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Biologie (Fach) / Insekten (Lektion)
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- Entwicklung und Reproduktion von Insekten Getrenntgeschlechtlich, i.d.R. innere Besamung. Bei den meisten Arten werden die Spermien bei der Kopulation direkt in die Genitalkammer des Weibchens deponiert. Bei manchen Arten setzt das Männchen aber auch außerhalb des Weibchens ein Spermienpaket (Spermatophore) ab, das vom Weibchen aufgenommen wird) Das Weibchen speichert das Spermienpaket in seinem Körper in einer sogenannten Spermatheka (Receptaculum seminis) meist Eier legend (Oviparie). In der Nähe einer Nahrungsquelle, sodass frisch geschlüpfte Junge gleich mit Nahrungsaufnahme beginnen können. Nie asexuelle Fortpflanzung, aber oft Parthenogenese (unisexuelle Fortpfl., Jungfernzeugung: Fortpflanzung durch unbefruchtete Eizellen). Entwicklung entweder Holometabolie oder Hemimetabolie.
- Metamorphose und Entwicklungswege Metamorphose (Umwandlung der Larve zur geschlechtsreifen Imago = Adultus), zwei grundsätzlich verschiedene Entwicklungswege: - Hemimetabolie (direkte, allmähliche Entwicklung): Ei --> Larven --> Metamorphose zur Imago (Adultus). „Hemimetabola“ paraphyletisch. Z.B. Ensifera (Langfühlerschrecken) und Caelifera (Kurzfühlerschrecken) - Holometabolie (indirekte, vollkommene Entwicklung): Ei --> Larven --> Metamorphose in der Puppe --> Schlupf der Imago (Adultus). Holometabola monophyletisch (dazu gehören die meisten Insekten, u.a. die Käfer mit 400 000 Arten!). (Z.B. Schmetterlingsraupe und Fliegenmade) Holometabolie als Erweiterung der ökologischen Nische einer biologischen Art: Larven und Imagines mit völlig verschiedener Lebensweise (Bsp. Schmetterlingsraupe/Schmetterling!)
- Integument der Insekten -Cuticula aus Proteinschichten und dem Polysaccharid Chitin-Harte Cuticula kann als Exoskelett dienen -> muss aber gehäutet werden --> energetisch aufwändig und schutzlos während dem aushärten-Neu erworbene Wachsschicht schützt Landgänger vor Austrocknung Konsequenz des Exoskeletts: Cutiula nicht permanent wachstumsfähig. Hormonell gesteuerte Häutungen (Apolypse: Ab- und z.T Auflösung der alten Cuticula. Neubildung. Dann Ecdysis: Abstreifen der alten Cuticula) Häutung ist wesentliches Argument der Ecdysoszoenhypothese (=Schwesterngruppenverhältnis von Nematoden und Arthropoden)
- Kommunikation von Ameisen Chemische Kommunikation mittels Pheromone--> werden mit Hinterleibsspitzen auf den Boden aufgetragen, um den Weg zurück zum Nest zu markieren --> finden sie dabei eine Nahrungsquelle, wird die Spur auf dem Rückweg verstärkt Andere Arbeiterinnen können der Spur dann folgen und sie ihrerseits verstärken, wenn die Nahrungsquelle als gut bewertet wird Taktile Kommunikation mittels Fühler: z.B. Nahrungsteilung: Es wird mit den Fühlern eine andere Ameise betrillert ("beklopft"), um diese dazu anzuregen, ein wenig ihrer im Sozialmagen gespeicherten Nahrung heraufzuwürgen und diese an die bettelnde Ameisen weiterzugeben ("Trophallaxis") Oder: Tandemlaufen: Eine Arbeiterin führt eine andere Arbeiterin zu einem bestimmten Ort (zum Beispiel einem besseren Nistplatz) à hintere Ameise berührt mit den Fühlern ständig die führende Ameise Akustische Kommunikation mittels Stridulationsorgan bzw. Mandibeln: Stridulation: Reiben zweier gegeneinander beweglicher Körperteile. Oft werden zur Lauterzeugung Schrillkanten über Schrillflächen geführt. Klopfzeichen: Schlagen mit den Mandibeln auf den Boden --> Warnung in Gefahrensituationen
- Grundbauplan geflügelte Insekten Die Radiation der Pterygota (Fluginsekten) im Oberkarbon (vor ca. 325 Mill. J.): Eroberung des Luftraums. > 99% aller Insektenarten. - 2 Paar Flügel als cuticuläre Ausfaltungen des 2. u. 3. Thoraxsegments (dadurch fehlen keine Beine, wie bei fliegenden Wirbeltieren) -Flügel vermutlich aus Spaltbeinanteilen aquatischer Arthropodenvorfahren entstanden (pdm-Gen steuert Entwicklung der Beine von Krebsen und der Flügel von Insekten) - vielfältige Umbildungen und Reduktionen von Flügeln, auch sek. Flügellosigkeit Vorteile des Fliegens: können Räubern rascher entkommen, sowie Nahrung und Geschlechtspartner finden und neue Lebensräume besiedeln.
- Exkretionsorgane Malphigische Gefäße (mehrfach konvergent entstanden)--> Harnsäure, Guanin Epithelzellen transportieren aktiv Kalium- und Natrium-Ionen aus der Hämolymphe der Leibeshöhle in die Malpighischen Gefäße. --> gekoppelter Wasserimport Durch elektrochemischen Gradienten kann Harnsäure trotz Konzentrationsunterschied in die Gefäße transportiert werden. wasserunlösliche Harnsäure liegt in den Gefäßen kristallin vor -->Wasserersparnis Passiv werden auch Aminosäuren, Zucker, Harnstoff und weitere Salzionen abgegeben. pH-Wert liegt in den Malpighischen Gefäßen bei etwa 6,8 bis 7,5. Aus dem gebildeten isoosmotischen Harn werden im Enddarm und im Rectum aktiv Salzionen in die Hämolymphe der Leibeshöhle gepumpt, wobei Wasser wieder passiv nachströmt. pH-Wert liegt im Rectum bei 3,5 bis 4,5. Stoffe wie Aminosäuren und Zucker werden hier und im Enddarm wiedergewonnen. Austransport der Stoffe nicht mittels Ultrafiltration, sondern durch (sekundär) aktive Transportprozesse stattfindet (Im Gegensatz zu allen anderen)
- Aufbau/Segmentierung eines Insekts Caput (6 Segmente): für Nahrungsaufnahme und Sinneswahrnehmungen 2 Facettenaugen (aus 1000 Ommatiden: Cornealinse, Kristallkegel, Pigmenzellen, Rhabdom) 3 Ocelli (Punktaugen) 2 Antennen Mundwerkzeuge: haben sich aus 3 paar abgewandelten Extremitäten entwickelt: 1 Paar Mandibeln (Oberkiefer), 1 Paar Maxillen (Unterkiefer), Labium (Unterlippe); dazu kommt noch Labrum (Oberlippe) Ghirn und Oberschlundganglion Thorax (3 Segmente) zur Fortbewegung Prothorax: 1 Paar Beine Mesothorax: 1 Paar Beine und 1 Paar Flügel Metathorax: 1 Paar Beine und 1 Paar Flügel Beine: Coxa, Trochanter, Femur, Tibia, Tarsus, Prätarsus Flügel: Hautausstülpungen; primär flügellos (Silberfischchen), sekundär flügellos (Flöhe, Läuse); funktionelle DIpterie: Vorder- und Hinterflügel verhaken sich im Flug: Hymenopteren morphologische Dipterie: 2. Flügelpaar verkümmert zu Halteren (Schwingkölbchen): Diptera Abdomen (11 Segmente) Röhrenherz Malphigische Gefäße Gentialbereich
- Nervensystem der Insekten Strickleiternervensystem Im Caput: Oberschlundganglion: innerviert Sinnesorgane Gehirn Unterschlundgaglion: innerviert die MWZ 3 Thorakalganglienpaare (immer verbunden über Konnektiv): abgehend davon Flügelnervne und Beinnerven 7 Abdominalganglienpaare
- Bienen 1 Königin: legt pro Tag 1000 Eier. 4-5 Jahre, Pheromone (unterdrückt Eiablage der Arbeiterinnen) 10.000 Arbeiterinnen: entwickeln sich aus befruchteten Eiern, verschiedene Aufgaben, je nach größe. Putzen, Larven versorgen, Waben bauen, Sammeln,.. Lebensdauer: 4 Wochen - 1 Jahr 500 Drohnen: entwickeln sich aus unbefruchteten Eiern, einzige Aufgabe: Paarung mit der Königin auf dem Hochzeitsflug. Lebensdauer 4-8 Wochen. Nektarsammeln: mit Saugrüssel mit behaarter Zunge + Honigmagen (Transportbehälter für Nektar; wird nicht verdauut sondern kann wieder hochgewürgt werden) Pollensammeln: durch dichte Körperbehaarung (Borsten) bleiben Pollen hängen. Pollensammelapparat am Hinterbein: mittels Fersenbürste am Metatarsus werden Pollen aus dem Haarkleid zusammengetragen. mittels Pollenschieber werden Pollen in Pollenkörbchen gedrückt (=Pollenhöschen an Tibia)
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