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Biologie (Subject) / EvoBio Tiere (Lesson)
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- Dorsales Neuralrohr Neuralrinne aus Neuroektoderm, umgibt Zellkanal Vertebrata: embryonales NeralrohrZNS -> Gehirn und RückenmarkZellen kleiden Innenwände der Hirnräume aus (scheiden Cerebralflüssigkeit ab)Vorderteil des Neuralrohrs bildet Gehirn -> Neurulation, Neuralrohrbildung durch Neurulation
- Kiemendarm = Pharynx der Tunicata und Acrania, von Kiemenspalten durchbrochen, Funktion: Ernährung Vertebrata: Kiemen, Kiefer, Hörapparat, Lungen aus Aussackungen hinter Kiemendarm entstanden Endostyl -> Schilddrüse
- postanaler Schwanz hinter After gelegen enthält Skelettelemente
- Chordata: Synapomorphien Vertebrata: Chordata-Synapomorphien werden embryonal noch angelegt (Kiementaschen, postnataler Schwanz)
- Urchordata Tunicata: Manteltiere 2000 Arten, 1mm bis 80 cm (solitär), Kolonien bis 40mTunica (Mantel) aus Cellulosefasern (einzigartig, horizontaler Gentransfer mit Symbionten)sozial: mit Stolonen verbunden
- Acrania Lanzettfischchen - Cephalochordata 24 Arten, marin, extreme Individuendichte möglich, Chordata durchzieht ganzes Tier Blutgefäßsystem weitgehend geschlossen, echtes Herz fehlt aber.
- nächste Verwandte Vertebraten Tunicaten und nicht Cephalochordaten sind am nächsten mit Vertebraten verwandt.
- Merkmale der Chordata Chorda dorsalisdorsales Neuralrohr (Rückenmark)postanaler SchwanzKiemendarm
- Grundbauplan eines Wirbeltiers (embryonal) Neuralrohr (Rückenmark, Vorderende wird Gehirn)Chorda dorsalisDarmKiemendarm mit Kiemenspaltenpaarige Sinnesorgane, Beteiligung der Plakoden (aus Ektoderm)mehrkammriges Herz (von ventralen Anteilen der mesodermalen Seitenplatten gebildet)
- Neuralleiste Kopf- und Rumpf-Neuralleiste entsteht dorsal des Neuralrohrs aus Ektoderm Neuralrinne - Neuralrohr - Neuralleiste - Darüber Schicht Ektoderm
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- wichtige Derivate der Neuralleiste Kiemen- und ZungenbeinapparatDentin der ZähneKieferNervenzellen des DarmtraktesSchwannsche ScheideNebennierenmarkPigmentzellenSpinalganglionGrenzstrangganglion
- Myelinscheiden ermöglichen 20x schnellere Nervenleitung als "nackte" Neuronen, weil Impulsleitung "springt" Körpergrößte kann im Laufe der Evolution bei schneller Reaktionszeit größer werden alternativ: Riesenaxone bei Cephalopoda oder Anneliden
- Somiten Vertebraten Segmentierung wird in Somiten partiell beibehalten Somit (Ursegment), Somitocoel, Ursegmentstiel
- Wirbel mesodermale Bildung von Skleroblasten aus Somit
- Wirbelsäule durch Resegmentierung der primären Wirbelanlage wird Bewegung der Wirbel gegeneinander durch Muskulatur ermöglicht. Wirbelsäule in Verbindung mit Becken-Schultergürtelsehr hohe Beweglichkeitdurch Muskelansätze hohe Kraftentfaltung (Hebelwirkung)
- Craniota / Vertebrata Schädeltiere / Wirbeltiere
- Pisces Fische. Basisgruppe der Vertebraten
- Agnatha: Myxini Kieferlose, Schleimaale nur Chorda dorsalis, Wirbel sekundär reduziert ?? aber Schädel (Cranium) rein marin, Bodentierfresser oder Aasfresser bis 1500m Tiefe, Augen reduziert
- Agnatha: Petromyzonta Kieferlose, Neunaugen Karnivor, Meer- und Süßwasser, bohren sich in andere Fische
- Gnasthostomata Kiefermünder Übergang von strudelnder zu räuberischer Lebensweise Zähne erlauben ergreifen / zerbeißen von Beute
- Autapomorphie Gnasthostomata: Kiefer Kieferbogen (vorne) und Hyoidbogen (Zungenbeinboden) werden aus Kiemenbögen -> primäres Kiefergelenk Hyomandibulare: Tetrapoda -> 1. Gehörknochen (Columella bzw. Stapes = Steigbügel
- Knorpelfische Chondrichthyes ca 750 Arten: Haie, Rochen, Chimären Kiefer, zwei Extremitätenpaare, verknöchertes Skelett, mineralisierte Zähne haben keine Schwimmblase-> sekundärer Verlust der Knochen-Kalzifikation (Knochen spez. Dichte von etwa 2)-> Auftrieb durch Einlagerung von Fett in Leber-> Dauerschwimmen mit großen Brustflossen als Tragflächen
- Osmoregulation Knorpelfische Körperzellen geringere Salzkonzentration als Meerwasser = Risiko Wasserverlust, Salze dringen ein Osmokonformer= Körpermedium iso-osmotisch durch Harnstoff und Trimethylaminoxid -> Überschüssige Salze werden über Rektaldrüse ausgeschieden Knorpelfische sind Meeresbewohner (Ausnahme Süßwasserrochen im Amazonas)
- Knorperfische: Energiesparen Stromlinienform, große Flossen als Tragflächen Haihaut mit niedrigem Reibungswiderstand
- Kiefer und Zähne Haie Zubeißen und Abreißen (Sägen), nicht kauen relativ wenig Kraft beim Zubeißen Haischuppen und Haizähne sind homolog Strahlenflosser: Schuppen homolog zu Knochenplatten
- Meerwasser: Orientierung Wasser ist oft trüb, Dunkelheit nimmt mit Tiefe zu -> Fernorientierung neben der optischen Wahrnehmung sehr wichtig -> Geruchssinn-> Seitenlinienorgan (Ferntastsinn Knochenfische, mechanischer Rezeptor)-> elektrische Sinne (Lorenzini-Ampullen, elektrische Signale für Aktionspotentiale der Beute, vorne an der Schnauze / Nase)-> Gehör (bei Knorpelfischen wenig entwickelt, Verbindung Gleichgewichtssinn und Seitenlinienorgan)
- Fortpflanzungsstrategie Fische Knorpelfische: wenige weit entwickelte Nachkommen, 1-30, Haie und Rochen, innere Befruchtung, Embryonalentwicklung im Weibchen (Oviparie, Oviviparie, Viviparie) Knochenfische: viele wenig entwickelte Nachkommen, einige Hundert bis einige Millionen, äußere Befruchtung, extrakorporale Embryonalentwicklung
- Oviparie, Ovoviviparie, Viviparie 1. einige Haie und viele Rochen legen weit entwickelte, große Eier 2. geschütztes Wachstum im Weibchen 3. Versorgung über maternale Plazenta
- Actinopterygier Artentreichste Ordnung der polyphyletischen Fische ca 24.000 Arten
- Osteichthyes Autapomorphien Knochenfische (Strahlenflosser, Quastenflosser, Lungenfische) Lungen oder Abwandlung davon
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- Entwicklung von Lungen Luftatmung, Landgang von Urfischen (Lungen, Knochen) Fische gehen zurück ins Wasser -> SchwimmblaseÜbergangsformen (Lungenfische) -> Lungen und KiemenTetrapoden entwickeln sich an Land -> Lungen
- Quastenflosser Rezent 1 Art, in 100-500m Tiefe vor ostafrikanischer Küste, paarige Lungen sekundär verfettet NICHT die Stammgruppe der Tetrapoda Knochen sind nicht mit Wirbelsäule verbunden
- Lungenfische Leben in periodisch austrocknenden Gewässern (Kiemen und Lungen)würde ersticken wenn dauerhaft untergetauchtÜberdauern Trockenzeit mit Eingraben in Schleimkokkon. (Trockenstarre)
- Fleischflosser Sarcopterygii, Quastenflosser und Lungenfische ca. 50.000 Arten inklusive Tetrapoda? Wird diskutiert haben Lungen und rudimentär Becken- bzw. Schultergürtel
- Knochenfische Teleostei mit Abstand artenreichste Ordnung der Wirbeltiere, ca 24.000 Artenvon 8mm bis 3m neue Arten: Tiefsee, Tropen
- Fortpflanzung Knochenfische keine Brutpflege: viele Nachkommen mit geringer Überlebensrate (Dorsch, Thunfisch) Brutpflege: weniger Nachkommen mit höherer Überlebensrate (Stichling, Seepferdchen, Maulbrüter), Lebendgebärend (Aalmutter, Guppy)
- Osmoregulation Teleostei Meeresfische: hypoosmotisch, wenig hochkonzentrierter Harn Süßwasserfische: hyperosmotisch, viel wenigkonzentrierter Harn
- Atmung: im Wasser Problem: hohe Viskosität des Wasser beim Pumpen des AtemwassersLöslichkeit von Gasen sinkt bei steigender Temperatur, gleichzeitig steigt die Stoffwechselaktivität poikilothermer Fische. -> Gegenstromprinzip in Kiemen, Wärmetauscher
- Evolution des Immunsystems angeborenes Immunsystem: einige Komponenten evolutiv sehr alt, große Ähnlichkeit zwischen Fliege und Mensch Aber: Wirbellose kein dem adaptiven Immunsystem homologes System Haie und Rochen haben gingegen bereits alle wesentlichen Elemente des adaptiven Immunsystems
- Ursprung adaptives Immunsystem RAG 1 & 2: rearrangement associated genes horizontaler Gentransfer:Insertion eines Transposons in Immunglobulin-Gensomatische Diversifizierung von Immun-Rezeptoren Folge: Big Bang der Immunsystem-Evolution
- adaptive Immunität erworben Spezifität: Fähigkeit zu unterscheidenGedächtnis: Fähigkeit, sich zu erinnern Problem: Erkennung praktisch unendlich vieler Antigene, aber Genom begrenzt (Mensch 21.000 Gene)Lösung: Somatische Diversifizierung (Rekombination) von Antikörper-Genen
- MHC Major Histocompatibility Complex Damit lernt das Immunsystem, Selbst von Fremd zu unterscheiden -> Ind. unterschiedlichen MHC (Polymorphismus in Pop.)-> während T-Zell Reifung überleben nur die, die eigenen MHCs erkennen können (positive Selektion auf Selbst-Restriktion)-> die jedoch nicht allzu stark an MHC mit gebundenem Selbst-Peptog binden (negative Selektion ermöglicht Selbst-Toleranz)-> Ein Fremd-Peptid auf dem eigenen MHC kann Immunantwort auslösen verantwortlich für Transplantat-Abstoßung
- MHC Major Histocompatibility Complex Damit lernt das Immunsystem, Selbst von Fremd zu unterscheiden -> Ind. unterschiedlichen MHC (Polymorphismus in Pop.)-> während T-Zell Reifung überleben nur die, die eigenen MHCs erkennen können (positive Selektion auf Selbst-Restriktion)-> die jedoch nicht allzu stark an MHC mit gebundenem Selbst-Peptog binden (negative Selektion ermöglicht Selbst-Toleranz)-> Ein Fremd-Peptid auf dem eigenen MHC kann Immunantwort auslösen verantwortlich für Transplantat-Abstoßung
- Immunsystem Agnatha Kieferlose haben anderes adaptives Immunsystem (VLR mit LRR), mittlerweile auch weitere ad. Immunsystem beschrieben
- Tetrapoda: Der Weg an Land Acanthostega, mit knöchernen Kiemenbögen Grönland, unteres Devon (356 Mio. Jahre)neben typischen Tetrapoden-Merkmalen auch noch Anpassung an Wasserleben (Kiemen)fast ausschließlich im Wasser, Fortbewegung mit BeinenÜbergang wahrscheinlich in küstennahen Gezeitenbereichen hervorgegangen aus Fleischflossern (Lungenfische, Quastenflosser)
- frühe Tetrapoda: Bewegung Hinterextremitäten waren nicht in der Lage, den Körper vom Boden abzuhebenFunktion eher die einer FlosseBewegung ähnlich Schlammspringer?
- Tetrapoda: Bewegungsapparat Grundmuster: Spreizstellung der Extremitäten, Extremitäten wesentlich zur Verankerung, Vorschub durch Undulation des gewsamten Körpers Säugetier: Keine Abspreizung mehr (Dino auch)
- Amphibia Urodela (Schwanzlurche), Anura (Froschlurche), Gymnophiona (Blindwühlen) feuchter Lebensraum, da hoher Wasserverlust über die Haut Atmung über Haut, einfache Lungen (Überdruckatmung), Kiemen (Larven)
- Urodela Schwanzträger - Schwanzlurche 500 Arten, gemäßigte Breiten, Salamander, Molche
- Anura Schwanzlose - Froschlurche 4200 Arten, gemäßigte Breiten und Tropen, Frösche, Kröten, Unken
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