Zoologie Definition Ökosystem von Ellenberg: Ein Ökosystem ist ein
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Zoologie Definition Ökosystem von Ellenberg: Ein Ökosystem ist ein ganzheitliches Wirkungsgefüge zwischen Organismen untereinander und ihren Wechselbeziehungen zur abiotischen Umwelt, das zum Teil offen ist aber auch bestimmte geschlossene Kreisläufe enthält und zur Selbstregulation befähigt ist. Stammbaum: Progenoten (Urzellen) Eukaryota (mit Zellkern) Prokaryota (ohne echten Zellkern) Archaebacteria Eubacteria Plantae (Pflanzenreich) Phycobionta (Algen) Mycobionta (Pilze) Bryobionta (Moose) Cormabionta (Gefäßpflanzen) Animalia (Tierreich) 30 Stämme Protozoa Metazoa (Einzeller) (Mehrzeller) 6 Stämme 24 Stämme Hierarchie im (Tier) – Reich / Systematik: Deutsch Reich Stamm Klasse Ordnung Familie Gattung Art Englisch kingdom phylum class order family genus species Latein regnum phylum classis ordo familia genus species Definition von Art: Individuen mit erblich bedingten Ähnlichkeiten und gleichen Genpool Fortpflanzungsgemeinschaft Genfluss Relativ gleiche Merkmale (Phenotypisch) 1 Gliederung des vorliegenden Skriptes: REICH UNTERREICH ABTEILUNG STAMM Chordata Deutero stomia Echinodermata Mollusca Weichtiere Aschelminthes Rundwürmer Metazoa Protostomia Eumetazoa Bliateria, Coelomata Annelida Ringelwürmer Triploblastisch Arthropoda Gliederfüßler Plathelminthes Plattwürmer Animalia Tierreich Radiata, Coelenterata Cnidaria Nesseltiere Diplo blastisch Ctenophora Rippenqualen Porifera Schwämme Parazoa Protozoa Placozoa … Ciliata Wimperntierchen Sporozoa Sporentierchen Rhizopoda Wurzelfüßler Flagellata Geißeltierchen 2 A. UNTERREICH PROTOZOA Allgemeines: Eukaryotische Einzeller, die alle lebenswichtigen Funktionen selbständig ausführen können Brauchen Wasser zum Leben Kommen überall auf der Welt vor Konsumenten und Destruenten organischer Substanzen Räuber oder Symbionten (mit Wiederkäuern) Nahrungsgrundlage für andere Lebewesen im Wasser Wichtig für das ökologische Gleichgewicht Aufbau o Umschlossen von einer Membranschicht (Plasmalemma) o Im inneren erst Ektoplasma (Außenplasma), dann Endoplasma (mit Einschlüssen) o Zwischen Ektoplasma und Endoplasma befindet sich eine Trennschicht (Aktin – und Myosinfilamente), verhindert Übertritt von endoplasmatischen Komponenten o Im Zytoplasma: ER, Mitochondrien, Lysosomen, Golgi – Apparat, Dictyosomen, Peroxisomen, Mikrofilamente Ernährung o Heterotroph (Müssen zur Energiegewinnung und zum Aufbau körpereigener Substanz organische Verbindungen aus anderen Organismen aufnehmen) o Selten autotroph (bauen organisches Material aus anorganischem auf o Manchmal amphitroph (je nach Lichtbedingungen auto – oder heterotroph) o Phagocytose (Feststoffe)/Pinocytose (Flüssigkeiten), findet bei fehlendem Zellmund (Cytostom) und Zellafter (Cytophyge) statt. Verdauung mittels Enzymen. Nahrung wird von Zellmembran umschlossen und bildet im Körperinneren eine NahrungsvakuloleWasserregulation durch Osmoregulation Überdauerungsformen o Ausbildung von Zysten um ungünstige Lebenssituationen zu überstehen o Zysten zudem oft Ort von Vermehrung o Schützhüllen aus Proteinen, Kalziumcarbonat usw. und auch aus eingelagerten Fremdkörpern o Zellkern oft nicht nur einfach vorhanden sondern in einer Vielzahl. Fortpflanzung o Fortpflanzung durch Teilung (Zweiteilung oder Vielteilung) o Agamogonie (ungeschlechtlich), es entstehen keine Geschlechtszellen o Gametogamie (geschlechtlich) 1. Stamm: Flagellata (Geißeltierchen) Ein oder mehr Geißeln aus Plasmafäden (Flagellum), meist mehr als körperlang Ausgebildet als: Rudelschlag (seitlich an der Zelle) Schubgeißel (hinten an der Zelle) Zuggeißel (vorne an der Zelle) Helicoidale (Mehre unterschiedlich schwingende Geißeln) 3 Sonst sehr vielfältiges Aussehen und Auftreten, unterschiedliche Größen, manche leben parasitär, teils solitär teils in Gruppen lebend Flagellata als Krankheitserreger, z.B. Trypanosoma spec. (Schlafkrankheit), Übertragung auf den Menschen über die Tsetsefliege, die dem Trypanosoma spec. als Wirt zur Vermehrung dient Circa die Hälfte aller Arten haben durch Plastide die Möglichkeit zur Assimilation, z.B. Euglena spec. (Augentierchen), die anderen müssen organische Substanzen aufnehmen. 2. Stamm: Rhizopoda (Wurzelfüßler) Pseudopodien (Ausstülpungen des Cytoplasma) sind Organellen zur Nahrungsaufnahme und Bewegung Ausgebildet als: Lobopodien (lappenartig) Filopodien (fadenartig, oft verzweigt) Reticulopodien (verzweigt mit Querverbindungen) Pathogenität (können bei einem Wirt mit geschwächtem Immunsystem Krankheiten auslösen) z.B. die im Darm des Menschen lebenden Entamoeba histolytica die die Amöbenruhr auslöst. Phagozytose und Pinozytose 3. Stamm: Sporozoa (Sporentierchen) auch Apicomplexa Endoparasit (Parasit lebt IM Wirt) Charakteristische apicale Strukturen: Polring (Verdickung der Zellmembran) Conoid, Rhoptrien (zur Penetration der Wirtszelle) Mikronemen (langestreckte Gebilde) Meist haploid Geschlechtliche Fortpflanzung Manchmal zusätzlich ungeschlechtliche Vielteilung (Überdauerungsformen: Sporen können auf andere Wirte übertragen werden) 4. Stamm: Ciliata (Wimperntierchen) Höchste organisierte Gruppe der Protozoen Besitzen Cilien (ähnlich wie Geißeln, nur viel mehr und kürzer) die meist den ganzen Körper überziehen, schlagen kontrolliert, so dass eine gezielte Fortbewegung möglich ist Frei lebend und auch in Wirtskörpern Kerndualismus (Makronucleus für Stoffwechsel und Mikronucleus für Fortpflanzung) Ernährung von freischwimmenden Substanzen, Bakterien und anderen Protozoen Strudler: Nahrung wird durch schnelle Bewegung in den Mund gestrudelt und dort sofort von Vakuole umschlossen und verdaut Schlinger: Zellmund wird erweitert, umschließt größere Nahrung mit dem Zellmund. Besitzen Zellmund (Cytostom) Fortpflanzung meist durch Querteilung 4 Genaustausch mittels Konjugation (Verschmelzung zweier Zellen an der Mundregion, Makrokern zerfällt, vier haploide Microkerne entstehen (Meiose), drei Mirkokerne degenerieren, ein haploider Kern bleibt übrig, dieser Teil sich und eine Hälfte wandert in die andere Zelle. Verschmelzung beider Kernhälften. Teilung des Kerns in Mikro – und Makrokern.) Hohes Reaktionsvermögen – Reaktionen auf Reize - Phototaxis: Reaktion auf Licht - Thigmotaxis: Reaktion auf Berührung - Chemotaxis: Reaktion auf chemische Stoffe - Phobotaxis: Schreckreiz - Reaktion - Thermotaxis: Reaktion auf Wärme - Pheotaxis: Strömungsreiz - Reaktion B. UNTERREICH METAZOA I. PARAZOA 1. Placozoa Mögliches Bindeglied zwischen Einzellern und Mehrzellern 2. Porifera (Schwämme/Porenträger) Sessile Lebensweise (Ortsgebunden) Wenige Millimeter bis mehrere Meter groß Starke Wandlungsfähigkeit in Form, Größe, etc. Hohe Farbenvielfalt Schwammkörper durchsetzt von einem Kanalsystem, beginnt mit tausenden kleinen Poren und endet im Zentralraum niedrige Zellorganisationsstufe, dennoch unterhalten die Zellen bereits unterschiedliche Funktionen. Amnipotente Zellen (Potential für verschiedene Zelltypen vorhanden) Bei Bedarf Umwandlung in verschiedene Zellen, z.B. Freßzellen, Geschlechtszellen, etc. Keine echten Organe Ernährungstrakt: Schwämme sind Strudler, Plankton und Bakterien werden durch Einstrudeln in die Choanocyten (Kragengeißelzellen) aufgenommen und im Körper phagocytiert. Atmung: Die Atmung findet bei der Wasserfiltration statt. 3 Typen mit verschiedenen Bauplänen - Ascon-Typ (Haupttyp): röhrenförmig mit zahlreichen Poren, die einfache Öffnung zum Aussenmedium heißt Osculum - Sycon-Typ: größer als Ascon-Typ, wie Ascon-Typ mit einfachem Osculum, jedoch mit dickerem Wandkörper und länglichen Poren, die einfache Kanalsysteme bilden. Die Kanäle werden von Choanocyten umgeben, die Wasser vom Aussenmedium ins Innere pumpen und durch den Osculum wieder ausleiten. 5 - Leucon-Typ: höchste Organisationsstufe, besteht aus feinen Geweben mit einer großen Anzahl von Kanälen die in eine Vielzahl von Kammern enden welche mit begeißelten Zellen ausgekleidet sind. Das Wasser strömt durch die Kanäle in die Kammern und wird durch einen zentralen Kanal durch den Osculum nach Außen getrieben. Fortpflanzung - Vegetativ: Durch Sprossung oder Knopsenbildung (Abschnürung von Zellverbänden an der Körperoberfläche oder im Körper) Entwicklung von Kolonien/Schwammstock, Einzeltiere sind nicht mehr erkennbar. - Generativ: Besamung Larve Verlässt Schwamm durch Osculum Setzt sich ab wird sesshaft Ökologische Bedeutung: Dienen als Nahrung, Wasserreinigung, wichtiger Lebensraum für Organismen z.B. als Unterschlupf. Schwämme bilden oftmals symbiotische Beziehungen mit vielen Bakterien, Algen (Algen betreiben Photosynthese) und anderen Meeresbewohnern aus II. EUMETAZOA 1. Cnidaria (Nesseltierchen) Radialsymmetrische Hohltiere, Coelenterata Aus zwei Keimblättern entstanden Circa 9000 Arten, meist maritim Schnelle Bewegungen Besitzen Cniden (Nesseln): trifft ein Beutetier auf die Tentakel, explodieren die Cniden, durchschlagen die Körperhülle des Tieres und lähmen dieses. Schlinger: Die Verdauung findet im Gastralraum statt. Meist ist der Gastralraum jedoch kein durchgehender Hohlraum, sondern in viele kleine Säckchen unterteilt. Diese verteilen (zum Teil durch Streckung und Zusammenziehen des ganzen Tieres) die Nährstoffe im Tier. Exkretion findet wieder über dem Mund statt Die zwei wichtigsten Formentypen sind Polyp und Meduse die als unterschiedliche Lebensstadien bei ein und derselben Art auftreten können, also keine systematische Bedeutung haben. Die auch Medusen haben ein hut- oder glockenförmiges Aussehen und schwimmen meist passiv in den Meeresströmungen mit (pelargisch). Ihre Tentakel hängen frei nach unten. Durch koordinierte Muskelkontraktionen gegen das im Gastralraum enthaltene Wasser können sie sich allerdings auch aktiv fortbewegen - sie nutzen dabei das Rückstoßprinzip. Polypen sind dagegen sessil. Naturgemäß zeigen ihre Tentakel nach oben. Polypen treten oft in großen Kolonien auf. Vermehrung - Ungeschlechtliche Vermehrung durch Knospung und Kolonienbildung (Einzeltiere sind erkennbar) - Metagenese ( Wechsel zwischen geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Fortpflanzung): Hierbei gliedert der Polyp ungeschlechtlich Medusen ab. Die Meduse bildet dann Eizellen und Spermien aus, die ins Wasser abgegeben werden und sich zu Zygoten verbinden (Blastula). Treffen diese auf festen Grund entwickeln sich wieder Polypen. Klassen der Cnidaria: 6 Klasse Anthozoa (Blumentiere, z.B. Seeanemone) Klasse Cubozoa (Würfelquallen) Klasse Scyphozoa (Scheibenquallen) Klasse Hydrozoa (z.B. Hydra spec. – Süßwasserpolyp) 2. Ctenophora (Rippenquallen) 3. Plathelminthes (Plattwürmer) Bilateria: besitzen linke und rechte Körperhälfte Coelomata: zusätzliche Körperhöhlen (Lückencoelom: primäre Leibeshöhle angefüllt mit Parenchym, darin befindet sich der Interzellularraum = Gewebespalten) Protostomia: bei der Gastrulation bildet Urmund den Mund Triploblastisch: Nach Ecto- und Entoderm folgt nun das Mesoderm. Das Mesoderm bildet die sekundäre Leibeshöhle aus. (Hierzu gehören Blutgefäße, Muskulatur, keine echten Coelomräume, Niere, Geschlechtstrakt, Haut und Bindegewebe). Länge von 0,5 Millimeter bis mehrere Meter lang Dorsoventral abgeflacht (um die Hauptachse) Meist ohne Gliederung Keine äußeren Körperanhängsel Gehirn vorhanden, Einfaches Nervensystem, Darm vorhanden, kein After, Sinnesorgane kaum ausgebildet Zwitter, 2/3 des Organismus besteht aus dem Geschlechtsapparat, Begattung meist gegenseitig, aber auch Selbstbefruchtung Besitzen besonders hohe Anzahl an Stammzellen Starke Vermehrung, gute Regenerationsfähigkeit nach Zertrennung Generations- und Wirtswechsel: Erwachsene Tiere parasitisieren meist im Darm und anderen Organen von Wirbeltieren. Die Entwicklung ist indirekt, meist mit mehrfachem Generations- und oft mehr als einfachem Wirtswechsel: 1. Zwischenwirt: Mollusken (meist eine Schnecke) hier entsteht aus aufgenommener Wimpernlarve (Miracidium) ein Keimschlauch ( Sporocyste ): 1.Generation. Aus den Sporocysten werden meist Redien (ungeschlechtlich): 2. Generation Die Redien bilden viele geschlechtliche Schwanzlarven ( Cercarien ): 3. Generation Die Cercarien gelangen dann nach verlassen des Mollusken auf verschiedenen Arten in das Wirbeltier. Klassen der Platheminthes: - Trematoda: parasitische Saugwürmer - Turbellaria: Strudelwürmer sind Carnivoren - Cestoda: parasitische Bandwürmer Beispiele für Plathelminthes: Fuchsbandwurm (Echinococcus multilocularis) Planarien sind Indikatoren für Wassergüteklasse I oder II (unbelastet bis gering belastet) 4. ASCHELMINTHES (RUNDWÜRMER) 7 Bilateria: besitzen linke und rechte Körperhälfte Coelomata: zusätzliche Körperhüllen Protostomia: bei der Gastrulation bildet Urmund den Mund Triploblastisch: Nach Ecto- und Entoderm folgt nun das Mesoderm. Das Mesoderm bildet die sekundäre Leibeshöhle aus. (Hierzu gehören Blutgefäße, Muskulatur, (Hydro)Skelett, keine echten Coelomräume, Niere, Geschlechtstrakt, Haut und Bindegewebe). Es gibt keine gemeinsamen Merkmale aller Gruppen, einzelne Merkmale verknüpfen die Gruppen untereinander. Besitzen harte, starre Cuticula Durchgehender Darmkanal (Mund Darmkanal Magen After) Getrennt geschlechtlich Feste Zellkonstanz (keine Zellteilung, nach dem Schlüpfen nur noch Streckenwachstum Extrem lange Dauerstadien bei extremen Bedingungen (heiße Quellen, Trockenheit, etc.) Pseudocoel: Eine (meist) stark flüssigkeitsgefüllte mesodermale sekundäre Leibeshöhle zwischen Hautmuskelschlauch und Darm, die durch eine starre Cuticula ein festes Hydroskelett aufbaut. Da die Muskulatur in dem Hydroskelett einen Antagonisten findet, wird somit die schlängelnde Bewegung erleichtert. Selten ist ein Bindegewebe ausgebildet. Keine Atmungsorgane (Atmung über die Oberfläche) Zwei behandelte Klassen: - Rotatoria (Rädertierchen) 0.05mm – 2mm Ca 2000 Arten Überwiegend in Süßwasser lebend Können in extremen Lagen überleben, z.B. Heiße Quellen, Eis, Trockene Standorte) Besitzen einen 3-Zonigen Aufbau Strukturstabil Besitzen Räderorgan kompliziertes Kau- und Greifsystem - Nematoda (Fadenwürmer) 1cm – 8m Ca 15 000 Arten Oft parasitär Kommen im Boden vor (etwa 20 000 Individuen pro m² Boden) Getrennt geschlechtlich Im Menschen circa 50 verschiedene Nematoden – Arten Strukturstabil Lebenszyklus eines Spulwurms (Ascaris lumbicoides): - Lebt nur im Menschen - Erste und Zweite Larve im Dünndarm - Dritte Larve in der Leber - Vierte Larve in Herz/Lunge - Adult: Luftröhre und Dünndarm Bedeutung: Insektenpathogene, Nematoden gegen Dickmaulrüssler, Engerlinge, Käferarten und Trauermücken 8 5. Mollusca (Weichtiere) Bilateria: besitzen linke und rechte Körperhälfte Coelomata: zusätzliche Körperhüllen Protostomia: bei der Gastrulation bildet Urmund den Mund Triploblastisch: Nach Ecto- und Entoderm folgt nun das Mesoderm. Das Mesoderm bildet die sekundäre Leibeshöhle aus. (Hierzu gehören Blutgefäße, Muskulatur, Atmungsorgane, keine echten Coelomräume, Niere, Geschlechtstrakt, Haut und Bindegewebe). Circa 50 000 Arten Lebensraum: Meer, Süßwasser, Land Echte Atmungsorgane: Kiemen – oder Lungenatmer oder auch Hautatmung Einteilung: -Kopf: Cerebralganglion (Spiralfurchung, Nervensystem), Sinnesorgane, Mundöffnung mit Reibeplatten -Fuß: Muskulatur, abgegliedert von ventraler Körperregion, zur Fortbewegung, bei Cephalopoda als Fangarme ausgebildet - Rumpf: Eingeweidesack (dorsale Ausbuchtung) mit Darm, Niere, Leber, Herz, Blutgefäßen und Fortpflanzungsorganen - Mantelfalte: Bildet Schale (außer bei Cephalopoda), als Außenskelett (Schutz) - Mantelhöhle: Sitz der Atmenorgane Asymmetrie der Organe, unpaarig Klassen: - Polyplacophora (Käferschnecken) Circa 1000 rezente Arten - Gastropoda (Schnecken) Circa 100 000 rezente Arten - Bivalvia (Muscheln) Circa 28 000 Arten - Cephalopoda (Kopffüßler) Circa 700 Arten Gastropoda (Schnecken) - Landschnecken Begleituntersuchungen in der Landschaftsplanung (Geringer Aktionsradius, kommen fast ganzjährig vor, Bioindikator für Feuchte und Temperatur, Vorkommen in fast allen Biotopen) z.B. Helix pomatia (Gewöhnliche Weinbergschnecke) Unterklassen: Prosobranchier (Vorderkiemer) Opistobranchier (Hinterkiemer) Pulmonata (Lungenschnecken) Torsion (Verdrehung): Der Eingeweidesack dreht sich während der Embryonal – Entwicklung um 180° nach rechts, mit ihm auch die Eingeweide. Liegen dann die Kiemen vor dem Herzen spricht man von Vorderkiemenschnecken, liegen sie dahinter, Hinterkiemer Kiemen: Ausstülpungen der Körperwand, z.B. Sumpfdeckelschnecke in den Binnengewässern, Wellhorschnecke im Meer Lungen: Einstülpungen der Mantelhöhle, z.B. Weinbergschnecke, Gartenschnirkelschnecke, Hainschnirkelschnecke 9 - Ökologische Bedeutung: Einwanderung artfremder Muscheln und Schnecken in Bodensee, Schneckenfrass in Gärten 6. Annelida (Ringelwürmer) Bilateria: besitzen linke und rechte Körperhälfte Coelomata: zusätzliche Körperhüllen Protostomia: bei der Gastrulation bildet Urmund den Mund Triploblastisch: Nach Ecto- und Entoderm folgt nun das Mesoderm. Das Mesoderm bildet die sekundäre Leibeshöhle aus. (Hierzu gehören Blutgefäße, Muskulatur, Atmungsorgane, Coelomräume, Niere, Geschlechtstrakt, Haut und Bindegewebe). Besitzen echtes Coelom (sekundäre Leibeshöhle vollständig von mesodermalen Epithel ausgekleidet) Metamerie: Gliederung des Körpers in homonome Segmente (Aufbau des Körpers aus hintereinander liegenden Teilstücken (Metamere oder Segmente), die in ihrer Organisation übereinstimmen und je eine Garnitur Ganglien, Metanephridien, Coelom und Gonaden enthalten Besitzen geschlossenes Blutgefäßsystem Sinnesorgane: - Tast- und Chemorezeptoren - Ocellen bis Linsenaugen Unterteilung in zwei Klassen: - Polychaeta (Vielborster) meist Meeresbewohner, sessil, große Gestaltsvielfalt Kiemen die einzelnen Segmente besitzen paarige Anhänge (Parapodien) zur Fortbewegung, welche mit zahlreichen Borsten aus Proteinen und Chitin besetzt sind Die Mundöffnung liegt vom Kopflappen verdeckt. Der Schlund ist hervorstülpbar und meist bezahnt. Der Darm verläuft gerade durch die Segmente und endet mit dem After im letzten Hinterleibssegment. - Clitellata (Gürtelwürmer) Besitzen drüsenreichen Hautabschnitt (Clitellum), auch Gürtel genannt Atmung über die Haut Zwei Ordnungen: Oligochaeta (Wenigborster) z.B. Eisenia foetida (Mistwurm), Lumbricus terrestris (Regenwurm), Lumbricus rubellus (Rotwurm) Vermehrung des Regenwurmes: Regenwürmer sind zwittrig, befruchten sich jedoch gegenseitig. Zwei Würmer legen sich bauchseits in entgegengesetzter Richtung aneinander. Sie sondern nun Schleim ab, bis der andere Wurm davon fest umwickelt ist. Der Schleim wird langsam härter und hält den anderen Wurm fast wie ein Gürtel 10 fest. Beide Würmer tauschen jetzt miteinander den männlichen Samen aus und speichern ihn in einer Samentasche, die sie im Körper haben. Nun befreien sich die Würmer wieder und kriechen fort. Bald darauf sondert jeder Wurm erneut viel Schleim in seiner Gürtelregion ab. Dieser wird wieder hart und legt sich wie ein Ring um den Körper des Wurms. Danach kriecht der Wurm ganz langsam rückwärts aus diesem Ring heraus und presst ein Ei hinein und ein Stückchen weiter drückt er aus seiner Samentasche männlichen Samen dazu. Wenn der Wurm aus dem Schleimring herausgekrochen ist, verkleben dessen Ränder miteinander und das befruchtete Ei liegt mittendrin. Das Ei wird „Kokon“ genannt. 20-90 Kokons legt jeder Regenwurm ab. Aus diesen Kokons schlüpfen nach sieben bis zwölf Wochen die kleinen Würmer, die gleich nach dem Schlüpfen wie große Regenwürmer leben. Ökologische Bedeutung: Humusbildung Hirudina (Egel) 11
