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Prüfungswissen (Fach) / Zoologie (Lektion)

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• Klassifikation der Pheromone   Man unterscheidet grundsätzlich: Primer-Pheromone: beeinflussen das Hormonsystem des Empfängers (z.B. Pheromone der Bienenkönigin) Releaser-Hormone: haben eine kurze, unmittelbar verhaltenssteuernde Wirkung (z.B. Alarmpheromone)   Es gibt: Aggregationspheromone: zur geschlechtsunspezifischen Anziehung von Individuen der selben Art (z.B. beim Borkenkäfer) Alarmpheromone: Abgabe bei Angriff; führen zu Flucht oder gesteigerter Aggressionsbereitschaft (wird bei Bienen durch Rauch unterdrückt); können auch einen abstoßenden Effekt auf Feinde haben Bruterkennungspheromone: von Larven und Puppen ausgeschieden, halten Arbeiterinnen ab, den Stock zu verlassen solange Nachwuchs vorhanden ist Markierungspheromone: z.B. bei der Kirschfruchtfliege → Weibchen markieren den Platz der Eiablage, so dass andere Weibchen den Ort meiden; Zweck ist Vermeidung von Futterkonkurrenz der Nachkommen Spurpheromone: z.B. Markierung der Spur vom Futter zum Nest bei Ameisen („Ameisenstraße“); beim Versiegen der Futterquelle wird die Spur mit einem abstoßenden Hormon übersprüht Sexualhormone: signalisieren Paarungsbereitschaft des Weibchens; Pheromone des Männchen enthalten Informationen über Geschlecht und Genotyp → Bsp: Bombykol des Seidenspinnerweibchens Aphrodisiakahormone: stimulieren Paarungsbereitschaft (z.B. bei der Olivenfruchtfliege) Hormone der Bienenkönigin zum Zusammenleben im Stock  
• Einsatz von Pheromonen in der Schädlingsbekämpfung   Lockstoff-Fallen → z.B. Anlockung von Borkenkäfern durch Aggregationspheromone: bestimmte Bäume werden als Fangbäume verwendet und später verbrannt → z.B. Mottenfallen: mit Sexualpheromonen getränkte Klebeflächen an denen Männchen kleben bleiben → Lockstoff-Fallen werden auch eingesetzt um die Vorkommensdichte von Schädlingen zu ermitteln und dann ggf. chemisch vorzugehen (z.B. im Weinbau)  
• Kairomone   Kairomon = Botenstoff zur Kommunikation zwischen unterschiedlichen Arten, die nur dem Empfänger nützt → z.B. Duftstoffe, die die Anwesenheit von Feinden anzeigen (werden z.B. von Fischen abgegeben und führen zur „Helmbildung“ bei Daphnia)
• Allomone   Allomone: Botenstoffe zur Kommunikation zwischen unterschiedlichen Arten, die nur für den Sender von Vorteil ist → z.B. Wehrstoffe von Insekten  
• Einordnung der Chordata ins phylogenetische System siehe Skript
• Apomorphien der Chordata   Chorda dorsalis Neuralrohr Kiemenspalten bzw. Kiemendarm myomer angeordnete Rumpfmuskulatur ventral gelegenes Herz postanaler Schwanz extrazelluläres Calcitskelett  
• Leibeshöhle der Chordata Chordata besitzen ein echtes Coelom entstanden durch Enterocoelie (Abfaltung von Bläschen aus dem Urdarm) es bilden sich so Coelomräume links und rechts des Urdarms der dorsale Teil des Coeloms differenziert sich zur Muskulatur der ventrale Teil bleibt erhalten das laterale Coelothel = Somatopleura das mediale Coelothel = Visceropleura
• Chorda dorsalis = Hauptmerkmal der Chordata bietet gleichzeitig Stabilität und Flexibilität Entstehung durch dorsale Abfaltung aus dem Dach des Urdarms kann prinzipiell als ein Hydroskelett betrachtet werden, das auf einen Stab reduziert wurde besteht aus großen Zellen mit prall gefüllten Vakuolen  umhüllt von bindegewebiger Chordascheide CAVE: Chorda dorsalis geht häufig im Verlauf der Entwicklung verloren!
• Neuralrohr Neurulation = Bildung des Neuralsrohrs → erster Schritt bei der Bildung eines Nervensystems Ektoderm über der Chorda dorsalis flacht ab und verdickt sich, es bildet sich die Neuralplatte die Ränder der Neuralplatte entwickeln sich zu Neuralwülsten zwischen den Neuralwülsten bildet sich eine Rinne die Rinne vertieft sich immer stärker während sich die Wülste aufeinander zu bewegen und in der Mitte zusammentreffen am Vorderende des Neuralrohrs bilden sich Ausbuchtungen, die später zu den Hauptabschnitten des Gehirns werden der Rest des Neuralrohrs wird später zum Rückenmark
• Aufbau eines Kiemendarms → besser: Reusendarm Aussackungen der Darmwand brechen während der Entwicklung durch die Körperwand so entstehen die primären Kiemenbögen (Hauptbögen) zwischen den Kiemenbögen sind die Kiemenspalten später kommen sekundäre Kiemenbögen (Nebenbögen) und Kiemenspalten dazu Unterscheidungskriterium: Kiemenbogencoelom nur bei Hauptbögen dorsal: Epibranchialrinne (bewimpert) ventral: Hypobranchialrinne (bewimpert) ventral: Endostyl (Schleimdrüse) Darm ist von außen vom Peribranchialraum umgeben → verhindert dass der Darm durch von außen eindringende Teile verstopft wird Peribranchialraum mündet über den Atrioporus nach außen
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• Funktionsweise Kiemendarm   Das Endostyl erzeugt ein Schleimnetz, das auf die Kiemenbögen abgegeben wird. Wasser strömt durch die Mundöffnung in den Kiemendarm ein und kann durch Löcher im Schleimnetz wieder nach außen strömen. Nahrungspartikel bleiben dabei im Schleim hängen. Cilien befördern den Schleim dorsal in Richtung Epibranchialrinne. Dort wird der Schleim aufgerollt und in den hinteren Teil des Darms transportiert.    
• Myomerer Aufbau von Muskulatur = Kennzeichen der Chordata Rumpfmuskulatur ist in V-förmige Segmente unterteilt: Myomere Myomere sind durch bindegewebige Septen voneinander abgegrenzt: Myosepten → dadurch werden die Myomere auch an der Chordascheide befestigt Myomere von linker und rechter Körperhälfte sind zueinander versetzt angeordnet
• Kennzeichen der Tunicata = Urchordata Chorda dorsalis ist auf einen Schwanz beschränkt und auch dieser ist meist nur im Larvenstadium erhalten (außer bei Appendicularien) charakteristisches Merkmal: Mantel wird von der Epidermis abgeschieden besteht aus Tunicin (celluloseähnlich)
• Klassen der Tunicata Seescheiden Salpen Appendicularien
• Appendicularien = Larvacea; Klasse der Tunicata Chorda dorsalis bleibt als Schwanz zeitlebens erhalten bildet einen Miniaturkäfig aus Schleim (mit Notausgang und Partikelfilter) mit dem Ruderschwanz wird Wasser durch den Käfig gepumpt
• Chorda dorsalis des Lanzettfischchens   Chorda erstreckt sich über die gesamte Länge und bleibt das ganze Leben lang erhalten flache Zellen, die „geldrollenartig“ hintereinander gestapelt sind in den Zellen befindet sich die Zentralvakuole und querverlaufende Muskelfasern → Muskelfasern holen sich die Erregung beim Neuralrohr selber ab!  
• Neuralrohr des Lanzettfischchens   Riesenaxone dorsale Spinalnervenwurzel (leitet Sinnesreize zum Neuralrohr hin) es gibt keine efferenten motorischen Fasern (Fasern holen sich Erregung ja selbst ab) vorne: Ausbildung eines Hirnbläschens mit Pigmentfleck Ocellen sind über das gesamte Neuralrohr verteilt  
• Lebensweise und systematische Einordnung Lanzettfischchen Chordata → Acrania lebt halb eingegraben in marinen Sedimenten umso grobkörniger das Sediment umso tiefer eingegraben
• Nahrungsaufnahme des Lanzettfischchens   der Öffnungsgrad des Mundes kann nicht variiert werden Räderorgan am Vorderende des Tieres: durch Cilienschlag wird ein Wasserstrom in den Schlund erzeugt Cirren: dienen als erster Filter für zu große Partikel im Wasser Velum: dient als zweiter Filter für zu große Partikel im Wasser Endostyl erzeugt ein Schleimnetz → wird auf die Kiemenbögen abgegeben → Wasser kann durch die Löcher im Schleimnetz nach außen strömen, Nahrungspartikel bleiben im Schleim hängen → Cilien befördern den Schleim dorsal in Richtung Epibranchialrinne → dort Aufrollung des Schleims und Transport in den hinteren Teil des Darms  
• Exkretionssystem des Lanzettfischchens Das Exkretionssystem stellt eine Kombination aus proto- und metanephridialen Strukturen dar außerhalb des Coeloms: Blutgefäße im Coelothel: Cyrtopodocyten  Ultrafiltration erfolgt entlang der Gefäßwände in das Coelom hinein vom Coelom aus führen Nierenkanälchen in den Peribranchialraum im proximalen Teil der Kanälchen befinden sich Geißeln Rückresorption findet in den Nierenkanälchen statt
• Blutkreislauf der Lanzettfischchen Blutfluss von vebtral nach vorne und dann über dorsal nach hinten sinus venosus als kontraktile Region ventral Endostylarterie Kiemenbogenarterien (führen nach dorsal) Carotiden Carotiden vereinigen sich zur A. dorsalis Aorta verzweigt sich zur Versorgung der Organe Venen Kaudalvene
• Gemeinsamkeiten der Craniota   Der Begriff Craniota wird verwendet, weil alle Tiere dieser Gruppe einen verknöcherten oder zumindest verknorpelten Schädel besitzen. Oft wird synonym der Begriff Vertebrata verwendet, obwohl nicht alle Tiere dieser Gruppe eine Wirbelsäule haben (z.B. ursprüngliche Knorpelfische, Seekatzen).  
• Protostomier = Urmünder Der Mund geht aus dem Urmund hervor und der After entsteht später neu Dazu gehören: Lophotrochozoa Ecdysozoa
• Deuterostomier = Neumünder Der Urmund wird zum After, der Mund entsteht später neu Dazu gehören: Echinodermata Chordata
• Möglichkeiten der asexuellen Fortpflanzung erfolgt immer durch mitotische Teilungen des Zellkerns Nachkommen sind genetisch mit dem Elternorganismus identisch; falls Varianten vorkommen, sind diese durch Mutation entstanden Knospung Ein mehr oder weniger vollständiger Organismus wächst aus dem Elternorganismus hervor und löst sich schließlich von diesem Am Elternorganismus entsteht eine Knospe, die durch Mitosen mitwächst; die Zellen differenzieren sich, bevor es zur Ablösung vom Elterntier kommt Knospe kann so groß wie das Elterntier werde, bevor sie sich ablöst Knospe ist zwar genetisch mit dem Elterntier identisch, muss aber nicht so aussehen (vgl. Polyp / Meduse) Regeneration eigentlich: Ersatz von geschädigtem Gewebe oder von verlorenen Gliedmaßen, aber in manchen Fällen können sich Teile eines Organismus zu vollständigen Individuen regenerieren (z.B. Seestern Linkia: Teile wachsen zu vollständigen Tieren, sofern Teile der Zentralscheibe vorhanden sind)
• Vor- und Nachteile der ungeschlechtlichen Fortpflanzung Vorteile Individuen können schnell und in großer Zahl erzeugt werden effizient: es ist keine Paarung nötig, die Ressourcen verbraucht Nachteile keine genetische Variabilität → schlecht bei wechselnden Umweltbedingungen
• Unisexuelle Vermehrung = Parthenogenese / Jungfernzeugung Organismen entwickeln sich aus unbefruchteten Eiern es kommt zu Meiose → Nachkommen unterscheiden sich untereinander und von den Eltern es können haploide Organismen entstehen oder diploide (Eizelle verdoppelt ihren Chromosomensatz vor der Meiose) oft bei Arthropoden
• Zusammenhang zwischen Parthenogenese und Geschlecht Männchen entwickeln sich aus unbefruchteten Eiern → haploid Weibchen entwickeln sich aus befruchteten Eiern → diploid bei staatenbildenden Insekten sind Weibchen meist unfruchtbar; nur bei besonderer Fütterung entwickelt sich eine fruchtbare Königin Königin wird befruchtet und hortet einen Spermienvorrat im Receptaculum seminis sie kann entweder befruchtete oder unbefruchtete Eier erzeugen
• Parthenogenese und sexuelle Aktivität Manchmal ist sexuelle Aktivität für Parthenogenese erforderlich, obwohl es nicht zur Befruchtung kommt Eier mancher Zecken und Milben entwickeln sich erst nach einer Paarung Sechsstreifeneidechse: es gibt keine Männchen, die Weibchen übernehmen die Rollen beider Geschlechter (je nach Hormonhaushalt); sexuelle Aktivität ist zur Stimulierung der Ovulation notwendig
• Vorteile der Parthenogenese z.B. bei den Sechsstreifeneidechsen kann sich jedes Individuum vermehren - bei sexueller Vermehrung produzieren nur die Weibchen Nachkommen höhere genetische Variabilität im Vgl. zur asexuellen Fortpflanzung  (Eizellen entstehen durch Meiose und sind genetisch nicht identisch mit dem Elterntier) CAVE: Bei manchen Formen liegt aber eine dilpoide Keimbahnzelle vor; dann entspricht die Parthenogenese eher einer asexuellen Vermehrung (vgl. manche Trematoden)
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• Unterschiede Parthenogenese - bisexuelle Vermehrung Parthenogenese: Tiere besitzen von jedem Gen nur ein Allel (haploid oder homozygot diploid) bisexuelle Fortpflanzung: Kombination beliebiger Gameten beider Eltern → Nachwuchs ist an vielen Genorten heterozygot
• Geschlechtliche Entwicklungszyklen - Übersicht Diplonten Haplonten Diplo-Haplonten
• Diplonten Gameten sind die einzigen haploiden Zellen im Entwicklungszyklus entstehen durch Meiose jeder Elternteil steuert einen Gameten bei Gameten beider Eltern fusionieren zur Zygote Organismus entwickelt sich durch Mitosen diploider Zellen, der ausgereifte Organismus ist diploid Bsp: Säuger
• Haplonten Zygote ist die einzige diploide Zelle im Entwicklungszyklus Zygote durchläuft eine Meiose und bildet haploide Zellen oder Sporen Sporen bilden durch Mitosen einen neuen Organismus Der ausgereifte Organismus ist haploid Gameten werden nicht durch Meiose, sondern durch Mitose erzeugt Bsp: Pilze
• Diplo-Haplonten aus der Meiose gehen keine Gameten hervor, sondern haploide Sporen durch Mitose entsteht ein vielzelliger, haploider Organismus (Gametophyt) Gametophyt erzeugt Gameten durch Mitose Gameten fusionieren zu dilpoider Zygote durch Mitosen entsteht ein vielzelliger, diploider Organismus (Sporophyt) Bsp: viele Pflanzen
• Allgemeine Kennzeichen bisexueller Fortpflanzung Meiose findet statt beide Elternteile steuern einen Gameten bei genetische Variabilität: Nachkommen unterscheiden sich von den Eltern und untereinander
• Vor- und Nachteile bisexueller Fortpflanzung Vorteile genetische Variabilität = grundelegender Mechanismus der Evolution und bietet einen Selektionsvorteil: geschlechtliche Fortpflanzung ist so lange unnötig, wie eine Population an die Umwelt gut angepasst ist → bei Anpassung an wechselnde Bedingungen / beim Vordringen in neue Lebensräume haben Populationen mit geschlechtlicher Fortpflanzung einen Vorteil Nachteile Abhängigkeit von Sexualpartnern nur die Hälfte aller Individuen kann reproduzieren Ressourcen müssen in Geschlechtsorgane investiert werden viel Zeit und Energie muss für die Paarung aufgewendet werden Tiere setzen sich bei der Paarung evtl. Feinden aus
• Metagenese = Wechsel zwischen bisexueller und asexueller Vermehrung Beispiel: Cnidarier sessiler Polyp: vermehrt sich ungeschlechtlich → es entstehen Medusen durch Knospung frei schwimmende Meduse: geschlechtliche Vermehrung durch Abgabe von Eiern / Spermien ins Wasser aus dem Ei entwickelt sich eine frei schwimmende Planula-Larve, die sich am Boden niederlässt und zu einem sessilen Polypen heranwächst
• Vorteile Metagenese Die Vorteile von asexueller und sexueller Vermehrung werden vereint Erzeugung einer großen Anzahl von Nachkommen aurch ungeschlechtliche Vermehrung Partner ist für ungeschlechtliche Vermehrung nicht erforderlich Durchmischung des Genpools durch geschlechtliche Fortpflanzung
• Heterogonie = Wechsel zwischen bisexueller und parthenogenetischer Fortpflanzung Beispiel: Bienen Königin ist fruchtbar und paart sich mit Drohnen kann parthenogenetisch unbefruchtete Eier produzieren → es entstehen haploide Männchen aus befruchteten Eiern entstehen diploide Weibchen (sterile Arbeiterinnen; nur bei besonderer Fütterung entwickelt sich eine fruchtbare Königin) Beispiel: Blattläuse Mehrere Generationen pflanzen sich parthenogenetisch fort: nämlich im Frühjahr zu Beginn einer Generation (schnelles Wachstum der Population erforderlich) Später bildet sich eine (meist) geflügelte Generation, die sich geschlechtlich fortpflanzt. Dies ist meist gegen Ende des Sommers der Fall. Weibchen legen Eier ab, die überwintert werden. trägt zur Verbreitung bei (z.B. bei Überpopulation zur Besiedelung neuer Pflanzen)
• Oviparie = Legen von Eiern Embryonen entwickeln sich außerhalb des mütterlichen Körpers Eier sind mit Nährstoffen ausgestattet und können die Bedürfnisse des Embryos decken Hüllen oder Schalen schützen den Embryo vor dem Austrocknen oft wird Brutpflegeverhalten gezeigt
• Viviparie = Gebären lebender Jungtiere Embryonen bleiben während der Frühphase ihrer Entwicklung im mütterlichen Körper Keim wird von der Gebärmutter (= Uterus) aufgenommen Ausbildung einer Placenta, die den Austausch von Nährstoffen und Abfallprodukten zwischen Mutter und Embryo möglich macht alle Säuger außer Kloakentiere, manche Haie
• Ovoviviparie Eier werden im Körper zurückbehalten bis die Jungen schlüpfen
• Hermaphroditismus Bei Zwittern kann ein- und dasselbe Individuum sowohl Eizellen als auch Spermazellen produzieren Konsekutivzwitter: ein Individuum agiert in unterschiedlichen Phasen als Männchen oder als Weibchen (z.B. Anemonenfisch) Protandrie: zuerst entwickeln sich die männlichen und später weibliche Gameten Progynie: zuerst entwickeln sich die weiblichen und später die männlichen Gameten (seltener) Simultanzwitter: ein Individuum ist gleichzeitig Männchen und Weibchen (z.B. Regenwurm)
• Vor- und Nachteile des Hermaphroditismus Vorteile bei einigen Simultanzwittern ist Selbstbefruchtung möglich (sinnvoll, wenn die Wahrscheinlichkeit gering ist, einen Partner zur finden) → bei parasitisch lebenden Bandwürmern auch bei der Paarung ist die Wahrscheinlichkeit von Simulatnzwittern einen Partner zu finden soppelt so hoch wie bei getrenntgeschlechtlichen Arten Senkung der Inzuchthäufigkeit bei Konsekutivzwittern: oft sind alle Geschwister zu einer Zeit Männchen oder Weibchen und können sich so nicht untereinander paaren Nachteile aufwendiges System von Fortpflanzungsorganen nötig komplizierte hormonelle Steuerung
• Männliche Geschlechtsorgane - Übersicht Hoden Nebenhoden Samenleiter Harnröhre Penis Drüsen zur Bildung der Samenflüssigkeit: Prostata, Samenbläschen, bulbourethale Drüsen
• Übersicht weibliche Geschlechtsorgane Ovar Oviduct Uterus Gebärmutterhals Vagina
• Hoden = Ort der Bildung der Samenzellen liegen meist außerhalb des Rumpfes in einem Hodensack (Scrotum) optimale Temperatur für Spermienbildung liegt meist etwas unterhalb der Körpertemperatur kaltes Wetter: Muskeln im Hodensack kontrahieren und ziehen den Hoden näher zum Körper warmes Wetter: Muskeln entspannen und Hoden hängt weiter entfernt vom Körper bestehen aus sehr langen, aufgeknäuelten Samenkanälchen Ort der Spermatogenese und Spermiogenese Kanälchen besitzen ein mehrschichtiges Epithel Spermatogonien sitzen in den äußeren Epithelschichten weiter innen findet man Keimzellen in sukzessiven Stadien der Embryogenese ausdifferenzierte Spermien werden in den Hodenkanal freigesetzt Sertolli-Zellen bilden eine Barriere zwischen den Keimzellen und potenziell schädlichen Substanzen im Blut liefern den Spermien Nährstoffe Leydig-Zellen zwischen den Samenkanälchen produzieren männliche Sexualhormone
• Nebenhoden = Epididymis liegen dem Hoden auf Spermien reifen dort weiter heran und werden beweglich
• Samenleiter = Vas deferens geht vom Nebenhoden ab Ende des Samenleiters = Samengang (ductus ejaculatorius)

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