Bio2 - Biologie online lernen

634

Biologie (Fach) / Bio2 (Lektion)

Diese Lektion wurde von Lilli123 erstellt.

Lektion lernen

Diese Lektion ist leider nicht zum lernen freigegeben.

Herz- Kreislaufsystem Säuger vollständig vom Körperkreislauf getrennten Lungenkreislauf; Herzventrikel vollst in 2 Kompartimente geteilt dadurch wesentlich höherer Blutdruck + damit bessere Versorgung der Gewebe (auch in Peripherie) das ist Vorraussetzung für endotherme Lebensweise (Wärme vA durch metabolische Aktivität) Kreislauf muss etwa das 10fache (von Ektothermen) an Nährstoffen + Sauerstoff zu Geweben transportieren wesentlich bessere Gefäßversorgung kernlose + linsenförmige Erythrocyten können mehr Sauerstoff befördern Säugerherz + Arteienbogensystem: rechter Aortenbogen reduziert linker Ventrikel (pumpt in Körper) wesentlich kräftiger ausgebildet als rechter (pumpt in Lungen)
Lungen- + Gastaustausch Säuger Säugerlungen= Bronchoalveolarlungen-> wesentlich effizienter als Nischenlungen der Reptilien Luftröhre (Trachea) spaltet sich in 2 Äste-> diese verzweigen sich immer stärker in Lungenflügeln-> bis hin zu Lungenbläschen (blind endende Alveolen) -> Gasaustauscheinheiten erreicht Alveolen sind von Kapillarnetz umsponnen Prinzip des Gasaustauschs: Kapillarblut gleicht sich dem Sauerstoff-Partialdruck der Alveolarluft an, den es max erreichen kann ("Poolarmung")
Ventilation der Lungen: Säuger Ventilation durch Saug- (=Unterdruck)Atmung -> ähnelt Reptilien, aber bei Säugern ist Lunge in geschlossenem Brustkorb, dessen Volumenänderungen sie folgt Kontraktion des Zwerchfells (Diaphragma) + der Zwischenrippenmuskulatur erweitert Brustkorb beim Einatmen Entspannung der Muskulatur verringert Brustkorb- und damit Lungenvolumen-> Luft strömt aus da Luftwege blind in Alveolen enden, verbleibt bei jedem Atemzyklus etwas Restluft in Alveolen-> mindert Effizienz des Gasaustausches
Urogenitalsystem Säuger metanephrische Nieren Harnstoff als N-Stoffwechselendprodukt Autapomorphie: Henle-Schleifen der Nephrone-> ermöglichen Rückresorption großer Wassermengen aus Primärharn (hyperosmotischer Harn) männliches Geschlecht: Wolffscher Gang als Samenleiter mündet nahe Harnblase in Urethra, die auf Penis mündet Samenleiter endet nach Harnblase in Urethra, die auf Penisspitze ausmündet im Bereich des Perineums entwickelt sich (bei Placentalia) das Scrotum (Hodensack) weibliches Geschlecht: Urogenitalsysteme der 3 Untergruppen sehr verschieden Müllerschcer Gang hat im caudalen Abschnitt immer Uterus-Funktion, in dem Plazentation stattfindet Harn- + Geschlechtswege münden in sog Urogenitasinus, der durch Perineum (Damm) vom After getrennt ist Vagina bzw Vaginae (bei Beuteltieren) münden getrennt von Urethra in Sinus urogenitalis embryonaler Phallus hat sich zu Clitoris differenziert alle Säugerembryonen legen während Entwicklung Kloake an (auch bei adulten Monotremata noch vorhanden) bei Marsupialia + Placentalia trennt Gewebsschicht (später Perineum=Damm) die Kloake in dorsalen Anteil (mit After) + ventralen Anteil (mit Sinus urogenitalis)
Monotremata (Kloakentiere) Reliktgruppe: 5 Arten, zB Schnabeltier Charakeristikum Kloake: Enddarm, Harn- + Geschlechtswege münden in gemeinsamer Öffnung (Amnioten-Plesiomorphie) Fortpflanzung/Entwicklung: Oviparie: Befruchtung der dotterreichen Eier im Ovidukt 10-12 Tage Entwicklung im Uterus (primitive Dottersackplazenta) Embryo wird von ledriger Schale umgeben Ei wird abgelegt (Schnabeligel brüten in Bauchtasche) Schlupf nach 12 Tagen Jungen werden von Mutter gesäugt (Drüsenfelder am Bauch, Haare als Dochtschnuller)
Marsupialia (Beuteltiere) heutiger Verbreitungsschwerpunkt: Australien (früher weltweit) Fortpflanzung/Entwicklung Müllersche Gänge vollst getrennt (-> 2 Scheiden; "Didelphia") Eier relativ fotterreich meist Dottersackplazenta kurze Tragzeiten (10-42 Tage) Neugeborene wenig entwickelt (bis auf Vorderextremitäten) Jungtiere verankern sich anfangs permanent an Zitze im Beutel lange Laktationszeit zeitgleiches Säugen von 2 (unterschiedlich alten) Jungtieren
Placentalia (Plazentatiere) große Formenvielfals, praktisch alle Habitate besiedelt Fortpflanzung/Entwicklung: Müllersche Gänge unterschiedlich weit fusioniert, grundsätzlich aber eine Scheide (Monodelphia) Embryo nistet sich im Blastozytenstadium in Uterusschleimhaut ein Plazentabildung: aus Chorion + Allantois des Embryos + Uterusgewebe der Mutter lange Tragzeiten (elefant: 22 Monate) Neugeborene zT sehr weit entwickelt ("Nestflüchter"-> zB Huftiere) zT sehr lange Laktations- + Aufzuchtzeiten (Primaten)
Plazenta der Placentalia gewährleistet Nähstoffvrsorgung, Gasaustausch + Entsorgung von Exkretionsprodukten des Embryos/Fötus besteht aus: Dottersack, Chorion, fetalem + maternalem Plazentateil, Allantois, Amnion, Fruchtblase Amnion: behält Funktion als protektive Hülle um flüssigkeitsgefüllten Raum, in dem Embryo schwimmt (Fruchtblase) Chorion+Allantois: bilden embryonalen Plazentaanteil (mütterlicher Anteil von Teilen der Uteruswand gebildet) Dottersack: hat primäre Funktion verloren, ist aber noch Ort embryonaler Blutbildung
Fazit Säuger Reihe von Autapomorphien, meiste werden mit folgende biologischen Strategien in Verbindung gebracht autonom geregelte Körpertemperatur (Endothermie) + hohe Grundaktivität intensive Brutpflege + Ernährung der Jungen mit Milchdrüsensekret Steigerung von Intelligenz + Sinnesleistungen Ausbau komplexer Verhaltensmuster
"Urvogel" Archaeopteryx lihographica vereint Merkmale rezenter Vögel (Federn, Schlüsselbeine zu Gabelbein verwachsen) und rezenter Reptilien (bezahnte Kiefer, Klauen an Fingern) kein einziges apomorphes Vogelmerkmal-> unklar, ob direkter Vorfahre heutiger Vögel
Anzeige
Federn = diagnostisches Charakteristikum rezenter Vögel lassen sich von Reptilienschuppen ableiten dienten ursprünglich vA Thermoisolation (Endothermie!) Aufbau: äußerst komplex bilden im fertigen Zustand "tote Hautanhangsgebilde" Unterscheidung von Kontur- + Daunenfedern Konturfeder: Großgefieder (Schwungfedern + Steuerfedern des Schwanzes) + Deck-/ Kleingefieder Konturfedern haben geschlossene Federfahnun + sind gewölbt Federtypen: Daunen-> wärmend; erste Federn eines Jungvogels Konturfedern -> große Afterdunen Dunenfeder-> sehen "zerrupft" aus Fadenfeder Borstenfeder Nestlingsdune ausgewachsene Konturfedern: aufsitzende Nestlingsdune Federfarben: Absorptionsfarben: Rot, Orange, Gelb -> Lipocrome, vA Carotinoide Absorptionsfarben: Schwarz, Grau (Rot)Braun-> Melanine unterschiedlicher Oxidationsstufen Grün-> Strukturfarbe blau mit Absorptionsfarbe gelb Schillerfarben: Interferenzfarben, entstehen durch Überlagerung reflektierenden Lichts unterschiedlicher Wellenlängen
Mauser Vögel meiste Vögel mausern 1x im Jahr (in unseren Breiten im (Spät)Sommer) Mauser getriggert durch: Tageslänge, Temperatur + vA Schilddrüsenhormon Thyrocin (endogener Faktor) Vögel bleiben durch Koordination des Großgefieders flugfähig Prachtkleid vieler Vogelarten ist oft "abgetragenes" Gefieder Federsäume neuer Federn schlicht gefärbt, durch Abrieb kommt prächtigere Federbasis zu Tage
Rumpfskelett: Bewegungsapparat Vögel gesamter Bewegungsapparat zeigt starke Anpassungen an Flugfähigkeit: Knochen leicht + hohl, Knochenmark fehlt weitgehend Wirbelsäule: unterschiedliche Zahl an wirbeln (39-63) , besonders Zahl der Halswirbel variiert Brustwirbelsäule aus 3-10 W , zT fest zu sog Notarium verwachsen Synsacrum: 9-22 verschmolzende (posteriore) Brust, Lenden, Kreuzbein + Schwanzwirbel einige (variirende Anzahl) freier Schwanzwirbel Pygostyl: Fusionsprodukt der posterioren Schwanzwirbel (Ansatzstelle für Schwanzfedern) Hals- + freie Schwanzwirbel beweglich, Rumpfabschnitt versteift Rippen + Sternum 3-10 Brustrippen mit Verbindung zum Brustbein (Sternum) gelenkig verbundene obere Wirbelrippen (mit Hakenfortsätzen: Ansätze für Rumpfmuskeln)+ untere Brustbeinrippen Brustbein idR mit großem Kiel -> Ansatz für Flugmuskulatur Brustkorb erlaubt keine seitlichen Biegungen Rippengelenke erlauben Heben + Senken des Brustbeins -> Vergrößerung/Verkleinerung des Brustraums: Atmung! Rumpfversteifung setzt sich im Rippenkorb fort Organisationsprinzipien Armskelett: alle 3 Abschnitte verlängert Verschmelzung distaler Elemente (Metacarpelia; bleiben aber gegeneinander beweglich) Reduktion der Fingerzahl auf 3 Beckengürtel + Beinskelett Beckengürtel knüpft Hinterextremität an Synsacrum der Wirbelsäule, kräftig ausgebildet Becken bildet Schalenstruktur mit Ansatzflächen für Beinmuskulatur Beinskelett vA distale Bereiche stark verlängert Wadenbein stark reduziert, Schienbein (Tibia) verlängert + mit proximalen Fußwurzelknochenanlagen zu Tibiotarsus verschmolzen distale Fußwurzelknochenanalgen berschmelzen mit Mittelfußknochen zu 1 Element: Tarsometatarsus
Bewegungapparat de Vögel: Füße Tarsometatarsus + Zehenglieder sind idR mit hornigen Schuppen bedeckt in Anpassung an verschiedene Lebens + Ernährungsweisen erfuhren Füße viele Modifikationen Schreit + Sitzfuß -> Singvogel Klammerfuß -> Specht Greiffuß mit Wendezehe -> Greifvögel Schwimmfuß -> Gänsevögel Lauffuß mit reduzierter Zehenzahl -> Strauß alle Vögel sind biped!
Bewegungsapparat der Vögel: Extremitätenmuskulatur generelles Prinzip: Extremitätenmuskeln rücken an Körper (oder in dessen Nähe) -> Verlagerung des Schwerpunkts zum Körperzentrum als Fluganpassung Kraftübertragung über lange Sehnen Sehnen Schließen Zehen beim Sitzen automatisch um Ast
Bewegungapparat Vögel: Flugmuskulatur Auf und Abbewegungen va durch 2 Muskeln: Oberarmsenker (Musculus pectoralis) + Oberarmheen (Musculus supracoracoideus) Flügelsenker inseriert auf Unterseite des Oberarms + an caudaler Außenfläche des Brustbeins + cranial am Gabelbein Flügelheben liegt under M. pectoralis + inseriert mit breiter Basis am Brustbein, seine Sehne zieht durch Dreiknotenloch auf Oberseite des Oberarmes, wird vom dorsal gelegenen Deltamuskel unterstützt Flügelmechanik: Tricepsmuskel als Strecker, Patagialsehne als Antagonist
Befiederung des Flügels Konturfedern bilden Tragfläche (dynamisch verformbar) jedes Tragflächenelement für sich beweglich Armschwingen-Anteil (näher am Körper gelegene Hälfte) ist vA für Erzeugung des dynamischen Auftriebs verantwortlich Handschwingen-Anteil (vordere Hälfte) erzeugt Vortrieb
dynamischer Auftrieb/Gleitflug Flügel verhält sich wie Tragfläche eines Flugzeugs (konkave Unterseite + konvexe Oberseite) Luft von vorne strömt schneller über Oberseite-> Drcukunterschied (umso größer, je größer der Anstellwinkel-> dynamischer Auftrieb) zu hohe Strömungsgeschwindigkeit: Luftströmung löst sich von Oberfläche ab-> Turbulenzen Lösung: Durchlässe zwischen angehobener Alula + Flügelvorderrand Prinzip erklärt Segel/Gleitflug; strömt Luft nicht uasreichend müssen Auf + Vortrieb durch Flügelschlagen erzeugt werden
Schlagflug Abschlag: Flüger zuerst ganz gestreckt werden nach vorne unten geschlagen Handschwingen werden aufwärts gebogen zwischen Schwungfedern wird keine Luft durchgelassen Aufschlag Flügel werden an Körper angezogen Luft wird zwischen gespreizten Schwingen durchgelassen Flügel wird nach hinten oben gebracht propellerartig-kreisende Bewegungen erzeugen Vortrieb
Anpassungen, die direkt mit Flugfähigkeit zusammenhängen endotherm (konvergent zu Säugern)-> gleichmäßig hohes Aktivitätsniveau schnelleres + besseres Anpassen an Habitate
Herz/Kreislaufsystem Vögel vollst getrennter Körper + Lungenkreislauf 50-100% größeres Herz als Säuger Herz asymmetrisch: linker Ventrikel (pumpt Blut in Körper) kräftiger als rechter Aorta wird vom rechten Aortenbogen ausgebildet Hochleistungssystem -> hoher Puls gesamter Vogelorganismus arbeitet sehr nah an physiologischen Limits
Atmung der Vögel hocheffizientes Atmungssystem (10x größerere relative Gasaustauschfläche als Säuger) Lungen liegen dorsal in anteriorer Leibeshöhle, keine Pleuralhöhle vorhanden Besonderheit; Luftsäcke, embryonal in 6 Paaren angelegt (grpspezif reduzierte Zahl)-> liegen zwischen Eingeweiden + Muskeln, ein Paar on Oberarmknochen Lungen praktisch Volumenkonstant; Gasaustausch über Parabronchien, die einsinnig durchströmt werden
Ventilation der Vogellungen Einatmen (1):• frische Luft strömt an der Lunge vorbei in die post. Luftsäcke• gleichzeitig strömt verbrauchte Luft aus der Lunge in die vorderen LuftsäckeAusatmen (1):• frische Luft strömt aus den Luftsäcken in die Lunge• verbrauchte Luft strömt aus den vorderen Luftsäcken aus Einatmen (2):• verbrauchte Luft aus der Lunge in die vorderen Luftsäcke• frische Luft strömt an der Lunge vorbei in die post. LuftsäckeAusatmen (2):• verbrauchte Luft strömt aus• frische Luft strömt aus den Luftsäcken in die Lunge -> 2 respiratorische Zyklen, bis Luft das System vollständig durchlaufen hat
Vogelschnäbel große Formen- + Funtkionsvielfalt durch Anpassung an unterschiedliche Nahrungsquellen Schnableformende Knochen werde von Neuralleisten gebildet (dynamische Entwicklung) Plastizität als ein Grund für enomre Adaptivität der Vögel
Kinetik Vogelschädel sehr leicht Augenhöhlen + Hirnschädel sehr groß Ober + Untrkiefer Bilden Schnabel, dem nachwachsende, hornige Scheide aufgelagert ist Schädel ist "kinetisch" gelenkartige Biegestelle im Bereich der Nasalia des Oberschnabels "rhynchokinetischer" Typ: dieses Scharnier ist im Schnabel weit nach vorne verlagert
Ernährung + Verdauung bei Vögeln unterschiedlichste Nahrungsquellen-> unterschiedlich differenzierte einzelne Abschnitte des Verdauungstrakts in Mundhöhle enden Speicheldrüsen in Ösophagus Ösophagus oft zu (Speicher-)Kropf erweitert Magen gliedert sich in anteriorenDrüsenmagen (Proventriculus) + anschließender Muskelmagen besonders Muskelmagen von Körnerfressern ist mit harter Matrix ausgekleidet Magensteinchen unterstützen Zermahlen der harten Nahrung bei Fleischfressern ist Muskelmagen idR nur dünnwandiger Sack Verdauungsdrüse Pankreas + Lber enden in zwölffingerdarm (Duodenum) im Mitteldarm erfolgt vollständiger Abbau der Nahrung + Resorption Blinddärme (Ceca) meist paarig, bei einigen Grp fehlen sie, bei anderen stark reduziert + funktionslos bei Pflanzenfressern sind Blinddärme lang + dienen als Gärkammern, seperates Absetzen des Blinddarmkots im Enddarm (Colon) + Kloake wird dem Kot Wasser entzogen, in Kloake wird Harn hinzugefügt
Exkretion + Osmoregulation bei Vögeln metanephrische Nieren; in Wölbung des Beckens eingebettet, ohne Henle-Schleife Stickstoff wird zu 80% als Harnsäure ausgeschieden In Kloake wird dem Harn weiter Wasser entzogen zusätzlichen Nasendrüsen zur Osmoregulation-> scheiden stark NaCl-haltige Lösung über Nasenlöcher aus
Gehirn +Sinne der Vögel Hirn 5-20x größeres Hirn als Reptilien Größenzunahme primär im Bereich der Basalganglien (nicht Rinde) Kleinhirn (zentrum der Bewegungskoordination) deutlich vergrößert Hörvermögen: idR sehr gut ausgebildet Riechvermögen: grpspezif sehr verschieden, Singvögel: gering; andere : gut Sehvermögen: idR ausgezeichnet, 2 Sehzelltypen, stark differenziertes Farbsehen Magnetfeldwahrnehmung: erlaubt Orientierung im Schwerefeld der Erde (Zugvögel), bisher keinem Organ zugeordnet
Hirnmasse intellekt einiger Vögel mit Primaten vergleichbar, trotz weitaus geringerer Hirnmasse Neuronendichte im Großhirn von Vögeln wesentlich höher als bei Säugern aber: bestimmte Funktionsareale anders lokalisiert-> limitierte Aussagekraft von Größenvergleichen
Fortpflanzung der Vögel getrenntgeschlechtlich ausgeprägter Geschlechtsdimorphismus Männchen oft mit ausgeprägtem Balzgefieder bei Kopulation pressen Partner Kloaken aneinander (Spermatransfer) idR werden Eier in Nestern abgelegt + bebrütet Jungvögel unterschiedlich weit entwickelt (Nesthocker vs Nestflüchter) + werden unterschiedlich intensiv von Eltern betreut
Anzeige
Vögel als Bioindikatoren Bestände leicht zu erfassen-> eignen sich gut Rückgang von Vogelarten seit gut 30 Jahren -> spiegelt generellen Verlust an Artenvielfalt aller Organismengruppen + Lebensraumqualität der Agrarlandschaft wider Aber: Entwicklung ist stop- + umkehrbar EU-Agrarsubventionen Förderung + Schutz der Artenvielfalt nachaltigere Formen der LWS
ovipar =Tiere, die Eier legen
vivipar Embryonalentwicklung verläuft im Muttertier
ovovivipar Eier, die nicht gelegt werden, sondern im Mutterleib ausgebrütet werden