ZOOLOGIE PRÜFUNGSWISSEN (Subject) / Plathelminthen (Lesson)

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• Protostomier - Definition, Wer gehört dazu? Der Mund geht aus dem Urmund (Blastophorus) hervor, der After entsteht später neu. Dazu gehören: Lophotrochozoa Plathelminthen Anneliden Mollusken Ecdysozoa Nematoden Chelicerata Crustacea Insekten
• Deuterostomier - Definition, Wer gehört dazu? "Neumünder" Aus dem Urmund wird im Lauf der Entwicklung der After, der Mund bildet sich später neu Dazu gehören: Echinodermata Chordata
• Unterschiede zwischen Protostomiern und Deuterostomiern   Protostomier Deuterostomier Hauptnervenstrang paarig und ventral; umgibt im Schlundbereich den Verdauungstrakt Hauptnervenstrang dorsal und unpaarig; umgibt den Verdauungstrakt nicht Herz dorsal Herz ventral Coelom entwickelt sich aus mesodermalen Zellnestern → der Raum zwischen Körperwand und Darm ist mit mesodermalem Gewebe ausgefüllt → es können darin spaltförmige Hohlräume auftreten (Schizocoel) Enterocoel: Coelom entwickelt sich aus Abfaltungen des Urdarms evtl. planktonische Larve: Zellen mit mehreren Cilien evtl. planktonische Larve: Zellen mit einzelner Cilie Urmund entwickelt sich zum Mund, After entsteht später neu Urmund wird zum After, Mund entsteht später neu Spiralfurchung (nicht immer) Radiärfurchung (nicht immer) frühdeterminierter Keim → Mosaikentwicklung spätdeterminierter Keim → regulative Entwicklung
• Einordnung der Plathelminthen ins phylogenetische System siehe Skript S. 30
• Allgemeines zu den Lophotrochzoa Animalia - Metazoa - Eumetazoa - Protostomier - Lophotrochozoa   Die Lophotrochozoa sind ein in erster Linie molekulargenetisch festgelegter Stamm von Tieren innerhalb der Protostomier. Wachstum ist verbunden mit einer Größenzunahme von Skelett- und Schalenelementen (in Abgrenzung zu den Ecdysozoa, bei denen Wachstum mit einer Häutung einhergeht).    
• Lebensweise der Plathelminthen   Plathelminthen kommen limnisch, marin und auch terrestrisch vor. Es sind verschiedene Lebensweisen möglich: freilebend, räuberisch, als Kommensalen, ektoparasitisch und endoparasitisch.   Die Körpergröße kann je nach Art sehr variabel sein, manche Arten sind kleiner als 1mm, andere Arten können bis zu 20m lang sein.  
• Großgruppen der Plathelminthen Strudelwürmer (Turbellaria) Bandwürmer (Cestoden) Saugwürmer (Trematoden)
• Übersicht Integument Plathelminthen Epidermis Neodermis (ersetzt Epidermis bei parasitischen Formen)
• Epidermis der Plathelminthen ursprünglich einschichtig und bewimpert Cilien mit zwei Cilienwurzeln Bewimperung ist an der Ventralseite stärker ausgeprägt (Fortbewegung) manchmal: versenktes Epithel: Zellkerne befinden sich unterhalb der Basalmembran Neben Epidermiszellen können noch andere Zellen vorkommen: Neoblasten Sinneszellen Drüsenzellen Rhabditenzellen (bilden stäbchenförmige Sekrete im Golgi-Apparat; können bei Gefahr ausgestoßen werden und verquellen blitzartig zu einem zähen Schleim) Weitere Einschlüsse: Grünalgen (Zoochlorellen) oder Braunalgen (Zooxanthellen): Symbiose - Algen geben Sauerstoff und Zucker, Wurm gibt CO2 und Stickstoff Nematocysten: bei marinen Plathelminthen, die sich von Polypen ernähren; solche Nematocysten = Kleptocniden
• Neodermis der Plathelminthen --> bei parasitisch lebenden Plathelminthen wird die Epidermis durch die Neodermis ersetzt, wenn sie in den Wirt eindringen --> Trematoden und Cestoden werden zu den Neodermata zusammengefasst mesodermale Stammzellen (liegen unter der Basalmembran) entsenden cytoplasmatische Ausläufer durch die Basalmembran Zellausläufer verschmelzen außerhalb der Basalmembran es bildet sich so ein syncytialer Zellverband (einheitliches Gewebe ohne Zellgrenzen): man unterscheiden eine kernlose Außenlage (Tegument) und kernhaltige Teile unter der Muskulatur keine Bewimperung OF mit Mikrovilli --> zur Aufnahme von Nährstoffen (Darm ist daher oft vollständig reduziert, die Neodermis übernimmt die Aufgaben der Darmoberfläche)
• Muskulatur der Plathelminthen Man unterscheidet: Ringmuskeln Längsmuskeln Dorsoventralmuskeln (durchziehen das Parenchym) Es liegt ein Hydroskelett vor: Integument und Muskulatur bilden den Hautmuskelschlauch, der gegen das Parenchym arbeitet (nicht komprimierbar aber formveränderlich)
• Leibeshöhle der Plathelminthen Acoelomata: eine Leibeshöhle fehlt Der Raum zwischen Körperwand und Darm ist mit Parenchym ausgefüllt. Im Parenchym können sich flüssigkeitsgefüllt Spalten befinden (Schizocoel) Funktionen des Parenchyms: Schutz der Organe Antagonist zum Hautmuskelschlauch Bildung von flüssigkeitsgefüllten Diffusionsräumen für Nährstoffe und Stoffwechselprodukte
• Verdauungssystem der Plathelminthen Gastrovaskularsystem: Darm übernimmt sowohl die Verdauung als auch die Verteilung von Nährstoffen blind endendes Rohr gerade, gegabelt oder verzweigt Darm kann aber auch völlig zurückgebildet sein (z.B. bei parasitischen Bandwürmern): hier übernimmt die Neodermis Verdauungsfunktion
• Exkretionssystem der Plathelminthen Protonephridien = im Parenchym liegende, feine Röhren, die reich verzweigt sein können Protonephridien sind zur Leibeshöhle hin blind geschlossen. Ein Protonephridium besteht aus 3 Zellen: Terminalzelle = Reusengeißelzelle = Cyrtocyte Kanalzelle Nephroporuszelle Terminalzelle und Kanalzelle bilden eine Filtrationsstruktur, die Flüssigkeit beim Eintritt in das Ganglumen filtriert (Ultrafiltration); dadurch entsteht Primärharn. Mikrovilli greifen ineinander und bilden ein reusenartiges Gefäß durch die angrenzende Basalmembran bildet sich so ein Ultrafilter In der Terminalzelle befindet sich eine sog. Wimpernflamme: eine oder mehrere Cilien treiben durch ihren Schlag die Flüssigkeit im Kanal nach distal im proximalen Kanalteil entsteht so Unterdruck weitere Flüssigkeit strömt in die Filterregion ein  In der Kanalzelle kommt es zur Reabsorption: aus dem Primärharn wird Endharn Abgabe des Endharns über den Nephroporus (kann paarig vorkommen oder es wird ein gemeinsamer Porus benutzt)
• Skizze Protonephridium Skript S. 32
• Funktionen der Protonephridien Exkretionsfunktion Abbauprodukte des Proteinstoffwechsels Abbauprodukte des anaeroben Glucoseabbaus (bei Endoparasiten) Interzellularflüssigkeit wird in Bewegung gehalten Osmo- und Ionenregulation
• Nervensystem der Plathelminthen "orthogonales Nervensystem" Cerebralganglion im Vorderkörper über dem Darm Davon ziehen 2-8 markhaltige Nervenstränge in gleichem Abstand voneinander zum Körperende. Nervenstränge können durch Kommissuren verbunden sein Ausläufer der Nervenstränge spalten sich in feine Nervenplexi auf, z.B. intraepithelialer Plexus (zwischen den Epithelzellen) subepithelialer Plexus (zwischen Epidermis und Muskulatur) submuskulärer Plexus (unterhalb der Muskulatur)
• Sinnesorgane der Anneliden - Übersicht Sinneszellen in der Epidermis Pigmentbecherocellen Statocysten
• Pigmentbecherocellen bei Plathelminthen Becheraugen sitzen seitlich am Kopf inverse Anordnung der Photorezeptoren (vom Licht weg gerichtet) Pigmentzellschicht schirmt Becheraugen teilweise vom Licht ab Kommt die Lichtquelle von vorne oder von hinten, werden beide Augen gleich stark gereizt. Bei allen anderen Winkeln ist die Reizung ungleich.
• Statocysten Hohlkugel aus mehreren Zellen, von einer Faserkapsel umgeben Haarsinneszellen im Hohraum: ein oder mehrere Statolithen Statolithen: kleine Festkörper, die auf Bewegung oder Schwerkraft reagieren und dadurch die Haarsinneszellen der Statocysten machanisch reizen
• Fortpflanzung der Plathelminthen zwittrig es findet immer eine innere Befruchtung statt
• Weibliche Geschlechtsorgane der Plathelminthen   Ovarium: Eierstock Laurerscher Kanal: Funktion noch nicht endgültig geklärt, evtl. zur Ausleitung von überschüssigem Sperma Receptaculum seminis: Speicher für Fremdsperma Vitellar: Dotterstock mit Vitellocyten (Dotterzellen) Mehlissche Drüse: Bildung von Eischalen Uterus Die Eier der Plathelminthen werden als ektolecithal bezeichnet: in einer Schale befindet sich eine befruchtete Eizelle mit mehreren Dotterzellen  
• Männliche Geschlechtsorgane der Plathelminthen   paarige Hoden Ausführgänge und ableitende Gefäße (vasa afferentia) vereinigen sich zum Samenleiter (vas deferens) → dessen Endabschnitt ist zur Samenblase erweitert und mündet in den Cirrus Cirrusbeutel + Cirrus (= ausstülpbares Begattungsorgan)      
• Lebensweise der Turbellaria Plathelminthen - Strudelwürmer frei lebend limnisch und marin in feuchten Biotopen oder wassergefüllten Bodenspalten Körpergestalt entspricht im Wesentlichen dem Grundbauplan Bewimperung ventral stärker (Kriechsohle) Kopf oft mit Tentakeln oder Aurikeln (Öhrchen)
• Körperbau der Trematoda Plathelminthen - Saugwürmer Neodermis als Körperbedeckung: oft mit Haken, Dornen, Stacheln o.ä. aus Proteinen zur Haftung im Wirt Saugnäpfe: Mundsaugnapf um die Mundregion, Bauchsaugnapf in der Mittellinie der Bauchfläche Darmkanal vorhanden Körper ist ganz auf Reproduktion ausgerichtet: Gonaden füllen fast den ganzen Körper aus (es sind wegen der parasitischen Lebensweise keine hoch entwickelten Organe zur Nahrungsaufnahme nötig) Lichtsinnesorgane nur bei frei lebenden Larvenstadien
• Beispiele für Trematoden Kleiner Leberegel (Dicrocoelium dendriticum) Großer Leberegel (Fasciola hepatica)
• Lebenszyklus des Kleinen Leberegels Plathelminthen - Trematoda   Hauptwirt: Schaf, Ziege, gelegentlich andere Säuger, selten Mensch (Ameisen müssten zur Infektion aufgenommen werden)   Zwischenwirt: Landlungenschnecken (Zebrina, Helicella), Ameise (Formica)   im Hauptwirt lebt das adulte Tier in den Gallengängen der Leber, wo es zur Eiablage kommt im Ei entwickelt sich eine bewimperte Larve (Miracidium), die zunächst noch im Ei verbleibt Eier werden über den Kot ausgeschieden Aufnahme der Eier durch die Landlungenschnecken (Schnecken ernähren sich von zersetzenden Pflanzenteilen und daher auch von den unvollständig verdauten Kotbestandteilen) Miracidium schlüpft im Darm der Schnecke und bohrt sich durch die Darmwand → dabei Verlust der bewimperten Epidermis und Bildung der Neodermis in der Mitteldarmdrüse: Umwandlung zur Sporocyste 1. Ordnung (= fast organloser Keimschlauch in der Leibeshöhle der Sporocysten 1. Ordnung entwickeln sich die Sporocysten 2. Ordnung (Tochtersporocysten) in den Tochtersporocysten entwickeln sich Cercarien (Larvenstadium mit Schwanz, ohne Geschlechtsorgane) Cercarien werden frei und gelangen über das Venensystem in die Atemhöhle der Schnecke Schnecke „hustet“ die Cercarien in Schleimballen ab Ameisen der Gattung Formica fressen diese Schleimballen Cercarien durchdringen die Darmwand der Ameise und verkapseln sich in der Leibeshöhle zu Metacercarien → eine Cercarie wandert aber zum Unterschlundganglion und verkapselt sich erst hier („Hirnwurm“) „Hirnwurm“ führt zu Verhaltensänderungen bei der Ameise: sie kehrt abends nicht in den Bau zurück, sondern klettert auf einen Grashalm und beißt sich dort fest Ameise wird von Endwirt mit dem Gras gefressen im Darm des Endwirts schlüpfen die Metacercarien und durchbohren die Darmwand in den Gallengängen Entwicklung zu ausgewachsenen Leberegeln   Symptome beim Endwirt: Fressunlust, Magerheit  → schwere Symptome nur bei Massenbefall  
• Lebenszyklus Großer Leberegel Plathelminthen - Trematoden   Hautwirt: Rind, Schaf Zwischenwirt: Lungenschnecke (Lymnaea)   im Hauptwirt lebt das adulte Tier in den Gallengängen der Leber, wo es zur Eiablage kommt es entwickelt sich eine bewimperte Larve (Miracidium), die aber noch im Ei verbleibt Eier werden über den Kot ausgeschieden im wässrigen Milieu (saisonal überschwemmte Wiesen im Frühjahr) schlüpft aus dem Ei das Miracidium Miracidien bohren sich in die Haut von Lungenschnecken der Gattung Lymnaea ein → dabei Verlust der bewimperten Epidermis und Bildung der Neodermis im Inneren der Schnecke Entwicklung zur Sporocyste (darmlos, Nahrung wird über Epidermis aufgenommen) im Inneren der Sporocyste entwickeln sich Redien (mit Verdauungsorganen und anderen Organen wie ZNS, Protonephridien...) ungeschlechtliche Massenvermehrung Redien können zur Mitteldarmdrüse der Schnecke wandern und bringen ab einem bestimmten Zeitpunkt keine Redien, sondern Cercarien hervor (mit Saugnäpfen, Darm und Ruderschwanz) Cercarien verlassen aktiv die Schnecke, indem sie die Haut durchbohren Cercarie setzt sich an Vegetation fest und wirft ihren Ruderschwanz ab → Umwandlung zur Metacercarie Metacercarie wird durch Pflanzennahrung vom Hauptwirt aufgenommen im Darmtrakt des Hauptwirts werden Metacercarien frei → Durchbohren der Darmwand, Befall der Leber im Gallengang Heranwachsen zum adulten Tier  
• Lebensweise Bandwurm Plathelminthen - Cestoda ausschließlich endoparasitisch im Darm von Wirbeltieren wenige mm bis mehrere m
• Besonderheiten im Körperbau von Cestoden Vorderende wird als Scolex bezeichnet und ist meist deutlich abgesetzt besitzt einen Hakenkranz oder Saugnäpfe nach dem Kopf folgen gleichartig gebaute Körperabschnitte: Proglottiden jede Proglottide enthält einen vollständigen Satz von Organen kein Darm Verdauungsfunktion wird von der Neodermis übernommen Neodermis scheidet auch Stoffe aus, die eine Verdauung des Wurms verhindern (pH an der OF des Wurms wird verändert und so die Aktivität der Verdauungsenzyme gehemmt) Hautmuskelschlauch nur schwach entwickelt, afür kräftige Binnenmuskulatur im Parenchym stark entwickelte Geschlechtsorgane proximale Proglottiden produzieren Spermien, distale Proglottiden Eier (Grund: männliche Gonaden reifen früher als weibliche) Selbstbefruchtung ist möglich befruchtete, reife Proglottiden werden mit dem Kot ausgeschieden oft 3 Geschlechtsöffnungen: männliche Geschlechtsöffnung, Mündung der Vagina, Mündung des Uterus  keine Sinnesorgane, nur freie Enden von Sinnesnerven
• Beispiele für Cestoden Plathelminthen Rinderbandwurm (Taenia saginata) Schweinebandwurm (Taenia solium) Fuchsbandwurm (Echinococcus multilocularis) Hundebandwurm (Echinococcus granulosus)
• Lebenszyklus Rinder- und Schweinebandwurm   Endwirt: Mensch Zwischenwirt: Rind bzw. Schwein adulte Tiere leben im Dünndarm des Menschen vom Hinterende lösen sich Proglottiden mit reifen Eiern ab, die über den Kot ins Freie gelangen Proglottide platzt, Eier werden frei und kommen über das Abwasser oder über Fäkaldüngung auf Weiden und in Futtermittel über das Futter Aufnahme der Eier in Rind bzw. Schwein im Darm des Zwischenwirts: Schlüpfen der Oncosphaera-Larve (= Coracidium, Sechshakenlarve) Larven durchbohren die Darmwand und gelangen über das Blut in die Muskulatur Entwicklung zum Metacestoden: sie werden hier auch als Finnen (Cystericus) bezeichnet → Bläschen mit einer Einsenkung in der Wandung, in der der künftige Scolex nach innen wächst → Finnen sind mehrere Jahre lang überlebensfähig Infektion des Menschen durch Verzehr von rohem oder ungenügend gekochtem finnigem Fleisch im Darm des Menschen; Ausstülpung der Finne, Anheftung zwischen den Darmzotten, Heranwachsen zum adulten Tier  
• Symptome des Befalls mit Rinder - und Schweinebandwurm, Schutz   Symptome: Durchfall, Übelkeit, Erbrechen Problematisch ist die Aufnahme von Eiern durch verunreinigte Nahrung → Mensch wird fälschlicherweise zum Zwischenwirt → Entwicklung von Finnen in der Muskulatur (Cysticercose)   Schutz: Verzicht auf rohes oder ungenügend gekochtes Fleisch  
• Lebenszyklus Fuchs- und Hundebandwurm   Endwirt: Fuchs, Hund (und andere Caniden)   Zwischenwirt: pflanzenfressende Wiederkäuer, Nager   adulte Tiere leben im Dünndarm von Fuchs / Hund die letzte Proglottide enthält Eier mit bereits reifen Larven (Oncosphaera-Larven, Coracidium) Proglottiden gelangen über den Kot ins Freie Aufnahme der Eier in den Zwischenwirt über die Nahrung im Darm: Schlüpfen der Larve, Durchdringen der Darmwand und Einwanderung in die Muskulatur Bildung von großen Cysten (Hydatiden) in die hinein wiederum Tochtercysten gebildet werden → Hundebandwurm: Hydatiden werden vom Zwischenwirt bindegewebig abgegrenzt(Durchmesser 1-20 cm) → Fuchsbandwurm: Ausbildung pilzartiger Geflechte in den Organen aus denen sich neue Hydatiden bilden (alveoläre Cysten, Durchmesser max. 3cm, durch feine Gewebestränge miteinander verbunden) ungeschlechtliche Vermehrung in den Cysten → es findet also Metagenese statt: Generationswechsel zwischen geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Vermehrung Infektion des Endwirts durch Verzehr von befallenem Fleisch CAVE: Ist der Mensch als Zwischenwirt befallen, verlaufen Infektionen in vielen Fällen tödlich (Echinococcose)! → Gewebestränge der Cysten können Organe vollständig durchwachsen und können daher chirurgisch nicht entfernt werden!  

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