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Biologie (Fach) / Bio2 (Lektion)

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Cercarie von Trichobilharzia bei Penetration des Vertebratenwirts wird muskulöser Runderschwanz abgeworfen Cercarie verwabdelt sich in adulten Wurm
Schistosoma =Pärchenegel-> Männchen trägt Weibchen in Bauchfalle Lebenszyklus Würmer leben im Leber-Pfortadersystem + Mesenterialvenen leben vom Blut gezähnte Eier + sezernierte Enzyme schwächenGefäßwand, dass Eier in Darm gelangen + mit Kot ausgeschieden werden gelangen Eier ins Wasser, schlüpfen Miracidien, die Wasserschnecke befallen Krankheitsbild: Blutungen, Kapillarverstopfungen, Immunreaktionen bis zu Nekrose (Zelltod)
Distomum lanceolatum (kleiner Leberegel) Entwicklungszyklus mit 2 Zwischenwirten (Schnecke + Ameise) Lebenszyklus Adult-Wurm lebt in Leber, Eier gelangen mit Galle in Darm + Kot Miracidien schlüpfen Im Darm einer Landschnecke + metamorphisieren zu Sporocysten diese bringen nach einigen Generationen Cercarien hervor, die in Lunge der Schnecke Bildung von Schleimballen auslösen werden diese von Ameisen gefressen, wandert Cercarie als "Hirnwurm" in Kopf (induziert Verhaltensstörungen) diese führen zur Aufnahme in Vertebraten-Wirt, wo sie aus Darm in Leber wandern
Cestoda (Bandwürmer) perfekt an endoparasitische Lebensweise im Darm von Wirbeltieren angepassti. d. Regel Wirtswechsel, aber nur ausnahmsweise Generationswechsel (zB. Fuchsbandw.)ohne Darm, Resorption der Nahrung durch Neodermis (mit Mikrovilli)Halteapparate meist am Vorderende (Saugnäpfe, Hakenkränze)meist in Körperabschnitte gegliedert (Proglottis, Proglottiden), die - mit reifen Eiern gefüllt -sich abtrennen und vom Wirt ausgeschieden werdenProtonephridien-Netzwerk, grosse GonadenEi-Produktion: Echinococcus: 200 Eier pro Proglottis, Taenia ca. 100.000meist zwittrig und protandrisch, d.h. ein posterioreres Proglottid kann von einem weiteranterior gelegenen Proglottid desselben Wurms, oder eines anderen Bandwurms im selben Wirtbefruchtet werden (u.U. auch von Spermien desselben Proglottids).grösste Gruppe (Cestoida): erstes Larvenstadium "Oncosphära" mit 6 Larvalhäkchen,unbewimpert. Entwickelt sich im Zwischenwirt zur Finne (Cyste), die bei einigen ArtenTochterzysten bilden können (Generationswechsel: mind. 2 Fortpflanzungsstadien).Manche Arten auch mit Invertebraten-Zwischenwirten (z.B. Krebschen, Mehlkäfer)"Finnen" bzw. Cysten sind die Larvenformen im Zwischenwirt, die für Menschen sehrgefährlich sein können (Hundebandwurm: krebsartige Ausbreitung im Körper) weibliches Genitalsystem: Vagina, Uterus, Dotterdrüse, Ovar, Choriondrüse (dort Befruchtung) männliches Genitalsystem: Hodenfollikel, vas deferens
Fuchsbandwurm Eier werden von Zwischenwirt aufgenommen Larve durchdringt Darmwand + gelangt über Pfortadersystem in Leber setzt sich dort als vielfach verzweigte Finne fest Zwischenwirt stirbt oft-> Aasfresser werden Endwirt Fuchsbandwurm lagert sich im Darm des Endwirts fest Generationswechsel vegetative Vermehrung tumorartig infiltartives Wachstumder vielfach verzweigten Finne-> oft inoperabel
Plathelmithes Merkmale • freilebende Plattwürmer leben im Meer, imSüßwasser oder in feuchten terrestrischenLebensräumen (meist 1-3 cm, Polycladida größer)• parasitische Formen z.T. mit mehreren MeternLänge (Bandwürmer) als Endo- oder Ekto-Parasiten• parasitäre Formen i.d.R. mit komplexenVermehrungszyklen und Zwischenwirten• Plattwürmer machen eine triploblastischeEntwicklung mit Spiralfurchung durch• Plattwürmer zeigen eine acoelomateOrganisation, ihnen fehlt eine sekundäreLeibeshöhle• Plattwürmer haben keine Atmungsorgane unddaher einen dünnen, dorsoventral abgeflachtenKörper, und• einen Darm mit nur einer Öffnung• nach der molekularen Phylogenie muß derBauplan der Plattwürmer (wie bei Nematoden)sekundär vereinfacht sein!
Tiergruppen mit segmentierten Bauplänen anneliden (Lophotrochozoa) Arthropoden (Ecdysozoa) Vertebraten (Chordata)
Definition Segmentierung (=Metamerie) + Vorteile Wiederholung von Baueinheiten mit ähnlicher Organausstattung entlang der Körperachse Vorteile Sparsamkeit im Entwicklungsprogramm Anpassungsfähigkeit durch vielfältige Spezialisierung der einzelnen Einheiten an verschiedenen Funktionen
Grundbauplan Annelida Segmentierung: ZNS Körperwand Parapodien Coelom Nephridien Setae
Definition Segmentierung (=Metamerie) + Vorteile Wiederholung von Baueinheiten mit ähnlicher Organausstattung entlang der Körperachse homonome Segmentierung: alle Segmente gleichartig ausgebildet Vorteile Sparsamkeit im Entwicklungsprogramm Anpassungsfähigkeit durch vielfältige Spezialisierung der einzelnen Einheiten an verschiedenen Funktionen
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Querschnitt ursprünglicher Polychät (Vielborster) Epidermis Ringmuskulatur Längsmuskelbündel Coelomepithel + Coelom Segmentalganglion Mesenthelium
Chaetae = spezielle Borsten der Anneliden aus Chitin + Proteinen jeweils von 1 Zelle gebildet (= Chaetoblast) -> dessen Mikrovilli erzeugen Bündel hohler Röhrchen (Materialersparnis)
Anneliden: Exkretion: Metanephridien segmentaler Grundbauplan segmentale Gonaden Parapodien Ganglien Coelomsäcke Nephridien Exkretion mittels Ultrafiltration + Metanephridien Ultrafiltration über Herzwand (Basalmembran, Podozyten) Resorption + gezielte Sekretion im Metanephridien-Kanal Abgabe des endgültigen Urins nach außen
Ecdysozoa Ablegen des alten Exoskeletts, um wachsen zu können -> Häutung/Ecdysis
Lophotrochozoa Entwicklung von Filterstrukturen ("Lophophor"-> Tentakelträger) charakteristisches Larvenstadium: "Trochophoralarve" Urmesodermstreifen 3 simultan entstandene Segmente dahinter durch teleoblastische Sprossung sukzessiv entstandene Segmente in Sprossungszone: 2 Mesoteloblasten als STammzelle für je (hemisegmentale) Reihe von Coelomsäckchen Mesoteleoblasten stammen von 4d-Zelle ab (entsteht bei klassischer Spiralfurchung der Anneliden) Aufbau Trochophora-Larve (oben-> unten) Scheitelplatte Muskelzelle Mitteldarm Prototroch Mundöffnung Protonephridium Coelom Metatroch Sprossungszone After
Coelomsäckchenentwicklung in Trochophora-Larve Bauchmark als Wucherung des Entoderms noch mit Epidermis verbunden Coelomhöhlen wachsen in primärer Leibeshöhle dorsal (aus Urmesodermstreifen); Bauchmark ist abgegliedert Coelomhöhlen stoßen unter Darm zusammen-> primäre Leibeshöhle verdrängt + durch sekundäre ersetzt
Coelomsäckchenentwicklung in Trochophora-Larve Bauchmark als Wucherung des Entoderms noch mit Epidermis verbunden Coelomhöhlen wachsen in primärer Leibeshöhle dorsal (aus Urmesodermstreifen); Bauchmark ist abgegliedert Coelomhöhlen stoßen unter Darm zusammen-> primäre Leibeshöhle verdrängt + durch sekundäre ersetzt Hohlräume = Schizocoel Falte der Coelomwand = Mesenterium
Annelida: Tierbeispiele aus dem Bereich "Errantia" (Ringelwürmer) Hermodice (Feuerwurm) -> mit Brennborsten Eunice sebastiani -> räuberisch Paolowurm (Eunice viridis)-> Epitokie-Epigamie hintere Segmente wandeln sich in Fortpflanzungssegmente um Gonaden werden auf Kosten anderer Organe vergrößert Eier/Spermien werden ins Wasser entlassen, Segmente serben dann ab Nereis Autolytus -> Epitokie-Schizogamie vom hinteren Körperabschnitt knospen Geschlechtstiereab (ungeschlechtliche Vermehrung) Myrianda pachycera
Annelida: Bsp aus Bereich "Sedentaria" Spagettiwurm Terebella Potamilla Megalomma (Sabellidae) Komplexaugen auf Tentakeln Schutzreflex: Zurückziehen der Tentakelkrone in Röhre Tentakeln: Plankton wird durch Flimmerhäärchen zur Mundöffnung transportiert Wattwurm (Arenicola marina) Riftia pachyptila bis 1,5m lebt in Hydrothermalquellen chemoautotrophe endosymbiontische Bakterien
Ursprüngliche Merkmale der Anneliden • Homonome Segmen)erung: pro Segment je 1 Paar • Coelom-Säckchen (sekundäre Leibeshöhle) • Metanephridien • Ganglien • Gonaden • Parapodien • Blutgefäß • Kommissuren• Kopf mit Prostomium (mit Tentakeln, Palpen und Antenne) vor Mundöffnung.• AUer in Pygidium.• Embryonalentwicklung: Protostomier; Spiralfurchung; Trochophoralarve.• Segmentbildung in Spossungszone, Teloblasten für Ektoderm, Mesoderm• Exkre)on: Larven mit Protonephridien, Adulte mit Metanephridien• Geschlossener Blutkreislauf• Ventrales Strickleiternervensystem, Schlundkonnek3ve und Oberschlund-Ganglion• Verdauung: MiYeldarm mit visceraler Ring- und Längsmuskelfasern • Haut-Muskelschlauch: drüsenreiche Haut mit dünnerKollagen-Ku3kula, darunter Ring- und Längsmuskulatur• SkeleE: HydroskeleY basierend auf paarigen segmentalenCoelomsäckchen• Lokomo)on: peristal3sche Bewegungen desHautmuskelschlauchs; schwimmen schlängelnd, "laufen"durch schlängelnde Bewegung mit verlängerterHebelwirkung durch Parapodien• Parapodien mit epidermalen Borsten-Bündeln (Chi3n +Proteine), Kiemen• Leibeshöhle: eucoeloma3sch, Mesenterien,Coelomflüssigkeit ist "Primärharn"• Chloragog-Gewebe: spezialiserte peritoneale Zellen mit"Leberfunk3on": Hämoglobin Produk3on, Speicherung vonGlycogen, FeY• Blutgefäßsystem: geschlossener Blutkreislauf zwischen aneinandergrenzendenCoelothelien; im Blut gelöstes Hämoglobin. Blut fliesst dorsal nach anterior, ventral nachposterior; Dorsalgefäss kontrak3l (umgekehrt wie bei Vertebraten! Regenwurm:Lateralherzen)• Atmung: Hautatmung, z.T. Kiemenatmung
Blutegel Coelomsäcke aufgelöst in Kanalsysteme Segmetierung noch an Gonaden erkenntlich; Ringelung hat damit nichts zu tun Dorso-ventrale Abflachung durch dorsoventralmuskeln, die durch Leibeshöhle ziehen Körperbau (außen-> innen) Epidermis Ringmuskulatur Diagonalmuskulatur Längsmuskulatur Dorsoventralmuskeln dorsaler + ventraler Coelomkanal Magen lateraler Coelomkanal Darmblindsack Bauchmark Ganglien Seitennerven
Abgeleitete Merkmale der Clitellata + zusätzlich abgeleitete Merkmale Blutegel • Clitellum (drüsenreicher Gürtel für Kokon-Bildung)• Gehirn aus Prostomium nach posterior verlagert• Parapodien reduziert (bis auf Borsten)• Prostomium-Anhänge reduziert (Tentakeln, Papillen...)• direkte Entwicklung (keine Trochophora)• limnisch / terrestrisch• Gonaden nur in wenigen Segmenten, Simultan-ZwiEer• unvollständige Trennung der Coelomsäcke je Segment Hirudinea (Blutegel) • 2 Saugnäpfe (um Mund und AUer)• dehnungsfähiger Darm mit Blindsäcken• kräRiger Bau, dicke Muskelschicht: Zerquetschungs-resistent!• weitgehender Verlust / Umbau des Coelomsystems• Borsten i.d.R. vollständig reduziert
Fortbewegung Regenwurm mittels Coelombläschen (=lokales Hydroskelett) + Längs- + Ringmuskulatur Ringmuskulatur kontrahiert, dadurch wird Längsmuskulatur durch innerer Flüssigkeitsdruck gestreckt-> ganzer Wurm streckt sihc abwechselnde Kontraktionen der Ring- + Längsmuskulatur-> Kontraktionswelle läuft vom anterioren zum posterioren Pol Borstenartige Seten werden zur kurfristigen Verankerung abgespreizt, um Zurückgleiten zu verhindern
Metanephridien Regenwurm enger Kanal: Sekretion von Harnsäure, Harnstoff, Ammonium, Salzen mittlerer + dicker Kanal: Resorption von Proteinen + Salzen (K, Na, Cl) Harnblase: enthält vorwiegend noch Wasser, N-Abbauprodukte, kaum Salze
Blutgefäßsystem Regenwurm (Lumbricus) Blut wird von Lateralherzen aus Rückengefäß in Bauchgefäß gepumpt (Segment 7-11) posteriore Segmente: Blut fließt zurück über Subneuralgefäß + Dorsoparietalgefäße von außen nach innen Subneuralgefäß Ventroparietalgefäß Dorsoparietalgefäß Rückengefäß Bauchgefäß Ventrointestinalgefäß Dorsointestinalgefäß
Anatomie Vorderkörper Regenwurm (Lumbricus) von vorne nach hinten Prostomium Cerebralganglion Pharynx mit Muskeln sorsale Blutgefäße Ösophagus Hoden Samenkapsel Rezeptakulum Samentrichter Samenleiter Samenblase Ovarium Eihalter Eileiter Bauchmark Segmente durch Septen unterteilt
Ökologie Onycophora • zwischen 0,5 und 20 Zen1meter lang, mit bis zu 43Beinpaare• Vorkommen: Tropen + südl. Hemisphäre• Ku1kula dünn, trocken, sam1g ("velvet worms") durchfeine Skulpturierung und Schuppen, z.T. schillernd• leben räuberisch von kleineren Tieren wie zum BeispielInsekten, die sie oO durch Verspritzen eines klebrigenSchleims erbeuten.• Mundhaken reißen Öffnung in Beute-Körperwand,Speichelsekret wird in Beute abgegeben, vorverdauterNahrungsbrei miWels Ösophagus aufgesaugt (extraintes1naleVerdauung)• Das namensgebende Merkmal der Stummelfüßer sindkegelförmigen, sackar1gen Körperanhänge, die innenhohl sind, keine Gelenke aufweisen und terminal miteinem Paar Krallen versehen sind. engl.: "Velvet worm""samtartige" Oberfläche (Papillen mitfeinen Schüppchen):Lotusblatt-Effekt -> Kleber haftet nicht ander hydrophoben Kutikula mit ihrer feinenSkulpturierung-> Vorraussetzung dafür, dass derStummelfüsser sich seiner festgeklebtenBeute nähern kann ohne selbstfestzukleben...Kleber: Proteine gelöst in Wasser -erhärtet sehr schnell nach Kontakt mitLuft, wird aber nach einiger Zeit wiederflüssig und wird dann wieder gefressen/aufgesogenKutikula: dünn, flexibel, ohnesklerotisierte Platten;aus Chitin + Protein, bietet nur geringenVerdunstungsschutz -> Beschränkung auffeuchte Mikroklimatewird alle paar Wochen gehäutet
Peripatus (Onychophora): Kopfstrukturen Räuber-> nieten Beute mit Klebsekret der Wehrdrüsen fest Reichweiten~15-50cm Oralpapillen haben Ausgang der Wehrdrüse Mundhaken=Mandibeln=Kiefer im Mundraum aber echte Extremitäten extra-intestinale Verdauung Mundhaken reißen Öffnung in Beute-Körperwand Speichelsekret wird in Beute abgegeben vorverdauter Nahrungsbrei wird mittels Ösophagus aufgesaugr Embryonalentwicklung zeigt klar, dass Oralpapillen + Mandibeln abgewandelte Stummelfüße sind Homologie mit Antennen + Mundwerkzeugen der Arthropoden problematisch
segmentale Strukturen Onychophora - Extremitäten (13-43 Paare)- Ostien (Einström-Öffnungen im dorsales Herz)- Nephridien- Ganglien- TracheenöffnungenSegmentgrenzen nicht äusserlich sichtbar (keinExoskelett!)mächtige Wehrdrüse (Schleimdrüse) endet in mehreren Öffnungen auf der OralpapilleZNS: multiple Commissuren pro Segment;Markstrang statt Ganglienkette!einfache Augen idR innere Befruchtung Spermatophoren außen an Weibchen angeklebt Körperwand wird punktuell aufgelöst Spermien gelangen über Hömocoel ins Ovar einige Arten lebendgebärend
Stummelfüße sackartig, ungegliedert (keine Gelenke) sklerotisierte Klauen (Hakenträger), beim laufen nach oben geklappt Tiere laufen nnormalerweise auf stacheligen Sohlenwülsten Coxalorgane (funktion unbekannt) Kopf mit 3 Extremitätenpaaren
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Querschnitt Peripatus: Onychophora EpidermisHerzAlar-MuskelMitteldarmoblique MuskulaturMixocölBauchmarkWehrdrüseSpeicheldrüseLängsmuskulaturRingmuskulaturD/V-Muskulatur Nephridien-> coelomatischer Endsack mit Podozyten Ultrafiltartions aus Hömocoel Ausführgang entspricht Metanephridien der Annelliden innen mit Zilien besetzt Hömocoel mmit horizontalem Diaphragma Stummelbeinchen werden mittels abgewandelter Hautmuskelschlauchmuskulatur bewegt Bauchmark: keine Ganglien, sondern durchgehende Dicke Mixocoel, Herzschlacuh mit segmentalen Ostien Hydroskelettkonstruktion ist annellidenartig; aber: Leibeshöhle ist Mixocoel Coelom ist auf Nephrocöle um Nephridialwimperntrichter reduziert bewegliche Ciilien auf inneren Epithelien (Symplesiomorphie, fehlen anderen Ecdysozoa bis auf Spermien)
Peripatus(Familie der Stummelfüßer): Integument Bindegewebe unter Epidermis, mit Kollagenfasern-> bestimmt Körpergestalt (nicht Kutikula) Atmung: Büscheltracheen ohne Verschlussmechanismen, die Sauerstoff direkt zu Organen liefern Konstruktion beruht auf Hydroskelett mit Hautmuskelschlauch aber Coelom aufgelöst/reduziert
Evolution + Phylogenie der Panarthropoden: Onychophora Mosaik von primitiven Merkmalen (Symplesiomorphien), die sie mit Anneliden verbinden + von gemeinsamen, homologen Merkmalen (Syanapomorphien) mit Arthropoden morphologische Ähnlichkeiten zu Anneliden:• weicher wurmartiger Körper,• dünne Kutikula• homonom segmentierte Bereiche• Hautmuskelschlauch morphologische Ähnlichkeiten zu Arthropoda:• Coelomsäckchen weitgehend aufgelöst• Chitin-Cutikula• Nephridien ähneln denen der Crustaceen.• Tracheen (aber: konvergent!) Autapomorphien: Wehdrüsen, Samtkutikula, Büscheltracheen -> Parallelentwicklung zu Euartropoden
Evolution der Segmentierung in Protostomia "Articulata-Hypothese" durch molekulare Phylogenie wierlegt aber: vergleichende Untersuchung der Entwicklung zeigt, dass molekulare Mechanismen der Segmentspezifikation bei Anneliden + Arthropoden so ähnlich sind, dass Homologie wahrscheinlich erscheint offenbar gemeinsame Wurzel homologe Gene in Annelliden sind in ähnlichen Mustern exprimiert + regulatorusche Interaktionen sind konserviert
Homologie Lobopodien-Parapodien? Expression des Segmentpolaritätsgens "engrailed" spricht... für Homologie der Segmentierung von Annelide, Onychophien + Arthropoden für Homologie von Lobopodien + Arthropodien gegn Homologie von Parapodien (kein engrailed) + Lobopodien/arthropodien
Tardigrade (=Bärtierchen) klein meist vegetarisch walzenförmiger Körper mit 4 Rumpfsegmenten kein deutlich abgesetzter Kopf 4 Paar Laufbeine ohne Gelenke, mit "Zehen", die Krallen/Haftplättchen tragen (werden nach jeder Häutung von Krallendrüse neu gebildet) Chitinhaltige, aber wasserdurchlässige Kutikula-> fungiert nicht als Exoskelett segmentale Muskelstränge, kein durchgehenderr Hautmuskelschlauch (ähnelt Arthropoden) Bewegung der Beinpaare (Lobopoden) durch Muskelstränge, die gegen Hämolymph-Innendruck arbeiten (Hydroskelett) Oberschlund- + Unterschlundganglion und 4 Paar segmentale Ganglien
Lebensweise Tardigrada (Bärtierchen) • meistens weniger als einen Millimeter großeachtbeinige Tiere ("Lobopodien", nicht Arthropodien)• erinnern durch ihr Aussehen und ihre tapsig wirkendeFortbewegungsweise etwas an Bären• leben weltweit im Meer, Süßwasser oder in feuchtenLebensräumen an Land (Mooskissen).• Eine EigenschaO der Tiere ist die Kryptobiose, eintodesähnlicher Zustand, in dem sie extremeUmweltbedingungen überdauern können.• Bär1erchen ernähren sich vom Inhalt von Pflanzenzellenoder räuberisch von kleinen Tieren wie Nematoda oderRäder1erchen (Ro1fera), die sie anstechen undaussaugen.• Bär1erchen pflanzen sich meistens geschlechtlich fort.Manche Arten vermehren sich aber auch parthenogene1sch(Eier entwickeln sich ohne Befruchtung)
Evolution + Phylogenie der Panarthropoden: Tardigrada (Bärtierchen) Ähnlichkeiten der Tardigrada mit Arthropoden:• Chitin Kutikula (aber kein Exoskelett wie Arthropoden)• Segmentierung (Kutikulaplatten, segmentale Muskulatur)• Beine mit posteriorem Kompartiment (engrailed)• Hautmuskelschlauch aufgelöst• Coelom zum größten Teil aufgelöst• Malpighi'sche Gefässe (konvergent!!)• ... Ähnlichkeiten mit Nematoden:• Pharynxstruktur mit Stiletten,• Entwicklung (Zellkonstanz, Zellstammbäume)• Hydroskelett statt Außenskelett• Kryptobiose• ... Ein Problem bei sehr kleinen Organismen (Nematoden, Tardigrada) ist, dass sekundäreVereinfachungen des Bauplans leicht konvergent zu ähnlichen Merkmalen führen können (Verlust des Herzens, der Atemorgane; Zellkonstanz).Damit ist nur schwer zu entscheiden, welche Merkmale wirklich ursprünglich (symplesiomorph) oder synapomorph mit den Euarthropden sind...
Segment-Identität wird bei Arthropoden durch Expression von Hox-Genen (+ deren Kombination)festgelegt Antennensegment ist frei von Hox-Expression -> wenn Insektenembryo alle Hox-Gene fehlen, differenzieren sich alle Segmente als Antennen
Grundbauplan Arthropoden segmentierter Körper Skelett Muskulatur Herz ZNS Extremitäten Coelom aufgelöst zu Mixocoel Cephalon aus verschmolzenen Segmenten Chitinhaltiges Exoskelett Plattenskelett-> Hautmuskelschlauch; in einzelne Muskelbündel aufgelöst Protostomier Herz Darm ZNS
Chelicerata: Gelenke + Apodeme (Muskelansatzstellen) intersegmentales Gelenk (segmentgrenze) -> mit Intersegmentalhaut (dünne, flexible Kutikula) dicondyles Beingelenk von Insekten Femur + Tibia mit Streckmuskel (extensor) + Beugemuskel (Flexor) Einsenkungen von Epidermis + Kutikula (=Apodeme)-> bilden Muskelansatzstellen/"Sehnen" -> ectodermales Innenskelett
mechanische Verbindung zwischen Exoskelett + Muskulatur spezialisierte Epidermiszellen sezernieren Tonofilamente in Kutikula -> diese werden nicht gehäutet Desmosome + Cytoskelettfasern übertragen Kräfte Desmosom: Komplex aus Adhäsionsmolekülen + Proteinen, die diese mit Cytoskelett verknüpfen Hemidesmosomen: Verbindung mit ECM sieht aus wie Gummis, die das verbinden + so weitergeben
Kutikula der Arthropoden Chitin (Polysaccharid) über die Hälfte: Proteine Aufbau (außen-> innen) Epicuticula : dünn, komplex, Wasserdicht, Verdunstungsschutz, KEIN Chitin Wachs(Lipoprotein, Paraffin) mit Wachskanälen Cuticulinschicht (gegerbte Proteine) dazwischen Porenkanäle Exokutikula: (sklerotisiert) -> Chitin + Proteine Endokutikula(lamelliert)-> Chitin, weniger Protein, nicht sklerotisiert Hypodermis (=Epidermis unter Kutikula)
Häutung (Ecdysis) (1) Epidermis löst sich von alter Cuticula(2) in den Häutungsspalt wird die neue Epicuticula sezerniert(3) durch die neugebildete Cuticula hindurch wird von Epidermis Exuvial-Flüssigkeit sezerniert, die Chitinasen und Proteinasen enthält (4) während die neue Cuticula wächst, löst sich die Endocuticula auf (5) sobald die neue Cuticula fertig ist, absorbieren die Epidermiszellen die Exuvialflüssigkeit (recycling!)(6) erst nach Resorption wird die Cuticula wasserundurchlässig durch Sekret der Wachsdrüsen(7) nur die chemisch resistente Exoxuticula wird gehäutet
Eigenschaften der Cuticula Komposit-Werkstoff: Fasern in homogener Matrix => Flexibilität - Biegefestigkeit Elastizität – Dehnbarkeit Geringes spezifisches Gewicht Rezyklierbarkeit Plastizität während der Häutung Festigkeit dann verstärkt durch Sklerotisierung + Einlagerung von Kalk (Crustaceen) oder Eisen und Zink (Mandibel v. Locusta) Chemische Resistenz (sklerotisierte Exokutikula unverdaulich)Resilin – hohe Komprimierbarkeit (Gummieigenschaften): Gelenke, FlügelVerdunstungsschutz durch Wachsschicht Schmutzabweisung durch Emergenzen, Haare oder Schuppenz. T. Wärmeisolierung durch Haare (Borsten)Schaufunktion durch Pigmente oder physikalische FarbenLauterzeugung durch Reibung = Stridulation Negativ: muß gehäutet werden=> Wehrlosigkeit während Häutungsprozess
Bauplan Chelicerata Tagmata-> Segmente zu Funktionseinheiten gruppiert: Prosoma (Cephalothorax) + Opisthosoma (Abdomen) 1. Extremität: als Chelicere ausgebildet, Nie Antenne (wie andere Arhtropoden); keine Mandibeln 2. Extremitätenpaar: Pedipalpen, kann in Scheren enden, oder Tastorgan sein danach 4 Laufbeinpaare Extremitäten des Hinterkörpers: sehr unterschiedlich oder völlig zurückgebildet Cheliceren als MWZ: Ergreifen, Vergiften + Kneten der Beute, Öffnung der Giftdrüse an Spitze
3 Klassen der Chelicerata Xiphosura Arachnida Skorpione Spinnen Weberknechte Milben Pantopoda
Xiphosura (Schwertschwänze) -> Chelicerata ursprünglichste rezente Cheliceraten-Gruppe Mund in der Mitte der Ventralseite des Prosomas Mund von Enditen (Kauladen) aller Laufbeine umgeben Opisthosomaextremitäten breit, plattenartig + mit Kiemen (Buchkiemen) Lateralaugen = Komplexaugen Bein ähnelt vom Aufbau sehr Spinnenbein Sauerstofftransport durch im Blut gelöstes Haemocyanin Osmoregulation + Exkretion über Kiemen, zT Coxaldrüse
Arachnida (Spinnen): Neuerungen • Buchkiemen ! Buchlungen; Tracheen (mehrfach konvergent)• Malpighi-Gefäße als Hauptexkretionsorgane (Guanin, Harnsäure);Konvergenz zu Insekten (u.a.)!• neue Sinnesorgane: Trichobothrien + Spaltsinnesorgane• Auflösung der Komplexaugen zu Einzelaugen• innere Besamung (Spermatophoren oder direkt)• extra-intestinale Verdauung: Kaumagen ! Saugmagen
Skorpione ursprünglich im Meer (Silur)