Zoologie PDF - Einführung in die Systematik - Hochschule für Forstwirtschaft

Zoologie Einführung in die Systematik und Abgrenzung des behandelten Themengebietes Prof. Otmar Fuchß [email protected] Nah dran. Weit voraus.  Was ist ein Tier? Wie kann man ein Tier von anderen Lebensformen abgrenzen?...

Zoologie Einführung in die Systematik und Abgrenzung des behandelten Themengebietes Prof. Otmar Fuchß [email protected] Nah dran. Weit voraus.  Was ist ein Tier? Wie kann man ein Tier von anderen Lebensformen abgrenzen? Nah dran. Weit voraus. 2 Unterscheidung Tier - Pflanze Tier Pflanze Ernährung heterotroph autotroph Kohlenhydratspeicher Glycogen Stärke Zellwände ohne mit Gewebeaufbau Nur lebende Zellen Lebende und tote Zellen Nerven- und Muskelgewebe mit ohne Stützapparat Innen- oder Außenskelett gesamter Zellverband Wachstum Wachstum endet im Ununterbrochenes Wachstum Erwachsenenalter: (Kambium, Meristeme): geschlossenes System offenes System Nah dran. Weit voraus. 3  Carl von Linné (Linnaeus) Bildquelle: https://www.biodiversitylibrary.org/item/10277#pag Bildquelle: https://library.si.edu/donate/adopt-a-book/systema-naturae-sistens-regna-tria-naturae- e/3/mode/1up classes-et-ordines-genera-et-species Nah dran. Weit voraus. 4  Binäre Nomenklatur Erstbeschreiber, Jahreszahl Canis lupus Linnaeus, 1758 Bildquelle: https://www.deutschlandfunk.de/wer-hat-angst-vorm- boesen-wolf-ein-wildtier-erobert-sich-deutschland-zurueck-dlf- d150efe0-100.html Gattungsname Spezies-Epitheton Nah dran. Weit voraus. 5 Hierarchische Systematik der Lebewesen Domäne Reich Stamm/ Abteilung Klasse Ordnung Familie Gattung Art Nah dran. Weit voraus. 6  Hierarchische Systematik der Lebewesen Eukaryota Domäne Animalia Reich Stamm Chordata Mammalia Klasse Carnivora Ordnung Canidae (Hunde) Familie Canis (Wolfs- und Gattung Schakalartige) Canis Artlupus Bildquelle: https://www.deutschlandfunk.de/wer-hat-angst-vorm- boesen-wolf-ein-wildtier-erobert-sich-deutschland-zurueck-dlf- d150efe0-100.html Nah dran. Weit voraus. 7 Systematik Reich Stamm Animalia Mollusca Plantae Domäne Fungi Arthropoda Protozoa Eukaryota Chromista Chordata Bacteria Nematoda Archaea Annelida Nah dran. Weit voraus. 8 Systematik Klasse Reich Stamm Gastropoda Domäne Plantae Mollusca Animalia Eukaryota Fungi Malacolimax tenellus Arthropoda Chromista Bildquelle: https://www.biolib.cz/en/taxonimage/id Protozoa 71433/?taxonid=2872&type=1 Bacteria Chordata Nematoda Archaea Annelida Nah dran. Weit voraus. 9 Systematik Klasse Reich Stamm Gastropoda Domäne Plantae Mollusca Animalia Insecta Eukaryota Arachnida Fungi Arthropoda Chromista Ips typographus Protozoa Bacteria Chordata Nematoda Archaea Annelida Histopona torpida Bildquelle: https://www.researchgate.net/figure/Figuur- 22-Histopona-torpida-de-Slanke- bostrechterspin-Foto-Pierre-Oger- Beeldbank_fig4_317312729 Nah dran. Weit voraus. 10 Systematik Klasse Reich Stamm Gastropoda Domäne Plantae Mollusca Animalia Insecta Eukaryota Arachnida Canis lupus Fungi Bildquelle: Arthropoda https://www.deutschlandfunk.de/wer-hat- Chromista angst-vorm-boesen-wolf-ein-wildtier- erobert-sich-deutschland-zurueck-dlf- Protozoa Mammalia d150efe0-100.html Bacteria Chordata Aves Nematoda Archaea Reptilia Annelida Amphibia Chondrichthyes Garrulus glandarius Bildquelle: https://www.br.de/radio/bayern1/eichelhae her-140.html Nah dran. Weit voraus. 11 Systematik Klasse Reich Stamm Domäne Adenophorea Plantae Mollusca Animalia Eukaryota Trichinella spiralis Fungi Arthropoda Secernentea Bildquelle: https://www.britannica.com/animal/trichina Chromista Protozoa Bacteria Chordata Nematoda Archaea Annelida Bursaphelenchus xylophilus Bildquelle: https://www.julius- kuehn.de/media/Veroeffentlichungen/Flyer/ Kiefernholznematode_.pdf Nah dran. Weit voraus. 12 Systematik Klasse Reich Stamm Domäne Adenophorea Plantae Mollusca Animalia Eukaryota Fungi Arthropoda Secernentea Chromista Protozoa Bacteria Chordata Nematoda Lumbricus terrestris Archaea Bildquelle: Clitellata https://www.pronatura.ch/de/tier-des- jahres-2011 Annelida Nah dran. Weit voraus. 13 Systematik Reich Stamm/Abteilung Animalia Ascomycota Plantae Domäne Fungi Basidiomycota Protozoa Eukaryota Chromista Hymenoscyphus fraxineus Bacteria Archaea Erysiphe alphitoides Nah dran. Weit voraus. 14 Systematik Reich Stamm/Abteilung Animalia Ascomycota Plantae Domäne Fungi Basidiomycota Protozoa Eukaryota Chromista Bacteria Archaea Melampsorella caryophyllacearum Nah dran. Weit voraus. 15 Systematik Reich Stamm/Abteilung Animalia Ascomycota Plantae Domäne Fungi Basidiomycota Protozoa Eukaryota Chromista Gyrista Bacteria Archaea Phytophthora spec. Nah dran. Weit voraus. 16 Systematik Reich Stamm/Abteilung Animalia Ascomycota Plantae Domäne Fungi Basidiomycota Protozoa Eukaryota Chromista Gyrista Bacteria Proteobacteria Archaea Mycoplasmatota Nah dran. Weit voraus. 17 Bakterien - Aufbau Bildquelle: https://brockhaus.at/ecs/julex/article/bakterien Bildquelle: https://molekularbiologie.uni-graz.at/de/neuigkeiten/detail/article/gefraessiges- bakterium-4/ Nah dran. Weit voraus. 18 Systematik Reich Stamm/Abteilung Animalia Ascomycota Plantae Domäne Fungi Basidiomycota Protozoa Eukaryota Chromista Pseudomonas syringae Gyrista Bacteria Proteobacteria Archaea Francisella tularensis Mycoplasmatota Bildquelle: https://microbenotes.com/laboratory- diagnosis-treatment-and-prevention-of- francisella-tularensis/ Nah dran. Weit voraus. 19 Systematik Reich Stamm/Abteilung Animalia Ascomycota Plantae Domäne Fungi Basidiomycota Protozoa Eukaryota Chromista Gyrista Bacteria Proteobacteria Archaea Mycoplasmatota Candidatus Phytoplasma ulmi Nah dran. Weit voraus. 20  Viren?? Mosaikvirus Bildquelle: https://www.dpvweb.net/dpv/showdpv/?dpvno=213 Bakteriophage Tollwut-Virus Bildquelle: https://www.spektrum.de/lexikon/biologie- Bildquelle: kompakt/bakteriophagen/1212 https://www.lgl.bayern.de/tiergesundheit/tierkrankheiten/virusinfektione n/tollwut/index.htm Nah dran. Weit voraus. 21 Aufbau eines Virus Bildquelle: http://bioinfowelten.uni- jena.de/2016/02/16/bioinformatics-goes- viral/ Nah dran. Weit voraus. 22 Viren sind keine Lebewesen! Kein eigener Stoffwechsel Nicht eigenständig fortpflanzungsfähig Stehen außerhalb der Systematik der belebten Welt Eigene Systematik mit anderen zugrundeliegenden Regularien Nah dran. Weit voraus. 23  Was ist eine Art? Morphologisches Artkonzept: Arten werden aufgrund morphologischer (äußerer) Merkmale voneinander unterschieden Canis lupus Malacolimax tenellus Bildquelle: https://www.deutschlandfunk.de/wer-hat-angst-vorm- Bildquelle: boesen-wolf-ein-wildtier-erobert-sich-deutschland-zurueck-dlf- https://www.biolib.cz/en/taxonimage/id d150efe0-100.html 71433/?taxonid=2872&type=1 Nah dran. Weit voraus. 24  Was ist eine Art? Morphologisches Artkonzept: Arten werden aufgrund morphologischer (äußerer) Merkmale voneinander unterschieden Parus major, Cyanistes caeruleus Bildquelle: https://kinder.wdr.de/tv/wissen-macht-ah/bibliothek/kuriosah/tier/bibliothek- kohlmeise-und-blaumeise-wie-aehnlich-s-100.html Nah dran. Weit voraus. 25  Was ist eine Art? Morphologisches Artkonzept: Arten werden aufgrund morphologischer (äußerer) Merkmale voneinander unterschieden Carabus auronitens Bildquelle: https://www.natur-in- Carabus auratus nrw.de/HTML/Tiere/Insekten/Kaefer/Laufkaef Bildquelle: https://bugguide.net/node/view/275200 er/TLK-167.html Nah dran. Weit voraus. 26  Was ist eine Art? Morphologisches Artkonzept: Arten werden aufgrund morphologischer (äußerer) Merkmale voneinander unterschieden Geschlechtsdimorphismus: Männchen mit gekämmten Fühlern und dunkleren Flügeln, Weibchen mit fadenförmigen Lymantria dispar Fühlern und helleren Flügeln Bildquelle: https://lepiforum.org/wiki/page/Lymantria_dis par#/image/3/2 Nah dran. Weit voraus. 27  Was ist eine Art? Morphologisches Artkonzept: Arten werden aufgrund morphologischer (äußerer) Merkmale voneinander unterschieden Saisondimorphismus: Araschnia levana f. prorsa (o.l.) Araschnia levana f. levana (u.) Araschnia levana Mischform (o.r.) Araschnia levana Bildquelle: https://www.bund- rlp.de/themen/tiere- pflanzen/schmetterlinge/besondere- schmetterlinge/landkaertchen/ Nah dran. Weit voraus. 28  Was ist eine Art? Morphologisches Artkonzept: Arten werden aufgrund morphologischer (äußerer) Merkmale voneinander unterschieden Kryptische Arten: Eptesicus isabellinus (o.l.), E. serotinus (o.r.), allopatrisch Eptesicus isabellinus, E. serotinus Eptesicus isabellinus (u.l.), E. Bildquelle: https://www.nature.com/articles/s41598-022- serotinus (u.r.), sympatrisch 15412-2 Nah dran. Weit voraus. 29  Was ist eine Art? Biologisches Artkonzept: Arten sind Gruppen von sich miteinander kreuzenden natürlichen Populationen, die von anderen Gruppen reproduktiv isoliert sind Birkwild (Lyrurus tetrix) Auerwild (Tetrao urogallus) Rackelwild Bildquelle: https://www.jagd.it/spielhahn/ Bildquelle: https://um.baden-wuerttemberg.de/de/presse- (Lyrurus tetrix x Tetrao urogallus) service/presse/pressemitteilung/pid/neue-planungsgrundlage- windenergie-und-auerhuhn-veroeffentlicht Bildquelle: Nah dran. Weit voraus. https://naturlichter.de/bildersuche/r1245_gewoehnliches_rackelhuhn- 30 52331.html?q=Gew%C3%B6hnliches+Rackelhuhn&a=&sPage=0  Was ist eine Art? Biologisches Artkonzept: Arten sind Gruppen von sich miteinander kreuzenden natürlichen Populationen, die von anderen Gruppen reproduktiv isoliert sind => Individuen, die miteinander fruchtbar fortpflanzungsfähig sind, gehören einer Art an. Nah dran. Weit voraus. 31  Artbildung Allopatrische Artbildung: Sympatrische Artbildung: Räumliche Isolation führt zur Entstehung neuer Arten im Unterbrechung des Genflusses, Verbreitungsgebiet einer z.B. Kontinentaldrift, Ursprungsart durch z.B. Gebirgsbildung, Inselbildung, Mutationen, starke (sexuelle) Klimawandel/ Selektion Klimaveränderungen Nah dran. Weit voraus. 32  Artbildung Allopatrische Artbildung: Beispiel Darwinfinken Adaptive Radiation = „Auffächerung“ spezialisierter Arten aus einer (unspezialisierten) Ursprungsart Bildquelle: https://www.britannica.com/science/adaptive-radiation Nah dran. Weit voraus. 33  Artbildung Sympatrische Artbildung: Beispiel Midas-Buntbarsche Artkomplex Amphilophus citrinellus Bildquelle: https://www.wiko-berlin.de/fileadmin/Dateien_Redakteure/pdf/EML/EML_2006_Meyer_web.pdf Nah dran. Weit voraus. 34  Sympatrische Artbildung: Reproduktive Isolationsmechanismen Präzygotisch (vor Entstehung der Postzygotisch (nach Entstehung befruchteten Eizelle = Zygote): der Zygote): Nachkommenschaft Individuen paaren sich nicht nicht lebensfähig oder nicht fruchtbar Ethologische Isolation Sterblichkeit der Hybriden Ökologische Isolation Sterilität der Hybriden Zeitliche Isolation Sterilität oder Sterblichkeit (Mechanische Isolation) der Nachkommen von (Gametische Isolation) Hybriden Nah dran. Weit voraus.35  Hierarchische Systematik der Lebewesen Eukaryota Domäne Animalia Reich Stamm Chordata Mammalia Klasse Carnivora Ordnung Canidae (Hunde) Familie Canis (Wolfs- und Gattung Schakalartige) Canis Artlupus Bildquelle: https://www.deutschlandfunk.de/wer-hat-angst-vorm- boesen-wolf-ein-wildtier-erobert-sich-deutschland-zurueck-dlf- d150efe0-100.html Nah dran. Weit voraus. 36 Phylogenetische Systematik (Kladistik) Basiert auf den Erkenntnissen der Evolutionsbiologie -> Rekonstruktion der Stammesgeschichte und Verwandtschaft von Organismen Kladogramme Bildquelle: https://internet- evoluzzer.de/yotube-video-phylogenetische- systematik-teil-2-kladistik/ Nah dran. Weit voraus. 37 Phylogenetische Systematik (Kladistik) Kladogramm Jeder abzweigende Ast ist durch ein neues, abgeleitetes Merkmal begründet (Autapomorphie, schwarze Kästchen) Abszisse dimensionslos -> Gabeln frei drehbar Astlänge gibt keinen Aufschluss über Divergenz der Taxa (Auseinanderentwicklung bzw. Ähnlichkeit) Bildquelle: https://internet- evoluzzer.de/yotube-video-phylogenetische- systematik-teil-2-kladistik/ Nah dran. Weit voraus. 38  Phylogenetische Systematik (Kladistik) Kladogramm Monophyletische Gruppe: alle Untergruppen gehen auf einen gemeinsamen Vorfahren zurück Paraphyletische Gruppe: eine gemeinsame Stammform, aber nicht alle Untergruppen sind enthalten Polyphyletische Gruppe: die Gruppe hat keine gemeinsame Stammform Bildquelle: Kadereit, J.W. (2021). Methoden der Systematik. In: Strasburger − Lehrbuch der (= keine natürliche Gruppe, in der Pflanzenwissenschaften. Springer Spektrum, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662- 61943-8_18 Systematik verboten) Nah dran. Weit voraus. 39 Phylogenetische Systematik (Kladistik) Polyphylie: Konvergente Entwicklung von Eigenschaften Bildquelle: https://www.frankenpost.de/inhalt.kulmbach-zorro-ein- Bildquelle: http://www.fledermausschutz.de/wp- echter-europaeer.7d34f2c8-9984-474f-91fc-b495545c0e78.html content/uploads/Braunes-Langohr-Plecotus-auritus_Dietmar-Nill.jpg Nah dran. Weit voraus. 40 Phylogenetische Systematik (Kladistik) Phylogenetischer Baum (Phylogramm) Basiert i.d.R. auf DNA-Sequenzanalysen Ast-Längen repräsentieren Ausmaß der Ähnlichkeit oder geschätzte Zeit seit der Auseinanderentwicklung Gewurzelter Baum: Baum mit einem allen Verzweigungen gemeinsamen Vorfahren (Wurzel) Ungewurzelter Baum: Darstellung der Verwandtschaftsverhältnisse ohne angenommenen gemeinsamen Vorfahren Bildquelle: https://plato.stanford.edu/entries/phylogenetic-inference/ Nah dran. Weit voraus. 41 Bildquelle: https://itol.embl.de/itol.cgi Nah dran. Weit voraus. 42