VL 6: Ecydysozoa: Cycloneuralia Flashcards
1
Q
PROTOSTOMIA - Ecdysozoa
A
- Häutungstiere
- mehrschichtige (3-lagige) Cuticula
- unter Einfluss ecdysteroidem Hormon wird gehäutet
- Cuticula mit alpha-Chitin + Proteine
- Verlust von Bewegungscilien
- keine primären Larven
- innere Befruchtung bei vielen Arten
- getrennte Geschlechter
2
Q
innere Systematik Ecdysozoa
A
- Panarthropoda
- Gliedertiere (Arthropoda)
- Bärtierchen (Tardigrada
- Stummelfüßer (Onychophora)
- Lobopoden (Loopodia)
- Cycloneuralia
3
Q
Phylogenie der Ecdysozoa: Cycloneuralia
A
4
Q
Apomorphien Ecdysozoa
A
- Ecdysis: Häutung
5
Q
Ecdysis - Häutung
A
- Cuticula bildet mehr oder weniger starres Außenskelett
- Wachstum bei Arthropoda nur durch Häutung möglich
- Größenzuwachs zwischen den Häutungen bei anderen Ecdysozoa
- Exoskelett der Arthropoden und anderer Ecdysozoa enthält Chitin und Proteine
- Häutung durch Häutungshormon Ecdyson ausgelöst
- Cuticula nicht anpassungsfähig der neuen Größenverhältnisse → Abstoßung alte Hülle (Exuvie) in best. Zeitabständen
- darunterliegend neue (größere) Hülle, bereits nach kurzer Zeit ausgehäutet und kann Schutzfunktion erfüllen
6
Q
Chitin
A
- eines der wichtigsten biologischen Materialien
- seit mindestens 500 Mio Jahren von Lebewesen produziert
- Polysaccharid (zweithäufigstes)
- ähnelt Cellulose
- Vorkommen
- Cnidaria
- Mollusca → Radla, Kiefer/Gladius Cephalopoda
- Annelida → Borsten
- Lophophorata
- Pilze → Zellwände
- Algen
- viele Schädlingsbekämpfungsmittel hemmen Chitin-Synthese → Angriff in die Ontogenese
- lineares, stickstoffhaltiges Polysaccharid aus Poly (N-Acetyl-D-Glucosamin)Ketten
- Anordnung parallel (alpha-Chitin) oder antiparallel (beta-Chitin)
7
Q
Aufbau der Cuticula
A
- wird von unterliegender Epidermis abgeschieden
- von Kanälen durchzogen (Kommunikation)
- überzieht alle ektodermalen Strukturen (acuh innenliegende wie Darm, Atmungsorgane, Spermienspeicherungsorgane)
- Bildung und Mineralisierung der Endocuticula findet nach edr eigentlichen Häutung statt
- besteht aus 3 Lagen
- innere Schicht mit alpha-Chitin (→Endocuticula)
- mittlere Schicht ohne Chitin (→ Exocuticula)
- ⇒bilden Procuticula
- chitinöse und mineralisierte Schicht
- äußere sehr dünne trilaminaten Schicht, ohne Chitin (→ Epicuticula)
- lipidhaltig
- bildet Wachsschicht als Körperbarriere und Austrocknungsschutz
8
Q
Arthropoden Cuticula
A
- mehrere alpha-Chitin-Kettenmoleküle bilden Mikrofibrillen (=nanofibrils), oft in Matrix aus Proteinen eingebettet
- Chitin selbst ist elasatisch und transparent, Proteine geben Stabilität
- Proteine werden durch Chinone zu wasserunlöslichen, gelbbraunem Sklerotin “gegerbt” vernetzt
- Chitin-/Proteinfibrillen ordnen sich gleichmäßig in Schichten an
- einzelne Shichten stapeln sich versetzt zueinander an: helicoidalle Anordnung
- dadurch wiird Cuticula wasserunlösich, extrem stabil und widerstandsfähig (Skelett. Landgang)
- Chitin allein ist nicht für die Härtung des Arthropoden-Panzers verantwortlich, ist ungegerbt weich und biegsam, erst durch die Gerbung mit Sklerrotin wird es hart
- zusätzlich: Mineralisierung der Cuticula, v.a. bei Crustaceen durch Calciumcarbonat
9
Q
Cycloneuralia
A
- rangloses Taxon
- Schwestergruppe Arthropoda
- vereint 5 wurmartife, wirbellose Tierstämme
- Nematoida
- Fadenwürmer (Nematoda)
- Saitenwürmer (Priapulida)
- Scalidophora
- Priapswürmer (Priapulida)
- Korsetttierchen (Loricifera)
- Hakenrüssler (Kinorhyncha)
- Nematoida
- besonderes Merkmal: charakteristischer Aufbau des Gehirns –> kreisförmiges Zentralnervensystem (Gehirn) um den Schlund (Pharynx) herum
- typischer Aufbau aus den Somata der Gehirnzellen vorne und hinten unf einem zentralen Faserring
- anterior und posterior des Nervenrings liegen die Somata (Zellkörper), Dendriten ziehen direkt zu den Sinnesorganen (z.B Sensillen)
- bauchseitigen (ventralen) bereich des Gehirnrings gehen ein einzellner oder ein paariger Nervenstrang hervor
- leben größtenteils im Sandlückensystem der Meeresküsten –> daraus in andere Bereiche vorgedrungen
- primäre Leibeshöhle Pseudocoel, flüssigkeitsgefüllt, ohne Parenchym
- zweischichtige Cuticula
10
Q
Apomorphien Cycloneuralia
A
- ringförmiges NS im Kopf um Schlund herum
- Körper nur mit 2-schichtiger Cuticula
11
Q
Cycloneuralia Nervensystem
A
- namensgebend
- ringförmiges Gehirn aus Nervenfasern (Axone) um Pharynx oder anderen Abschnitt des Verdauungstraktes (Apomorphie)
- anterior und posterior des Nervenrings liegen die Somata (zellkörper), Dendriten ziehen direkt zu den Sinnesorganen
12
Q
Nematoida
A
- langer dünner Körper
- mind eine ventrale und dorsale Epidermisleiste mit darin liegenden Nervenstrang
- Kollagencuticula
- keine Protonephridien
- Körper-Ringmuskulatur komplett reduziert –> keine peristaltischeen Bewegungen möglich
- ausschließlich Längsmuskulatur
- Wellenbewegungen
- Männchen mit Kloake
- Weibchen Gonadenöffnung mittig
- Parasitisch (in mensch. Augen)
13
Q
Nematoda
A
- Fadenwürmer
- mikroskopisch klein
- individuenreichste Metazoagruppe
- einheitlich organisierte Würmer
- keine Segmentierung
- mit dicker Cuticula, die 4 mal gehäutet wird
- nur Häutungsmuskulatur (Hautmuskelschlauch)
- Seitenorgane (Amphidien): Chemorezeptoren
- kein Schwimmveermögen –> dorsoventrale Schlängelbewegungen
- ohne Cilien
- direkte Entwicklung
- Pseudocoelomat
- marin, limnisch, terrestrisch
- in vieelen Lebensräumen
- Parasiten
- Zellkonstanz in kleinen Nematoden
- drehrund (bilateral symmmetrisch)
- sexuelle Fortpflanzung
- Epidermis als Synctium
- Atmung durch die Haut
- zusätzlich laterale Epidermisleisten
- Spiculaapparat
- Zellknostanz
- Sensillen im 6+6+4 Muster am Vorderende
14
Q
Apomorphien der Nematoda
A
- Sensillen im 6+6+4-Muster
- Seitenorgane (Amphidien) mit Chemorezeptroen
- Dorsoventrale Schlängelbewegung
- Zusätzliche laterale Epidermisleeisten
- Sie haben Schwanzdrüsen mit denen sie sich festklebeen können
- Ventraldrüse, die den ganzen Wurm durchzieht mit einer Bauchseitigen Öffnung nach unten
- Die Männchen haben cuticuläre Spicula um sich an den Weibchen festzukrallen und eine Cloake aus denen die Spermien und der Kot austreten
- Die Vulva der Weibchen ist in der Mitte
- Dicke Kutikula
- Flüssigkeitsgefülltes Pseudocoel
15
Q
Caenorhabditis elegans
A
- Modellorganismus c. elegans
- transparent nur 1 mm lang
- Ontogenese (cell lineage) extrem gut untersucht
- komplettes Genom sequenziert
- Hautmuskelschlauch beschränkt sich auf Längsmuskulatur: keine Peristaltiik, sondern Schlängeln (Körper wird nach dorsal und ventral gebogen)
- Nematoden schwimmen also auf der Seite
- viele schwimmen gleich gut vorwärts und rückwärts
- konsekutive Hermaphroditen: protandrisch
- Erste adulte Lebensphase männlich, später weiblich
- Es gibt auch reine Männchen
- Eutelie: Hermaphrodit hat 959 Zellen, reine Männchen 1031
16
Q
Ökologische Bedeutung der Nematoda
A
- frei-lebende Bodenbewohner (Rhabdtis spec.) leben in sich zersetzender organischer Substanz (saprobiotische Nematoda)
- Pflanzenschädlinge (Weizenälchen, Kartoffelnematode)
- Tierparasiten (Trichine, Spulwurm) –> z.T riesig (placentonemia gigantissima –> Pottwahl-Parasit)
- Modellorganismus für Genetiker
- Nützlinge gegen Schnecken
- Dickmaulrüssler oder Pflanzenschädlinge
17
Q
Körperbau Nematoda
A
18
Q
Spulwurm (Ascaris)
A
- keine Körperanhänge (aber Borsten und Papillen)
- Hautmuskelschlauch aus Cuticula, Epidermis und Längsmuskulatur, Ringmuskulatur fehlt
- alle ektodermalen Epithelien sind mit Cuticula bedeckt (Sinnesborsten, Pharynx, Rektum, Kloake)
- doorsale und ventrale Epidermisleisten enthalten Markstränge des NS
- laterale Epidermiisleisten stark ausgebildet, bilden Cuticula
- Längsmuskulatur wird durch lateral Epidermisleisten in zwei großße Funktionseinheiten gegliedert (dorsal und ventral). Folge: Schlängelschwimmen in Seitenlage
- Muskulatur immer einschichtig
- primäre Leibeshöhle zwischen Darm und Hautmuskelschlauch, nur bei großen Formen flüssigkeitsgefüllt
19
Q
Lebenszyklus Ascaris
A
- Ascaris lumbricooides befällt Menschen, andere Primaten und Bären
- ohne Zwischenwirt
- 2% der Weltbevölkerung betroffen, 1% sterben
- Weibchen 40 cm, Männchen 25 cm lang
- Eier gelangen über Kot in die Umwelt, im Ei häutet sich die Larve erstmals
- Eier werden z.B. über kontaminierte Pflanzen aufgenommen
- Larven schlüpfen im Dünndarm, bohren sich durch Darmwand
- gelangen über Blutstrom zur Leber, Häutung zum nächsten Larvenstadium
- Larven wandern jetzt ins Herz und dann in die Lunge, nächste Häutung
- Wanedrung zum Kehlkopf, löst Hustenreflex aus
- was nicht ausgehustet wirde, wird verschluckt, landet wieder im Dünndarm
- Entwicklung zum Adultus, Paarung, Eiabage, Ausscheidung
- Infektionbei Menschen meist über kotgedüngtes Gemüse
- Spulwürmer gibt es auch in vielen Haustieren
- bei Ascaris betrifft die Zellkonstanz nur einzelne Organsysteme (z.B. Nervenzellen, Muskulatur und Epidermiss aus variabler Anzahl
- größter Spulwurm in der Placenta trächtiger Pottwale
20
Q
Trichinen (Trichinella spp.)
A
- Trichinen: parasitische Fadenwürmer der Gattung Trichinella
- Säugetiere sind Zwischen- und Endwirt
Lebenszyklus
- incystierte Larven werden durch Verzehr von rohem Muskelfleisch aufgenommen
- Cysten setzen im Dünndarm Larven frei
- bohren sich in Dünndarmepithel, reifen innerhalb von 30 h heran
- Paarung, Weibchen gebären ca. 1500 Larven (ovovivipar)
- Larven bohren sich durch Dünndarm und erreichen über blut oder Lymphe die Muskulatur
21
Q
Trichinellose
A
- Mensch ist heute Fehlwirt, da er von keinem anderen Organismus gefressen wird
- Symptome: Schwindel, Bauchschmerzen, Erbrechen, Durchfall, Fieber
- Meist verschwinden Symptome nach 1 Jahr von elbst
- Befall des Herzmuskels kann allerdings tödlich sein
22
Q
Medinawurm (Dracunculus medinensis)
A
- seit 3000 Jahren bekannt
- ursprüngl. Feuchtgebiete Afrikas und Asiens, heute sehr selten
- Larven im Zwischenwirt: winzige Ruderfußkrebse
- werden mit dem Trinkwasser aufgenommen
- Epidemien werden durch Abkochen von Wasser und den Einsatz von Filternetze verhindert
- entwickeln und paaren sich im menschl. Verdauungstrakt
- Weibchen werden bis 1 m lang
- wandern zu den Extremitäten und bilden extrem schmerzhaftes Geschwür
- dieses platzt bei Kontakt mit Wasser auf und setzt Larven frei
- Sekundärinfektionen können tödlichen Verlauf nehmen
23
Q
Filariose: Elephatiasis
A
- in tropischen Regionen, kann durch versch. Nematoden-Arten verursacht werden
- Nematoden befallen lymphatisches System und verursachen chronische Entzündung mit Lymphstau
- adulte Nematoden werden durch Stechmücken übertragen und passiv ins Lymphsystem gespült
- produzieren im Wirt Unmengen von Larven (Mikrofilarien)
- nachts treten Larven ins periphere Blut über und können so wieder von Stechmücken aufgenommen werden
- kein freilebendes Stadium!
24
Q
Filiarose: Flussblindheit
A
- ähnlicher Lebenszyklus
- Zwischenwirt ist Kriebelmücke
- 37 Mio. Menschen infiziert, v.a. in Afrika, ca. 300 000 erblindet
- Kriebelmücken nehmen Mikrofilarien (Larven) von infizierten Menschen auf, dort entwickeln sie sich zu Wurmlaven und werden weiter verbreitet
- befallen i. d. R. das menschliche Bindegewebe, Entwicklung zum Adulten in 10 Monaten (gesamte Lebensdauer bis 17 Jahre)
- können zu Blindheit führen, wenn sie das Auge befallen
- dramatischer Anstieg der Krankheit in den 70er Jahren
- Folge: Menschen verließen fruchtbare Flusstäler
25
Q
Scalidophora:
A
Introovert mit sensorischen Skaliden (enthalten innere Sinnescilien)
26
Q
Scalidophora: Priapulida
A
- nur 20 Arten, alle marin
- große Vielfalt im Fossilbericht
- seit dem Kambrium bekannt und damals vermutlich eine dominierende Wirbellosengruppe
- Werden oft als lebende Fossilien bezeichnet, da sie sich seit dem Kambrium kaum verändert haben
- Körper mit ausstülpbarem Introvert (besitzen alle Scalidophora) in dem die Mundöffnung und der Pharynx sitzen
- Introvert ist außen mit lokomotorischen und sensorischen Skaliden besetzt
- Skaliden dienen der Verankerung im Sediment für diie Fortbewegung
- Hinterende oft mit Kiemen
- Benannnt nach dem Priapos, dem Gott der Fruchtbarkeit (Sohn der Aphrodite)
27
Q
Protostomia - Ecdysozoa - Panarthropoda
A
- dreischichtige Cuticula aus alpha-Chitin und Proteinen
- Häutung (Steuerung durch Ecdysteroidhormon)
- homonome Segmentierung
- paarige lokomotirische Extremitäten
- 1 Paar Ocellen (= Punktaugen)
- Cephalisation und Syncerebrum (Oberschlundganglion)
- ganglionäres NS mit Konnektiven und Kommissuren
- Besitz eines Bauchmarks
- Nephridien mit Sacculus
28
Q
Innere und Äußere Systematik Panarthropoda
A
29
Q
Ecdysozoa - Panarthropoda - Tardigrada (Bärtierchen)
A
- sehr klein (Verzwergung)
- Reduktion des Kreislaufsystems und der Metanephridien
- 4 Paar Laufbeine mit Haftplättchen oder Krallen
- extrem resistent
- gegen Kälte
- Strahlung
- Austrocknung –> Anhydrobiose
- Meeresformen und Süßwasserformen
30
Q
Ecdysozoa- Panarthropoda - Onychophora [3]
A
- landlebend
- überwiegend in der südlichen Hemisphäre
- Büscheltracheen
- Schleimpapillen und Wehrdrüsen
- Markdrüsen (Reduktion segementaler Ganglien)
- leben räuberisch
- spritzen Gift in Beute ein und saugen diese aus
- mit weichem Chitinskelett
- direkte Entwicklung
31
Q
Kopfanhänge der Taxa der Panarthropoda
A
- mind 2 umgewandelte Kopfextremitäten bestimmten Segementen zugeordnet
- Die Antennen der Onychophora ist keines der beiden Antennenpaaere innerhalb der Arthropoden homolog
- Extremitäten der Onychophora werden Lobopodien genannt
- lässt sich auf das Grundmuster der Arthropoden übertragen
32
Q
Anatomie der Panarthropoda
A
- paarig angelegte Coelomräume, paarige Metanephridien, sowie äußerlich durch Extremitäten bilden das Grundmuster
- Mixocoel als Mischung aus primärer und sekundärer Leibeshöhle;
- Coelom bildet sich segmental wie bei den Anneliden in der Embryonalphase aus präanaler Sprossungszone heraus;
- in der adulten Phase ist die Körperhöhle unterteilt von Pericardialsepten als Rest der Coeelomwände;
- darüber liegt das Herz in der primären Leibeshöhle
- offenes Hämolymph-Kreislaufsystem;
- röhrenförmiges, dorsales muskulöses Herz mit segmentalen paarige Ostien durch die die Hämolymphe in das Herz gelangt;
- durch Körper wird Hämolymphe durch Lakunen geleitet
- segmentale Metanephridien;
- bei Onychophoren gibt es Anlagen in jedem Segment;
- bei Arthropoden auf wenige Segmente beschränkt;
- bei Onychophoren Sacculus mit Wimperntrichter,
- bei Arthropoden ohne Cilien am Trichter
- Syncerebrum = zusammengesetztes Gehirn:
- bei Onychorphoren nur zweiteilig (Proto- u. Deutocerebrum), die ein einheitliches Ganglion darstelln;
- bei Arthropoden dreiteilig (Proto-, Deuto-, und Tritocerebrum),
- vorn zum Sehen,
- mittig für Sensomotorik und Chemorezeption des ersten Antennenpaars,
- dritte Region für zweites Antennenpaar
- Strickleiternervensystem: paarige Ganglien eines Segments durch querverlaufende Komissuren u. Ganglien aaufeinanderfolgender Segmente durch längsverlaufende Konnektive miteinander verbunden
- Extreitäten mit Krallen
- Superfizielle Furchung
