Tutorium 11 - Amphibien und Reptilien 1. Welches sind die 4 wichtigsten Merkmale der Chordata? Chorda dorsalis, Neuralrohr, Kiemendarm, postanalaer Schwanz 2. Wie hat sich der Kiefer der Gnathostomata entwickelt? der vorderste Kiemenbogen (Mandibularbogen) des Kiemendarms bildet primäres Kiefergelenk nachfolgender Kiemenbogen (Hyomandibulare) bildet dorsale Verbindung, das Hyoid (Zungenbein) 3. Was versteht man unter der Laterne des Aristoteles? → Kauapparat /Mundwerkzeug der Echinoidea → Kompliziertes Kiefergerüst mit 5 Zähnen → Pyramidenförmig → Pentamer gebaut → geht aus Endoskelett hervor 4. Beschriften Sie die fehlenden Begriffe! Welcher Organismus ist abgebildet? Asterias rubens Pedicellarien, Ossikel, Ovar, Ambulakralfüßchen, Somatocoel 5. Vergleichen Sie Astacus und Blaptica! Astacus Systematische Ecdysozoa → Arthropoda → Crustacea → Einordnung Decapoda Körpergliederung Cephalothorax, Pleon Antennen 2 Antennenpaare Laufbeinpaare 2.-5. Paraeopodenpaar (Schreitfuß) Atmungsorgane Epipoditen (Kiemen)

Blaptica Ecdysozoa → Arthropoda → Insecta Kopf, Thorax, Abdomen 1 Antennenpaar 3 Laufbeinpaare Tracheen

6. Aus welchen Schichten besteht die Cuticula der Nematoden? (Von außen nach innen) Epicuticula, Cortexschicht, Medianschicht/ Matrixschicht, Basalschicht/ Faserschicht 7. Was versteht man unter Eutelie und bei welcher Tiergruppe ist diese zu finden? Zellkonstanz, Konstanz in Zahl und Anordnung von Körperzellen, bedingt durch ein genau festgelegtes Teilungsmuster während der Entwicklung  Bei Nematoda zu finden 8. Beschriften Sie die fehlenden Stadien des Zyklus von Plasmodium! 3: Schizont; B: Erythrozytenkreislauf; 10: Ookinete; 11: Oocyste 9. Welche zwei Untergruppen gehören zu den Amoebozoa? Dictyostelia, Tubulinea

Landgang der Tetrapoden • „Beweise“: Landwanderung der Aale, Lungenfische, Quastenflosser • zunächst vom Salzwasser zum Süßwasser  Verlassen des Süßwassers zu bestimmten Zeiten  Landgang • Gründe für den Landgang der Tetrapoden im Devon: o Reichhaltiges Nahrungsangebot in Ufernähe (Pflanzen & Insekten) o Nahrungsknappheit im dicht besiedelten Ozean • Verschiedene „Probleme“ für die beim Landgang Lösungen gefunden werden müssen • Schwerkraft: o stabile Gelenke o Entwicklung der Gliedmaßen (Fünfstrahligkeit)  Flossenstrahlen werden zu Fingern/Zehen  Reduktion der Anzahl auf 5 o Schulter-Becken-Gürtel  verbessern Stabilität o Stabiles Achsenskelett als Wiederlager für Extremitäten o Aufbau von Armen & Schenkeln immer gleich ▪ Unpaar (z.B. Oberarmknochen)  Paarig (z.B. Elle und Speiche)  Mittelhandknochen  5 Phalangen (Finger) o Verankerung der Extremitäten an der Wirbelsäule an Clavicula (Schlüsselbein)/ Ilium (Darmbein), Coracoid (Rabenschnabelbein)/ Pubis (Schambein) und Scapula (Schulterblatt)/ Ischium (Sitzbein) • UV-Strahlung, Gefahr der Austrocknung: o Verdickung des Integuments, Pigmentation, Stacheln, Schuppen • Atmung o Lungen- & Hautatmung o Luftatmung entwickelten mindestens 60 getrennte Linien der Knochenfische (z.B. Schlammspringer, Fösselhechte) • Sicherung der Nachkommen: o bei Anamnia frühe Ontogenese an Wasser gebunden o später Amnionhülle um Embryo bei Amniota  Funktion der Eihüllen: Schutz vor Austrocknung, Erschütterung, Fressfeinden, als Stoffwechselbarriere Gliederung in Kernembryo (Organismus in Amnionhülle) und Hüllembryo (Ringfalte & Doppelhülle) Allantois: schlauchförmige Ausstülpung des embryonalen Darms, ursprünglich embryonaler Harnsack bei Sauropsida, dient als Atmungsorgan Amnion: innerste der Embryonalhüllen, enthält Embryo und Fruchtwasser, geht über Nabelstrang in embryonale Körperwand über Serosa: (= Chorion) äußere Eihaut Anpassung bei Vögeln und Reptilien: ▪ hoher Dottergehalt ▪ zusätzliche Embryonalhüllen ▪ ledrige (Reptilien) bzw. feste Eischale ▪ kein Larvenstadium  Entwicklung unabhängig vom Wasser • Veränderung der Kopfform, Entwicklung des Gehörs: erste Kiemenspalte wird zum Mittelohr, Entwicklung von Gehörknochen (Malleus, Incus, Stapes) • Verbesserung der Sinnesorgane o Z.B. Anpassung der Augen an Sichtweite und Lichtverhältnisse über Wasser • Entwicklung des Herzens mit Venen, Sinus, Atrium, Aorten, Ventrikeln und Blut  Evolution zu verschiedenen Blutkreisläufen Reptilien: Mischblut Vögel: rechter Aortenbogen trägt Carotiden (ist für Hauptversorgung zuständig) Säuger: linker Aortenbogen trägt Carotiden (ist für Hauptversorgung zuständig)

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 Präadaptationen (Schlüsselmerkmale) für den Landgang der Wirbeltiere: o Lungenatmung o fleischige Flossen mit umfangreichem Skelett o stabiles Achsenskelett o Verlassen des Süßwassers zu bestimmten Zeiten

Tetrapoda • wichtige Neuerungen: paarige Extremitäten (Schreitfüße) mit Endoskelett und mehreren Gelenken • völlige Teilung der Herzkammer (bei Vögeln, Krokodilen und Säugern auch der Herkammer) durch eine Scheidewand) • Rückbildung der unpaaren Flossen • Wirbelsäule als Tragebogen des Körpers, Becken-, Schulter-, Rippenbildung, Wirbelkörper verwachsen oder bilden bewegliche Verbindungen (Kopf-Hals) • Lungenatmung (nur Larven und wasserlebende Amphibien atmen durch Kiemen)  Ausbildung paariger Lungen  Rückbildung der Kiemenspalten • Kiemenspalten werden zurückgebildet (Eustachische Röhre) =Verbindung zur Mundhöhle • Kiemenbogenelemente werden zu Gehörorganen • Spiraculum wurde zum Mittelohr und durch das Trommelfell nach außen geschlossen, die Schallübertragung erfolgt durch die Columella. Bei den Säugetieren kommen später zwei weitere Gehörknöchelchen hinzu • Tetrapoden stammen von Verwandten der Quastenflosser und Lungenfische ab • Einteilung in Amphibien und Amnioten (mit Reptilien, Vögeln und Säugetieren) abhängig davon wie Eier aufgebaut sind o Unterscheidung hauptsächlich aufgrund des Blutgefäßsystems in ▪ Amphibien ▪ Sauropsida (Reptilien & Vögel) ▪ Therapsida (Säuger & Säugerähnliche Reptilien, die seit dem Devon ausgestorben sind) o grobe Unterscheidung anhand des Aufbaus des Schädels in ▪ anapsid (keine Schädelfenster)  Schildkröten ▪ synapsid (ein Schädelfenster)  Säugetiere ▪ diapsid (zwei Schädelfenster)  Reptilien, Vögel Amphibien • vom Oberen Devon bis Ende des Trias war die „Blütezeit“ der Amphibien • fast weltweit verbreitet  größte Artenvielfalt in den Tropen • Einteilung in: Anura (Frösche und Kröten), Caudata/Urodela (Salamander und Molche) & Gymnophiona/Apoda (Blindwühlen) • Reduktion auf 4 Finger vorne, 5 Zehen hinten • Frösche adult ohne Schwanz • Schädel mit 2 Gelenkhöckern • Ektotherm (können keine hinreichende innere Sauerstoffwechselwärme erzeugen) • Ausbildung von Lungen, einfaches Kreislaufsystem •  Wege der Atmung: Hautatmung, Lungenatmung (=Schluckatmung), Mundhöhlenatmung • einfaches Gehirn, gute Sinnesorgane, Kommunikationsorgane (Schallblasen) • Embryonalhülle fehlt  deshalb als Anamnia bezeichnet • äußere Besamung, Entwicklungszyklus und Fortpflanzung an Wasser gebunden • Kiemenspalten funktionieren bei den Larven noch als Atmungsorgane • • • •

Haut spielt eine beträchtliche Rolle im Gasaustausch  Hautatmung Drüsenreiche (Schleimdrüsen, Körnerdrüsen/ Giftdrüsen), dünne, meist feuchte Haut ohne Schuppen Schleimdrüsen meist über den ganzen Körper verteilt Körner-/ Giftdrüsen gewöhnlich an bestimmten Stellen gehäuft

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viele Färbungen Epidermis ist ein oder mehrschichtig Melanocyten  Pigmentation und somit UV-Schutz Myoepithelzellen: spezialisierte kontraktile Epithelzellen verschiedener Drüsen, die durch Kontraktion die Sekretion initiieren und den Sekrettransport gewährleisten Stratum spongiosum: äußere, locker strukturierte Zone der Dermis Stratum compactum: innere, dichter strukturierte Zone der Dermis

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Gymnophiona /Apoda (Blindwühlen) o Nicht vollkommen blind, aber Augen von Haut überdeckt  Hell-Dunkel-Sehen möglich o langgestreckter, zylinderförmiger Körper ohne Extremitäten, kein Schulter- oder Beckengürtel o Körper äußerlich durch Ringe (Annuli) segmentiert o an grabende Lebensweise angepasst  Schädel stabil & kompakt, stark reduzierte Augen (meist kann wenigstens Hell-Dunkel unterschieden werden), gut entwickelter Geruchsinn o Tastsinneszellen an paarigen Tentakeln zwischen Nasenloch und Auge o Kloaken von Männchen & Weibchen unterschiedlich  Männchen bildet Phallodeum (=Begattungsorgan), Befruchtung im Körper des Weibchens o vivipar oder ovipar o in Eiern entweder Direktentwicklung oder Larven die sich über Metamorphose entwickeln

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Urodela / Caudata (Schwanzlurche  Salamander und Molche) o V.a. auf der Nordhalbkugel verbreitet o immer mit Schwanz, langgestreckter Körper, plumpe Extremitäten o meist innere Befruchtung aber auch äußere Befruchtung bei einigen Gruppen o nach der Paarung im Fortpflanzungsgewässer legt Weibchen die Eier im Wasser ab o Eier zum Schutz von durchsichtiger Galerthülle umgeben o Larve Schwanzlurche: ▪ äußere Kiemen ▪ Flossensaum ▪ Vorderextremitäten entstehen zuerst o meist als Adultes Landlebend o einige Arten aber auch ihr ganzes Leben im Wasser und behalten auch nach Geschlechtsreife Larvenmerkmale bei o andere Arten vollständig Landlebend und vivipar o teilweise Brutpflege

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Anura (Froschlurche) o adult ohne Schwanz  Schwanzwirbel zu Knochenstab (Urostyl) verwachsen o plumper ovaler Körper mit großem flachen Kopf o lange, kräftige Hinterextremitäten nützlich zum Schwimmen, hüpfende Fortbewegung  schnelle Fluchtmöglichkeit, Beutefang o äußere Befruchtung o Larvenentwicklung: ▪ Flossensaum ausgebildet ▪ Mund mit Hornzähnchen (Algenfresser) ▪ ohne äußere Kiemen ▪ Hinterextremitäten entstehen zuerst o durch Umwandlung der Kiemenbögen zum Kieferapparat während der Metamorphose wird aus dem Pflanzenfresser (Kaulquappe) ein Räubergebiss (Frosch) o häufig aber auch Direktentwicklung ohne Metamorphose, einige lebendgebärend o v.a. giftige Arten sehr farbig  Rot, Orange und Gelb sind die häufigsten Warnfarben o entsprechende Form und Färbung auch zur Tarnung

o o

Kommunikation über Rufe (va. von Männchen abgegeben) zur Paarung, Abgrenzung eines Territoriums, Abschreckung von Fressfeinden Untergruppen: Scheibenzüngler (Discoglossidae), echte Kröten (Bufonidae), Schaufelkröten (Pelobatidae), echte Frösche (Ranidae), Laubfrösche (Hylidae)

 Vergleich Frosch & Kröte Frosch

Kröte

Körper

schlank

eher dicklich und rund

Beine

lang und schlank

kurz und dick

Zehen

Schwimmhäute

keine Schwimmhäute

Haut

glatt

trocken und ledrig mit Warzen und Beulen

Bewegung

kann hüpfen

kann nicht hüpfen

Lebensraum

lebt in der Nähe von Wasser

trifft man auch in trockenen Gebieten an

Sauropsida • unterteilt in Anapsida (Chelonia  Schildkröten) & Diapsida • primäres Kiefergelenk • Synapomorphien: o fehlende oder weitgehend reduzierte Tabulare (ein Knochen im hinteren Teil des Schädeldaches) o Einschaltung von Foramina (Öffnungen) oder Fenstern in der Gaumenregion o Fortpflanzung prinzipiell über Eiablage  nur einige wenige Arten bringen lebende Junge zur Welt Reptilia • = Ausschlußtaxon  Reptilien sind alle Amnioten, die keine Säugetiere und keine Vögel sind • Abstammung von amphibischen Landwirbeltieren • drüsenarme, stark verhornte durch ektodermale Schuppen geschützte Haut  Schuppen aus Keratin, „wasserdicht“  Anpassungen an das Landleben bis zu extremer Trockenheit • wechselwarm (poikilotherm) • Extremitäten mit 5 Fingern/ Zehen • meist bezahnte Kiefer • Evolution von Kiefer- & Gehörapparat  nur ein Gehörknöchelchen (Columella) • Verbesserte Sinnesleistung: bei Schlangen Infrarot-Rezeptoren in Labialgruben, bei vielen Parietalauge (HellDunkel-Sehen), Geruch, Gehör- und Wärmesinn • Fortpflanzung über Eier mit extraembryonalen Membranen (Amnion)  Amnion-Ei, gehören deshalb zu den Amniota •

Schildkröten (Chelonia) o geschlossener Panzer aus Carapax (Rückenpanzer) und Plastron (Bauchpanzer), mit Teilen des Achsenskeletts, Schultergürtel und Rippen verwachsen  dient dem Schutz vor Fraßfeinden o Hornschnabel statt Zähne o eierlegend o Geschlecht der Jungtiere bei den meisten Arten durch die Temperatur während der Entwicklung der Embryonen bestimmt

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Systematik: Lepidosauria, Schwestergruppe zu Lepidosauria sind Crocodilia und Aves

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Brückenechsen (Rynchocephalia)

o besitzen im Gegensatz zu anderen (rezenten) Kriechtieren alle knöchernen Schläfenbrücken o unterscheiden sich von den Echsen durch Fehlen eines Außenohres und durch Vorhandensein von hakenförmigen Fortsätzen an ihren Rippen. o drittes Auge (Scheitelauge) oberhalb des Gehirns o diapsider Schädel mit unterem Schläfenbogen  „katapsider“ Schädel •

Schuppenkriechtiere (Squamata) o Einteilung in Echsen & Schlangen o Echsen (Sauria) ▪ überwiegend carnivor, aber einige ernähren sich auch pflanzlich ▪ Feindabwehr durch Tarnung, Autotomie (Abwerfen des Schwanzes), „Blufforgane“ z.B. Kragenechse die Halskragen aufstellt ▪ sowohl ovopar, ovovivipar und vivipar, einige Arten auch Parthenogenese o Schlangen (Serpentes)

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Hauptmerkmal: beinlos, kein äußeres Trommelfell  sind taub keine Augenlieder, unteres Lied zu Art „Kontaktlinse“ umgewandelt gespaltene Zunge (auch bei Waranen) Jacobson’sches Organ  Wahrnehmung von Duftstoffen beim züngeln carnivor  Nahrung kann im Ganzen verschlungen werden, da die beiden Unterkieferäste an ihrer vorderen Verbindung nur locker miteinander befestigt sind hormonell gesteuerte Häutung meist ovipar, einige auch lebendgebärend Nattern: ohne Giftzähne, meist Eier legend, langer Schädel, homodont, Pupillen rund Ottern/ Vipern: kurzer Schädel mit Giftzähnen (heterodont), kurzer Schwanz, Pupillen senkrecht

Krokodile (Crocodilia) o nahe verwandt mit Vögeln (Muskelmagen, vollständige Trennung von Herzkammern, Nestbau & Brutpflege) o Einteilung in Alligatoren, Echte Krokodile und Gaviale o Vierfüßigkeit sekundär erworben o gut an Leben in Wasser angepasst  Ruderschwanz, Nasenöffnungen beim Tauchen verschließbar, Augen mit Nickhaut geschützt o immer carnivor, verlorene Zähne wachsen nach o immer eierlegend, Temperatur entscheidet Geschlecht, oft Brutpflege