5 • Gliederfüßer 5.11 Zecken beißen nicht, sondern stechen halten nach einem Zeckenstich schwer wiegende Folgen zu vermeiden. Du hast dich sicher schon gefragt, woher der Tausend- Abschnitten aufbaut. Fast jeder Abschnitt trägt ein Paar füßer seinen Namen hat. Tausendfüßer sind Glieder- gegliederter Beine. Tausendfüßer haben also viele, aber füßer, deren Körper sich aus sehr vielen gleichartigen niemals tausend Beine. Bei den Doppelfüßern sind jeweils zwei Körperabschnitte zu einem verschmolzen Der Holzbock (als „die Zecke“ schlechthin bezeichnet) kommt häufig in Mitteleuropa auf Wiesen (30 cm Höhe) und Waldrändern (bis 1,50 m Höhe) vor und wird meist von Menschen oder anderen Warmblütlern abgestreift. Es entsteht der Eindruck, dass jeder Körperabschnitt zwei Beinpaare trägt (Doppelfüßer!). In Wirklichkeit sind aber zwei Körperabschnitte zusammengewachsen. Ihr lang gestreckter Körper ist drehrund. Sie atmen wie die Insekten durch Röhrentracheen. Wehrdrüsen, die sich seitlich an den Körperabschnitten befinden, geben einen stinkenden Saft ab. Dieser kann ätzend oder sogar giftig sein. In gefährlichen Situationen können sich die Doppelfüßer spiralig Abb. 89.1 Sandschnurfüßer oder kugelig einrollen. Forscherbox ] Welche Krankheitserreger kennst du, die von Zecken übertragen werden? ] Kannst du dich vor diesen Krankheiten schützen? Wenn ja, wie? Das Holzbockweibchen ist ein Schmarotzer und saugt an seinem Wirt 1 bis 2 Wochen Blut. Nach dem schmerzlosen Stich verankern sie sich mit ihren Stech-Saugrüsseln, die mit Widerhaken besetzt sind, in der Haut. Betäubende, blutgerinnungshemmende Stoffe werden mit dem Speichel ins Blut abgegeben. Sie verursachen eine stark juckende Anschwellung. Das Holzbockweibchen wird in dieser Zeit etwa 1 cm lang. Sein Gewicht steigt auf 400 mg (das Zweihundertfache!) an. Danach lässt es sich zu Boden fallen und legt Abb. 88.3 Saugendes Holzbockweibchen bis zu 3000 Eier ab. VBK Zecken sind Überträger von Krankheitserregern Abb. 88.2 Typische Anzeichen einer Borrelioseinfektion ! Memobox ] Holzbock: gehört zu den Zecken, als Zecke zu den Milben und als Milbe zu den Spinnentieren Körper ungegliedert Blutsauger Überträgt die Erreger der FrühsommerGehirnhautentzündung und der Borreliose 88 Bei der A Frühsommer-Gehirnhautentzündung (FSME – Erreger sind Viren) können schwere Fälle zu Lähmungen, Gehirnschädigungen und sogar zum Tod führen. Du solltest die Gefahr, zu erkranken, nicht leichtfertig abtun! Der sicherste Schutz ist auf jeden Fall die Schutzimpfung. Jeder Arzt oder jede Ärztin kann dich impfen. Eine regelmäßige Auffrischungsimpfung ist erforderlich. Ungeimpft sollte man Orte, an denen sich Zecken aufhalten, meiden. Die A Borreliose ist eine Infektionskrankheit, deren Erreger, nämlich Borrelien (Bakterien), vom Holzbock übertragen werden. Eine bis mehrere Wochen nach dem Stich bildet sich rund um die Stichstelle ein roter, im Zentrum blau-rot gefärbter Fleck. Er verblasst im Zentrum und wandert als roter Ring nach außen. Ohne Behandlung kann es noch nach Monaten zu Erkrankungen kommen. Die meisten Arten wie z. B. der Sandschnurfüßer leben im Falllaub der Wälder. Sie ernähren sich von vermodernden Pflanzenresten und sind daher als Humusbildner wichtig. Humus ist eine mineralstoffreiche Substanz, die als oberste Schicht dem Boden aufliegt. Er ist für die Bodenfruchtbarkeit von großer Bedeutung. Humus entsteht dadurch, dass Pflanzen absterben und von Bodenorganismen zersetzt werden. Hundertfüßer leben räuberisch Die Hundertfüßer leben im Gegensatz zu den Doppelfüßern räuberisch. Sie sind sehr wichtige Glieder der Räuber-Beute-Beziehung im Boden. Bei ihrem Körper sind die Abschnitte deutlich voneinander getrennt. Außerdem ist der Körper abgeflacht und so finden die Hundertfüßer unter Steinen, morschen Rinden usw. leicht ein Versteck. Erblicken sie ein Beutetier, laufen sie ihm flink nach und schlagen das erste Beinpaar, das zu Giftzangen umgewandelt wurde, in seinen Körper. Das Gift lähmt die Beute. Ein häufiger Vertreter der Hundertfüßer in unseren Breiten ist der bis zu 4 cm lange Steinkriecher. Er ernährt sich vor allem von Insektenlarven, Asseln und anderen Bodenorganismen. VBK L Abb. 88.1 Der Holzbock VBK VBK Der Körper des Holzbockes ist ungegliedert und wird bis zu 4 mm lang. Seine Entwicklung dauert 1 bis 3 Jahre (mehrere Larvenformen lösen einander ab). Die Weibchen müssen vor der Eiablage mehrfach Blut saugen. Sonst ernähren sie sich wie die Männchen von Pflanzensäften. Abb. 89.2 Steinkriecher L Zecken gehören zu den Milben, einer Ordnung der Spinnentiere VBK Du kennst Zecken sicher als lästige Schmarotzer. Überschätze die Gefährlichkeit der Zecken nicht, aber unterschätze sie auch nicht! In jedem Fall hilft richtiges Ver- 5.12 Tausendfüßer haben keine tausend Füße Forscherbox ] Suche in der Natur nach Tausend- füßern! Du findest sie häufig unter moderndem Holz oder in faulenden Baumstrünken. Du kannst sie kurz in ein Beobachtungsglas setzen. Falls du verschiedene Arten gefunden hast, vergleiche ihren Körperbau und notiere dir die wesentlichen Unterschiede. Lasse die Tiere nach deinen Beobachtungen wieder frei. Sie sind nützlich in der Natur. ! Memobox ] Tausendfüßer Doppelfüßer: Körper drehrund zwei Segmente jeweils miteinander verwachsen Wehrdrüsen rollen sich bei Gefahr ein Hundertfüßer: Körper abgeflacht räuberische Lebensweise; wichtig für die Räuber-Beute-Beziehung im Boden erstes Beinpaar zu Giftzangen umgewandelt 89 ? h c i n i b er 5 • Gliederfüßer Bauplan des Flusskrebses VBK Kopf und Brust sind beim Flusskrebs zum Kopfbruststück verwachsen, an das der Hinterleib anschließt. Der Körper ist von einem Chitinpanzer, in dem Kalk eingelagert ist, umgeben. Er besitzt eine grünliche Tarnfärbung. Nach der Häutung, die meist jährlich stattfindet, ist der Chitinpanzer noch weich. Dann nennt man ihn A Butterkrebs. Während dieser Zeit sucht der wehrlose Flusskrebs Schutz in einem Versteck. Abb. 90.1 Der Europäische Flusskrebs Der Kopf trägt zwei gestielte A Netzaugen, die durch ihre Beweglichkeit ein großes Gesichtsfeld überschauen. Der Flusskrebs atmet durch A Kiemen (Abb. 90.2). Sie liegen, vom Panzer geschützt, in den Kiemenhöhlen. Auch der Flusskrebs besitzt, wie die anderen Gliederfüßer, einen offenen Blutkreislauf und ein A Strickleiternervensystem. An den ersten beiden Körperabschnitten befinden sich Fühlerpaare. Das erste, kürzere Fühlerpaar beherbergt den Geruchs- und Geschmacksinn, das zweite dient als Tastorgan. Seine besonders großen Zangen, die Krebsscheren, braucht er zum Ergreifen der Beute und zur Abwehr von Feinden. Sein kräftiger Schwanzfächer kann gegen den Bauch geschlagen werden und ermöglicht dem Krebs das Rückwärtsschwimmen. Kiemenhöhle Kiemen Seitliche Falte des Kopfbrustpanzers Herz Keimdrüsen Im Gegensatz zu seinem Konkurrenten, dem Signalkrebs aus Amerika, ist der Edelkrebs gegenüber einer Krankheit, der so genannten Krebspest, empfindlicher. Signalkrebse wachsen zudem rascher und haben mehr Nachkommen. In manchen Regionen Österreichs hat er den Edelkrebs deshalb schon verdrängt. Der Edelkrebs wird daher nachgezüchtet und in manchen Gebieten wieder angesiedelt (z. B. March-Thaya-Auen). Krebse, deren Körper sich wie beim Flusskrebs aus 20 Abschnitten zusammensetzen, bezeichnet man als Höhere Krebse. Innerhalb dieser Gruppe gehört der Flusskrebs zu den Zehnfußkrebsen, weil er 5 Beinpaare besitzt. Die meisten bekannteren Vertreter im Süß- und Salzwasser gehören zu den Zehnfußkrebsen. W Mein Name: Assel Wissenswertes über mich: Zu den Höheren Krebsen, aber nicht zu den Zehnfußkrebsen, gehören auch wir Asseln. Unsere Körper sind gleichmäßig geringelt. Als Wasserasseln leben wir im Meer und im Süßwasser, als Landasseln, wie z. B. die Kellerasseln ,sind wir als Kiemenatmer auf eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit angewiesen. Wissenswertes über mich: Zu uns Niederen Krebsen zählt man viele kleine Formen, die alle eine wechselnde Zahl von Körperabschnitten haben. Wir machen einen wichtigen Bestandteil des Planktons aus: z. B. Wasserflöhe. Unter der Bezeichnung Plankton fasst man Lebewesen zusammen, die im Wasser schweben und deren Bewegungen meist nur der Erhaltung des Schwebezustandes dienen; Plankton bildet eine wichtige Nahrungsquelle für viele Wassertiere. L tet. Er lebt in den Uferhöhlen reiner Gewässer und wird bis zu 25 cm lang. Auch durch die Gewässerverschmutzung ist er in seinem Bestand sehr bedroht. Deshalb steht er unter strengstem Naturschutz. Mein Name: Niederer Krebs E. Knabl Heute ist der Amerikanische Flusskrebs (Signalkrebs) der häufigste in Österreich vorkommende Flusskrebs. Er wurde 1890 eingeführt und ist dem Europäischen Flusskrebs (Edelkrebs) sehr ähnlich. Dieser wurde im vorigen Jahrhundert durch die Krebspest fast vernich- Die Weibchen betreiben A Brutpflege: Im Herbst legen sie etwa 100 dunkelrote Eier und befestigen sie am Hinterleib. Sie tragen die Eier bis zum Schlüpfen der Jungen im nächsten Frühjahr mit sich herum. VBK 5.13 Der Flusskrebs – ein im Wasser lebender Gliederfüßer ] Überlege und diskutiere mit deinen Mitschülern und Mitschülerinnen: Welche Tiere und Pflanzen deiner näheren Umgebung sind durch Eingriffe des Menschen gefährdet? Strickleiternervensystem ] Wasserflöhe und Hüpferlinge werden als Futter in Tierhandlungen verkauft. Besorge dir einige Tiere und betrachte sie unter dem Mikroskop! Darm Netzauge ! VBK Spaltfuß Abb. 90.2 Flusskrebs (Querschnitt), Kiemen und Kiemenhöhle 90 Ausscheidungsorgan Abb. 90.3 Bauplan des Flusskrebses Forscherbox Kiemen Abb. 91.1 Weiblicher Flusskrebs mit Eiern Memobox ] Flusskrebs: Bauplan: Kopfbruststück, Hinterleib Krebsscheren am 1.Brustbeinpaar Blutkreislauf offen Strickleiternervensystem; Atmung durch Kiemen Brutpflege: Eier werden am Hinterleib befestigt Butterkrebs: Nach der Häutung ist der Chitinpanzer noch weich 91 6 • Zellen – Bausteine der Lebewesen 6.1 Das Mikroskop erschließt uns eine wunderbare Welt Um 1590 erfand der Holländer Hans Jansen das Mikroskop. Dieses ermöglichte es den Menschen, Dinge zu sehen, die man selbst mit der Lupe nicht mehr erkennen kann. 1665 untersuchte der Engländer Robert Hooke einen Flaschenkork und stellte mit seinem noch sehr einfachen Mikroskop fest, dass dieser aus vielen kleinen 7 6 9 5 2 4 R. Schreiber 3 1 L Abb. 92.1 Mikroskop: 1 Standfuß; 2 Grobtrieb und Feintrieb; 3 Beleuchtung; 4 Kondensor mit Irisblende; 5 Objekttisch; 6 Objektivrevolver; 7 Tubus; 8 Okular, 9 Stativ Forscherbox ] Nimm eine Lupe und schau dir 92 An allen Zellen können wir aber Gemeinsamkeiten erkennen: Sie besitzen eine Zellmembran (Zellhaut), einen Zellkern und Zellplasma (Zellgrundsubstanz). Bau eines A Mikroskops Tierische und pflanzliche Zellen bestehen aus: Jedes Mikroskop besitzt einen Objekttisch, auf den wir das fertige Präparat mit dem Objekt legen. Der Objekttisch hat eine kreisrunde Öffnung, die den Lichteinfall von unten ermöglicht. Darunter befindet sich eine Lichtquelle (Spiegel oder elektrische Lampe). Durch einen Kondensor wird dieses Licht so durch die kreisrunde Öffnung im Objekttisch gestrahlt, dass das Objekt gut durchleuchtet wird. Mit einer im Kondensor eingebauten Blende kann man die Lichtintensität regeln. Manchmal lässt sich aber auch die Helligkeit der elektrischen Lampen durch einen Drehknopf verändern. Oberhalb des Objekttisches finden wir einen röhrenförmigen Tubus, der oben und unten von Linsen abgeschlossen wird. Das dem Auge (lat. = oculus) näher liegende Linsensystem wird als Okular, das dem Objekt näher liegende Linsensystem als Objektiv bezeichnet. Meist verfügen die Mikroskope über mehrere Objektive, die an einer drehbaren Scheibe, dem Revolver, befestigt sind. • Einem Zellkern, der die Erbinformation enthält und die Lebensvorgänge in der Zelle steuert. Bei Pflanzenzellen ist er eher am Rand der Zelle, bei Tierzellen in der Mitte. Wie stark ein Mikroskop vergrößern kann, ist sehr leicht zu ermitteln. An den Linsen kannst du Zahlen finden, die uns deren Vergrößerungsvermögen angeben. Steht z. B. auf dem Okular 5 x und auf dem Objektiv 40 x, so brauchst du diese beiden Zahlen nur miteinander zu multiplizieren und du weißt, wie vielfach das Bild vergrößert ist, das wir im Mikroskop sehen. Durch das Drehen am Grobtrieb bzw. Feintrieb kannst du das Bild scharf stellen. • Vakuolen, die Speicherort für Nährstoffe, Farbstoffe und Abfallstoffe sind. Zellkern durch sie deine Fingerkuppen an! Was kannst du sehen? Was geschieht, wenn du den Abstand zwischen Auge und Lupe veränderst? Was geschieht, wenn du den Abstand zwischen der Lupe und dem zu untersuchenden Gegenstand veränderst? ] Ein Lichtmikroskop gibt uns Aufschluss über Lebewesen, die so klein sind, dass wir sie selbst mit einer Lupe nicht mehr erkennen können. Nimm ein Lineal und miss einen Buchstaben dieser Zeile ab! Schreib auf, wie groß er ist, und berechne, wie groß er wäre, würden wir ihn 10-mal mit einer Lupe und 1000-mal mit einem Lichtmikroskop vergrößern! In der Abb. 92.2 und 93.2 siehst du eine Gegenüberstellung pflanzlicher und tierischer (menschlicher) Zellen. Es gibt Lebewesen, die nur aus einer Zelle bestehen und solche, die von Millionen Zellen aufgebaut werden. Zellmembran (Zellhaut) • Dem Zellplasma, das die Grundsubstanz in der Zelle darstellt. Darin laufen alle Lebensvorgänge (Stoffwechsel, Atmung, Ausscheidung) ab. • Der Zellmembran, die die Begrenzung nach außen darstellt. Pflanzliche Zellen haben zusätzlich noch: • Eine Zellwand aus Zellulose, die der Zelle Form und Festigkeit gibt. • Chloroplasten, die den grünen Farbstoff Chlorophyll enthalten und in denen die Fotosynthese stattfindet. VBK 8 Bausteinen bestand, die er Zellen („little boxes“) nannte. Er konnte aber noch nicht die grundlegende Bedeutung seiner Entdeckung erfassen. Erst im 19. Jahrhundert erkannten die Naturforscher nach und nach, dass die Zelle der grundlegende Baustein aller Lebewesen ist. Auch heute noch ist das Mikroskop ein wichtiges Hilfsmittel. Vergleich von Zellen Zellwand Vakuole (Zellsaftraum) Zellmembran (Zellhaut) Zellkern Zellplasma Abb. 92.2 Tierische Zelle Abb. 93.1 Zellen der Wasserpest (400-fach vergrößert) Zellplasma Chloroplasten (Farbstoffträger) Abb. 93.2 Pflanzliche Zelle ! Memobox ] Pflanzenzellen: Zellwand – Form, Festigkeit Zellmembran (Begrenzung) Zellplasma (Stofftransport, Grundsubstanz) Chloroplasten mit Chlorophyll (Fotosynthese) Zellkern, meist in Randnähe (Steuerung, Erbinformation) Vakuole (Stoffspeicher) Dauernde Form, meist geometrisch ] Tierzellen: Zellmembran Zellplasma Zellkern Vakuole nur bei Einzellern Veränderliche Form 93 6 • Zellen – Bausteine der Lebewesen Willst du mikroskopieren, so bitte deine Lehrerin, deinen Lehrer oder jemand anderen, der mit einem Mikroskop vertraut ist, dir beim ersten Mal zu helfen. Beachte dabei folgende Grundsätze: Schneide ein kleines Viereck aus. • Licht einschalten bzw. Spiegel richtig einstellen. • Objektiv mit der geringsten Vergrößerung am Revolver wählen. • Durch das Okular schauen und mit Hilfe der Blende die richtige Lichtintensität herstellen. Löse das feine Häutchen ab. • Das Präparat mit dem zu untersuchenden Objekt einlegen. • Mit dem Grobtrieb Abstand zwischen Objektiv und Objekt einstellen, bis du ein scharfes Bild siehst. Mit dem Feintrieb wird eine noch bessere Einstellung erreicht. Darauf achten, dass sich der Tisch immer abwärts bzw. der Tubus aufwärts bewegt, sonst kann es zu einer Beschädigung des Objektivs kommen. • Beide Augen beim Mikroskopieren offen lassen. Das ist nur Übungssache, und du kannst später neben dem Mikroskop unter Verwendung des „freien Auges“ zeichnen. • Vor dem Entfernen des Präparats wieder das Objektiv mit der geringsten Vergrößerung einstellen, um Beschädigungen zu vermeiden. Sind die Linsen schmutzig, reinige sie mit einem feinen Borstenpinsel, den du beim Optiker oder im Fotofachgeschäft erhältst! (Niemals Taschentücher verwenden, denn sie hinterlassen Fusseln!) Bedecke es mit einem Deckglas. Abb. 94.1 Herstellung eines Präparates der Küchenzwiebel VBK Lege es in einen Wassertropfen auf den Objektträger. Schau dir die Zellen einer Küchenzwiebel an! Nachdem du eine Küchenzwiebel geviertelt und einige Blätter herausgebrochen hast, führe mit der Rasierklinge an der Innenfläche kreuz und quer einige Schnitte aus, sodass ein quadratisches Muster entsteht. Gib einen Tropfen WasAbb. 94.3 Zellen der Küchen- ser auf einen Objektträger. Versuche zwiebel (100-fach vergrößert) nun, mit einer Pinzette ein Häutchen abzuziehen und es in den Wassertropfen zu legen. Nun lege langsam ein dünnes Deckglas darauf. Setze dazu eine Kante an dem Objektträger auf (am Rand des Wassertropfens) und lass es langsam nieder gleiten. Das Präparat ist fertig. Solltest du schwarze Ringe sehen, sind das Luftblasen unter dem Deckglas. Versuche das Auflegen des Deckglases so lange, bis du möglichst wenige Luftblasen darunter hast. Dann zeichne, was du siehst, und beschrifte deine Zeichnung! VBK Untersuche deine Mundschleimhaut! Schabe mit einem Kaffeelöffel von der Wangeninnenseite einige Zellen ab. Bring sie auf den Objektträger und gib einen Tropfen Wasser dazu. Verteile die Probe mit der Deckglaskante und mikroskopiere! Abb. 94.2 Zellen der Mundschleimhaut (400-fach vergrößert) 94 Nimm ein Blättchen einer Wasserpest (Aquarienpflanze, vgl. Abb. 93.1) und fertige ein Präparat an. Betrachte das Blättchen im Mikroskop. Was fällt dir auf? 6.2 Bei den Einzellern übernimmt eine Zelle alle Lebensfunktionen Urtierchen sind A Einzeller, die alle Lebensräume der Erde besiedeln. Sie kommen von den Polen bis zu den Trockenwüsten vor. Manche von ihnen leben in anderen Organismen, einige können sogar Temperaturen von 250 °C ertragen. Durch die Ausbildung von Dauerstadien können viele in wasserundurchlässigen Hüllen Trockenzeiten von Monaten, ja sogar Jahren überleben. Auch in unseren Böden finden wir bis zu 30 000 Einzeller pro Gramm Bodenprobe. So wird es auch verständlich, dass beispielsweise im Heu, in ausgetrockneten Lacken oder Tümpeln nach Regen oder Zugabe von Wasser (Heuaufguss!) wieder vielfältiges Leben entsteht. Einzeller bilden die Nahrungsgrundlage in allen Arten von Gewässern für fast alle Tiere, sei es direkt oder über den Weg der Nahrungsketten. Das Augentierchen kann sich auch durch Fotosynthese ernähren Entnimmt man einem Teich eine Wasserprobe, kann man im Mikroskop viele kleine Lebewesen betrachten, unter anderem auch das Augentierchen. Seinen Namen hat das Augentierchen von einem rötlich gefärbten Fleck, dem so genannten Augenfleck, mit dessen Hilfe es hell und dunkel wahrnehmen kann. Alle bisher vorgestellten Tiere waren aus vielen Zellen aufgebaut. Organe (z. B. Lunge, Herz,...) erfüllten bestimmte Aufgaben. Bei den Einzellern muss eine Zelle alle Lebensfunktionen übernehmen: Wachstum, Bewegung, Stoffwechsel, Reizbarkeit, und Fortpflanzung. Um diesen Aufgaben gerecht werden zu können, besitzen die einzelligen Lebewesen statt der Organe bestimmte Bildungen innerhalb der Zelle (Organellen). Außen werden die Urtierchen von einer Zellmembran begrenzt. Die Augentierchen bewegen sich mit einer Geißel fort und gehören daher zur Gruppe der Geißeltierchen. Der Zellkern dient der Steuerung der Lebensvorgänge und ist Sitz der Erbinformation. Die Vakuole ist ein Raum, in dem entweder Verdauungsvorgänge stattfinden (Verdauungsvakuole) oder Abfallstoffe gesammelt werden. VBK Anleitung zum Gebrauch des Mikroskops Abb. 95.1 Augentierchen (mikroskopische Aufnahme) Geißel Augenfleck Vakuole Chlorophyllkorn Bezüglich der Ernährung nimmt das Augentierchen unter den Lebewesen eine Sonderstellung ein. Sie kann nämlich auf zweierlei Weise erfolgen: • wie bei Pflanzen durch Fotosynthese, wozu die großen Chlorophyllkörner dienen, • wie bei Tieren durch die Aufnahme gelöster Stoffe bzw. durch Einschließen von Lebewesen (Mikroorganismen) in den Nahrungsvakuolen. Zellkern Ihre Fortpflanzung erfolgt: • geschlechtlich: durch Verschmelzung zweier Tierchen (Zellen), wobei Dauerzustände (Sporen) zum Überwintern oder zum Überdauern schlechter Lebensbedingungen gebildet werden können; • ungeschlechtlich: durch Teilung, die durch die Teilung des Zellkernes eingeleitet wird. Zellhaut Plasma Abb. 95.2 Augentierchen (Zeichnung) 95