Allgemein

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Funktionelle Organisation der Tiere: Baupläne
Kiemendarm
Bestehen aus: Kiemenspangen mit Hauptbogen, Nebenbogen und Kiemenspalte.
Dienten zuerst der Filterung von Nahrung, später dann der Atmung
Neuralrohr
Beim Lanzett-Fisch sitzen dort Augen (Pigment- und Photorezeptoren, verhindern Einfall des
Lichts von unten => geben Richtung an).
Während Ontogenese entsteht erstmal mesogenales Chordagewebe, dann durch Einfaltung der
Epidermis entsteht ektodermal das Neuralrohr.
Chorda
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Chordascheide
Chordaplatten (bei Lanzett-Fisch ursprünglich Muskelzellen, die diese Platten bilden
=> Chorda umgewandeltes Muskelgewebe => viele Zellkerne, starker osmotischer
Druck => sehr steif => Stützgewebe)
Müllerzellen
Auch Wirbeltiere haben noch Reste der Chorda => Bandscheiben zwischen den
Wirbelkörpern (Chorda-homolog).
Knochen
Zwei Arten von Knochen bei Wirbeltieren:
 Dreckknochen (homolog zu Hautknochenpanzer, Fischschuppen und Zähnen,
entstehen unterhalb der Epidermis, beim Menschen sind dies sehr viele
Schädelknochen)
 Ersatzknochen (während Individualentwicklung (Ontogenese) werden Knorpel
gebildet (treten immer dann auf, wenn schnelles Wachstum vorhanden ist, da Knorpel
schneller angelegt werden können), die dann verknöchern und Blutgefäße einlagern,
der Knorpel wird während der Entwicklung mehr und mehr verdrängt, nur noch an
Gelenken zu finden, z.B. Wirbelsäule, Extremitäten und Schädelknochen)
Knochenpanzer der Altfische:
 Dentikel (Schmelz/Dentin)
 Schwammknochen
 Lamellenknochen
Entwicklung des Kiefers
Entstehung des Kiefers wichtig für Entwicklung der Vertebraten.
Zähne entstehen im mesodermalen Gewebe unter der Epidermis.
1. Kiemenbogen – Prämandibularbogen
2. Kiemenbogen – Mandibularbogen
3. Kiemenbogen – Hyomandibularbogen
Schwimmblase
Hydrostatisches Organ der Knochenfische, können damit Höhe im Wasser verändern.
Knochenfische:
1) Physostomen (mit Schwimmblasengang)
2) Physoklisten (ohne Schwimmblasengang, haben zur zweiten Kammer der
Schwimmblase Ringmuskeln um das Gas zu resorbieren)
Haben spezielle gasproduzierende Gewebe in der Wand der Schwimmblase
 Gasdrüse reich durchblutet von dorsaler Aorta
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die Wand der Schwimmblase besteht aus Epithelzellen, diese betreiben Glycolyse und
stellen Laktat her => pH-Wert wird sauer => Gasaustausch/-freisetzung im Blut
bewirkt auch, dass Sauerstoff aus Wasserverbindung austritt und gasförmig wird
Da die Kapillare, die die Schwimmblase mit Sauerstoffreichem Blut versorgt eine Art
Schleife bildet, wird Sauerstoff rück-transportiert => Gegenstromprinzip, so wird
mehr Sauerstoff verwertet als Normalerweise
Schwimmblase am Forderdarm angelegt, hat Tendenz nach unten zu gehen, bilden
dann zwei Kammern aus.
Später dienen Lungen der Atmung, sind Preadaption zum Landleben
Das Skelett
Knochen bilden das Endoskelett der Wirbeltiere, sie übernehmen die Stützfunktion der
Chorda.
Die Hohlräume in den Knochen dienen der Gewichtsersparnis und zur Blutspeicherung/bildung.
Knochen sind lebendes Gewebe, die einem ständigen Auf- und Abbau unterworfen sind, sie
wachsen je nach Hauptspannungs-Linien (Trajektorien) der Beanspruchung.
Knorpel sind schnell aufgebaut aber nicht veränderbar, haben keine Blutgefäße.
Wirbelsäule => segmental angelegtes Endoskelett =>Wirbel haben intersegmentale Stellung.
Die Bandscheiben sind Reste der Chorda.
Placenta
Eine echte Placenta haben nur die Placentatiere.
Sie besteht aus embryonalem und maternalem Gewebe, die Grenzen werden teilweise
aufgelöst.
Sauerstoff diffundiert von den Blutgefäßen der Mutter zu denen des Embryos.
Blutkörperchen diffundieren nicht, Embryo hat spezielle Blutkörperchen, die eine höhere
Affinität zu Sauerstoff haben.
Skelettelemente der Wirbeltiere
Extremitäten
Alle Wirbeltiere ab den kiefertragenden Placodermen haben paarige Extremitäten.
Von Bedeutung für die Evolution war vor allem der Handwurzelknochen.
Bewegung ohne Extremitäten:
Rumpfmuskeln, Rippen und Schuppen
Extremitäten brauchen für ausreichende Funktion gute Aufhängung: Schulter und Becken.
Bei den Vögeln ist das Sternum stark ausgebildet, da dort die Muskeln für den Auf- und
Abschwung befestigt sind.
Reptil – Kriechtier, erheblicher Muskelaufwand um Körper hoch zu halten.
Säuger – Beine unter den Körper gerutscht, Aufrechthaltung energiearm, können Gelenke für
vertikale Bewegung nutzen => Hüpftiere.
Atmung, Gasaustausch, Blutkreislauf
1) äußere Atmung
2) Gastransport über Kreislauf
3) Versorgung der Zellen
Reptilen „dellen“ ihre Lunge auf der einen bzw. der anderen Seite ein beim Laufen.
Bei Säugern geschieht die Atmung durch das Zwerchfell, durch das Springen wird die
Atmung eher gefördert.
Ventilation
Luft-/
Flüssigkeitspumpe
Diffusion
Transport
Atmung
Diffusion
Gewebe
Diffusion:
- Nettobewegung von Stoffen von Orten höherer zu Orten niedrigerer Konzentration.
- Problematische Orte:
o Lunge => Blut
o Blut => Gewebe
Atmungsorgane
Evolution: Oberflächenvergrößerung hin zu Lungenbläschen bei Säugern.
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Körperoberfläche
Lungen
o Luft gelangt über Trachea (Luftröhre) zu den zwei Hauptbronchien.
o Das Zwerchfell (Diaphragma, eigener Atemmuskel) spannt an beim Einatmen
und entspannt sich beim Ausatmen
o Atemorgan = Sackgasse, O2 kommt auf gleichem Weg rein wie raus =>
Gegenstromprinzip nicht möglich.
o Nebenäste der Bronchien = Bronchiolen, Lungenbläschen = Alveolen
o Sauerstoff muss von Gas- in Flüssigkeitsphase um aufgenommen zu werden
=> Wasserfilm auf Lungenoberfläche => hohe Oberflächenspannung
überwunden durch Lipidschicht = Surfactand (wird erst kurz vor natürlicher
Geburt ausgebildet)
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o Vogellunge – leistungsfähigstes Atemorgan, wenn es darum geht gasfömigen
Sauerstoff aufzunehmen, die Lunge ist hier steif und die Vögel haben dazu
noch Luftsäcke, die um die Lunge herumliegen und sie mit Luft „füttern“, die
Luftsäcke sind u.a. auch in den hohlen Knochen der Vögel zu finden, hinzu
kommt, dass Vögel ein unidirektionales Atmungssystem haben, womit das
Gegenstromprinzip ermöglicht wird.
Kiemen
o Atmung für Wassertiere schwieriger als für Landtiere, da Sauerstoffgehalt im
Wasser geringer (sinkt mit Temperaturanstieg drastisch) und Wasser ist dazu
noch viskoser als Luft, lässt sich also schwieriger vorantreiben
o Kiemen bilden sich an Kiemenbögen mit Kiemenlamellen, Atmung erfolgt,
indem Fisch Maul aufreißt und Wasser in seinen Mund strömt, die
Kiemenbögen sind zu diesem Zeitpunkt noch geschlossen.
o An den Kiemenlamellen auf den Kiemenfilamenten findet Gasaustausch nach
dem Gegenstromprinzip statt => Aufnahme des O2 erfolgt gegen Flussrichtung
des Wassers.
Tracheen
o Nachteil von luftgefüllten Tracheen: Insekten können nicht beliebig groß
werden, da sonst Atemgase nicht mehr über Diffusion rein- und rausbefördert
werden können
Unterschiede:
Säuger
Aveolen
Blut/Luftschranke 0,2-0,6m
bidirektionell
Vögel
Lungenpfeifen oder auch Parabronchien
genannt
Blut/Luftschranke 0,1m
unidirektionell mit Gegenstromprinzip
Blutgefäßsystem
Bei allen Vertebraten dominiert durch Kiemenbögen, wenn auch so nicht mehr vorhanden
Beim adulten Amphib hat da Herz nun eine zusätzliche Kammer, venöses Blut vom Körper
sammelt sich in linker Vorkammer und wird in Hauptkammer transportiert.
Hier mischt es sich mit sauerstoffreichem Blut => Mischblut kommt zurück in den Körper.
Säuger haben das Problem des Mischblutes durch zweite Hauptkammer bzw.
Herzscheidewand gelöst.
Reptilien haben unvollständige Herzscheidewand und zwei Aortenbögen.
Bei Vögeln ist der Aortenbogen rechts und nicht links wie beim Säuger.
Vertebraten und einige Invertebraten transportieren O2 nicht nur gelöst, sondern auch an
Transportproteine gebunden => z.B. Blutkörperchen.
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