Diversität der Pflanzen und Tiere: Stamm Arthropoda
ETH Zürich, Frühlingssemster 2013
ETH Zürich, Frühlingssemster 2013
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Lernkarten
Antennen Insecta
Antennen tragen den überwiegenden Teil der Geruchs- und Geschmacksrezeptoren.
Gliederantenne: Alle Glieder mehr oder weniger gleich aufgebaut, tragen Muskeln -> jedes Glied kann einzeln durch Muskeln im vorangehenden Glied bewegt werden.
Geisselantenne: Bestehen aus den 3 Teilen Schaft, Wendeglied und Geissel. Der Schaft enthält die Muskeln, mit denen er die ganze Geissel bewegt. Im Wendeglied befindet sich das Johnstonsche Organ.
Johnstonsches Organ
Bei der Ablenkung der Geissel relativ zum Wendeglied werden die Nervenzellen des Johnstonschen Organ erregt. -> Wahrnehmung von Fluggeschwindigkeit, Schwerkraft etc. durch Ablenkung der Geissel
Einzelauge (Ocelle)
- Kein Bildsehen
- Helligkeitsbestimmung
- Stabilisierung der Fluglage
Appositionsauge
- vor allem bei tagaktiven Insekten
- Rhabdome erreichen Kristallkörper
- nur senkrecht einfallendes Licht erreicht die lichtabsorbierenden Bereiche
- scharfes, klares Bild
- grosser Lichtverlust
Thorax Insecta
Besteht aus 3 Segmenten, an denen je ein Paar Extremitäten sitzt. Am mittleren und hinteren Thoraxsegment meist ein Flügelpaar
Tergosternalmuskeln: Durch Kontraktion der Msukeln wird die Rückenplatte des Thorax nach unten gezogen und die Flügel gehoben.
Dorsale Längsmuskeln: Kontraktion der Muskeln führt zur Hebung der Rückenplatte des Thorax und somit zur Senkung der Flügel.
Grosse Mehrheit der Insekten bewegt die Flügel auf diese Weise.
Die 4 Flügel können nicht einzeln bewegt werden, es werden immer 2 gleichzeitig bewegt.
Direkte Flugmuskeln Insecta
Muskeln sitzen am Flügel selber, die Flügel können so einzeln bewegt werden.
Libellen besitzen diese Art von Flügeln.
Abdomen Insecta
Besteht im ursprünglichen Zustand aus 11 Segmenten, im Adultstadium ist die Zahl verringert. Es besitzt keine der Fortbewegung dienenden Extremitäten mehr. Die Rückeplatte der einzelnen Segmenten heisst Tergite. Die Bauchplatte heisst Sternite.
Äussere weibliche Geschlechtsorgane Insecta
Rudimente des 8. und 9. Abdominalsegment wurden zur Eilegeröhre (=Ovipostor) umgebildet.
Bei den meisten Insekten aus 3 Paar Valven, die gegeneinander bewegt werden können und so das Ei zur Austrittsöffnung befördern.
Der eigentliche Eikanal befindet sich meist zwischen dem 1. und 2. Valvenpaar.
Giftstachel der Bienen und Wespen
2 Erscheinungsformen der Cuticula
- Sklerit: Exocuticula dick -> hart und stabil
- Membran: Exocuticula dünn oder fehlend -> weich und biegsam
Membran und Sklerit wechseln sich ab -> Bewegung des an sich starren Insektenpanzers.
Häutung Insecta
siehe Abb.
- stark mit Tracheen besetzt, um die Sauerstoffversorgung der Gefässe sicherzustellen.
- Der Sauerstoff dient zur Energiegewinnung.
- Stickstoffhaltige Abfallprodukte (Harnsäure) sowie Kalium- und Natrium-Ionen werden aktiv unter Energieaufwand aus der Hämolymphe in die MG gepumpt.
- Wasser strömt passiv durch Osmose nach und schwemmt Abfallprodukte zum Enddarm.
- Die Kalium- und Natrium-Ionen werden aktiv aus dem Enddarm in die MG rückresorbiert, die Harnsäure wird zusammen mit dem Kot ausgeschieden.
Tracheensystem der Insecta
- Atmungsorgane der Insecta
- Tracheen = Röhrenförmige Einstülpungen der Epidermis ins Körperinnere
- Stigma = Öffnung der Trachee zur Aussenwelt
- Stigmen können mithilfe der kräftigen Muskeln geschlossen und geöffnet werden
- Reusenapparat = hält Schmutzpartikel fern
- Tracheen sind durch Taenidien verstärkt zum Schutz vor Kollabierung
- Tracheolen = feine, dünnwandige Endverzweigungen der Tracheen, dort vollzieht sich der Gasaustausch. Bringen Sauerstoff direkt zu den Mitrochondrien
- Luftzirkulation in den Tracheen geschieht durch Diffusion, Diffusionsgeschwindigkeit jedoch extrem langsam! -> langsame Sauerstoffversorgung!!
Atmung bei Wasserinsekten: Physikalische Kieme
Luftschicht bleibt in der Behaarung der Insekten hängen. Wenn Sauerstoffmolekül in Stigma eindringt, wird es durch ein Sauerstoffmolekül aus dem Wasser ersetzt.
Atmung bei Wasserinsekten: Schnorchel
Die Luft wird direkt durch röhrenförmige Körperanhänge, an deren Grund die Stigmen liegen, aus der Wasseroberfläche in das Tracheensystem aufgenommen.
Atmung bei Wasserinsekten: Tracheenkiemen
Im Wasser enthaltener Sauerstoff wird direkt in das Tracheensystem aufegenommen. Dies geschieht durch Anhänge an der Abdomenspitze, welche ein dichtes, dünnstes Netz von Tracheen besitzen.
Hämolymphe
- dient als Zirkulationssystem
- Transport von Nährstoffen, Abfallprodukten, Hormonen u.a. (kein Sauerstoff!!)
- Wundverschluss und Fremdkörperabwehr durch Hämocyten
- Offenes Kreislaufsystem: Hämolymphe zirkuliert frei im Körperinnern
- Dorsalgefäss (Herz und Aorta) presst die Hämolymphe in Richtung Kopf
- Ostien sind kleine seitliche Spalten im Herzen, durch welche die Hämolymphe während der Diastole zurück ins Herz gesaugt wird.
- Ampullen und Diaphragmata unterstützen die Zirkulation der Hämolymphe
Antennenampulle
Kleine, pulsierende Organe, welche Hämolyphe in Antennen und Flügeladern pumpen
Beindiaphragma
Dünne Scheidewände, welche durch unduldierende Bewegungen die Verteilung der Hämolymphe in ale Körperteile sicherstellen. Es besteht ein gerichteter Blutfluss um die Scheidewände.
Holometabole Entwicklung
Ei - Larve - Puppe - Imago
- mit "inaktivem" Puppestadium (Im Puppenstadium geschehen tiefgreifende Umgestaltungen in der Körperorganisation, einzig die Imaginalscheiben bleiben vorhanden, der Rest des Körpers wird vollständig aufgelöst)
- Larven und Imagines mit völlig unterschiedlichem Aussehen
- Larven ohne äusserlich sichtbare Flügelscheiden
- Larven und Imagines oft mit unterschiedlichen Lebensräumen und Ernährungsweisen
Polypode Larven
3 Paar Thoraxbeine + 2-8 Extremitäten an den Abdominalsegmenten
Oligopode Larven
3 Paar Brustbeine, keine anderen Extremitäten
Apod-eucephale Larven
Körper ohne Extremitäten
Sklerotisierte Kopfkapsel mit meist beissenden Mundwerkzeugen
Apod-acephale Larven
Körper ohne Extremitäten
Kopfkapsel bis auf Mundwerkzeuge vollständig aufgelöst
Pupa dectica
- Körperanhänge frei abstehend
- Mandibeln stark sklerotisiert und beweglich
- Mundwerkzeuge schwarz
Freie Puppe (Pupa libera)
Körperanhänge abstehend, nicht mit Rumpf verklebt
Tönnchenpuppe (Pupa dipharata coarctata)
Die letzte Larvenhaut ist zu einem Tönnchen ausgehärtet
Mumienpuppe (Pupa obtecta)
Körperanhänge mit dem Rumpf verklebt