkugel von Bilaterian. (Blastula) 3. Hohlkugel stülpt sich ein & bildet eine Bilateria: Bilaterale (2-seitige) äußerer Innenschicht von Zellen (Gastrula) Körpersymmetrie 4. Ausbildung eines dritten Keimblattes, 1 Symmetrieebene in Mesoderm nach Bildung von Endo- der Medianebene und Ektoderm; d.h. triploblastischer Bau linke und rechte Nicht bei allen Gruppen bildet sich ein Körperseite durchlaufender Darm. Vorder- und Hinterende Gastrocoel wird von Endoderm Ober- und gebildet (in Gastrula) Unterseite: Die Primäre Leibeshöhle besteht aus dorsal und dem Endoderm. Die Sekundäre ventral Leibeshöhle bildet sich aus dem Mesoderm → Coelom. Mesoderm und Körperhohlräume bei sind. Das ist aber korrekt, da man es nicht wurmförmigen Tiergruppen genau weiß. Bei verschiedenen Gruppen der Bilateria gibt Protostomia→ hier bildet sich bei der Gastrula es mehrere Möglichkeiten der Bildung eines die Mundöffnung & der After bricht sekundär Coeloms; Mesoderm ermöglicht größeren durch. Man spricht auch von „Urmündern“. Körper und Bildung von Hohlräumen im Körper. Beispiel Frage: Was sind apomorphe Merkmale der Bilateria? Acoelomat: Plattwürmer (Plathelminthes) haben a) 3 Keimblätter keinen sekundären b) Vielzelliger Körper Körperhohlraum, c) 2-seitige Körpersymmetrie sondern lockere d) Einfach gebaute Larvenstadien Gewebefüllung. e) Gastrulation Stamm Plathelminthes Pseudocoelomat: z. B. (Plattwürmer) Fadenwürmer (Nematoda) und Protostomia mit Rädertierchen (Rotatoria) haben acoelomatem Aufbau: eine mesodermale Körperschicht keine sekundäre Leibeshöhle Parenchym→ lockere Zellschichte 2-seitige Symmetrie; flacher Körper, Eucoelomat: z. B. Unterseite oft mit Cilien bei freilebenden Ringelwürmer Arten; Vorderende mit Sinnesorganen und (Annelida), teilweise mit Saugnapf bei Parasiten Weichtiere (Mollusca), Körpergröße: wenige mm bis mehrere Meter Gliedertiere bei Bandwürmern (Arthropoda), Lebensweise: Wirbeltiere (Chordata) haben sek. Leibeshöhle (Coelom) Einige Gruppen sind freilebend, aquatisch (selten an Land): Turbellaria Bilateria: Protostomia und Deuterostomia (Strudelwürmer; z.B. Planaria) Einige Gruppen sind endoparasitisch: Monogenea, Trematoden (z. B. Erreger der Bilharziose) und Cestoda (Bandwürmer) z. B. Schweinebandwurm; oft Wirtswechsel und Generationswechsel: Wechsel zwischen sexuell und asexuell fortpflanzenden Generationen in verschiedenen Organismen oder parthenogenetischen Generationen Bei den Porifera kann man im Cladogramm nicht erkennen, wie genau diese verwandt 10 wichtige Bauplanmerkmale Entwicklung des Wurms durch Anlage neuer Segmente (Metamere) Großgruppen: „Polychaeta“ (z. B. Röhrenwurm im Meer), Clitellata: Oligochaeta (z. B. Regenwurm) und Egel 10 wichtige Baumplanmerkmale: m 1. bilaterale Körpersymmetrie, Protostomia, kein Körperhohlraum (acoelomat), flacher Körperquerschnitt 2. Körperdecke aus Epidermis, kein Skelett 3. Bewegung freilebender Formen mit Cilien auf der Ventralseite; mesodermale Muskulatur 4. Nervensystem: anteriores 1. Protostomia, eucoelomat d.h. Cerebalganglion, Längsstrang und sekundäre Leibeshöhle (= Coelom), transversale Nerven, Kopf mit Segmentierung des Körpers einfachen Sinnesorgane (bei 2. weiche Körperdecke: drüsenreiche freilebenden Vertretern) Epidermis mit dünner Auflage, leben 5. kein durchlaufender Darm, z.T. in Kalkröhren Gastrovaskularsystem 3. Hydroskelett, Bewegung durch 6. kein Blutgefäßsystem Hautmuskelschlauch, z.T. Parapodien, 7. keine Atmungsorgane Borsten 8. Exkretion und Osmoregulation: 4. Zentralnervensystem aus anteriorem Protonephridien Gehirn, paarige ventrale Längsnerven 9. Fortpflanzungsorgane: Zwitter mit mit segmentalen Ganglien und komplizierten Reproduktionsorganen Querverbindungen, einfache 10. Entwicklung: Spiralfurchung; bei Sinnesorgane einigen Parasiten teilweise mit 5. Durchlaufender Darm mit komplexem Wirtswechsel; Parasiten funktionellen Abschnitten meist mit stark vereinfachtem 6. geschlossenes Blutgefäßsystem Körperbau. 7. keine Atmungsorgane; teilweise mit Kiemen Stamm Annelida (Ringelwürmer) 8. Exkretionsorgane: Metanephridien Wurmförmiger Körper 9. ursprünglich: getrennt geschlechtlich, Segmentierte Eucoelomata; jedes Segment abgeleitet: Zwitter mit ähnlichen Organen 10. Spiralfurchung; oft typische Schwimmlarve: Trochophora-Larven ~ 17 000 Arten, aquatisch, terrestrisch, teilweise sessil, einige Ektoparasiten Stamm Mollusca (Weichtiere) Mehr als 100 000 Arten; meist aquatisch, Spiralfurchung in früher einige Schnecken terrestrisch; Größe ~mm bis Embryonalentwicklung; bei marinen Gruppen viele Meter; oft Trochophora-Larve Körper in Kopf, Fuß, Eingeweidesack u. Mantel Stamm Arthropoda (Gliederfüßer) gegliedert; teilweise wurmförmig, teilweise Extrem große Arten- und Formenvielfalt in spiralig gedreht, teilweise ganz von Schale allen Lebensräumen der Erde umgeben Mehr als 1 000 000 rezente Arten; aquatisch, Bewegen sich teilweise mit Cilien, teilweise terrestrisch, parasitisch; Körpergröße < mm auf Schleimspuren, teilweise mit Rückstoß, bis ~ m teilweise festgewachsen Gegliederte Extremitäten mit Meist Kalkschale vom Mantel gebildet; unterschiedlichen Funktionen wichtige kalkbildende Organismen der Kutikuläres Außenskelett mit segmental Erdgeschichte, z. B. fossile Gruppe: angeordneter Skelettmuskulatur Ammoniten, Kuhtrittmuscheln, … Häutungen bei Wachstum (Ecdysozoa) Gastropoda (Schnecken), Bivalva (Muscheln), Cephalopoda (Kopffüßer) und weitere marine Gruppen: Onychophora, Tardigrada Gruppen (Bärtierchen); Crustacea (Krebstiere), Chelicerata (Spinnentiere), Myriapoda 10 wichtige Bauplanmerkmale: (Tausendfüßer), Hexapoda (Insekten im 1. Protostomia, Coelomreste; Körper aus weiteren Sinne ) Kopf, muskulösem Fuß, 10 wichtigsten Körpermerkmale: Eingeweidesack und Mantel 2. Mantel bildet meist eine ektodermale 1. Protostomia, Segmentierung des Kalkschale Körpers, Coelom reduziert, 3. Bewegung durch Fuß oder Cilien oder 2. Körperdecke: mehrschichtiges Mantelkontraktionen Außenskelett aus Chitin + Proteinen, 4. Zentralnervensystem, 4 paarige Häutungen bei Wachstum notwendig Ganglien, teilweise hoch entwickelte 3. Bewegung am Sinnesorgane durch 5. Mundraum mit gegliederte Raspelorgan (Radula), Extremitäten mehrere Darmabschnitte; und innen Mitteldarmdrüse liegende 6. Meist offenes Muskeln Blutkreislaufsystem mit 4. Gehirn, Herz paariger 7. Kiemen oder Lungen, ventraler Längsnerven-strang mit Atmung durch Mantel segmentalen Ganglien; oder Körperoberfläche Sinnesborsten, oft Median- und 8. Exkretionsorgane: Komplexaugen Metanephridien 5. Darm mit Vorder-, Mittel- u. Enddarm; 9. Ursprünglich getrennt Mitteldarmdrüse geschlechtlich, abgeleitet: 6. offenes Blutkreislaufsystem mit Herz Zwitter mit komplizierten 7. Atmungsorgane: Kiemen oder Fortpflanzungsorganen röhrenförmigen Einstülpungen 10. Spiralfurchung, 8. Exkretionssysteme: Metanephridien ursprünglich Trochophora- oder Malpighi-Schläuche Larven; abgeleitet: direkte 9. Getrennt geschlechtlich Entwicklung im Ei 10. Verschiedene typische Larvenstadien bei vielen aquatischen Gruppen  Stamm Arthropoda (Gliederfüßer): Bauplan triploblastisch (Ekto-, Meso-, eines Insekts (Hexapoda) Entoderm) mmmmmmmmm Bestehen aus Porifera: asymmetrisch, Zellverband; Cnidaria Segmenten. Diese sind äußerlich radiär symmetrisch, Gewebe, schließen sich zu diploblastisch; Bilateria sind äußerlich Kopf, Thorax & bilateral symmetrisch, Organe, triploblastisch Abdomen zusammen. Bilateria: Protostomia und Deuterostomia Coelombildung bei Protostomia und Deuterostomia Protostomia: Ebenen der ersten Zellteilungen gegeneinander versetzt (d.h. Spiralfurchung), Mesoderm bildet sich aus Zellhaufen um den Blastoporus, entwickelt sich bei einigen Gruppen zum Coelom. Blastoporus wird zum Mund Beispiel Frage: Die Lage des Nervensystems und des Deuterostomia: Ebenen der ersten zentralen Blutgefäßes charakterisiert den Zellteilungen im rechten Winkel (d.h. radiäre Körperbau der Arthropoden: Wo liegen das Furchung), nicht determinierte Nervensystem und das Herz bei Insekten? Zellentwicklung, zerfallende Embryonen regenerieren. Sekundäre Leibeshöhle = a) Nervensystem dorsal, Herz dorsal Coelom bildet sich aus Urdarm. Blastoporus b) Nervensystem ventral, Herz dorsal wird zum After c) Nervensystem dorsal, Herz ventral d) Nervensystem ventral, Herz ventral e) Nervensystem dorsal, Herz reduziert Was ist ein Tier? Tiere sind eukaryotische, vielzellige Lebewesen Tiere sind heterotroph: ernähren sich von anderen Lebewesen durch Aufnahme in den eignen Körper Körper der Metazoa unterschiedlich differenziert: ohne Gewebe und Organe diploblastisch (Ekto- u. Entoderm)  Protostomia und Deuterostomia Larven: bilateral symmetrisch Merkmale Protostomia Deuterostomia Erwachsene Tiere langsam beweglich oder Furchungstyp (= teilweise Radiärfurchung, Lage der ersten Spiralfurchung, nicht festgewachsen, leben als Weidegänger bzw. Zellteilungsebenen) determinierte determinierte Räuber oder Filtrierer, die kleine Partikel aus Furchung Furchung Wasser filtern und aufnehmen Blastoporus Blastoporus Blastoporus Bei Seegurken ging die radiäre Symmetrie (Urmund) bildet sich zur bildet After sekundär verloren. Mundöffnung aus Bildung des Mesoderm Mesoderm Mesoderms bildet sich bildet sich aus durch Aussackung des Aufspaltung Urdarms einer Zellmasse Lage des zentralen Gehirn über Gehirn über Nervensystems Mundöffnung Mundöffnung zentrale zentrale Nervenstränge Nervenstränge liegen liegen Besitzt ein Endoskelett mit Kalkeinlagerungen. ventral dorsal Besitzt einen ausstülpbaren Magen. Haben ein Beispiele Plathelminthes, Echinodermata, Ambulakralgefäßsystem, eine Besonderheit Annelida, Chordata der Echinodermata. Dieses ist vermutlich vom Mollusca, Coelom abgeleitet. Das System ist im ganzen Nematoda, Körperverteilt & bildet an den Enden kleine Arthropoda Bläschen. Diese Bläschen treten durch das Deuterostomia (Neumundtiere) Endoskelett heraus & bilden keine Saugnäpfe. Plesiomorphe Merkmale der Deuterostomia: → Ambulakralfüßchen. bilaterale Körpersymmetrie, Mesoderm, durchlaufender Darmtrakt, komplexe Organe, 10 Bauplanmerkmale usw. 1. Deuterostomia, 5-seitige Apomorphe Merkmale: Radiärfurchung, Körpersymmetrie (Pentamerie) Mesoderm entsteht aus Aussackung des adulter Tiere Urdarms, Blastoporus (Urmund) bildet After 2. Körperdecke: Epidermis, darunter mesodermales Kalkskelett Stamm Echinodermata (Stachelhäuter) (Endoskelett) Marin, etwa 6300 Arten, Körpergröße ~ cm bis 3. Bewegung mit Ambulacralfüßchen (= ~m Coelomkanäle(?) mit füßchenförmigen Seit frühem Kambrium bekannt, ~ 10 000 Organen) oder festgewachsen fossile Arten bekannt; von den 20 fossil 4. Gehirn fehlt, Nerven in radiärer bekannten Groß-Gruppen rezent nur noch 5 Anordnung Groß-Gruppen vertreten: 5. Darm in oral-aboraler Achse; Crinoidea (Seelilien) Pylorusdrüse Asterozoa (Seesterne, 6. Ambulacralsystem (Röhrensystem im Schlangensterne) Körper); 7. keine eigenen Atmungsorgane Echinozoa (Seeigeln, Seegurken) 8. Exkretionsorgane fehlen Adulte: radiärer 5-seitiger Symmetrie, sessile 9. meist getrennt geschlechtlich Tieren mit Oral- u. Aboralseite  10. bilaterale Larven und Metamorphose 1. Acrania (Lanzettfischchen) bei Umwandlung Sitzt im Sand des 11. des Körperbaus zum adulten Meeresboden (bei Organismus etwa 10 – 20m tiefe). Sie sind Stamm Chordata (Chordatiere) Semi Sessil → Chordatiere sehen extrem unterschiedlich aus: bewegen sich nur Welche Merkmale begründen die Monophylie weg, wenn sie und daher die enge Verwandtschaft? aufgescheucht Zu den Chordatieren gehören die Manteltiere, werden. Mit den Schädellose & Craniota. Mundcirren können sie das Craniota (Schädeltiere) = Vertebrata umliegende Wasser aufwirbeln & so (Wirbeltiere) + Myxiini (Schleimaale) Nahrungspartikel aufnehmen. Diese Bauplan der Chordatiere: gelangen dann weiter in den Kiemendarm. Das Gefilterte Wasser wird anschließend wieder ausgeschieden. Gestützt wird das Tier von der Corda Dorsalis (Elastischer Knorpel). Dorsal davon liegt das Neuralrohr. 2. Tunicata (Manteltiere) adultes Tier & Kiemendarm, Filterapparat mit Cilien- und Larve Drüsenzellen in Hypobranchialrinne (Endostyl), die Schleim produzieren und bei Filtrierern die Nahrungspartikel transportiert. Chorda dorsalis (= Notochord): elastischer, dorsaler Stützstab; liegt zwischen Darm u. Neuralrohr; Muskelansatz Dorsales Neuralrohr bildet zentrales Nervensystem (aus Ektoderm), (findet man auch beim Menschen in der Chorda dorsalis, dorsales Neuralrohr Embryonalentwicklung) & Postanaler Schwanz sind nur im Larvenstadium zu finden. Während Postanaler Schwanz, hinter dem After einen des Larvenstadions können sie das muskulösen Schwanz Wasserfilter & so Nahrung Diese Merkmale müssen nicht bei allen aufnehmen. Gestützt wird die Larve Chordatieren sichtbar auftreten. Es reicht, durch die Chorda dorsalis. Wenn die wenn sie in ihrer Entwicklung einmal diese Larve groß genug ist, setzt sich diese Merkmale besitzen, um zu den Chordatieren fest & durchläuft eine Metamorphose. gezählt zu werden. Der Kiemendarm bleibt auch im adulten Stadium vorhanden. Nicht alle Bauplan (in der Biologie) → Tunicata leben sessil. Es gibt auch Zusammenstellung der wichtigsten, welche, die sich als Tierstöcke grundlegenden Merkmale eines Taxons verbinden.  3. Craniota (Schädeltiere) Chorda dorsalis ist beim adulten Tier Chordatiere sind vor über 500 Millionen nicht mehr zu finden. → wurde durch Jahren entstanden. Sie bevölkern die Wirbelsäule verdrängt. Die Chorda verschiedene Lebensräume. So gibt es eine dorsalis ist nur mehr in Resten rein marine Gruppe, aber auch gemischt vorhanden → Bandscheiben. Das marin, limnisch & ästuarin. Aber auch rein dorsale Neuralrohr hat das Gehirn & limnische. Nur die Tetrapoden bevölkern auch das Rückenmark ausgebildet. den terrestrischen Lebensraum. Kiemendarm ist auch nicht mehr Marin → im Meer lebend vorhanden. aber Reste davon sind als Kiemen noch zu finden. Limnisch → stehenden Gewässern mit (Ein abgewandeltes Endostyl beim Süßwasser Menschen → Schilddrüse) Ästuarin → reite Wasserkörper an der Craniota (Schädeltiere) = Vertebrata Mündung eines Flusses oder Stroms an einer (Wirbeltiere) + Myxiini (Schleimaale) meist flachgründigen Gemeinsame abgeleitete (apomorphe) Terrestrisch → an Land lebend Merkmale: Apomorphe Merkmale ( siehe Beschriftung Körpergliederung in Kopf, Rumpf und Cladogramm) Senkungsküste Schwanz Mehrschichtige Haut (bildet Für alle gilt: Schleimdrüsen, Schuppen, Haare, Gehirnschädel aus Knorpel um Neuralrohr; Federn, Knochen,...) Chorda dorsalis nur bei Myxiini bei Adulten; Knorpel- oder Knochenskelett; die Chorda dorsalis ist vielfach reduziert Endoskelett; Kiemendarm und Neuralrohr anterior vergrößert bildet Kiemendarmdrüsen bilden Kiemen, Gehirn und Sinnesorgane Schilddrüse, Darmdrüsen: Leber u. Neurocranium: Schädelbildung; Bauchspeicheldrüse Skelettkapsel umhüllt anterioren Teil 1. Wirbelsäule verdrängt Chorda des Neuralrohrs dorsalis, Knorpelspangen bei adulten Neuralleiste: entsteht während Neunaugen bei allen anderen Embryogenese aus Ektoderm neben Knochenspangen (= Wirbel) Neuralrohr; entsendet Zellen zur 2. Kieferbildung aus verknöcherten Bildung verschiedener Organe (z.B. Kiemenbögen, 2 Paar Flossen, Skelettgewebe, peripheres Körperskelett (aus Knorpel u. Nervensystem) Myxiini Knochen) 3. Knochenskelett, Schuppen, Schwimmblase, Kiemendeckel (Strahlenflosser) 4. Vier Beine, zumindest bei Adulten (Tetrapoda), teilweise terrestrisch Exkurs: Theorie der Ähnlichkeit von Vertebrata mit Kiefer heißen Gnathostomata: Merkmalen Kiefer mit Zähnen Homologie (im biologischen Sinn) Großes Vorderhirn Ähnliche Merkmale gehen auf Leistungsfähige chemische und gemeinsamen Ursprung zurück. optische Sinnesorgane Körper- oder Zellmerkmale sind Seitenlinienorgan homolog, wenn sie ein ähnliches Paarige Flossen, Brust- und Muster bilden, von gemeinsamen Bauchflossen; Rücken- und Vorfahren abgeleitet werden können Schwanzflosse und ähnliche Entstehung besitzen. Skelett aus Knorpel und Knochen d.h. Merkmale, die aus gleicher genetischer Information und durch Chondrichtyes (Knorpelfische: Haie, Rochen gleiche entwicklungsbiologische und Chimären) Prozesse entstehen, sind homolog. Dazu zählen die Schwarzspitzen-Riffhaie, die gefleckte Seeratte & der Stachelrochen, etc. Analogie (im biologischen Sinn) Etwa 750 rezente Arten Analoge Merkmale sind funktionelle Fast alle marin und carnivor Ähnlichkeiten, die mehrfach (räuberisch) unabhängig in der Evolution Körpergröße: 0,5-15 m; entstanden sind Starre Flossen, heterocerke Analoge Merkmale haben ähnliches Schwanzflosse Aussehen oder ähnliche Funktion, sind Kiefer mit mehreren Zahnreihen aber nicht auf gemeinsamen Ursprung Empfindliche Sinnesorgane z.B. sehr zurückzuführen lichtempfindliche Augen, empfindliche Analoge Strukturen entstanden durch chemische Sinnesorgane in Nase, konvergente Evolution. Lorenzinische Ampullen detektieren Evolution der Vertebrata (Wirbeltiere) elektrische Felder Kiefer entstand aus Abgeleitete Merkmale den ersten Kiemenbögen: diese Elastisches Endoskelett: überwiegend Merkmale sind aus Knorpel mit geringen homolog. Kalkeinlagerungen Unterkiefer aus einem paarigen Organ Stützstrukturen im mit mehreren Zahnreihen Körper der Chordata: Zähne am Kiefer, Hautzähnchen Wirbelsäule entstand (Plakoidschuppen) auf nicht aus Chorda Körperoberfläche, vermutlich Reste dorsalis: dieses eines Knochenpanzers der Merkmal ist nicht Stammgruppe homolog, es besteht Kiemen: Wasser durch Spritzloch funktionelle (Spirakulum) eingesaugt Ähnlichkeit als Darm mit Spiralklappe als innere Körperachse, daher als Oberflächenvergrößerung analoges Merkmale Innere Befruchtung mit umgebildeten bezeichnet Bauchflossen des Männchens Ablage großer Eier oder lebend gebärend „Knochenfische“: Actinopterygii Rezente Tetrapoda: Amphibia (Strahlenflosser) Amphibien (Lurche) ~6150 Arten; 30 000 Arten, der Großteil aus Gruppe limnisch oder terrestrisch Teleostei (Moderne Knochenfische), andere Feuchte Haut mit vielen Drüsen (z.T. Taxa werden nicht besprochen. Wenige mm Giftdrüsen) bis über 10 m und bis 9 t. Große Larven oft aquatisch mit Schwanz u. Formenvielfalt und Diversität der Flossensaum, Kiemen, Lebensweise, Fortpflanzung u. Ernährung, Seitenlinienorgan (Sehen aus wie marin und limnisch, wenige semiterrestrisch kleine Fischchen) Metamorphose Modernen Knochenfische: Teleostei Adulte meist terrestrisch und Körper von flachen Schuppen bedeckt räuberisch, oft mit klebriger Zunge und Schleimschicht überzogen äußeres Trommelfell verschließt das Faltbar Flossen mit Knochenstrahlen; Innenohr homozerke Schwanzflosse Lungen- u. Hautatmung Verknöchertes Endoskelett, Wirbel Meist äußere Befruchtung, aus Knochenmaterial schalenlose Eier; oft Brutpflege Turtle 4 Kiemenbögen in paariger Amniota: „Reptilien“ (Kriechtiere), Vögel Kiemenkammer mit Kiemendeckel (Aves), Säugetiere (Mammalia) verschlossen, Bewegung des Kiemendeckels erzeugt Atemwasserstrom durch Mund und in Kiemenkammer Kompliziert gebautes Kiefer mit hoher Beweglichkeit: Saugschnappen zur Beuteaufnahme de Schwimmblase als Aussackung des Vorderdarms In der Regel äußere Befruchtung; Ablaichen vieler Eier; zum Teil Brutpflege In diesem Diagramm sin nicht alle Tetrapoda ausgestorbenen (+) Gruppen eingezeichnet. 2 Paar Gliedmaßen tragen Körper; 5 Zehen Amniota sind vollständig zum Leben an Land bzw. Finger mit Krallen an Extremitäten; übergegangen. Das war dank der Entstehung Becken fest mit Wirbelsäule verbunden; Beine von Amnioten-Eiern möglich. Der Begriff den Brust- bzw. Bauchflossen homolog Reptilien ist paraphyletisch, weil nicht alle Kopf beweglich vom Rumpf abgesetzt Gruppen miteinbezogen werden. Der Begriff Kiementaschen zu Innenohr Amniota hingegen ist monophyletisch, bezieht entwickelt; Trommelfell u. Steigbügel also alle Gruppen & deren Nachkommen mit übertragen Schall ein. Landleben der Adulten seit ~350 Mio. Gemeinsame Merkmale Jahren: Lungen bei erwachsenen Tieren; Extremitäten heben Körper, Haut durch Keratineinlagerung Nahrungsaufnahme an Land, verstärkt und abgedichtet, Zellen Sinnesorgane für Landleben, usw. sterben nach außen ab Hohe Stoffwechselrate und große Beweglichkeit  Brustkasten: Schutz der Lunge, Brückenechse: 1 Art, lebendes Fossil verbesserte Atemmechanik in Neuseeland Besondere Hautbildungen: Schuppen, Echsen und Schlangen (~ 8 000 Krallen, Hörner, Federn, Haare Arten): Keratin-Schuppen, Häutung, Ei mit 4 speziellen Anhangsorganen leistungsfähige Sinnesorgane, meist aus embryonalem Gewebe gebildet Fleischfresser und verkalkte Eischale (Amnioten-Ei): Krokodile: wenige Arten, große o Amnion = innere Hülle des Fleischfresser, semiaquatisch, Embryos (Flüssigkeit dämpft Brutpflege Erschütterung) Schildkröten: Körperpanzer aus Teilen o Chorion = Hülle für der Wirbel, Rippen und Schlüsselbein; Gasaustausch marin, im Süßwasser, terrestrisch o Dottersack = umhüllt den Vögel (Aves) Nährstoffvorrat Abgeleitete Merkmale rezenter Gruppen im o Allantois = Sack für Vergleich zu anderen Amniota: Stoffwechselendprodukte Innere Befruchtung, Befruchtung vor Vorderextremitäten in Flügel Schalenbildung umgewandelt Evolution der tetrapoden Wirbeltiere: Aktive Flugfähigkeit (mehrfach wieder Amniota verloren gegangen) Amnioten-Ei mit 4 speziellen Anhangsorganen Asymmetrische Schwungfedern aus embryonalem Gewebe plus Eischale: (Dinosaurier hatten auch schon entscheidende evolutionäre Neuerung für das Federn, diese waren aber nicht permanente Leben an Land. asymmetrisch) Kiel am Brustbein als Ansatz für Flugmuskulatur Versteift Wirbelsäule und reduzierte Schwanzwirbelsäule Keine Zähnen im Kiefer Nur 1 Ovar, keine Harnblase Gehirn relativ groß, Kleinhirn vergrößert, leistungsfähige Augen Bebrütung der Eier und intensive Brutpflege Flugfähigkeit der Vögel (Aves): Unabhängigkeit vom Wasser in Vorderextremität bildet Flügel Fortpflanzung der Wirbeltiere Leichtbaukonstruktion des Körpers: Federn Eischale fehlt bei den meisten bilden luftundurchlässige Oberfläche, hohle Säugetieren! Knochen, Fehlen von Zähnen und Innere Befruchtung Schwanzwirbelsäule, 1 Ovar usw. Rezente „Reptilien“ (Kriechtiere) Überwiegend terrestrisch, Eier mit Schale, oft in Boden abgelegt; Ektotherm (pokilotherm): Körpertemperatur von Umgebung abhängig Rezente Gruppen der Kriechtiere haben keine gemeinsamen abgeleiteten Merkmale, daher „paraphyletisch“: Leistungsfähiger Stoffwechsel: Säugetiere: Ursprüngliches Kiefergelenk homolog zu Gehörsknöchelchen 4-kammeriges Herz; sehr effiziente Die zwei Lungen mit Luftsäcken Knochen, die Endotherm (homoiotherm) zuvor das Hohe Stoffwechselrate erfordert primäre energiereiche Nahrung Kiefergelenk Sehr gute Lichtsinnesorgane bildeten, Großes Gehirn (bes. großes Kleinhirn) bilden bei Evolution der Vögel: Archaeopteryx modernen lithographica Säugetieren Archaeopteryx ein „missing link“ zwischen die Dinosaurier und Vögel, lebt vor ~150 Mio. Jahren Gehörknöchelchen im Mittelohr. Sekundäres Kiefergelenk zwischen Unterkiefer Archaeopteryx hatte Federn, Flügel, aber und Schläfenbein erlaubt seitliche Skelett weist Merkmale der Dinosaurier und Bewegungen des Unterkiefers bei Vögel auf rezenten Säugetieren. Archaeopteryx war vermutlich auch Schlagflug fähig; im Gegensatz zu rezenten Vögeln: kein Kiel am Sternum, urspr. Schulterbau, langes Schwanzskelett Mammalia (Säugetiere) Phylogenie der rezenten Mammalia Abgeleitete Merkmale: (Säugetiere) Haare aus Keratin Seit Kreidezeit drei Hauptlinien der Milchdrüsen der Weibchen, Milch: Säugetiere: Monotremata, Marsupialia und Nahrung der Jungtiere Placentalia (= Eutheria) Sekundärer Gaumen erlaubt Atmung Die Monotremata sind die Schwesterngruppe und gleichzeitige Nahrungsaufnahme zu den anderen Mammalia. Die Marsupialia Heterodont = morphologisch sind dann schon näher mit den Plazentatieren differenzierte Zähne, nur 1 verwandt. Die größte rezente Vielfalt besteht Zahnwechsel bei den Plazentatieren. Zwerchfell trennt Brust- und Bauchraum Mammalia (Säugetiere): Monotremata großes Gehirn (v.a. Neocortex groß) - (Kloakentiere) Leistungsfähiger Stoffwechsel, 4- Kloakentiere (Monotremata, auch Protheria) kammeriges Herz sind die Schwesterngruppe zu allen anderen 3 Gehörknöchelchen im Ohr Säugetieren; Das Schnabeltier und vier Arten Sekundäres Kiefergelenk erlaubt der Schnabeligel leben rezent nur in Australien mahlende Kaubewegungen und Neuguinea, intensive Brutpflege Weibchen legen Eier, Jungtier leckt Mich von Drüsenfeld am Bauch; Giftdrüse der Männchen an Hinterbeinen; zahnloses, schnabelförmiges Kiefer; ursprünglicher Bau des Schultergürtels Mammalia (Säugetiere): Marsupialia Artenreichste Gruppe der Tetrapoda sind die (Beuteltiere) Vögel die Schwesterngruppe zu den Plazentatieren Merkmale tierischer Organismen auf zellulärer ~350 Arten; rezent nur in Australien, Ebene Neuguinea und Amerika; Embryo entwickelt sich im Uterus (Gebärmutter) des Weibchens; wird in sehr früher Entwicklungsphase geboren; schließt Embryonalentwicklung als Säugling oft in einem Beutel ab und trinkt Milch von der Zitze der Milchdrüse Lebensformtypen bei Marsupialia und Placentalia Was charakterisiert tierische Organismen auf Konvergente Evolution führte zu analogen zellulärer Ebene? Körperformen und Lebensweisen bei vielen Marsupialia und Placentaria Tierische Zellen besitzen flexible Zellmembran mit extrazellulärer Mammalia: Placentalia Auflage ~ 4 800 Arten, auf allen Kontinenten, in allen Speziellen Zellverbindungen und Lebensräumen mit großer ökologischer und Kommunikationsstrukturen wirtschaftlicher Bedeutung Zellen kooperieren und sind Plazentatiere haben lange Trächtigkeit und unterschiedlich differenziert schließen ihre Embryonalentwicklung im Tierische Zellen und Gewebe Uterus ab; Ernährung d. Embryos durch Zelluläre Organisationsebene: Makromoleküle Mutter über die Plazenta, intensive Brutpflege bauen Zell-Organelle auf und Zellen bestehen nach der Geburt aus Organellen und Cytoplasma Konvergente Evolution führte zu vielen Organismische Organisationsebene: Zellen analogen Lebensformtypen mit ähnlichem bauen Gewebe auf → Gewebe bauen Organe Körperbau, ohne nähere Verwandtschaft: z.B.: auf → Organe bauen einen Organismus auf marine Säugetieren: Wale, Seehunde, Alle lebenden Organismen sind aus Zellen Seekühe; aufgebaut. Zum Beispiel: Der menschliche große Pflanzenfressern: Hasentiere, Körper besteht etwa aus 6x1012 Zellen und Huftiere, Faultiere, Elefanten; beherbergt mehr als 10x so viele Zellen von Termiten- und Ameisenfressern: Mikroorganismen! Ameisenbär, Schuppentier, Erdferkel Tierische Zellen sind Einzigartige Evolution der aktiven Flugfähigkeit eukaryotische Zellen – bei Fledermäusen Aufbau aus Organellen Artenreichtum der Merkmale Wirbeltiere eukaryotischer (Vertebrata) Zellen: ~ 60 000 rezente Arten, 10 – 100 µm mehr als die Hälfte groß gehören zu den Zellkern mit doppelter Zellkernhülle Knochenfischen! mit Poren, DNA in Chromosomen im Zellkern, RNA-Synthese im Zellkern  Zytoplasma mit intrazellulären Zellform, Substanzaustausch und Membranen und Zytoskelett, Zellverbindung Mitochondrien, Golgi-Apparat, Aufnahme in eine Zelle durch Endozytose Endoplasmatisches Retikulum Stoffaufnahme durch Umschließen des Ribosomen (Proteinsynthese) Partikels oder Substanzen Phagocytose, 2-schichtige Plasmamembran als Pinocytose, Endocytose durch Zellmembran Rezeptormoleküle Oberflächenmembran- Evolutionäre Entstehung durch Moleküle, Ionenaufnahme und –abgabe, Endosymbiose Regulationsfunktion des Innenmilieus Zelluläre Zellmembran mit extrazellulärer Mechanismen des Transports in Vesikel Matrix Mikrovilli als 3 verschiedenen Formen der Stoffaufnahme in Zelloberflächenvergrößerung eine Zelle Cytoskelett aus Mikrofilamenten und Mikrotubuli mit Centrosom (1 Paar Zentriolen) als Organisationszentrum Lysosomen (zelluläre Verdauung): Endozytose gezielte Aufnahme von Substanzen; Exozytose: Ausscheidung von unverdaulichem Material und Ausschüttung von Substanzen Tierische Zellen – Lysosomen: Merkmale tierischer und pflanzlicher Zellen Verdauungsorganelle Eukaryotische Zellen Lysosomen bilden Reaktionsräume im Doppelte Zellmembran Zellkern mit Nucleolus u. Kernhülle mit Poren Zytoplasma, die sich mit Nahrungsvakuolen Mitochondrien und Organellen vereinigen können. Endoplasmatisches Reticulum Lysosomen bestehen aus Membranen, Bildung Golgi-Apparat aus Vesikeln des Golgi-Apparats. Lysosomen Ribosomen enthalten hydrolytische Enzyme, die bei Microbodies / Peroxisomen niedrigem pH-Wert aktiviert werden. Intrazelluräre Kompartimente Lysosomen zerstören Eindringlinge und Pflanzliche Zellen Tierische Zellen kaputte Organellen, verwerten eigenes Zellwand aus Zellulose Zellmembran mit Material. mit Mittellamelle u. extrazellulärer Matrix u. Plasmodesmata Zell-Zell-Verbindungen Phagocytose: Aufnahme von Partikeln bzw. Chloroplasten Mikrobiell Substanzen durch Endocytose. Lysosomen Vakuole Zentriole liefern Enzyme zur intrazellulären Verdauung Lysosomen von aufgenommener Nahrung in Vakuolen. Tierische Zellmembran Verwertbare Nährstoffe werden Doppelschichtige aufgenommen. Abgabe von Substanzen durch Lipidmembran mit Exozytose. Transmembran- Autophagie: Teil des Reparaturmechanismus Proteinen und der Zelle. Lysosom verschmilzt mit Vesikel mit Glycolipiden, u.a. beschädigten Organellen. Hydrolasen Moleküle (z. B. G- zerstören beschädigte Organellen. Proteine, die als „Schalter“ dienen). Plasmamembranen sind amphiphil. Zellmembran ist dehnbar und selektiv durchlässig. Stabilisierung der  Mikrotubuli Mikrofilamente Intermediärfilament e Tierische Zellmembranbildungen – Röhren aus 2 helikal Verwundene Oberflächenvergrößerungen Tubulinmolekülen verwundene Faserproteine Mikrovilli sind Aktinmonomere- Ausstülpungen Stränge der Zellmembran. Durchmesser ~25 Durchmesser ~7 Etwa 48 nm lang; nm; 5 nm nm Tetramer ~10 nm im Beispiel Wanddicke, bis Durchmesser Darmepithel- 100x so lang Zelle: große Tubulin Actin unterschiedlich Oberfläche zur Stützfunktion, Zellform, Zellverbindungen, Stoffaufnahme Bewegung, Muskelkontraktio Verankerung der durch Mikrovilli. Chromosomen- u n, Zytoplasma- Organellen, Zelle fußt auf Organellentranspo strömung, Zellkernlamina Basallamina, aus rt, amöboide Extrazellulärer Zellteilung Bewegung Matrix. Mikrovilli – Membranvergrößerungen zur Mikrotubuli stützen die Zelle und Aufnahme u. Abgabe von Substanzen funktionieren als Jeder Mikrovillus durch Cytoskelett gestützt. Transportsystem Mikrotubulus: röhrenförmige Tubulin Einheit als Stütze, für Transport und Bewegung z.B. bei Zellteilung. Bilden die Zentriolen. Diese bestehen aus 9x3 Mikrotubuli. Tierische Zellmembranbildungen – Zellkontakte Zell-Zell-Verbindungen als Voraussetzung zur Fingerförmige Ausstülpung. Eine Proteinkappe Bildung von Geweben: ist am Ende der Actinfilamente befestigt. Actinfilamente erstrecken sich über die Haftung und Abdichtung gesamte Länge & versteifen jeden Mikrovillus. Kommunikation Actin bindende Proteine vernetzen die Austausch von Substanzen Actinfilamente untereinander & mit der Plasmamembran. Tight junctions: dichter Verschluss zwischen Zellen durch spezielle Cytoskelett: Molekülfasern im Cytoplasma Proteine, dichten Gewebe ab (z.B. Bestandteile des Cytoskeletts zur Stütze, wasserdichte Oberfläche) Bewegung in der Zelle und der ganzen Zelle, Regulation biochemischer Aktivität. Desmosomen: nietenartiger Verschluss zwischen Zellen Gap junctions: verbindende Cytoplasma-Kanäle zum Stoffaustausch Tierische Zellen – Extrazelluläre Matrix (EZM) Tierische Gewebe als Zellmembranauflage Gewebe bei Tieren: Epithel-, Binde + Fadenförmige Moleküle (z. B. Kollagenfasern) Stütz-, Muskel-, u. Nervengewebe; verstärken die Zellmembran durch außen (plus Keimbahnzellen) liegende Auflage und machen Zelle elastisch Organe aus verschiedenen Geweben und können sehr feine Filter bilden. aufgebaut Neben Geweben gibt es extrazelluläre Bestandteile (Gewebe- und Besonderheiten tierische Zellen: Grundlage für Körperflüssigkeit sowie tierische Gewebe Strukturelemente) WICHTIG Zwischen den Zellen: interstitielle Flüssigkeit durch die Substanzen Tierische Zellen gekennzeichnet durch ausgetauscht wird. (1) Extrazelluläre Matrix, (2) Zellverbindungen (tight junctions, gap junctions, Desmosomen), (3) Mikrovilli der Zellmembran, (4) Zentrosome, (5) Lysosomen Tiere (Metazoa) bestehen aus verschiedenen Zelltypen mit unterschiedlicher Funktion und Arbeitsteilung der Körperzellen. Zellen bilden Gewebe bei fast allen Tiergruppen (Eumetazoa). Bei den meisten Tiergruppen bilden verschiedene Gewebe funktionelle Einheiten, die als Organe bezeichnet werden. Verschiedenen Zelltypen entstehen Tierische Gewebe: Haut-, Binde-, Muskel-, und durch Differenzierung von Nervengewebe Stammzellen im Laufe der Gewebe = Zusammenschluss ähnlicher Zellen Embryonalentwicklung bzw. im Laufe mit gleichem Ursprung der Regeneration des Körpers. Organ = funktioneller Zusammenschluss Beispiel Frage: verschiedener Gewebe für bestimmte Was sind Mikrovilli? Aufgaben a) Oberflächenvergrößerung einer Verdauungsorgane, Fortpflanzungs-, Kreislauf- tierischen Zelle , Atmungs-, Ausscheidungs-, b) Ein Organell, das Zell- Fortbewegungsorgane, Sinnesorgane usw. Zellverbindungen herstellt Hautgewebe = Epithelgewebe c) Eine Zellstruktur, die der Aufnahme Epithel (plural: Epithelien): Dichter und Abgabe von Substanzen dient. Zusammenschluss von Zellen, kleidet innere d) Eine von der Zelle gebildete Auflage und äußere Oberflächen aus, mit der Zellmembran unterschiedlicher Funktion in e) Ausstülpungen der Zellmembran verschiedenen Organen. Prismatische Epithelien: voluminöse Zellen, oft dort wo Sekretion oder Resorption, Beispiel: Nasengänge Kubische Epithelien: auf Epithelgewebe bildet die Sekretion spezialisiert, Körperdecke bilden Wand der Epidermis: Eine Zellschichte Nierentubuli & finden bildet die Körperdecke; sich in vielen Drüsen enthält oft Sinnesorgane und Drüsen. Bei den meisten wirbellosen Tieren einschichtig. Bei Arthropoden alle Krabber Mehrschichtige bildet die Epidermis das prismatische Außenskelett aus Kutikula Epithelien: kleiden (Exoskelett) die innere Oberfläche der Harnröhre aus Mehrschichtige Epidermis ist charakteristisch Mehrschichtige für Wirbeltiere: Mehrschichtige Epidermis Plattenepithelien: besteht aus mehreren Lagen von erneuern sich rasch, Epidermiszellen schieben damit von unten nach oben die Bildungsschichte liegt basal; Epidermis wird Zellen weiter, bei von innen heraus regeneriert. Zellen werden mechanisch durch Wachstum nach außen verschoben und beanspruchten abgegeben. Enthält auch Pigmentzellen Oberflächen zu finden. (Körperfarbe) Bildet verschiedene Drüsen. Hautbildungen bei Säugetieren: Haare, Talk- Beispiel: Haut und Schweißdrüsen; Tast- und Einfache Plattenepithelien: Schmerzrezeptoren; usw. Hautbildungen bei relativ durchlässig, auf anderen Wirbeltieren: Schuppen der Stoffaustausch & Diffusion Kriechtiere, Federn der Vögel. Bildet mit spezialisiert, Beispiel: darunter liegenden Geweben das „Organ“ Auskleidung der Haut. Alveolarbläschen Haut eines Säugetieres Prismatische Die Haut eines Säugetieres ist ein Organ mit Epithelien: kleiden vielen Funktionen; gebildet aus Zellen, die aus den Darmtrakt aus, Ekto- und Mesoderm abstammen. sezernieren Verdauungssäfte & resorbieren Nährstoffe Innere Epithelgewebe Epithelgewebe schließen Oberflächen und innere Hohlräume dicht ab. Funktion von Epithelgewebe: Schutz und Kompartimentierung des Körpers, Abgabe und Aufnahme von Substanzen. Epithelgewebe können Substanzen aufnehmen und abgeben. Teilweise sind Epithelzellen als Drüsenzellen differenziert und auf Substanzproduktion und –abgabe spezialisiert.  1. Epidermis (Oberhaut) mehrere Apokrine Sekretion: Zellen schnüren Zellschichten, nach außen verhornen Vesikel mit Inhalt ab (z. B. Duft- und u. basal nachgebildet werden. Schweißdrüsen, Milchdrüsen eines 2. Dermis = Corium (Lederhaut) enthält Säugetieres) Bindegewebe, kleine Sinnesorgane, Merokrine Drüsen, Haarwurzel, kleine Muskeln Sekretion: Substanzen und Blutgefäße werden aus der Zelle 3. Subcutis (Unterhaut) enthält geschleust (z.B. Fettpolster, Bindegewebe, Blutgefäße, Speicheldrüse eines Drüsen,... Säugetieres, Die Haut eines Säugetieres trägt Haare; bildet Schweißdrüsen des Krallen, Klauen, Nägel usw. Menschen) Haarfollikel bildet das Haar an der Tierische Zellen und Gewebe: Haut- und Haarpapille. Haarfollikel wechselt zwischen Epithelgewebe Wachstums- und Ruhephase, bei denen es zu Epithel = geschlossene, zelluläre Schichte, die Haarwechsel kommt. Haare haben vielfältige Oberflächen bedeckt und Hohlräume Funktionen im Leben eines Säugetieres! auskleidet; Zellen liegen dicht und ohne Zwischenräume („Mesenchym“ = lockere Die Talgdrüsen fetten das Haar ein, um es Zellansammlung mit Zwischenräumen) Wasserabweisend zu machen. Die Muskeln an den Haarfolikeln werden benötigt, um das Zellen sind durch Kontaktstrukturen Haar aufzustellen. Dies schützt vor der Kälte. verbunden, sie weisen oft Oberflächenvergrößerungen (Mikrovilli) auf Funktion der Haare: Temperaturregulation, und liegen auf einer Basalmembran Schutz, Körperkontur & -färbung, Signal, (entspricht der extrazellulären Matrix) Sinnesorgan, Tarnung, Minderung des Wasserwiederstands, Parasitenabwehr, etc. Zelladhäsionsmoleküle sind Glycoproteine der Zellmembran, erlauben spezifische Bindungen Drüsen bildet Substanzen und geben diese ab an andere Zellen bzw. extrazelluläre Matrix. Drüsen bestehen aus Zellen bzw. Geweben, Stammzellen erneuern Epithelgewebe. die auf Herstellung von Sekreten spezialisiert sind. Alle 3 Keimblätter können bei Wirbeltieren Epithelgewebe bilden Endokrine Drüsen geben Substanzen in den ektodermales Epithel = Epidermis der Körper (z. B. ins Blut) ab Körperoberfläche Exokrine Drüsen geben Substanzen nach mesodermales Epithel = Coelothel, außen ab (z. B. Schweiß) kleidet die sekundäre Leibeshöhle aus oder Endothel im inneren der Einteilung verschiedener Typen von Blutgefäße Drüsenzellen nach Ein- und Mehrzelligkeit und entodermales Epithel = Aufbau. resorbierendes Darmepithel Holokrine Sekretion: Klassifizierung der Epithelien nach Form der Zellen platzen auf Zellen, Schichtung (mehrschichtig bei und geben Inhalt ab Wirbeltieren) und Bewimperung (z. B. Talkdrüsen in („Wimpernepithel“). der Haut eines Säugetieres) Drüsengewebe oft von Epithelgewebe mit Drüsenzellen ableitbar; Drüsen dienen der Bildung und Abgabe von Substanzen. Stütz- und Bindegewebe Skelett der Wirbeltiere aus Knorpel u. Stütz-, Schutz- und Verbindungsfunktion, Knochen. Einlagerung von anorganischem Bewegungsübertragung im Körper und Material zur mechanischen Verstärkung. In Kraftübertragung auf Umweltstrukturen. funktioneller Verbindung mit Muskeln und Bindegewebezellen entstehen aus Sehnen bildet das Skelett d. Mesodermzellen. Zellen liegen i.R. in einer Bewegungsapparat. Grundsubstanz (d.h. Matrix), mit Vertebrata: mesodermales Endoskelett unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften. Knochen mit Einlagerungen von Calcium- und Phosphatverbindungen plus Protein. Spezialisierte Bindegewebetypen bei Wirbeltieren: Fisch-Skelett besteht aus Schädel, Kiefer, Blut (= flüssiges Gewebe ohne Fasern) Achsenskelett, Extremitäten und Knorpel (= halbfestes Bindegewebe Flossenstrahlen mit dicht gepackten Fasern in gelartiger Grundsubstanz) Knochen (= verkalktes Bindegewebe bei Wirbeltieren; Skelett) Sehnen (= straffes Bindegewebe) Fettgewebe (= Speichergewebe und Druckpolster) Stütz- und Bindegewebe haben Beispiele für Stützsysteme im Tierreich verschiedenste Aufgaben Exo- (Außen-) und Endoskelette Matrix aus Faserproteinen: Kollagen (= (Innenskelett) fibrilläres Makromolekül in verschiedenen Porifera: einzelne Skelettelemente Typen, formbestimmend, zugfest, gebildet von (Spiculae) von Zellen gebildet und Fibrocyten, Chondrocyten, usw.) und Elastin abgelagert, aus Hornsubstanz, Silicium (elastische Fasern, aus dehnbaren Molekülen) oder Kalk sowie Polysaccharidgel (für Stoffaustausch Cnidaria: Mesogloea, zellfreie und Druckfestigkeit). kollagenhaltige Stützschichte zwischen Ekto- und Entoderm; als Verstärkung: Calciumcarbonatskelett bei Korallen Echinodermata und Vertebrata: Endoskelett aus Kalkverbindungen (aus Mesoderm) Arthropoda: Exoskelett (aus Ektoderm) aus mehreren Schichten von Chitin plus Proteineinlagerungen und Kalkeinlagerung bei Krebsen Mollusca: ektodermale Schale aus mehreren Schichten von Calciumcarbonat mit proteinhaltiger Beispiel für Stützgewebe Innen- und Außenschicht Knochen aus Osteozyten, die feste Hydroskelett (z. B. Regenwurm): mineralische Bestandteile bilden. Mineralische Flüssigkeitsgefüllte Körperhohlräume Bestandteile (65%) (v.a. Calcium, Phosphat) (Coelom) stützen den Körper und und etwa 35% organischer Material v. a. bilden Widerlager zur Muskulatur, Kollagen  erzeugen notwendige Festigkeit, um Schwimmen: Flossenbewegungen Körperform aufrechtzuhalten. (Kraftübertragung auf Wasser); Rückstoß Zusammenfassung: Tierische Zellen und Kriechen & Laufen: Beinbewegungen Gewebe (Kraftübertragung auf Boden); Gleiten Tierische Zellen: Extrazelluläre Matrix, Zell- auf Schleimspur; Bewegung durch Zellverbindungen und Geißeln der Körperunterseite Oberflächenvergrößerungen der Fliegen: aktiv mit Flügelschlag Zellmembran, Zentrosom, Lysosomen (Kraftübertragung auf Luft) passiv Tiere (Metazoa): Vielzeller, bestehen aus ohne Flügelschlag → eher Gleiten verschiedenen somatischen Zelltypen mit Amöboide Bewegung und Zellmotilität unterschiedlicher Funktion und Arbeitsteilung Einzeller und einzelne Zellen in Tieren Gewebe bilden Organe und den Körper der (z. B. Makrophagen) Eumetazoa Bewegungsmechanismus durch räumlich und zeitliches Organe sind funktionelle Einheiten Zusammenspiel von Polymerisation Haut- und Epithelgewebe dichtes Gewebe, und Depolymerisation von bildet innere und äußere Oberflächen, oft mit Aktinfilamenten unterhalb der Drüsenfunktion Zellmembran und anschließender Actin-Myosin-Interaktion Bindegewebe ist ein +/- lockerer Bewegung durch Vorschieben von Zusammenschluss von Zellen, die bestimmte Pseudopodien bzw. Filopodien Substanzen produzieren und in diese Matrix (Zellfortsätzen) unter Einsatz von eingebettet sind Actinfilamenten und ATP Exo- und Endoskelette im Tierreich als Schutz Nachziehen durch Myosin-Actin- des Körpers und Muskelansatz für den Interaktion Bewegungsapparat Bewegung durch Cilien, Geißeln und Flagellen Stützgewebe der Wirbeltiere besteht aus Cilien und Geißeln bilden unterschiedlichen Proteinfasern und +/- Fortbewegungsapparat vieler Einzeller, kleine Mineralstoffen, in vielfältiger Funktion mit Vielzeller und Spermien; sowie zur Erzeugung unterschiedlichen mechanischen von Flüssigkeitsströmen im Körper großer Eigenschaften vielzelliger Tiere. Hydroskelett: Körperstütze durch Flagellen (Geißeln) und Cilien haben gleichen flüssigkeitsgefüllte Körperhohlräume Aufbau und Durchmesser, aber unterschiedliche Länge Bewegung bei Tieren Bewegung bei Nahrungserwerb, Flucht, Flagellen (= Geißeln): 50-500 µm lang Partnersuche, Fortpflanzung, Verbreitung, und in geringer Zahl auf einer Zelle; Überdauerung ungünstiger Bedingung, oft 3-dimensionale, schraubenförmige Wanderung, usw.; Bewegung einzelner Schlagbewegung Organe Cilien: 5-15 µm lang und oft in großer Dichte auf einer Zelle; gestreckter Aktive Bewegung bei Tieren: ganzer Körper, Abschlag, gekrümmter Rückschlag Teile des Körpers, einzelne Zellen, Bewegung Gleicher Bewegungsmechanismus: von Körperflüssigkeiten durch Zellen und Motorprotein Dynein bewegt sich Flagellen entlang an Mikrotubuli unter Einsatz Beispiele für Bewegung mit Muskeln von ATP Cilien, Geißeln und Flagellen Annelida: Hautmuskelschlauch, Fortbewegungsorganellen nicht nur bei Tieren flüssigkeitsgefüllte Segmente als Antagonist Gleicher Grundaufbau bei allen Eukaryoten: 9+2-Aufbau, d.h. 9 Mikrotubuli Paare im Kreis Muskeln setzen am Exo- oder Endo-Skelett an um 2 zentrale Mikrotubuli und haben meist antagonistische Muskeln Arthropoden: Skelettmuskeln setzen am Exoskelett an, Segmentale Muskel-Anordnung Oft in bestimmten Körperabschnitten z. B. Flugmuskulatur bei Insekten im Thorax Vertebrata: Skelettmuskeln setzen am Endoskelett an, Ursprünglich segmentale Anordnung, Bewegung der Funktionsschema von Geißeln und Cilien Extremitäten bzw. Flossen Motorprotein Dynein bewegt sich entlang an führt zur Fortbewegung Mikrotubulin unter Einsatz von ATP. → Skelett- Muskelsystem Proteinstrukturen klappen um → Dynein Muskeln können aktiv kontrahieren und binden und lösen sich zyklisch unter ATP- müssen passiv gedehnt werden. Verbrauch von Mikrotubulus → Feste Gegenspielende (= antagonistische) Muskeln Vernetzung der Mikrotubuli führt zur bewegen Extremitäten. Muskeln werden Abbiegung des Ciliums oder der Geißel. durch elastische Gewebe nach Kontraktion gedehnt. Endoskelett mit Beuger- und Streckermuskeln Beispiele für Skelett-Muskel-Systeme Elastische Systeme und Hydroskelett- Muskelsysteme: Cnidaria (Meduse): Ringmuskelzellen kontrahieren Hohlraum; elastische Mesogloea als Antagonist Exoskelett mit Beuger- Nematoden: Längsmuskulatur und Streckermuskeln elastische Körperdecke als Antagonisten Muskelgewebe bei Wirbeltieren in drei Kontraktion einer Muskelzelle ist Grundtypen Umwandlung chemischer Energie in Skelettmuskeln bewegen ganzen Körper und mechanische Bewegung Körperteile; trainierbar Kontraktiler Apparat aus fadenförmigen Aufbau: Molekülen: Actin- und Myosinmoleküle vielkernige Zellen, Actin- u. Myosinfilamenten schieben sich Streifenmuster; bei ineinander, ausgelöst durch Nervenimpuls und Wirbeltieren: schnelle Freisetzung von Calcium-Ionen (öffnet Kontraktion, ermüdet, Bindungsstelle am Myosin) willentlich steuerbar (z. B. Beinmuskeln), neurogene Kontraktionszyklus: Steuerung 1. Myosinkopf klappt um und bindet an Herzmuskel: Kontraktion der Kreislauforgane Aktinfilament, 2. Myosinkopf winkelt ab und bewegt Aufbau bei Wirbeltieren: Aktinfilament, 1 Zellkern, 3. ATP-Bindung löst Myosin vom Streifenmuster, Aktinfilament und geht in autonome Ausgang