Wirbeltiere (Vertebraten) entstehung aus...

530mio Jahre alte ossilebelegendieEvolutionvon Wirbeltieren aus frühen Chordaten. Manchedieser Chordaten aus dem frühen Cambrium hatten bereits typische Wirbeltiermerkmale wie Gehirn, Schädel, Augen und Zähne. Vertebraten haben Kopf, Neuralleiste, Wirbelsäule und geschlossenen Kreislauf.

-Vertebraten haben Kopf, Neuralleiste, Wirbelsäule und geschlossenen Kreislauf -sind durch Schädel,Gehirnunddorsal- liegender Nervenstrang gekennzeichnet (sehr weite Entwicklung des gehirns im laufe der Evolution) -Vertebraten besitzen einen geschlossenen Kreislauf mit einem ventralen, gekammerten Herzen. -Die aktive Lebensweise der meisten Vertebraten erfordert leistungsfähige Muskulatur und Energieversorgung. -Die Wirbelsäule schützt das Rückenmark und ist ein wichtiger Teil des Achsenskeletts der Vertebraten. -Die Neuralleiste bildet eine Gruppe embryonaler Zellen und ist eine Besonderheit der Vertebraten. -Am innenliegenden Achsenskelett sitzen die Rippen (Schutz der inneren Organe, Ansatzstellen der Muskeln) und die Skelettelemente der (meist) paarigen Extemitäten -

Vertebraten >Neuralleiste

Die NeuralleistebildeteineGruppeembryonalerZellenund ist eine Besonderheit der Vertebraten; Zellen der Neuralleiste wandern aus und bildenu.a. bestimmte Skelettelemente im Kiefer- und Kiemenbereich

Craniaten sind Chordaten, die einen Kopf haben; Vertebraten sind Craniaten, die eine Wirbelsäule haben.

Chordaten >Craniaten >>Agnathen

Kieferlose Craniaten die zwei rezenten Gruppen der Agnathen sind Schleimaale und Neunaugen Ihre Vorfahren trennen sich früh von den übrigen Craniaten

Chordaten >Craniaten >> Agnathen >>> Schleimaale

-sie haben einen knorpeligen Schädel und ein Achsenskelett, besitzen aber weder Kiefer noch Knochen -das Hauptachsenskelett, die Chorda Dorsalis ist flexibel; das Tier kann sich verknoten! -sie können in weniger als einer Minute mehrere Liter klebrigen Schleimes absondern (Abwehrreaktion)

Chordaten >Craniaten >>Agnethen >>>Neunaugen

-Sie haben wie Schleimaale weder Kiefer noch paarige Extremitäten, ihr Skelett besteht aus Knorpel -sie leben sowohl marin als auch limnisch (im Süsswasser), ernähren sich als Parasiten von Fischen -sie haben ein rundes Haftmaul und eine Raspelzunge mit der sie die Haut des Wirtes aufscheuern um Blut und Gewebefetzen aufzunehmen

Knochen und mineralisierte Strukturen (Ursprung)

vor 510 mio Jahren: verknöcherte Zähne bei fossilen kieferlosen Conoten (ausgestorben) vor 450mio jahren: fossile kieferlose Ostracodermaten hatten bereits einen Panzer aus mineralisierten Knochen

Vertebraten mit Kiefern erstes Auftreten vor etwa 470 mio Jahren, starke Differenzierung, haben die meisten Agnathen ersetzt -die ersten hatten ein verknöchertes Skelett mit Kiefer, Zähnen und einige paarige Extremitäten -gelenkige bezahnte Kiefer (Hai) vermutlich durch evolutive Modifikation von Skelettelementen des Kiemendarms entstanden -Seitenliniensystem entlang der Körperachse >Detektion von Vibrationen; aus ihm entstanden Organe des Hörsinns, Gleichgewichtssinns und Schweresinns -DIE VORFAHREN DER GNATHOSTOMIER HABEN WOMÖGLICH ZWEI DUPLIKATIONEN DES GENOMS ERFAHREN> diese doppelte Genomverdopplung erklärt die vier homologen Gruppen von Hox-Genen bei vielen rezenten Vertebraten

Knorpelfische (Chondrichthyres)

zb Haie und Rochen -haben ein relative flexibles Skelett das hauptsächlich aus Knorpel besteht; vermutlich ein sekundäres Merkmal, denn ihre Vorfahren hatten ein Knochenskelett!!! (die entwicklung von Knorpel zu Knochen findet im Vertebratenskelett nur beschränkt statt) -allerding sind die Zähne und "Hautzähne" knöchern

Vertebraten Knorpelfische >>Haie

-schnelle, stromlinienförmige Schwimmer, paarige Brust- und Bauchflossen, kräftigw Muskulatur, die durch Gegenstromaustausch erwärmt werden kann! -Sie haben sehr gute Elektrorezeptoren -gute Elektrorezeptoren, Photorezeptoren, Druckrezeptoren, Chemorezeptoren und Schallrezeptoren -meist lebendgebärend, sie schlüpfen aus ei im Uterus (ovovivipar) oder werden im Uterus durch eine Placentaähnliche Struktur ernährt (vivipar), einige legen aber auch eier (ovipar)

card2brain.ch

Vertebraten

>Knochenfische

-rezente Klassen: Strahlenflosser (fast alle!!), Quastenflosser und Lungenfische

-zahlreichste Vertebrate (Indivirduenzahl und Artenzahl)

-Endoskelett aus Calciumphosphathaltigen Knochen und flache externe Knochenschuppen

-sie atmen (indem sie Wasser aktiv über 4-5 Kiemenpaare pumpen); schwimmblase (ein Lungenähnlicher regulierbarer Luftsack, der den Auftrieb des Fisches kontrolliert)

Vertebraten

>Knochenfische

>>Strahlenflosser

nahezu alle der rezenten Knochenfische sind Strahenflosser

grösste Gruppe: Teleostier >enorme Diversität in Körperformen:

-Quastenflosser (fleischige Brust- und Bauchflossen)

-Lungenfische (fleischige Flossen, neben Kiemen auch Lungensäcke zur Luftatmung (genaue Zusammenhänge zw Lunge und Schwimmblase unklar)

>>Quastenflosser und Lungenfische: Fleischflosser

Deuterostomier (Neumünder)

>Chordaten

>>Vertebraten

>>>Gnathostomier (Kiefertiere)

>>>>Tetrapoden

-Entsthung aus spezialisierten Fischen; Verlauf über (fossile) Zwischenstufen, die skelett-unterstützte Beine aus paarigen Flossen entwickelten

-erste tetrapoden die grossen Teil des Lebens an Land verbrachten: Amphibien

Deuterostomier (Neumünder)

>Chordaten

>>Vertebraten

>>>Gnathostomier (Kiefertiere)

>>>>Tetrapoden

>>>>Amphibien

-Amphibieneier: keine feste Schale, werden meist im Wasser gelegt

-aquatische Larven >Metamorphose> terrestrische Adulte

-die Atmungsfunktion der larvalen Kiemen wird nach der Metamorphose durch Lungen ersetzt

-neotenie (z b. bei Axolotl): Kiemen und andere Larvalmerkmale werden auch nach der Geschlechtsreife beibehalten

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

sie umfassen die Säugetiere, die Vögel und die Reptilien

-terrestrisch angepasstes Ei (amnoiotisches Ei: wasserundurlässig> Landentwicklung mögl.; es hat extraembryonale Membranen zum Schutz der Stoffwechselfunktionen)

-alle Amnioten gehen auf gemeinsamen Vorfahren mit Reptilienartigen eigenschaften zurück

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

>>>Reptilien

rezente reptilienartige Schildkröten, Echsen, Schlangen und Krokodile haben beta-keratinhaltige wasserdichte Schuppen

-ektotherm: Regelung der Körpertemperatur nicht durch Stoffwechsel sondern durch verhaltensanpassung (manche Dinos waren vermutl. endotherm)

Beispiele:

-Schildkröten: harte Panzer (aus Knochenplatten), marine: sehr bewegliche Schwimmer die aber zu eiablage an Land kriechen müssen

-Echsen: zahlreichste und vielfältigste rezente Rept.Gruppe; die meisten siind klein (Ausnahmen: Komodowaran: bis 3m!!)

-Schlangen: spezialisiert karnivore; Abstammung von grabenden Echsen; bei manchen noch Extremitätenrudimente;

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

>>>Vögel

gefiederte glorifizierte Dinosaurier

-Abstammung von gefiederten reptilien; erster bekannter = Archeropterix vor 150mio J im Jura; er war ein Mosaiktier

-Körperbau auf fliegende Lebensweise ausgelegt: Kraft, niedrigen gewicht, Aerodynamik) Flügel: tragflächen, Auftribsprinzip der Flugzeugflügel mit formednen Federn

-Konturfedern sind verhakt; Dunenfedern flauschig, nicht verhakt, zur Thermoisolation da

-komplexe Verhaltensweisen, Vielfalt an Schnabel und Fussform sowie Farben

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

>>>Säugetiere (Mammalia)

haarige Amnoiten die Milch erzeugen (Milchdrüsen erzeugen nährstoffreiche Flüssigkeit mit denen die Jungen genährt werden)

-älteste Fossilien >220 mio J

-Fell, sind wie Vöge endotherm >aktive Regelung der Körperwärme durch eigene Stoffwechselwärme

-effinzientes Atmungs-und Kreislaufsystem mit 4-kammrigem Herz;

-grosse Varianz bei Zähnen; Unterkiefer wurde vereinfacht, zwei ehem. Kieferknochen > Mittelohr

-Homologie der Vorderextremitäten aller Säuger

-grösseres Hirn als andere Vertebraten bei gleicher Grösse

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

>>>Säugetiere (Mammalia)

>>>>Kloakentiere (Monotremata)

kleinste der drei Hauptgruppen der Säugetiere;

-unter ihne die zwei einzigen Arten Säuger, die Eier legen (Ameisenigel, Schnabeltier)

-alle sind behaart

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

>>>Säugetiere (Mammalia)

>>>>Beuteltiere (Marsupialia)

Opossum, Känguru, Koala etc

-weibliche haben eine ventrale Hauttasche in der sie Jungtiere tragen und über Zitzen mit Milch ernähren

-geburt in seh frühem Entwicklungsstadium, dann kriechen sie in Beutel der Mutter wo die Entwicklung säugend vollendet wird

-fast alle leben in Australien (durch Anpassung an ähnliche Nischen: ähnliche Tierformen wie Eutheria (höhere Säuger/Plazentatiere) auf anderen Kontinenten), einige in Südamerika

-ebenfalls àhnlichkeit zwischen Gleitbeutlern und Gleithörnchen >Folge konvergenter Evolution

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

>>>Säugetiere (Mammalia)

>>>>Eutheria (höhere Säugetiere/Plazentatiere)

-Placenta ist viel komplizierter als die der Marsupialia

-Jungtiere beenden Embryonalentwicklung im Uterus

-wichtigste Gruppen entstanden durch adaptive Radiation in Kreide und Tertiär (Aufspaltung der Kontinente)

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

>>>Säugetiere (Mammalia)

>>>>Eutheria (höhere Säugetiere/Plazentatiere)

>>>>Afrotheria

Elefanten, Seekühe, Schliefer, Erdferkel

-adaptive radiation in Afrika

-zu ihnen gehören das grösste lebende terrestrische Tier und Arten dei weniger als 10g wiegen

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

>>>Säugetiere (Mammalia)

>>>>Eutheria (höhere Säugetiere/Plazentatiere)

>>>>Laurasiatheria

diverse Gruppe, enthält terrestrische, marine und fliegende Tiere

-zu ihnen gehören Insektenfresser, die Fledertiere, die Huftiere und die Raubtiere

Raubtiere: Untergliederung in Landraubtiere und Robbenartige

Huftiere: untergliedert in Unpaarhufer und Paarhufer (in dieser Gruppe sind auch Wale und Delphine)

Gnathostomier

>Tetrapoden

>>Amnoiten

>>>Säugetiere (Mammalia)

>>>>Eutheria (höhere Säugetiere/Plazentatiere)

>>>>Euarchontoglires

Nager, Hasen, Spitzhörnchen, Primaten gehören zu der Artenreichsten Gruppe der Mammalia;

-Nager haben zwei Paar Schneidezähne die durch Dauerwachstum gegen Abnützung geschützt sind

-Primaten >>selbe Gruppe wie Nager

Vertebraten

>Gnathostomier (Kiefer)

>>Amnoiten

>>>Säugetiere

>>>Eutheria

>>>>Euarchontoglires

>>>>>PRIMATEN

-grosses Gehirn, kurzer Kiefer, flaches Gesicht, vorwärts gerichtete Augen

-Greifhände(-Füsse) opponierbarer Daumen, Nägel statt Krallen

zwei Untergruppen: Halbaffen (Prosimae) und Anthropoiden (Simae)

>>Amnoiten

>>>Säugetiere

>>>Eutheria

>>>>Euarchontoglires

>>>>>PRIMATEN

Anthropoiden (Simae)

-Neuweltaffen (Südamerika)Greifschwanz, Nasenlöcher zur Seite

-Altweltaffen (Afrika) kein Greifschwanz, Nasenlöcher nach unten

-Menschenaffen: Gibbons, Orang-Utans, Schimpansen und Gorillas

Menschen >nächster Verwandter ist Schimpanse (letzter gemeinsamer Vorfahre vor ca 6mio Jahren> Hirn schimpansengrösse = 1/3 unseres hirns)

und Menschen

>>>Säugetiere

>>>Eutheria

>>>>Euarchontoglires

>>>>>PRIMATEN

Anthropoiden (Simae)

>>>Hominiden

Gliederung in früher ausgestorbene Australopitheceus und die fast ausgestorbene Homo Gruppe

Bsp Australopitheceus: Lucy, 3.2mio J

Bsp Gruppe Homo Turkana Boy 1,7 Mio J

Vorfahren der menschen

alle Menschen haben Vorfahren die als Homo Sapiens in Afrika evolierten und von dort auswanderten

aquatische Affen?

pro: Haarlosigkeit, Unterhautfettschicht, Atmungskontrolle, Tauchreflex, Gehirnfette, Bipedalismus

überall wo der homo sapiens auftrat verschwandern die anderen Hominiden

Gegenstromaustausch

zum Beispiel bei Haien

Muskulatur kann durch dei Führung der Blütgefässe erwärmt werden;

eigentlich Temperaturverlust von 30 auf 14 grad (Umgebungstemp)

AABER Parallelverlauf: kaltes Kiemenblut wird erwärmt durch Blut aus den venösen Arterien

>>>Eutheria

>>>>Euarchontoglires

>>>>>PRIMATEN

Anthropoiden (Simae)

>>>Menschenaffen

-Gibbons (laut, klein, arborear)

-Orang-Utans (arborear, Einzelgänger, ruhig)

-Gorillas (zentralafrikanisch, Grossfamilie, Haremsstruktur)

-Schimpansen / Bonobos (Afrika, beide haben sehr unterschiedliches Verhalten trotz grosser optischer àhnlichkeit)

Wann entstanden Tiere?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Präkambrium (1/2-1 mrd. Jahre her), frühe Formen bewohnten das Meer

Wodurch sind Tiere definiert?

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Ernährungsweise, Bau, Entwicklungszyklus und Evolution

Metazoen

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

heterotrophe, vielzellige Eukaryoten

Metazoen

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

höhere, mehr/vielzellige Tiere; heterotrophe, vielzellige Eukaryoten

heterotroph

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

verwenden organische Stoffe sowohl als Energiequellen, indem sie diese chemisch abbauen, als auch zum Aufbau körpereigener Stoffe.

zusammenhalt des Tierkörpers durch

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

extrazelluläre Strukturproteine

tight junctions

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

Zellkontakte, durch welche Epithelzellen aneinander geheftet sind.

3 Funktionen:

-mechanischen Stabilisierung des Epithelzellverbands, indem sie die Zytoskelette der teilnehmenden Zellen miteinander verbinden und damit alle Epithelzellen in die Gewebestatik einbeziehen.

-Barrierefunktion

-Zaunfunktion (erhalten die Polarität der Epithelzellen aufrecht)

Epithelzellen

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

polare Zellen, die eine apikale und eine basale Seite aufweisen. Die apikale Seite zeigt in Richtung der Epitheloberfläche, die wiederum nach außen (z.B. bei der Haut)

gap junction

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

porenbildende Proteinkomplexe, die die Plasmamembran zweier Zellen eng miteinander verbinden

Tierisches Gewebe

Commandes clavier:

= tourner,

= avant/arrière,

= faire défiler

-haben Nerven- und Muskelgewebe (haben immer entweder beides oder nichts von beidem!!)

-Gewebe entsteht aus embryonalen Keimblättern (Schichten des gastrulierten Keimgewebes)

Manche haben nicht normales Wachstum zum adulten sondern..

Entwicklungszyklen mit Larvalform (aus ökologischen Gründen) und Metamorphose zum Adulten (dann Sex)

Wodurch wird die Embryogenese eines Tieres kontrolliert?

durch regulatorische Gene:

fast alle Tiere und ALLE Eumetazoen haben diese HOX Gene:

(nomeotische Gene) = Untergruppe der Homeobox-Gene; entdeckt in Drosophila > ENTDECKUNG DER EINHEIT DES LEBENS AN HOMEOTISCHEN GENEN!!

gehört zu den Transkriptionsfaktoren!! Schalter der Proteine und reguliert die Gene!!

monophyletischer Ursprung des Tierreiches

das Tierreich geht auf 1 gemeinsamen Vorfahren zurück

das Tierreich entstand vermutlich aus einem kolonialen, begeisselten Protisten (kolloniale Einzeller, Phlagellaten = nächster untierischer Verwandter)

Hypothese zur Bildung von Metazoen

das Tierreich entstand vermutlich aus einem kolonialen, begeisselten Protisten (kolloniale Einzeller, Phlagellaten = nächster untierischer Verwandter)

Metazoen

erste Verzweigung:

Parazoen <-> Eumetazoen

Unterteilung nach Gewebetyp

Parazoen = Schwämme; Vielzeller ohne echte Epithelien

Eumetazoen = echte Vielzeller; Epithelien mit Zellkontakten (Tight junctions)

Metazoen

Parazoen <-> Eumetazoen

zweite Verzweigung:

Eumetazoen: Radiata <-> Birlateria

Aufteilung nach Anzahl Keimblätter

Radiata = zwei Keimblätter = Diploblasten; Ecto- / Endoderm

Bilateria =Symmetrie, Kopf; Tripoblasten = drei Keimblätter ; Ecto-/Endo-/Mesoderm (erzeugt Muskulatur und viele andere Innere Organe

Metazoen

Parazoen <-> Eumetazoen

Eumetazoen: Radiata <-> Birlateria

3: Bilateria: Acoelomaten <-> solche mit Körperaushöhlungen

Aufteilung nach Verfügung über der Leibeshöhle

Acoelomaten = NUR PLATTWÜRMER Aufteilung nach Verfügung über der Leibeshöhle

Metazoen

Parazoen <-> Eumetazoen

Eumetazoen: Radiata <-> Birlateria

Bilateria: Acoelomaten <-> solche mit Körperaushöhlungen

4: solche mit Leibeshöhle: Pseudocoelomaten<-> Coelomaten

nach Art der Leibeshöhle: allg.:die Leibeshöhle wirkt als hydrostatisches Skelett, Polster für Organe, Trennung von Viszera (Eingeweide) und Muskulatur!

Pseudocoelomaten = einseitige Muskelabgrenzung, Ektoderm, primäre Leibeshöhle; Nematoda (Fadenwürmer)

Coelomaten = sekundäre Leibeshöhle mit Mesodermwand; Anneliden (Ringelwürmer), Chordaten (Chordatiere)