Rübsam Flashcards

1
Q

Nennen sie mindestens drei Eigenschaften, die ein Tier als Deuterostomier kennzeichnen

A
  • Embryonalentwicklung: Morus entsteht durch Radiärfurchung, Coelom entsteht durch Fusion enterocoeler Aussackungen
  • Das Herz liegt ventral
  • Das ZNS liegt dorsal
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2
Q

Nennen Sie mindestens 5 Merkmale, die charakteristisch für die Stachelhäuter (Echinodermata) sind.

A
  • Biphasischer Lebenswandel: Bilaterale Larve wird zu pentasymmetrischem Adultus
  • Hohes Regenerationsvermögen
  • Offenes Blutgefäß-System ohne Herz
  • Orale und aborale Körperseite
  • Lokomotion mit Röhrenfüßchen
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3
Q

Seesterne sind i.d.R. radiärsymmetrische Tiere, gehören aber (anders als z.B. die ebenfalls radiärsymmetrischen Cnidaria) zu den Bilateria. Erörtern Sie, weshalb diese systematische Einordnung dennoch korrekt ist.

A

Larve als Beweis: Diese ist bilateral symmetrisch aufgebaut, und weist die Echinodermata daher eindeutig als Bilateria aus. Radiärsymmetrie der adulten Tiere primär als Anpassung an sessile Lebensweise (die den Seesternen sekundär wieder verloren ging)

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4
Q

Welche Carakteristika belegen die phylogenetische verwandtschft von
a, Hemichordaten und Chordaten
b, Echinodermaten und Hemichordaten?
c, Echinodermaten und Chordaten

A

a,

  • Kiemendarm (bei Enteropneusten, nicht bei Pterobranchien)
  • Glomerulus als Exkretionsorgan möglicherweise homolog zum Wirbeltier- Nephron
  • Blutgefäßsystem mit Herz

b,

  • Bipinnnaria- Larven der Echinodermata und Tornaria- Larven der Enteropneusta haben viele Homologien
  • Trimeres Coelom

c,

  • Deuterostomie
  • Bilateralsymmetrische Larven
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5
Q

Was versteht man unter einem Kiemendarm? Beschreiben Sie Aufbau und Funktionsweise des Kiemendarms in seiner ursprünglichen Form und nennen Sie mindestens 3 Tiergruppen, bei denen er zu finden ist.

A

Der Kiemendarm war ursprünglich ein Filtrations-Organ und Anpassung an sessile Lebensweise:

Funktionsweise: Durch die Ingestitionsöffnung wird Wasser mit Partikeln angesaugt. Dieses wird durch den Kiemendarm filtriert; die Partikel gelangen in den Magen. Das Wasser wird über den Peribranchialraum wieder abbgegeben. Der Anus mündet ebenfalls in den Peribranchialraum, wodurch Abfallprodukte mit dem Wasserstrom nach außen abgegeben werden können

  • Entropneusta, Kiemenlochtiere
  • Tunicata, Manteltiere
  • Cephalochordata, Lanzettfischchen
  • Innerhalb der Vertebrata noch bei den Agnatha- Larven
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6
Q

Die rezenten Echinodermaten werden in 5 Taxa gegliedert. benennen Sie diese mit ihren wissenschaftlichen Namen

A
  • Crinoidea (Seelilien)
  • Asteroidea ( Seesterne)
  • Ophiuroidea ( Schlangensterne)
  • Echinoidea (Seeigel)
  • Holothuroidea (Seegurken)
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7
Q

Welche Gruppen der rezenten echinodermaten werden als basalste angesehen? Nennen Sie mindestens 2 Merkmale, die diese Ursprünglichkeit belegen

A

Die Crinoidea (Seelilien, Haarsterne) sind die urtümlichsten rezenten Echinodermata

  • Anus liegt noch auf der oralen Seite
  • Partikelfiltrierer mit Schleimfilm auf Podien. Gefangene Partikel werden mittels Cilien zur Mundöffnung transportiert
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8
Q

Welche Würmer verursachen Watt, welcher Gruppe gehören sie jeweils an? Nennen sie mindestens 5 Merkmale, mit deren Hilfe sie die Tiere eindeutig zuordnen können.

A

Wattwürmer (Annelida):

Embryonalentwickliung: Protostomier, Blastoporus wird Mund

Körpergliederung: Hat einzelne, gleichartige segmente

Blutkreislauf: Geschlossen, dorsales Herz

Nervensystem: Strickleiternervensystem, ventral

Exkretionssystem: Metanephridien

Eichelwürmer (Enteropneusta)

Embryonalentwicklung: Deuterostomier, Blastoporus wird After

Körpergliederung: Trimere Gliederung in Kopf, Kragen und Rumpf

Blutkreislauf: Weitestgehend geschlossen, ventrales Herz

Nervensystem: Hauptnervenstrang, dorsal im Kragenmark

Exkretionssystem: Glomeruli

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9
Q

Welche wirbellosen, rezenten Chordatengruppen kennen Sie? Erörtern Sie, inwieweit diese jeweils als “Vorläuferkonstruktion” für unsere heute lebenden Wirbeltiere angesehen werden können.

A

Tunicata (Manteltiere). Adulte Tiere gaben keine Gemeinsamkeiten mit denVertebraten, von denen eine Abstammung (morphologisch) begründet wäre. Sie haben vielmehr spezialisierte, abgeleitete Baupläne, die auf sekundärer Reduktion beruhen. Anders sieht es jedoch bei den Larven aus: Die Runicatenlarven weisen alle Merkmale auf, die man von einem Wirbeltier-Vorläufer erwarten würde: Chorda dorsalis, Segmentierung in Kopf, Rump und Schwanz, Kiemendarm mit Endostyl, freischwimmend.

Cephalochordata (Lanzettfischchen): Adulte Tiere haben einige Synapomorphien mit den Vertebraten, so beispielsweise die segmentale Muskulatur, das Grundmuster des Blutkreislaufsystems (allerdings ohne Herz) und das Verdauungssystem (Kiemendarm, Leber-Blindsack). Dagegen fehlen ihnen ein Kopf bzw. Sinnesorgane, Atmungsorgane, Herz und Gehirn - was wiederum auf Ableitung und sekundäre Reduktion hindeutet, wodurch sie als direkte Vorläufer der Wirbeltiere ebenfalls ausscheiden

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10
Q

Nennen Sie 5 charakteristische Chordaten-Merkmale. Überprüfen Sie, ob es sich bei allen genannten Merkmalen um Synapomorphien der Chordaten handelt (ja/nein). Falls sich unter den genannten plesiomorphe Merkmale befinden: mit welchen anderen Tiergruppen teilen die Chordaten diese?

A

Chorda dorsalis –> ja –> evtl. ist das Kragenmark der Enteropneusta eine Homologie

Dorsales Neuralrohr –> ja

Muskulöser, postanaler Schwanz –> ja

Kiemendarm mit Kiemenspalten –> nein –> Enteropneusta

Endostyl/ Schilddrüse –> ja

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11
Q

Begründen Sie kurz, weshalb die Tunikaten eindeutig den Chordaten zugehören.

A

Die Larven der Tunicata weisen alle synapomorphen Merkmale der Chordata auf, weswegen sie eindeutig diesem Stamm zugeordnet werden müssen.

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12
Q

Was versteht man unter einem Coelum (Definition)? Welche verschiedenen Formen der Coelombildung kennen Sie? Nennen Sie zusätzlich je eine Tiergruppe, die diesen Coelombildungstyp zeigt.

A

Coelom= sekundäre, flüssigkeitsgefüllte Leibeshöhle, vollständig von einer Coelomwand (die vorwiegend mesodermalen Ursprungs ist) umschlossen.

Schizocoelie: Mesoderm entsteht als Abschnürung aus dem Entoderm durch Auseinanderweichen. Normale Form der Gastrulation bei den Protostomiern.

Enterocoelie: Mesoderm entsteht als Aussackung aus dem Entoderm. Normale Form der Gastrulation bei den Deuterostomiern

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13
Q

Beschreiben Sie knapp die äußere Morphologie und die Lebensweise des Lanzettfischchens (Branchiostoma lanceolatum)

A

Lanzettfischchen sind getrenntgeschlechtliche, pelagische, hemisessile Filtrierer (Abbildung)

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14
Q

Was versteht man unter einer Präadaptation? Nennen Sie Beispiele für Präadaptationen und begründen Sie jeweils Ihre Wahl.

A

Merkmale, die bereits vor Eintreten eines Selektionsdrucks vorhanden waren, und nach Änderung der Umweltbedingungen einen entscheidendeen Vorteil ergeben.

Bsp.:
Die Beide der Tetrapoden: Die Fleischflosser entwickelten beinartige Gliedmaßen als Anpassung an eine im Schlamm wühlende Lebensweise (ähnlich den heutigen Grundeln). In Verbindung mit der Möglichkeit, atmosphärische Luft atmen zu können, dass sie kurze Strecken über Land kriechen konnten

Die hartschaligen Eier der Reptilien: Ursprünglich schien das Ablegen hartschaliger Eier an Land eine Fortpflanzungsstrategie gewesen zu sein: Anstatt Unmengen an Eiern dort abzulegen, wo sie dem Zugriff zahlreicher Prädatoren ausgesetzt waren, gingen einige Tetrapoden dazu über, dies in gut gewählten Verstecken auf dem Land zu tun. Die ersten Reptilien lebten im Mittelkarbon in den Sümpfen - nicht auf dem trockenen Land! Erst u Beginn des Perms, als das Klima trockener wurde, ergab sich durch ihre Fortpflanzungsstrategie ein evolutionärer Vorteil

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15
Q

Welche Schlüsselinnovationen kennzeichnen die Vertebraten? Nennen sie diese und begründen Sie kurz ihren jeweiligen adaptiven Wert.

A

Cephalisation: Von den Acraniern unterscheiden sich die Vertebraten durch einen gut ausgebildeten Kopf mit differenzierten, gut entwickelten Sinnesorganen (Geruch, Sicht)

Differenzierung des Gehirns: Während Tunicata-Larven bzw. Cephalochordaten nur eine Verdichtung von Ganglien im Vorderbereich des Körpers aufweisen, findet sich bei Vertebraten ein echtes Gehirn, dass sich mit zunehmender Evolutionsstufe in Stamm-, Klein- und Großhirn gliedern lässt.

Skelettkapsel (Cranium) um das Gehirn und die Bildung von Knorpelgewebe. Im Laufe der Wirbeltier-Evolution wird die Chorda dorsalis zunehmend durch eine knorpelige, dann knöcherne Wirbelsäule ersetzt

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16
Q

Ordnen Sie die folgenden Ereignisse jeweils einer erdgeschichtlichen Epochen zu:

A

Trennung Metazoa in Proto- und Deuterostomier –> Ediacarium –> früher als 541 Mio.

Landgang der Vertrebraten –> Oberdevon –> 375 Mio.

Aussterben der meisten Archosauria –> Kreide-Tertiär-Grenze –> 66 Mio.

Radiation der modernen Vögel –> Palaozn und Eozän –> 66 Mio. bis 48 Mio.

Auftreten der ersten Amnioten –> Oberkarbon –> 312 Mio.

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17
Q

Die Teleostei stellen die artenreichste Gruppe der rezenten Vertebraten dar. Nennen Sie mögliche Gründe für diesen evolutiven “Erfolg”

A

Kiemendeckel: Atmung unabhängig von Bewegung möglich. Haie müssen fortwährend in Bewegung bleiben um nicht zu ersticken. Die Kiemen nehmen im Gegenstromprinzip Sauerstoff aus dem Wasser auf.

Schwimmblase: Im Devon: Evolutionärer Vorteil der Luftatmung, da aufgrund der Erderwärmung der Sauerstoffgehalt in den Flachmeeren stark abnahm. Später: Effektives Organ um in der Wassertiefe schnell navigieren zu können.

Knochenskelett: Stabilität und Schutz der Organe. Effektivere Morphologie der Flossen als bei den Chondrichthyes. Knochenfische sind im Vergleich mit Knorpelfischen viel wendiger und zu viel komplexeren Schwimm-Manövern in der lage

Schuppen: Differenzierendes Balz- und Paarungsverhalten als Schrittmacher der Artbildung. Wurde erst durch das Vorhandensein bunter Schuppen möglich

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18
Q

In welchen anatomischen Merkmalen unterscheiden sich die Knorpelfische (Chondrichthyes) von den Teleostei? Erläutern Sie diese jeweils knapp.

A

Schuppen –> Zahnschuppen –> Schmelzschuppen, Kamm- oder Rundschuppen

Skelett –> Knochenskelett –> Knorpelskelett

Atmung –> Kiemenschlitze (außer bei den Seekatzen) –> Kiemen im Gegenstromprinzip, bewegliche Kiemendeckel

Fortpflanzung –> innere Befruchtung –> äußere Befruchtung

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19
Q

Neunaugen haben einen Aal-ähnlichen Habitus.Nennen Sie Charakteristika der inneren und äußeren Anatomie sowie der Entwicklung, in denen sich Neunaugen eindeutig von Aalen unterscheiden.

A

Kopf –> Kein Kiefer, Knorpelkapsel –> Kiefer, Knochenkapsel

Extremitäten –> keine Extremitäten –> paarige Brust- und Bauchflossen

Schwanzflosse –> acerk –> homocerk

Kiemen –> sieben seitliche Kiemenlöcher mit Beutelkiemen –> Auf jeder Kopfseite jeweils Fächerkiemen mit Kiemendeckel

Rückrat –> Chorda dorsalis mit rudimentären Knorpel - Wirbel –> Knöcherne Wirbelsäule

Larven –> Querder, mit urtümlichen Chordatenmerkmalen (Kiemendarm, Chorda dorsalis) –> Larvenstadien im Salzwasser, adulte Tiere im Süßwasser

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20
Q

Skizzieren und beschreiben Sie den Aufbau einer Knochenfischkieme. Erläutern Sie knapp den Gasaustausch an einer Fischkieme. Welches physikalische Prinzip ist hier realisiert?

A

Der Blutstrom innerhalb der Lamellen ist dem Wasserstrom entgegen gerichtet, sodass das ausströmende Wasser einen niedrigeren Sauerstoffgehlat als das abfließende Blut hat. (Gegenstromprinzip)

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21
Q

Beschreiben Sie in groben Zügen das Herz- Kreislauf - System eines Knochenfisches.

A

Das Herz (eine Kammer, ein Vorhof) fördert ausschließlich sauerstoffarmes Blut in Richtung Kiemen. Dort wird es mit Sauerstoff angereichert und in Kopf und Körper geleitet. das sauerstoffarme Blut strömt zurück zum Herzen

22
Q

Beschreiben Sie Aufbau und Funktionsweise des Seitenlinien-Organs. Bei welchen Tiergruppen findet man Seintenlinienorgane?

A

Das Seitenlinienorgan (Ferntastsinn) ermöglicht die Wahrnehmung von Wasserbewegungen. Es kommt bei (fast allen) Knorpel- und Knochenfischen und Amphibien vor.

Funktionsweiise: Eine Wasserbewegung übt einen mechanischen Druck auf die Cupula aus, wodurch Haarsinneszellen (Cilien) gereizt werden und ein Signal produzieren, der über die Seitenliniennerven ins Gehirn geleitet wird.

23
Q

Was versteht man unter einem Urogenitalsystem? Bei welchen Tiergruppen ist es zu finden?

A

Kopplung der Ausleitung der Gonaden und der Nieren. Es findet sich primär bei allen Wirbeltieren im männlichen Geschlecht, wurde aber sekundär bei rezenten Reptilien, Vögeln und Knochenfischen getrennt. So haben also Knochenfische, Amphibien und (männliche) Säugetiere ein Urogenitalsystem.

24
Q

Wie heißen die funktionellen Einheiten der wirbeltierniere? Beschreiben Sie knapp deren Aufbau und erläutern Sie ih Funktionsprinzip.

A

Funktionsprinzip: Filtration - Reabsorption - Sekretion.

Das Blut wird über die efferente Arteriole in den Glomerulus geleitet, wo durch Filtration Abfallstoffe, aber auch Wasser und Salze in die Bowman-Kapsel gelangen (Blutkörperchen und Proteine sind zu groß), wodurch Primärharn entsteht. Das gereinigte Blut fließt über die efferente Arteriole ab. In der Bowman-Kapsel erfolgt teilweise Resorption an Wasser und Salzen in die peritubularen Kapillaren. Der Urin wird Richtung Harnleiter abgeführt und in der Blase gesammelt.

25
Q

Nennen Sie die fünf Hauptabschnitte des Wirbeltiergehirnes und ordnen Sie jedem Abschnitt mindestens eine ursprüngliche Funktion zu.

A

Stammhinr –> Vegetative Aufgaben

Hinterhirn –> Bewegungskoordination

Mittelhirn –> Verarbeitung akustischer und visueller Informationen (Augen, Ohren)

Zwischenhirn –> Hormone, Tag- und Nachtrhythmus etc.

Vorderhirn (Großhirn) –> primär Riechhirn; später Gedächtnis

26
Q

Handelt es sich bei den Schuppen von Knochenfischen und Reptilien um homologe Strukturen? Begründen Sie Ihre Antwort!

A

Nein, es sind keine homologen Stukturen: Die Fisch - Schuppen sind Bildungen der Lederhaut, die Reptilienschuppen dagegen Bildungen der Oberhaut

27
Q

Nennen Sie wesentliche Modifikationen des Wirbeltierbauplanes, den erfolgreichen Landgang ermöglichten. Begründen Sie, worin der adaptive Wert derr jeweiligen Modifikation liegt.

A

Fleischflossen –> Paarige Fleischflossen als potenzielle Möglichkeit, sich an Land fortbewegen zu können

Schulter und Beckengürtel, Wirbelsäule –> Beweglichkeit und Stützfunktion der Extremitäten durch ausgeprägte Schulter und Beckengürtel; Verstärkung der Wirbelsäule. An Land stärkere Wirkung der Schwerkraft auf den Körper, welche durch Auftrieb im Wasser weit schwächer wirkt.

Schwimmblase –> Die Schwimmblasen der Vorläufer der Tetrapoden waren, wie die aller damaligen Knochenfische, primitive Lungen

Sehen und Riechen als Haupt- Sinne: Bei den Fleischflossern verbesserte sich der Geruchssinn, die Augen wandern nach oben. Auch diese Merkmale prädestinierten die Tiere dazu, an Land besser überleben zu können.

28
Q

In welche Teilgruppen gliedert man die rezenten Amphibien? Welchee Teilgruppe ist die ursprünglichste und welche Merkmale belegen dies?

A

Gymnophiona (Schleichenlurche) - abgeleitet. Haben unter der Haut noch Knochenschuppen, ein Merkmal, dass die Labyrinthzähner hatten, aber allen modernen Amphibien fehlt. Sonst ist der Bauplan stark abgeleitet: Reduktion der Extremitäten, jAugen mit Haut überwachsen, Reduktion des Schwanzes, Streckung des Rumpfes - als Anpassung an eine Lebensweise unter der Erde

Anura (Froschlurche) - abgeleitet. Reduktion des Schwanzes, Vergrößerung der Hinterextremitäten, Larvenstadium mit Außenkiemen stark reduziert, Kaulquappen sind in der Regel Vegetarier. Die Lungen haben durch Faltungen eine vergrößerte Oberfläche, und sind leistungsfähiger als die der Caudata

Caudata (Schwanzlurche) - urtümlich. Zeigen noch denselben Gang wie er bei Quastenflossern, dem Lungenfisch Neoceratodus und den Flösselhechte beobachtet werden kann. Larven haben (wie Lungenfisch und Flösselhechte) äußere Kiemen. Morphologie entspricht grob derselben, wie sie die ersten Tetrapoden hatten. Die Lungen haben eine glatte, nicht separierte Oberfläche

29
Q

Nennen Sie Veränderungen in Morphologie und Lebensweise, die eine Frosch- Kaulquappe im Zuge ihrer Metamorphose zum Adultus erfährt

A

Ei –> Larve mit äußernen Kiemen (Kaulquappe) –> Larve mit inneren Kiemen –> Entwicklung der Hinterbeine –> Entwicklung der Vorderbeine –> Reduktion des Schwanzes –> Umstellung der Atmung von Innenkiemen auf Lungen, Umstellung der Verdauung auf carnivore Nahrung –> Landgang

30
Q

Amphibienherzen fehlt eine Trennwand im Ventrikel. Erläutern Sie, worin die adaptive Bedeutung der unvollständigen Trennung von Körper- und Lungenkreislauf bei den Amphibien liegt.

A

Stichwort Hautatmung: Von der Lungenarterie zweigt die Hautarterie ab, die in der Haut kapillarisiert und durch Diffusion Sauerstoff aus dem Wasser / feuchter Luft aufnehmen kann. Über die Hautvene gelangt das sauerstoffreiche Blut in die Körpervene und zurück ins Herz. Wären beide Kreisläufe vollständig getrennt, gelangte das Blut aus der Hautvene nur sehr ineffizient wieder in den Körper

31
Q

Seit mehreren Jahrzenten wird ein weltweiter Rückgang von Amphibienpopulationen beobachtet. für den eine Reihe verschiedener Ursachen verantwortlich gemacht wird. Welche sind dies?

A
  • Vernichtung von Lebensraum und der Leichgewässer durch direkten Flächenverbrauch
  • Vergifung der Tiere durch Pestizide, Herbizide und andere Chemikalien
  • Zunehmend immer mehr von Bedeutung: Mykosen, durch den Chytrid- Pilz Batrachochytrium dendrobatidis verursacht, rottet ganze Populationen aus
  • Klimawandel und erhöhte UV-Strahlung
  • Neozoen
32
Q

Was versteht man unter Neotänie? In welchen Tiergruppen haben Sie neotäne Vertreter kennengelernt?

A

Neotänie = Erlangung der Geschlechtsreife im Larvenstadium

Schwanzlurche neigen zur Neotänie, so ist sie bspw. bei Axolotl oder beim Grottenolm die Regel. Aber auch bei heimischen Schwanzlurchen ist sie zu beobachten: Feuersalamander und Bergmloch zeigen unter besonderen Bedingungen Neotänie.

33
Q

Was versteht man unter einer Plazenta? Bei welchen Wirbeltiergruppen gibt es Plazenten?

A

Plazenta (Mutterkuchen) gewährt Nährstoffversorgung, Gasaustausch und Exkretionsentsorgung des Embryos/Fötus bei Höheren Säugetieren. Achtung: Kloakentiere und Beuteltiere haben keine Plazenta

34
Q

Nennen sie die wichtigsten Autapomorphien der Teleostei, Tetrapoda, Amniota, Sauropsida und Mammalia

A

Teleostei:

  • Elasmoidschuppen
  • Vollständig verknöchertes Skelett
  • Oberkiefer drehbar

Tetrapoda:

  • Vier Extremitäten mit ausgebildeten Zehen
  • Ulna und Radius (Elle und Speiche), Becken und Schultergürtel

Amniota:

  • Amnioten-Ei
  • Atlas-Axis-Gelenk
  • Brustkorp

Sauropsida:
- zwei Schläfenfenster

Mammalia:

  • sekundäres Kiefergelenk
  • Zwerchfell
  • Gaumendach (Trennung von Luft und Speiseröhre)
  • Gliedmaßen schieben sich unter den Rumpf
  • heterodontes Gebiss
  • Behaarung mit Talgdrüsen
35
Q

Die Embryonen der Amnioten besitzen spezifisch, sog. extraembryonale Struktuen, die ihnen die Entwicklung außerhalb des Wassers ermöglichen. Welche sind dies und welche Funktionen erfüllt die jeweilige Struktur

A

Amnion: Flüssigkeitsgefüllter Raum –> Mikro- Aquarium

Allantois: Aufnahme von Abfallprodukten –> Harnsack

Chorion: Membran, permeabel für Gast –> O2, CO2

Dottersack: Nährstoffvorrat, primärer Ort der embryonalen Blutbildung

36
Q

Weshalb handelt es sich bei den Reptilien um kein gültiges Taxon im Sinne der phylogenetischen Systematik

Welche Charakteristika grenzen die rezenten Reptilien klar von den rezenten Amphibien ab?

A

Da zu den Nachfahren des Urahns der Reptilien auch alle Vögel und Säugetiere zählen, sind die Reptilien paraphyletisch. Trotzdem wird der Begriff weiter verwendet, es werden darunter alle Amnioten verstanden, die nciht zu den Vögeln oder Säugetieren gehören.

Monophyletisch hingegen sind die Amnioten die alle Landwirbeltiere ohne die Amphibien umschließen.

Merkmale zur Abgrenzung rezenter Amphibien und Reptilien:

Haut –> nackte, drüsenreiche Haut, Wasserdurchlässig –> Haut mit Hornschuppen oder Knochenplatten bedeckt, Wasserundurchlässig

Atmung –> Mundbodenatmung –> Pressatmung

Herz –> 1 Ventrikel, 2 Atrien, kein Septum –> 1 Ventrikel, 2 Atrien, unvollständiges Septum

Befruchtung –> äußere Befruchtung –> innere Befruchtung

Brustkorp –> keine oder nur kurze rippen –> Brustkorp geschlossen

37
Q

Schlangen zeichnen sich u.a. durch das Fehlen von Extremitäten aus. Entwerfen Sie ein auf aktuellen entwicklungsgenetischen Daten basierendes Szenario, wie es zum Verlust der paarigen Extremitäten während der Schlangenevolution gekommen sein könnte.

A

Die Schlangen sind relativ nahe mit den Waranen, und hier mit der Familie der Taubwarane verwandt. Die Reduktion der Gliedmaßen und die Verwachsung der Nickhaut kann als Anpassung an eine wühlende, unterirdische Lebensweise interpretiert werden - eine konvergente Entwicklung beider Merkmale aus genanntem Grund zeigen z.B. auch die Gymnophiona

Demnach haben sich Schlangen zunächst auf unterirdische Lebensweise spezialisiert, haben dann sekundär wieder andere Lebensräume besiedelt

Gestützt wird dieses Szenario durch das Vorhandensein von Becken- und Schultergürteln sowie der Aftersporne bei Pythons; entwicklungsbiologisch lässt sich beobachten, dass die Expression des Sonic-Hedgehog-Gens stark reduziert und verkürzt ist.

38
Q

Beschreiben sie Aufbau und Funktion des Jacobson´schen Organs bei den Schlangen. Welche Funktion erfüllen Grubenorgane und bei welchen Schlangengruppen sind sie zu finden?

A

Jacobsonsches Organ: Pdaarige, posteriore Abschnürung der Nasenhöhle , mit Sinneszellen überzogen.
Schlange züngelt; nimmt Geruchspartikelauf, die stereosensitiv ausgewertet werden können. Dadurch kann die Schlange einer Geruchsspur folgen

Grubenorgan: Gruben unterhalb der Nasenöffnung bei Schlangen.
Hierdurch kann die Schlange stereosensitiv Temperaturunterschiede von 0,001 K detektieren. Evolutionäre Anpassung an das Erjagen warmblütiger Säugetiere.

39
Q

Was sind Schläfenfenster? Welche funktionellen und welche systematischen Bedeutungen haben sie?

A

Schläfenfenster sind Aussparungen im Schädel. Primär entstanden sie als Ansatz für eine Kaumuskulatur

Systematisch sind alle diapsiden Amnioten entweder Reptilien oder Vögel; alle synapsiden Amnioten Säugetiere.

40
Q

In welche Großgruppen gliedert man die rezenten Reptilien? Nennen Sie zu jeder Gruppe je eine charakteristische Eigenschaft.

A

Schildkröten (Testudines) –> Carapax, anapsid

Panzerechsen (Crocodylia) –> Knöcherne Hautplatten, hoch entwickelte Brutpflege diapsid

Schuppenkriechtiere (Squamata) –> Häuten sich; Diapsid, aber entweder ein Jochbogen (Echsen) oder beide Jochbögen (Schlangen) reduziert

Schnabelköpfe (Sphenodonta) –> Besonderheiten im Schädelbau (Diapsid, Jochbögen nicht reduziert) vollständig erhaltenes Parietalauge

41
Q

Nennen Sie wesentliche Autapomorphien der Mammalia! Die rezenten Säuger werden in drei Hauptgruppen unterteilt. Nennen Sie diese und erläutern Sie kurz, auf welchen Charakteristika diese Unterteilung beruht

A

Die Autapomorphien wurden bei Frage 34 aufgezählt

Die Einteilung der rezenten Säugetiere erfolgt nach Art der Fortpflanzung, und inwieweit die embryonalentwicklung im Körper des Weibchens stattfindet. Alle (weiblichen) Säugetiere haben Milchdrüsen (Mamma), mit denen die Jungtiere gesäugt werden.

Protheria (Kloakentiere) –> Legen Eier, aus denen wenig entwickelte Jungtiere schlüpfen, die dann im Fell der Mutter getragen werden und gesäugt werden

Metatheria (Beuteltiere) Es werden wenig entwickelte Jungtiere geboren, die monatelang im Beutel der Mutter getragen und gesäugt werden.

Eutheria (Plazentatiere) –> Mehr oder weniger voll entwickelte Jungtiere werden nach langer Tragezeit geboren. Ernährung des Embryos/ Fötus über die Plazenta

42
Q

Vergleichen mit ihren Reptilien-Vorfahren zeigen Säugetiere charakteristische Modifikationen ihrer Körperstatistik und ihres bewegungsapparates. Benennen Sie diese und diskutieren sie kurz deren jeweilige adaptive Bedeutung

A

Ursache: Körper hebt sich vom Boden ab. Extremitäten schieben sich unter den Rumpf, weitere Regionalisierung der Wirbelsäule in Hals-, Brust-, Bauch-, Lenden- und Schwanzwirbel und absetzen des Kopfes vom Rumpf

Folge: Es entsteht eine Zugkraft nach unten, die vor allem auf der Wirbelsäule lastet. Um ein Durchhängen zu vermeiden, und diese Kräfte auf die Extremitäten abzuleiten, funktioniert das Skelett-Muskel-System ähnlich einem Bogen-Sehnen-System (Armbrust) oder einer Brückenkonstruktion

Säugetiere haben im Vergleich zu Reptilien eine weit effizientere Fortbewegung und erhähte Beweglichkeit. Die Rotheria bilden hierbei eine entscheidende Ausnahme, wobei ihre seitliche Extremitätenanordnung durchaus als Reptilienmerkmal interpretiert werden darf.

43
Q

Welche Eigenschaften unterscheiden das Gebiss der Säuger von dem aller anderen Vertebraten? Spezifische Modifikationen von Gebiss und Verdauungstrakt führten zur Herausbildung unterschiedlicher Ernährungstypen bei Säugetieren. Nennen Sie diese inkl. ihrer wichtigsten Merkmale.

A

Insektenfresser –> Bezahnung: Relativ einheitliche Zähne, spitz, zum Knacken von Exoskeletten gut geeignet.; Verdauungssystem: Wenig differenzierter, kurzer Darm, der sich prinzipiell nicht von dem eines Karnivoren untersccheidet

Pflanzenfresser (Nager) –> Bezahnung: Schneidezähne zu zeitlebens nachwachsenden Nagezähnen umgewandelt, Eckzähne fehlen, Promolaren und Molaren sind Mahlzähne; Verdauungstrakt: Einfacher Magen, langer Darmtrakt, großer Blinddarm

Pflanzenfresser (Gräser) –> Bezahnung: Schneidezähne scharf, Eckzähne fehlen, Prämolare und Molare hochkronig, sehr hart. Diastem = Lücke zwischen Schneidezähnen und Mahlzähnen; Verdauungstrakt: Oft fermentative Verdauung mit mehreren Mägen - dadurch Nutzung von Cellulose als Nährstoff möglich. Sehr langer darm, langer Blinddarm.

Allesfresser –> Bezahnung: Multifunktionales Gebiss mmit Eckzähnen, Schneidezähnen und Mahlzähnen. Zahnflächen meist verbreitert; Verdauungstrakt: Darmlänge zwischen der der Pflanzenfresser und der der Fleischfresser. Blinddarm meist vorhanden

Raubtiere: Bezahnung: Lange, spitze Eckzähne zum Packen und Töten der Beute. Brechschere (Prämolare und Molare) zum Knacken von Knochen und Reißen der Beute; Verdauungssystem: Kurzer Darm, Blinddarm klein oder fehlend.

44
Q

Vergleichen sie die Lungen von Vögeln und Säugetieren hinsichtlich anatomischem Bau und Vetilationsmechanismus. Welches der beiden Atemorgane ermöglicht den effizienteren Gasaustausch? Begründen Sie ihre Antwort

A

Poolatmung: Saug-Unterdruck-Atmung, durcch Kontraktion/Entspannung des Zwerchfells und der Zwichsenrippenmuskulatur. Luftvolumen pro atemzug ist immer kleiner als Gesamtvolumen der Lunge; Sauerstoffaufnahme im Blut kann niemals Sättigungswert erreichen.

Atmung über Kreuzstrom-Prinzip: Ein Atemvorgang entspricht zwei Atemzügen: Zunächst wird frische Luft in die posterialen Luftsäcke geleitet. Beim ersten Ausatmen strömt verbrauchte Luft aus dem voderen Luftsäcken nach außen, aus den hinteren Luftsäcken in die Lunge. Beim zweiten Atemzug gelangt die Lungenluft in den vorderen Luftsack, der hintere füllt sich wieder. Beim zweiten Ausatmen wird der vordere Luftsack geleert, vom hinteren gelangt wieder Luft in die Lunge.

Die Atmung der Vögel ist effizienter als die Atmung der Säugetiere: Bei der Vogellunge kann O2 effektiver aufgenommen werden, da der O2 - Gehalt der Atemluft immer dem O2 - Gehalt der Außenluft entspricht. Bei Säugetieren ist der O2 - Gehalt der Atemluft immer wesentlich geringer, als der der Außenluft.

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Welche anpassungen des Bewegungsapparates der Vögel an das Fleigen kennen Sie? Nennen sie diese. Welche weiteren morphologischen und physiologischen Charakteristika der Vöögel können als Anpassungen an das Fleigen gedeutet werden? Nennen Sie diese

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Anpassungen im bewegungsapperat:

  • Die Knochen sind hohl, haben geringeres spezifisches Gewicht –> gewichtsreduktion
  • Das Brustbein hat einen sehr großen Kiel. Dort sitzt die Flugmuskulatur an –> Hohe Leistungsfähigkeit und Kraftübertragung
  • Flugmuskulatur macht % des Körpergewichtes aus. –> Schnelle und effiziente Flügelschläge möglich, Voraussetzung, um fliegen zu können.

Weitere Anpassungen:
- Federkleid begünstigt aerodynamische Eigenschaften, vergrößert Flügelfläche ohne nennenswerte Gewichtszunahme.

  • Kreuzstrom-Atmung in Verbindung mit Hochleistungs-Herz als effektivste Möglichkeit der O2- Aufnahme und Ausnutzung im gesamten Tierreich
  • spezialisierung der Vordergliedmaßen zu Flügeln, die sowohl Gleitflug als auch Schlagflug ermöglichen.
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Q

Vögel und Säugetiere besitzen eine Reihe konvergent evolvierter Merkmale; welche kennen Sie? Argumentieren Sie, weshalb das jeweilige Merkmal als konvergent entwickelt (und nicht als homolog) anzusehen ist.

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  • Warmblütigkeit ist bei den Archosauriern unabhängig vonden Therapsidien entstanden. Es muss sich um Konvergenz-Entwicklungen handeln, da der letzte gemeinsame vorfahr (ein reptilienartiger Amniot der im Oberkarbon gelbt haben muss) ein wechselwarmes Tier war
  • Getrennter Lungen- und Körperkreislauf mit einem Herz, dass in zwei Ventrikel und zwei Atrien gekammert ist. Gleiches Argument wie oben, die frühen Amnioten hatten ein unvollständig gekammertes Herz
  • Isolationsschicht aus Federn bzw. Haaren, während die reptilischen Vorfahren nackt waren
  • Großhirn nimmt an Größe derart zu, das es bei Weitem die Hauptmasse des Gehirns ausmacht. Damit verbunden sind komplexe kognitive und ethologische Verhaltensmuster von Vögeln und Säugetieren zu beobachten, die Reptilien (bis auf wenige Ausnahmen) fehlen.
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Beschreiben Sie am Beispiel eines Vogels oder Säugers die anatomische Gliederung seines Verdauungstraktes und ordnen Sie dessen Abschnitten je eine typische Funktion zu.

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  • Zähne: Zerkleinern der Nahrung
  • Speicheldrüsen: Speisebrei gleitfähig machen, Amylasen spalten bereits Kohlenhydrate in Mono- und Disaccharide
  • Speiseröhre: Beförderung des Speisebreis in den Magen
  • Magen: Denaturieren von Proteinen und desinfizieren des Speisebreis durch Ansäueren mit 0,1 N Salzsäure und Ausschüttung von Pepsin
  • Leber/Galle: Proteasen und Lipasen spalten Proteine in Aminosäuren, Fette in Monoglyceride und freie Fettsäuren. Gallensaft emulgiert Fett.
  • Pankreas: Amylasen, Insulinproduktion zur Kohlenhydratverdauung
  • Dünndarm: Resorption der Aminosäuren, Lipiden und Saccharide.
  • Dickdarm: Resorption von Wasser und Salzen
  • Rektum/Anus: Ausscheidung
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Der Urvogel Archaeopteryx lithographica wird häufig als Paradebeispiel für ein sog Missing Link angeführt
Was versteht man unter Missing Link?

Wann und wo wurde das erstmals beschriebene Archaeopteryx - Exemplar gefunden?

Weshalb handelt es sich aus heutiger Sicht bei archaeopteryx eigentlich nicht um einen Missing Link?

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Ein Missing Link soll eine evolutionäre Zwischenstufe als Fossil abbilden, also Bindeglied zwischen zwei evolutionären Vor- und Nachfahren sein.

Solnhofener Plattenkalk 1855

Archäopteryx wird heute als Seitenzweig der Vogel-Entwicklung gesehen, nicht mehr in der direkten Abstammungslinie hin zu den modernen Vögeln. Er weicht in Merkmalen des Schädelbaus bzw. von Finger und Fußknochen entscheidend von den Vögeln ab.

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Begründen Sie, weshalb sich Vögel oft sehr gut als Bioindikatoren zur Charakterisierung von Lebensräumen und zur Diagnose von Umweltveränderungen eignen.

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  • Vögel sind dank ihrer Flugfähigkeit sehr mobil, d.h. sie besiedeln (und verlassen) sehr schnell geeignete Lebensräume. Vögel reagieren daher schnell auf Veränderungen
  • Die Bestände sind relativ leicht durch bloßes Beobachten erfassbar
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Beschreiben sie den histologischen Aufbau der Haut eines typischen Säugers

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Abbildung

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Beschreiben Sie das Urogenitalsystem eines männlichen und eines weiblichen plazentalen Säugetieres

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Abbildung