Zoologie Tutorium 10 Hemichordata und Chordata Quiz 1. Was sind „Mammalia“, „Pisces“ und „Amphibia“ in der Systematik? • Rezente Gruppen, keine Taxa • Säugetiere, Fische, Amphibien • Keine Verwendung bei Darstellung evolutionärer Zusammenhänge 2. Was haben Plathelminthen mit Nematoden gemeinsam? • Wurmgestalt (Konvergenz) • Triploblastische Metazoa (Bilateria): Protostomier und Deuterostomier • Gehören zu den Protostomiern (Urmündern) • Blastoporus entwickelt sich zum späteren Mund, After geht sekundär aus Ektodermeinstülpung hervor • Dorsales Herz, Nervensystem ventral des Darms 3. Was ist eine Plesiomorphie? • Eine ursprüngliche Merkmalsausprägung, welche auch in anderen Taxa auftaucht, also in einem oder mehreren Vertretern einer Außengruppe 4. Beschreiben Sie die sexuelle und asexuelle Fortpflanzung der Porifera! • Geschlechtliche Fortpflanzung: Spermatozoen gelangen durch Wasser zu anderem Schwamm  werden durch Ostien eingestrudelt  Besamung: Spermatozoen werden von Choanocyte aufgenommen  Choanocyte wird zur amöboiden Carrierzelle und transportiert Spermatozyte (aus Spermatozoe entstanden) zur Oozyte  Befruchtung: Im Schwammkörper  Totale, äquale Furchung der befruchteten Eizelle  es entsteht begeißelte ParenchymulaLarve, die Mutterschwamm durch Osculum verlässt  Metamorphose: Gastrulation  künftiges Pinacoderm nach außen und Geißelzellen nach innen Larve wird sessil  Entwicklung zum adulten Schwamm • Ungeschlechtliche Fortpflanzung: unter schlechten Lebensbedingungen  Knospen: Teil des Elterntieres schnürt sich ab  Dauerknospen („Gemmulae“): Zur Überdauerung ungünstiger Perioden, Archaeocyten befinden sich im Innern und sind umgeben von Sponginhüllen und Skelettnadeln  Verlassen Mutterschwamm und keimen irgendwann aus 5. Erklären Sie die Begriffe acoelomat, pseudocoelomat und coelomat! • Coelom = sekundäre Leibeshöhle • Acoelomat: kein einheitlicher extrazellulärer Raum, einzige durchgehende Körperhöhle ist Darmlumen, zwischen Endo- und Ektoderm nur mesodermales Bindegewebe, bindegewebige Muskulatur und Organe, extrazelluläre Matrix zwischen meodermalen Zellen = primäre Leibeshöhle • Pseudocoelomat: Hohlraum zwischen Ekto- und Endoderm vorhanden, aber nicht von Epithel ausgekleidet • Coelomat: Coelom ist von echtem Epithel begrenzt, verdrängt primäre Leibeshöhle fast vollständig 1

6. Beschriften Sie die Abbildung! Welcher Organismus ist dargestellt? • Loligo vulgaris • Magen, Tintendrüse, Kieme, Herz, Schulp, After 7. Was ist das Besondere an Tardigrada? • Bärtierchen • Sehr resistent durch hohe Anpassungsfähigkeit: Cyclomorphose (temporaler Formwechsel), Zysten (Resistenzstadium im Wasser), Anoxybiose (Leben ohne Sauerstoff), Kryptobiose (Tönnchenstadium) 8. Beschreiben Sie den Bauplan der Crustacea! Gehen Sie dabei anhand der Abbildung besonders auf die Extremitäten ein! • Extremitäten mit Spaltbeincharakter • Enorme Formenvielfalt • Thorax mit Cephalon oft zu Cephalothorax verschmolzen, Abdomen = Pleon • Extremitäten siehe Abbildung 9. Welche Larve-Typen gibt es bei Echinodermata und zu welchen Untergruppen gehören Sie? Welche Symmetrie haben die Larven der Echinodermata im Gegensatz zu den adulten Tieren? • Pluteus-Larve (Seeigel und Schlangensterne) • Auricularia-Larve (Seewalzen) • Bipinnaria-Larve (Seesterne) • Larven haben Bilateralsymmetrie  Metamorphose  Adulte haben Radiärsymmetrie (Pentamerie) Hemichordata = Kiemenlochtiere • • • • • • • • •

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Schwesterngruppe zu Echinodermata Gehören zu Deuterostomia, sind enterocoele Coelomaten mit Radiärfurchung Ähnlichkeit zu Echinodermata durch Merkmale der Larven Körper und Coelom dreigliedrig mit Kiemendarm, der sich mit 2 Reihen von Poren nach außen öffnet Marin, benthisch Tubulärer dorsaler Nervenstrang im Kragenbereich, diffuses Netz aus Nervenzellen Kiemenspalten im Pharynx Glomerulus = epitheliale Rückwand eines Teils des Coeloms, das nach außen führt  Exkretions- und Osmoregulationsorgan Pterobranchia = Flügelkiemer o Kleine Mikrofiltrierer mit Kopfschild o Sessil und als Tierstöcke in Kollagen-Röhren o Besitzen gefiederten Tentakelapparat Enteropneusta = Eichelwürmer o Sedimentbewohner mit Eichel, Kragen und Rumpf o Eicheldarm, großer Kiemendarm und Kragenmark 2

o Tamaria-Larve Chordata = Chordatiere • •

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56.000 Arten Untergruppen o Acrania o Tunicata o Craniata  auch Mammalia = wir Synapomorphien der Chordatiere (mehr oder weniger stark abgewandelt) o Chorda dorsalis aus Urdarmdach entstanden o Neuralrohr (dorsal liegend) o Kiemendarm mit Endostyl o ventrales Herz, das Blut pumpt o Darm (unterhalb der Chorda)  mündet ventral nach außen (After) o Postanaler Schwanz Merkmale, die alle Chordata teilen: Chorda dorsalis (auch Notochord) o Dorsaler elastischer Stützstab zwischen Neuralrohr und Darm o Unterschiedlicher Aufbau ▪ Zellen mit Vakuolen (Vertebrata) ▪ Muskelplatten (Acrania) ▪ Röhre mit Epithelzellen ▪ Gallerte von Plattenepithel umschlossen o Manchmal nur in Larve/Embryo o Auch Umbildungen, z.B. Wirbelsäule o Funktionell von kollagenem Bindegewebe umgeben  Chordascheide Neuralrohr o Dorsal zur Chorda gelegen o Entsteht durch Neurulation  Epidermaler Ursprung  Neuroectoderm  Neuralwülste nähern sich apikal  verschmelzen nach cranial und umgeben Zentralkanal o Verbindung zwischen Darm und ZNS o „Gehirn“ Geschlossener Blutkreislauf mit ventralem Herz o Blut wird vom Herzen ventral nach vorne in Kiemendarm gepumpt  da Gasaustausch, danach dorsale Verteilung im Körper Postanaler (Ruder-)Schwanz o Oft zurückgebildet, z.B. Steißbein o Hinter der Afteröffnung Kiemendarm mit Kiemenspalten o Vorderes Darmrohr hat Spaltöffnungen

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o Verschiedene Spezialisierungen: Atmung (sonst Hautatmung), Nahrungssystem, Hauptaufgabe: Filtrierung (wird erst bei kiefertragenden Craniota wurde der Kiemendarm zum Atmungsorgan) o Ventral: Hypobranchialrinne (Endostyl) mit Drüsenfunktion zur Schleimbildung  wird zur Schilddrüse o Kiementaschen/-spalten o Branchiomerie (Kiemenbogenabfolge) •

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Myomerie (Somitenabfolge) o Segmentale Rumpfmuskulatur o Keine Homologisierung zu einem ursprünglichen metameren Bauplan des Coeloms möglich o Somiten  regelmäßige Muskulatur Gastrulation  Neuralplatte  Auffaltung  Schließen  Neurulation  Neuralrohr  Rückenmark, Zentralnervensystem

Tunicata = Manteltierchen (Urchordata) • • • •

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Tunica = Stütz- und Schutzhülle aus Proteinen und Zuckern (Cellulosederivate) = Integument Ausschließlich marin Mikrophage Filtrierer Ascidiacea = Seescheiden o Primitiv, können knospen o Larven im Plankton (pelagisch)  Metamorphose Adulte sessil, Einzeltiere oder Koloniebildend o Nur Larven mit Chorda o Nur ein Ganglion am ZNS o Keine Nephridien, offenes BKS, kein Coelom o Strudler, Filtrierer Thaliacea = Salpen o Pelagisch (leben im Plankton) o Häufig Tierstöcke/Kolonien, ansonsten Einzeltiere o Polymorph, mit Generationswechsel o Vorderdarm weit, tonnenartig Appendicularia (Larvacea) o Kleine Planktonorganismen mit komplexen Filtergehäuse o Tunica fehlt, durchsichtige Tiere o Auch Adulte behalten kaulquappenartigen Larvenkörper und Chorda im Ruderschwanz

Acrania (Cephalochordata) = Schädellose •

Lanzettfischchen: o Gehören zu Branchiostoma 4

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Freischwimmend, semisessil Max. 6 cm lang Einschichtige Epidermis Räderorgan für Nahrungspartikel in den Mund, Strudler, Filtrierer Blindsackartige Leber Keine Knochen oder Knorpel Protonephridien Chorda bis zum Vorderende (Rostrum) – daher Cephalochordata Lichtsinnesorgane überall im ZNS Kein richtiges Herz, aber Bulbili (kleine Herzen) und Endostylarterie, Wirbeltierähnliches Blutgefäßsystem o Hohe Zahl an Gonaden  Entleerung der Keimzellen durch Bruch der Körperwand o Somiten (Wirbelansätze) , Kiemendarm und Peribranchialraum o Rechts-Links-Asymmetrien Vertebrata/Craniota = Wirbeltiere/Schädeltiere • • •

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Verknöcherter oder aus Knorpeln bestehender Schädel oder knorpeliges Kopfskelett (Neunaugen, Schleimaale) Wirbel aus Neuralbögen, umschließen Rückenmark Kopf mit fünfteiligem Gehirn, großen Sinnesorganen, einer Mundhöhle und dem Pharynx, zunehmende Cephalisation (höhere Sinnesleistungen erfordern bessere Hirnleistungen) Kiemenbögen oder Kiemenspalten Chorda embryonal durch Wirbelsäule ersetzt Rumpf mit Leibeshöhle und Eingeweiden, vom ersten Wirbel bis After, ventrales Herz Knochengewebe Paarige Extremitäten oder unpaarig Schwanz ohne Coelomhöhle oder Eingeweide Integument o Mehrschichtige Haut, Körperbedeckung (Schuppen, Haare, etc.) o Abgrenzung (Schutz, Exkretion, UV-Schutz, Infektionsschutz, Schutz gegen mechanische Einwirkungen) o Rezeption (Tastsinn, Temperatur) o Pigmentation o Aufbau: ▪ Epidermis (mehrschichtige Oberhaut) ▪ Dermis (Lederhaut) ▪ Subcutis (Unterhaut) o Verknöcherung ▪ Fossile Fische mit Hautknochenpanzer ▪ Bei rezenten Haien noch Placoidschuppen  Dermispapille, Odontoblasten, Dentin, Schmelz (zahnartig aus Epidermis) Zähne 5

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o Dermale Gebilde o Schmelz, Dentin, Zement Kieferapparat ab Gnathostomata o Kiemendarm  vorderster Kiemenbogen (Mandibularbogen) bildet primäres Kiefergelenk  nächster Kiemenbogen (Hyomandibulare  dorsale Verbindung  Hyoid  Zungenbein) Skelett o Knorpel und Knochen etwa zeitgleich evolutionär entstanden o Knorpel: Interzellularsubstanz aus Chondrinsulfat, keine Blutgefäße schlechte Versorgung o Knochen: Osteoblasten bilden extrazelluläre Matrix aus Kollagen später Mineralisierung durch Hydroxylapatit, Blutgefäßversorgung o Endoskelett o Enchondral von innen o Perichondral von außen Nieren, Ausscheidungsorgane, Gonaden Anlagen nah beieinander teilweise Verbindung Agnatha = Kieferlose o Leben in Bächen, Flüssen, Meer o Kopf mit Linsenaugen, Kiefer fehlen, unpaare Nasenöffnung o Schädel, fünfteiliges Gehirn, peristente Chorda o Wirbelsäule, knorpeliges Endoskelett o Kreisförmige Mundöffnung mit Hornzähnchen, Mund als Saugorgan ausgebildet o 7 Kiemenspalten o Schlangenartiger Körper mit Flossen o Getrenntgeschlechtlich, Larven- und Adultphase ▪ Adulte wandern in Oberläufe von Gewässern  komplexes Paarungsverhalten  extracorporale Besamung und Befruchtung  Larven leben in klaren Bächen  Metamorphose vom Filtrierer zum Adulten (parasitisch) o Neunaugen = Petromyzontia ▪ Im Süßwasser geboren  Metamorphose  ♀ sterben nach Eiablage ▪ Name wegen Kiemenöffnungen und Nasengrube ▪ Flussneunaugen leben parasitisch o Schleimaale = Myxinoidea ▪ Augen reduziert ▪ Mundtentakeln/Barteln ▪ Nur 1 Bogengang, große Hautschleimdrüsen ▪ Räuberisch, aasfressend ▪ Rein marin ▪ Keine Metamorphose ▪ Sondert bei Bedrohung zähen Schleim ab  verklebt Kiemen des Feindes 6

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Cyclostomata = Rundmäuler, Kieferlose o Untergruppen: Inger und Neunaugen o Langgestreckte aalartige Wassertiere mit muskulösem Saugmund mit Hornzähnen o Dauerhafte Chorda o Membranöses, knorpeliges Skelett

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Gnathostomata = Kiefermünder o Entstehung der Kiefer: Skelett der Kiefer entwickelte sich wahrscheinlich aus zwei paarigen Elementen des Kiemenapparates (Kiemenbögen), dienten ursprünglich als Stützgerüst für Kiemen, Entwicklung von Kiefern mit Zähnen o Placodermi = Panzerfische ▪ Kiefer, Flossen, Hautpanzer ▪ Im Devon ausgestorben o Chondrichthyes = Knorpelfische ▪ Meist räuberisch ▪ Mit Knorpelskelett, Skelett stellenweise verkalkt, Achsenskelett unter Beteiligung der chordascheide aus Wirbeln bestehend ▪ Haut mit Placoidschuppen, Spiraldarm, Rectaldrüse ▪ Keine Schwimmblase ▪ Harnstoff im Blut ▪ Innere Befruchtung, Besamung mit Begattungsorgan aus umgewandelter Bauchflosse, dotterreiche Eier, meist vivipar, wenige eierlegend (Katzenhai) ▪ Meist marin ▪ Selachii = Haie • Meist 5 getrennte seitliche Kiemenspalten • Kleines Spiraculum • Epizerke Schwanzflosse • Meist Hyostylie • Knorpeliges Skelett, verkalkt (Reduktion des Knochenskeletts  gemeinsame Vorfahren mit Osteichthyes) • Haut aus Plakoidschuppen (fest mit Haut verwachsen) • Legen Eier oder sind lebendgebärend • Innerliche Besamung mit umgebildeter Bauchflosse ▪ Batoidea = Rochen • Depresser Rumpf • 5 ventrale Kiemenspalten • Großes Spiraculum • Hyostylie • Wenige auch limnisch 7

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Holocephali = Chimären • Oberkiefer mit Schädelbasis verschmolzen • Permanente Zahnplatten, knorpelige Kiemendeckel • Kein Spiraculum

o Osteichthyes = Knochenfische ▪ Skelett teilweise oder ganz verknöchert, komplizierte Schädelknochen ▪ Fächer mit 5 dicht beieinanderliegenden Kiemenspalten, Kiemen gemeinsam in Kammer, von Kiemendeckeln überlagert ▪ Lungen-Schwimmblasen-Organ • Primär paarige Ausstülpung des Vorderdarms • Atmungsfunktion, später hydrostatische Funktion • kann sekundär fehlen • „Schlucken von Luft“ über einen Gang (von Muskeln reguliert  Gasdrüse (Kapillarnetz zur Gasabgabe im Gegenstromprinzip auch bei großen Gegendrücken) ▪ Atmung über Haut, Mund, Darm, Lungen-Schwimmblasen-Organ ▪ Gute Sinnesorgane: Augen mit fester, kugelförmiger Linse (nahadaptiert), Chemorezeptoren, Hörorgane, Seitenlinienorgan (Registrierung der Wasserbewegung und Druckgradienten durch Cilien nach dem 9+2 Muster) ▪ Kieferbildung: paarige Elemente aus Kiemenbögen bilden primären Kiefer (Synapomorphie) ▪ Schuppen bei „Fischen“ sind Bildungen der Lederhaut (aus Knochen, Cosmin, Dentin), verschiedene Typen (Ganoid-, Zykloid-, Ctenoidschuppen) ▪ Urogenitalverbindung wird durch schrittweise Entstehung eines sekundären Samenleiters gelöst ▪ Actinopterygii = Strahlenflosser • 99 % aller Wirbeltierarten • Chondrostei (rezent nur Flösselhechte, Störe) • Holostei (rezent nur Knochenhechte, Schlammfische) • Teleostei (35 Ordnungen, 22000 Arten) ▪ Sarcopterygii = Muskel-/Fleischflosser • Dipnoi (Lungenfische) und Quastenflosser  fossiler Ursprung aller Tetrapoden, Lunge, Fleischflosser  Übergang zum Landleben (nächstes Tutorium!)

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Abbildungen

Tunicata Larve

Lanzettfischen

Typischer Aufbau Tunicata

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