Arthropoda

Arthropoda – Gliederfüßer (ca. 1.000.000 Arten)
1) Arachnida – Spinnentiere
2) Crustacea – Krustentiere
3) Insecta – Insekten
Aufbau
Aufteilung des Körpers in:
Kopf
Brust
Hinterleibsbereich
Caput
Thorax
Abdomen
6 Segmente 3 Segmente 11 Segmente
Kennzeichen
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Segmente nicht mehr homonom, sondern heteronom, d.h. der Körper ist gruppenweise
zu funktionellen Einheiten (Tagmata) zusammengefasst
Insekten besitzen 3 Tagmata mit einer Gesamtzahl von max. 20 Segmenten:
o Caput (Kopf) – 6 Segmente
o Thorax (Brust) – 3 Segmente
o Abdomen (Hinterleib) – max. 11 Segmente
Die Tagmatabildung (Modulsystem!) führt zu einer Organkonzentration auf bestimmte
Körperabschnitte
Insekten besitzen gegliederte ….
Haben 2 Paar Flügel
Die (wasserdichte) Cuticula (Verbundwerkstoff aus Chitin + gegerbtem Protein), ein
Sekretionsprodukt der Epidermis, ermöglicht Landleben
Die mehr oder weniger starre Cuticula (= Exoskelett) bedingt Wachstum durch
wiederholte Häutung (Ecdysis) der zu klein gewordenen Cuticula
Zahlenmäßig große Tiergruppe
Die drei Tagmata
Caput, Thorax, Abdomen
Abdomen:
Tergit = Rückenplatte
Sternit = Cuticulaplatte
 Insekten besitzen ein Antennenpaar z.B. olfaktorisches Sensilkum auf
Heuschreckenantennen.
 Haben paarige Mundwerkzeuge
Funktionen des Exoskeletts
1) Schutz vor mechanischen und chemischen Einflüssen
2) Schutz vor Wasserverlust
3) Tarnung
(Signalfunktion z.B. Partnersuche)
Vorkommen
a) gesamte Körperoberfläche
b) Als Außenseite der Innenseite/Lumen des Vorder- und Hinterdarms
c) Als Auskleidung der Tracheen
Häutung
 alte Haut (Exuvie), selbst Tracheen werden mitgehäutet
Hemi- und Holometabolie
Hemimetabolie – halbe Verwandlung
 Wandlung von Larve zu Imago ohne Puppenstadium => Larven haben ähnliche
Gestalt wie Imago, wachsen durch Häutung
(Bsp. Larvalhäutung einer Grille: hemimetaboles Insekt und Imaginalhäutung einer
Heuschrecke: hemimetaboles Insekt)
Holometabolie – ganze Verwandlung
 zwischen Larven- und Imagostadium liegt noch ein Puppenstadium => Vollkommene
Verwandlung, Larve vollkommen unterschiedlich zu Imago
Hormone Ecdysom (Steroidhormon, das in der Prothoraxdrüse produziert wird) und
Invenilhormone (= Alkohole) arbeiten antagonistisch im Entwicklungszyklus eines
holometabolen Insektes.
Metamorphose = Änderung der Gestalt
Anpassung an den Landgang – Die Sauerstoffversorgung
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Tracheen (Stigmen = Tracheenöffnungen)
Über die Stigmen tritt Sauerstoff in die Tracheen ein, Sauerstoff gelangt über Diffusion ins
Gewebe.
Ein Mesothorax-Stigma und mehrere Abdominalstigmen.
Verdauungssystem
Vorderdarm – ectodermal
Mitteldarm – entodermal
Enddarm – ectodermal
Ausgekleidet mit Cuticula
Das offene Blutgefäßsystem
Insekten haben ein offenes Herz = Fortsätze in Aorta
Hämolymphe enthält
1)
2)
3)
4)
Nährstoffe
Reservestoffe
Wirkstoffe (Neurosekrete/Hormone)
Stoffwechselendprodukte
Eigenschaften
1) i.d.R. leicht sauer (pH 6,4 – 6,8)
2) Farbe: klar bzw. farblos oder mit grünen bzw. gelben Pigmenten (Reflexbluten:
Marienkäfer) => Alkaloide
3) Osmotischer Wert zw. 215-590 mOsmol.
4) Hauptblutzucker = Tehalose (Fliegen), manchmal auch Glucose bei Heuschrecken
Diglyderide
 Mixocoel gefüllt mit Hämolymphe!
5) Hämolymphanteil:
 Heuschrecken: 5-6% des Gesamtkörpergewichts
 Maden: 20-30% des Gesamtkörpergewichts
6) Umlaufgeschwindigkeit der Hämolymphe: 3-5 Minuten
Insektenherz
1) Zahl der Herzschläge:
 10-20/min normal
 110-140/min aktiv
2) Schlagfrequenz und Schlagamplitude werden neuronal und/oder neurohormonal
gesteuert
3) Blutdruck im Herz max. 20mm, Hemocoel weniger oder wenige Zehntel
4) Zahl der Ostien:
 ein Ostienpaar (z.B. Libellenjunglarven) bis 13 Ostienpaare bei
Schaben
Malpighische Gefäße
Malpighische Gefäße stets am Übergang zwischen Mittel- und Enddarm (ohne Cuticula).
Zahl der Malpighischen Gefäße bei verschiedenen Insekten unterschiedlich.
Locusta migratona
Abteilung: Bilateria
U. Abteilung: Protostomia
Articulata (Gliedertiere)
Stamm: Arthropoda (Gliederfüßer)
U. Stamm: Tracheata
Klasse: Insecta
Ordnung: Caelifera (Feldheuschrecken)
Gattung und Art: Locusta migratona
1) Nahrungsaufnahme, Verdauung, Exkretion?
Können Nahrung zerkleinern mit Hilfe ihrer Mundwerkzeuge.
Haben Darm => Vorder- und Enddarm (ektodermalen Ursprungs), Mitteldarm (entodermalen
Ursprungs).
Es gibt keine Mitteldarmdrüse, darüber aber Blindsäcke.
Exkretion: geschieht durch die Malpighischen Gefäße.
2) Blutgefäßsystem?
Haben offenes Blutgefäßsystem mit Ampullen, die Blut in bestimmte Richtung bringen.
Das Herz liegt dorsal.
3) Atmung?
Die Atmung geschieht über ein innen gelegenes, weitläufiges Tracheensystem mit
Luftsäcken.
Die Tracheen sind durch Verstärkungselemente gekennzeichnet, müssen Druck standhalten.
Teile der Tracheen müssen mitgehäutet werden.
4) Skelett, Bewegung und Muskeln?
Insekten haben Exoskelett.
Von der Stabilität ist es irgendwann nicht mehr geeignet, außerdem wird es zu schwer, was
das Wachstum der Insekten begrenzt.
Die Muskeln arbeiten im Prinzip wie bei den Vertebraten auch.
Der Flügelschlag erfolgt sekundär durch Schwingungen der Muskeln.
a) Härtegrade der Cuticula an der Kopfkapsel, dem Thorax, dem Abdomen und
den Laufflächen
Kopfkapsel => mittelhart und glatt
Thorax => sehr hart und rau
Abdomen => glatt und gibt nach
Laufflächen => weich
b) Stellung des Kopfes zur Körperlängsachse, Beweglichkeit und Art der
Verbindung mit dem Thorax?
Der Kopf liegt direkt auf der Körperlängsachse, er ist nur ganz geringfügig beweglich.
Außerdem ist der Kopf über dem Brustschild (Pronotum) mit dem Körper verbunden.
c) Die Lage, die Größe und die äußeren Unterschiede von Komplexaugen und
Punktaugen (Ozellen)
Die Komplexaugen befinden sich seitlich oben am Caput, sie sind dunkel und ca. 2,5mm in
dorso-ventral-Richtung und ca. 1,7mm im Durchmesser.
Die Ozellen liegen direkt auf der „Stirn“ des Tieres zwischen den Geißelantennen, sie sind ca.
0,5mm im Durchmesser und hell, linsenförmig und befinden sich in einer Grube.
d) Die Zahl, die Gliederung, die Beweglichkeit und den Besatz mit Härchen
(Sinnesorgane!) der Antennen.
Die Heuschrecke weißt ein Paar in Scapus, Pedicellus und Geißelantenne gegliederte
Antennen auf.
Die Antennen sind rundum beweglich und besetzt mit feinen Sinneshärchen.
e) Die Anzahl, den Bau und die Beweglichkeit der Mundwerkzeuge.
Die Heuschrecke weißt insgesamt 6 Mundwerkzeuge auf: Labrum (Oberlippe), Mandibel
(Oberkiefer), Labium (Unterlippe), Maxille (Unterkiefer).
f) Die Größe und unterschiedliche Differenzierung der 3 Thorakalsegmente (Pro-,
Meso- und Metathorax = 1.,2.,3. Brustsegment)
Die Thoraxsegmente sind ungefähr gleich groß.
Jedes Thoraxsegment trägt ein Laufbeinpaar und weißt sein eigenes Ganglion auf.
Der Prothorax bildet das Pronotum (Brustschild), der Meso- und Metathorax bilden je zwei
Flügel aus.
g) Die Anzahl, die Gliederung, die Beweglichkeit und den unterschiedlichen Bau
(Sprungbein, „normales“ Laufbein) der Extremitäten.
Die Heuschrecke hat zwei Laufbeinpaare, die vom Pro- und Mesothorax gebildet wurden,
sowie ein Sprungbeinpaar, das vom Metathorax gebildet wird.
h) Den Verschlussmechanismus und die Tätigkeit des Mesothorakalstigmas (Stigma
= Äußere Atemöffnung).
Das Mesothorakalstigma wird über einen Pumpmechanismus geöffnet und geschlossen.
i) Anzahl, Aussehen und Konstruktionsmerkmale der Flügel.
Die Heuschrecke hat zwei Flügelpaare.
Die äußeren Flügel sind dunkel eingefärbt und die innere, die im Ruhezustand fächerartig
eingeklappt sind, sind transparent.
j) Die Lage, Häufigkeit und äußeren Bau der Abdominalstigmen.
Siegen Stigmen charakterisieren das Abdomen, sie sind viel kleiner als die Thorakalstigmen
und liegen am unteren Teil des Tergits.
k) Die rhythmische Kontraktion des Abdomens (Funktion?) und die äußeren
Geschlechtsorgane.
Die Tracheen bilden Luftsäcke aus.
Das Vergrößern und Verkleinern der Luftsäcke durch das Pumpen verteilt die Atemluft in den
Tracheen.
l) Die Lage und den äußeren Bau des „Ohres! Der Heuschrecke (=
Tympanalorgan) und der Organe zur Stridulation.
Das Tympanalorgan befindet sich am ersten Abdominalstigma.
Die Organe zur Stridulation befinden sich am Abdomen und der Sprungbeininnenseite.
I)
Welche systematische Stellung nehmen die Insekten ein?
Die Insekten gehören in die Gruppe der bilateralsymmetrischen Eumetazoa, genau zu der
Unterabteilung Protostomia in den Stamm der Arthropoda oder Gliederfüßer.
II)
Sauerstoffaufnahme?
Über die Stigmen nimmt das Tier Sauerstoff auf, welches sich in dem weitläufigen
Tracheensystem mit den Luftsäcken im Innern verteilt.
Über Diffusion gelangt der Sauerstoff dann in das Gewebe.
III)
Nahrungsaufnahme?
Durch ihren Kiefer kann die Heuschrecke gut Nahrung zerkauen.
Diese wandert dann über den Pharynx und den Oesophagus in den Vorder-, Mittel- und
Enddarm.
Stoffwechselendprodukte werden über die Malpighischen Gefäße ausgeschieden.
IV)
Fortpflanzung?
Die Heuschrecken sind getrennt geschlechtlich, d.h. es gibt weibliche und männliche Tiere.
Das männliche Tier begattet das weibliche, welches anschließend ihre Eier ablegt.
V)
neuronale Koordination?
Das Nervensystem hat eine weitere starke Zentralisation zur Steigerung der Leistung und der
weiteren Verfeinerung der Sinnesleistung erfahren, so kommt es, dass die Arthropoda ein
Gehirn und segmental angeordnete oder konzentrierte Ganglien haben bpsw.:
• Oberschlundganglion (sekundäres Syncerebrum)
• Unterschlundganglion:
aus 3 Ganglienpaaren der drei folgenden Segmente
VI)
Funktionen der 3 Körperabschnitte?
Caput – Träger von Sinnesorganen und Mundwerkzeugen
Thorax – Fortbewegung
Abdomen – Verdauung, Fortpflanzung, Exkretion