Seminar Spezielle Zoologie I (7/8/9) - Ecdysozoa PDF

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Fragen und Antworten vom Seminar...

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Seminar Spezielle Zoologie 1-7 - Ecdysozoa I

1.

Erklären Sie die Begriffe Ecdysozoa, Lophotrochozoa und Protostomier und wie sie zusammengehören.

Ecdysozoa: Häutungstiere Lophotrochozoa: Name geht zurück auf die Merkmale Lophophor und Trochophora-larve, die jedoch häufig nicht beide vorkommen Protostomier: Urmünder Ecdysozoa und Lophotrochozoa bilden zusammen die Protostomier. Die Schwestergruppe der Protostomier sind die Deuterostomier.

2.

Nennen Sie einige Merkmale der Ecdysozoa.

- Ecdysis (Häutung) - Cuticula bestehend aus Epicuticula, Exocuticula und Endocuticula - artenreichste Tiergruppe

3.

Erläutern Sie das namensgebende Merkmal. Warum ist es in dieser Tiergruppe notwendig?

Ecdysis (Häutung). Die Tiere haben eine widerstandsfähige, äußere Körperhülle (Cuticula).

4.

Welche Merkmale sind spezifisch für die Cycloneuralia? Welche Stämme findet man innerhalb dieser Großgruppe und warum ist diese Großgruppe phylogenetisch problematisch?

Merkmale: ringförmiges Gehirn; einfaches Introvert Stämme: Scalidophora (Priapulida (Priapswürmer), Kinorhyncha (Hakenrüssler), Loricifera (Korsettierchen)) und Nematoida (Nematomorpha (Saitenwürmer), Nematoda (Fadenwürmer)) Die Großgruppe ist bisher beschrieben als polyphyletisch. Speziell die phylogenetische Verwandtschaft der Loricifera ist noch ungeklärt.

5.

Nennen Sie jeweils einige spezifische Merkmale der vier artenärmeren Stämme innerhalb der Cycloneuralia.

Priapulida (Priapswürmer): Körper aus ausstülpbaren Vorderkörper (Introvert) mit Skaliden und einem längeren, segmentierten Rumpf bedeckt von chitinhaltigen Dornen Kinorhyncha (Hakenrüssler): Introvert, Muskeln mit Fortsätzen zu den Nerven, Körper unterteilt in segmentartige Zonite Loricifera (Korsettierchen): extrem klein, Introvert mit Skaliden, Rumpf von Loricia (Panzer) umgeben, komplexer Lebenszyklus aus geschlechtlicher und ungeschlechtlicher Fortpflanzung, drei Gattungen bekannt, die in sauerstofffreien Habitaten leben Nematomorpha (Saitenwürmer): subpharyngeales Gehirn, Muskeln mit Fortsätzen zu Nerven, ventrale Epidermisleiste, Eier werden in Laichschnüren abgelegt, Wirtsmanipulation

1

6.

Welcher dieser Stämme stellt die Geschwistergruppe der Nematoda dar?

Nematomorpha (Saitenwürmer)

7. -

Nennen Sie einige Merkmale der Nematoden, darunter drei hochspezifische Merkmale.

Pseudocöl oder acöl keine Körperanhänge Hydroskelett mehrschichtige Cuticula Hautatmung Blutkreislauf fehlt Amphidien als Sinnesorgane Eutelie (Zellkonstanz) meist ovipar direkte Entwicklung

hochspezifisch: vier Epidermisleisten, H-förmige Zellen, Nerv-Muskelkontakt, Spicula (Begattungsorgan)

8.

Warum pflanzen sich Nematoden niemals asexuell oder parthenogenetisch fort?

- sind (fast) immer getrenntgeschlechtlich

9.

Wie bewegen sich Nematoden fort und was ist speziell an ihrer Art der Fortbewegung?

- “Schlängelschwimmen” - besitzen nur Längsmuskelzellen und keine Ringmuskulatur

10. Was ist ungewöhnlich an den Nerv-Muskel-Verbindungen der Nematoden? Wo findet man dieses histologische Merkmal noch? - Muskelzellen breiten sich zu den Nervenbahnen aus (normalerweise/meistens breiten sich die Nervenzellen zu den Muskeln hin aus) - auch bei: Nematomorpha, Kinorhyncha

11. Nennen Sie drei parasitische Nematodenarten und beschreiben Sie ihren Lebenszyklus. Medinawurm: Die adulten Weibchen setzen sich beim Menschen in der Bindehaut der Unterhaut ab (verursacht extreme Schmerzen). Sie induzieren die Bildung eines blasigen, stark juckenden Geschwürs, das durch häufige Berührung mit Wasser oder durch Kratzen aufreißt. Bei Berührung mit Wasser steckt das Weibchen sein Vorderende ins Freie und entlässt durch seine Geschlechtsöffnung tausende von Juvenilen. Diese werden von den Copepoda (Süßwasserkrebs) gefressen, und entwickeln sich in deren Leibeshöhle zu infektiösen Dauerlarven. Werden die Krebse mit Trinkwasser verschluckt, gelangen die Larven in den menschlichen Körper. Die Larven werden im Magen freigesetzt und wandern in den Dünndarm und schließlich Retroperitonealraum, wo sie heranwachsen und sich paaren. Das Männchen (3 cm) stirbt anschließend, während das Weibchen weiter wächst (bis zu 120 cm) und schlussendlich ins Unterhaut-Bindegewebe wandert. 2

Hakenwurm: Die Adulten Tiere leben im Dünndarm. Eier werden mit dem Kot ausgeschieden. Im Kothaufen entwickeln sich die Juvenilstadien zu den filariformen, infektionsfähigen Dauerlarven. Diese leben oft in Gruppen. Infektiöse Juvenile durchdringen die Haut und wandern durch den Kreislauf zu den Lungen. Über die Alveole wandern sie über die Luftröhre, in die Speiseröhre, in den Dünndarm. Im Dünndarm, bohren sie sich in die Schleimhaut, saugen Blut, paaren sich fort. Peitschenwurm: Die adulten Tiere leben im Dickdarm des Menschen, wo sie sich von der Darmschleimhaut ernähren. Über den Kot werden Eier ausgeschieden. Die Eier reifen drei bis vier Monate und werden oral (z.B. durch ungewaschenen Salat aufgenommen). Die Larven schlüpfen im Dünndarm und wandern von dort in den Dickdarm, wo sie sich mehrmals häuten und dann wieder paaren.

12. Welche Gemeinsamkeiten haben der kleine Leberegel, Toxoplasma gondii und die Nematomorpha? - sind Parasiten, die ihren Wirt manipulieren, damit er sein Verhalten ändert und sie ihren Lebenszyklus fortführen können

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Seminar Spezielle Zoologie 1-8 - Ecdysozoa II

1.

Was versteht man unter der kambrischen Explosion? Wann hat sie ungefähr stattgefunden?

Fast alle Großgruppen der heute noch lebenden Tiere (Metazoa) traten relativ plötzlich und scheinbar zeitgleich im frühen Kambrium (vor 535–525 Millionen Jahren) auf, ein Phänomen, das man deshalb als kambrische Artenexplosion bezeichnet.

2. -

Nennen Sie drei Arthropoden-ähnliche fossile Gruppen.

Anomalocaris („ungewöhnliche Garnele“) Hallucigenia Trilobita („Dreilapper“) Eurypterida („Seeskorpione“)

3.

Welche Gruppen werden als Panarthropoda bezeichnet?

Arthropoda (Chelicerata & Mandibulata), Tardigrada, Onychophora

4.

Was kennzeichnet das Nervensystem der Panarthropoda und welche Ausnahme gibt es?

Arthropoda besitzen ein Strickleiternervensystem. Es ist eine an eine Strickleiter erinnernde Konstruktion, die aus ventral liegenden, paarigen Längssträngen und segmentalen Ganglienpaaren und Kommissuren besteht. Am Vorderende gehen die Kommissuren des Oberschlundganglions in einen Schlundring über. Pro Segment sind drei Seitennerven angelegt. Das Grundmuster bleibt bei vielen Arthropoda bestehen allerdings kann es auch zu Konzentrationen und Verschmelzung der vorderen Ganglienpaare zu einem Syncerebrum (Komplexgehirn) und die Entstehung von Unterschlundganglienmassen bei Arthropoda kommen. Bei den Onychophora sind die ventralen Längsstränge auffällig weit voneinander getrennt und werden in jedem Metamer durch etwa 9-10 dünne Kommissuren verbunden.

5. -

Nennen Sie 10 typische Eigenschaften der Arthropoden (Panarthropoda oder Euarthropoda).

heteronome Segmentierung in funktionelle Einheiten (Tagmata) Kopfbildung (Cephalisation) Entstehung eines Komplexgehirns (Syncerebrum) gegliederte Extremitäten mindestens ein Extremitätenpaar zu Mundwerkzeugen/Antennen umgebildet Mixcocöl Cuticula Komplexaugen (Facettenaugen) Malpighische Gefäße Strickleiternervensystem

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6. -

klein (0,5-1,5 mm) leben in feuchten Mikrohabitaten bilden Dauerstadien (Tönnchen) Cuticula aus Chitin Körper besteht aus Kopf & vier Rumpfsegmenten vier ungegliederte Laufbeine mit Krallen Hömocöl keine speziellen Atmungsorgane meist getrenntgeschlechtlich Sexualdimorphismus

7. -

Nennen Sie einige typische Eigenschaften bzw. Besonderheiten der Tardigrada.

Was ist typisch für die Stummelfüßer (Onychophora)?

homonom gegliederter und wurmförmiger Körper deutlich abgesetzter Kopf mit kleinen Augen und drei Paar Extremitäten (Antennen, Mandiblen, Oralpapillen) 13-43 Paar ungegliederte Laufbeine (Oncopodien) mit Krallen weiche Cuticula Tracheen unregelmäßig über Körper verteilt klebriges Wehrsekret

8.

Welche evolutionären Linien gehören zu den Euarthropoda und wie sind sie miteinander verwandt?

(Chelicerata, (Myriapoda, Pancrustacea))

9.

Was sind Tagmata und welche Tagmata findet man bei Arachnida, Hexapoda und Crustacea?

Tagmata: funktionelle Einheiten bestehend aus mehreren Segmenten - Arachnida: Prosoma & Opisthosoma - Hexapoda: Kopf, Thorax, Abdomen - Crustacea: Cephalothorax, Abdomen

10. Mit welchen Organen atmen Arthropoden? - Kiemen - Fächerlungen - Tracheen

11. Zeichnen Sie einen phylogenetischen Baum für Pycnogonida, Xiphosura und Arachnida. Chelicerata (Pycnogonida, Euchelicerata (Xiphosura, Arachnida))

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12. Nennen Sie typische Eigenschaften / Merkmale für jede der drei vorigen Gruppen. Pycnogonida (Asselspinnen): marin, räuberisch & Ektoparasiten; Körper stark reduziert auf Extremitäten; Prosoma trägt einen großen Rüssel (Proboscis); beinartige Eiträger (Oviger); Entwicklung über Protonymphon-Larve Xiphosura (Schwertschwänze): marin; räuberisch; hufeisenförmiges Prosoma; beweglicher Schwanzstachel; fünf Laufbeinpaare; einfache Facettenaugen; Buchkiemen; Entwicklung über Trilobitenlarve; hellblaues Blut Arachnida (Spinnentiere): meist terrestrisch; carnivor und parasitisch; extra-intestinale Verdauung; Körper gegliedert in Prosoma und Opisthosoma; Cheliceren & Pedipalpen; 3-6 Laufbeinpaare; Buch-Fächerlungen; innere Besamung; z.T. Matriphagie

13. Welche Großgruppen (Ordnungen) innerhalb der Arachnida sind ihnen bekannt? Nennen Sie für jede mindestens eine typische Eigenschaft. Scorpiones (Skorpione): Giftstachel Uropygi (Geißelskorpione): Schwanzgeißel Amblypygi (Geißelspinnen): erstes Laufbeinpaar extrem verlängert Pseudoscorpiones (Pseudoskorpione): Giftdrüsen in Pedipalpen Solifugae (Walzenspinnen): besitzen Tracheensystem Opiliones (Weberknechte): Prosoma & Opisthosoma verschmolzen, direkte Befruchtung Acari (Milben): z.T. parasitisch, Körpergliederung in Gnathosoma und Idiosoma Araneae (Webspinnen): Giftdrüsen in Cheliceren, Spinnseide, Spinnwarzen

14. Was fällt Ihnen zu Arachniden Extremitäten ein? - 1. Extremitätenpaar: Cheliceren - 2. Extremitätenpaar: Pedipalpen (Sinnesorgane, Greif- oder Fangapparat) - 3.-6. Extremitätenpaar: Laufbeinpaare Die Extremitäten am Opisthosoma sind stark modifiziert (z.B. Spinnwarzen von Araneae); Die Laufbeine/Pedipalpen sind aufgebaut aus Coxa, Trochanter, Femur, Patella, Tibia, Tarsus, Praetarsus.

15. Wie unterscheiden sich Skorpione und Pseudoskorpione? Pseudoskorpione sind deutlich kleiner und sie besitzen Giftdrüsen in den Pedipalpen im Vergleich zum Giftstachel der Skorpione. Zusätzlich ist das Opisthosoma der Pseudoskorpione einheitlich und nicht wie bei den Skorpionen untergliedert in Meso- und Metasoma.

16. Welche anatomisch-morphologischen Vorrichtungen benutzen Arachnida zum Beutefang? Pedipalpen sind als Fangapparate ausgebildet. Die Beute wird festgehalten und extra-intestinal verdaut. Die Nahrung wird präoral chemisch zerkleinert und mittels Saugpumpmechanismus aufgenommen (Pharynx).

17. Welches sind die beiden nach Artenzahl größten Ordnungen der Arachnida? Inwieweit sind sie für den Menschen wichtig? - Acari (Milben) & Araneae (Webspinnen) - Acari: ökologische und medizinische Bedeutung (z.B. Pflanzenschädlinge & Überträger Infektionskrankheiten) 6

Seminar Spezielle Zoologie 1-9 - Ecdysozoa III

1.

Nennen Sie zwei Merkmale, die Chelicerata und Mandibulata unterscheiden.

Unterscheiden sich charakteristisch durch den Bau ihrer Mundwerkzeuge und ihre Körpergliederung. Chelicerata: Cheliceren; Tagmata bestehend aus Prosoma und Opisthosoma Mandibulata: Mandibeln; Tagmata bestehend aus Kopf, Thorax, und Abdomen

2.

Welche Großgruppen gehören zu den Myriapoda und wie unterscheiden sie sich?

Chilopoda und Progoneata (Symphyla, Diplopoda, Pauropoda) - unterscheiden sich in Anzahl der Beine

3.

Nenne Sie einige spezifische Merkmale für die jeweiligen Großgruppen.

Chilopoda: ca.: 1-10 cm lang; räuberisch; Giftklauen (Maxilipeden); pro Rumpfsegment ein Beinpaar; 15-191 Beinpaare; Brutpflege Symphyla: klein (8 mm); blind; pigmentlos; Pflanzenfresser; Rumpf mit 12 Segmenten; Spinngriffel; Sektrestiel zur Paarung Diplopoda: 0,2-30 cm lang; Zersetzer; Kopf stark gewölbt; Gnathochilarium; Diplosegmente; 11-350 Beinpaare; viele haben Wehrdrüsen; eine Gruppe mit Gespinsten zur Paarung Pauropoda: sehr klein (2 mm); blind; spezialisierte Ernährung von Schimmelpilzhyphen; Rumpf mit 9-10 Segmenten; Pseudoculus; Paarung durch Spermatröpfchen auf Gespinsten

4.

Skizzieren Sie einen phylogenetischen Stammbaum der Großgruppen der Myriapoda.

(Chilopoda, (Symphyla, (Paropoda, Diplopoda)))

5.

Was fällt Ihnen zur Fortpflanzung der Symphyla ein?

Die Symphyla haben eine einzigartige Form der Spermaübertragung entwickelt. Die Männchen ziehen einen Sekretstiel aus, auf den sie einen Spermatropfen absetzen. Das Weibchen nimmt den Spermatropfen mit den Mundwerkzeugen auf und bewahrt ihn in Taschen des Mundvorraums. Die Eier werden einzeln abgelegt und mit Flüssigkeit aus dem Mundvorraum benetzt und dadurch besamt.

6.

Welche Besonderheiten weisen die Extremitäten der Crustacea (Krebstiere) auf?

Es handelt sich um sogenannte adaptive Extremitäten, die divers modifiziert sind z.B. für die Nahrungsaufnahme, Atmung oder Bewegung. Ursprünglich sind Crustacea-Extremitäten primär Spaltbeine, d.h. sie bestehen aus einem Stamm (Protopodit) und zwei Ästen, den Innenast (Endopodit) und dem Außenast (Exopodit).

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7.

Nennen Sie einige parasitische sowie einige freilebende Vertreter der Crustacea sowie ihre spezifischen Eigenschaften.

Ostracoda (Muschelkrebse): Beinhalten sowohl freilebende also auch parasitische Vertreter. Sie sind gekennzeichnet durch einen zweiklappigen Carapax und ungegliederten Körper („Ähnlichkeit zu Muscheln”). Branchiura (Fischläuse): Ektoparasiten von vorwiegend Fischen. Ihr Körper ist dorsoventral stark abgeflacht und die 1. Maxillen zu Saugnäpfen umfunktioniert. Pentastomida (Zungenwürmer): Leben als Adulte parasitisch in Atemorganen und Atemwegen von Landwirbeltieren. Körper eher wurmförmig. Besitzen neben Mund Hauttaschen mit Klammerhacken. Notostraca (Rückenschaler): Freilebende Gruppe. Charakterisiert durch schildförmigen Carapax, reduzierte 2. Maxillen, vielen Rumpfextremitäten & im hinteren Bereich mehrere Beinpaare pro Rumpfsegment (Polypodie). Cladocera (Wasserflöhe): Freilebende Gruppe. Sind charakterisiert durch zweiklapprigen Carapax, Nauplius- & Facettenauge, große, zweiastige 2. Antennen, anhangloses Abdomen.

8. -

Nennen Sie zehn charakteristische Merkmale der Crustacea?

Cephalon, (Cephalo-)Thorax, Abdomen/Pleon Telson (Furka oder Uropod) adaptive Extremitäten Strickleiternervensystem mit segmentalen Ganglien Kiemen muskulöses Herz mit segmentalen Ostienpaaren offenes Blutgefäßsystem laterale Fecettenaugen & Naupliusauge Antennendrüsen Naupliuslarve

9.

Welche Besonderheiten in Körperbau und Lebensraum weisen die Malacostraca auf?

- Körperbau: Segmentkonstanz (6, 8, 6), Abdomen als Schwimmtagma, Pleopoden als Schwimmbeine - Lebensraum: besiedeln alle Lebensräume, insbesondere die Isopoda (Asseln) sind die einzige Krebsgruppe, die an Land lebt und sich auch dort fortpflanzt

10. Welche Krebse sind die direkte Schwestergruppe der Hexapoda und was sind deren charakteristische Merkmale? - Gruppen: Remipidia und Cephalocarida - Merkmale: augenlos, stark morphologisch abgewandelt, langgestreckter, homonomer Körper, simulate Zwitter, Ovarien im Kopf

11. Nennen Sie die fünf ursprünglichen Hexapoda-Linien sowie deren Besonderheiten. Collembola (Springschwänze), Protura (Beintastler), Diplura (Doppelschwänze), Archaeognatha (Felsenspringer), Zygentoma (Fischchen) alle können nicht fliegen

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12. In welche Großgruppen können die Hexapoda unterteilt werden? (Entognatha, (Ectognatha, (Pterygota, (Palaeoptera, (Neoptera, (Holometabola, Hemimetabola))))))

13. Wie ist ein typisches pterygotes Insekt aufgebaut? Kopf (6 Segmente & Acron), Thorax (3 Segmente), Abdomen (11 Segmente & Telson)

14. Welche Atmungsorgane besitzen Insekten und wie sind diese aufgebaut? Als Atmung besitzen die Insecta ein System aus Röhrentracheen. Sie entstehen aus segmentalen Einstülpungen der Epidermis und werden daher auch von einer sehr dünnen Cuticula ausgekleidet, die mit gehäutet wird. Spiralförmige Versteifungen dieser Cuticula (Taenidien) verhindern das Kollabieren der Röhren. Nach Außen öffnen sich die Tracheen durch paarige, laterale Stigmen, die mit Verschlussapparaten und häufig mit davor liegenden Reusen versehen sind. Im Körperinneren verzweigen sie sich in immer feinere Röhren und enden in den von Tracheenendzellen gebildeten Tracheolen. Diese dringen in die Organe und einzelne Zellen ein, wo dann der Gasaustausch stattfindet.

15. Was versteht man unter hemimetabolen und holometabolen Insekten? Hemimetabole Insekten = direkte Entwicklung (vom Jungstadium zum geschlechtsreifen Tier (Imago) - jedes der jeweils durch eine Häutung beendeten Jugendstadien (Namyphen) wird dem adulten Tier graduell immer ähnlicher) (z.B. Schaben, Wanzen, Heuschrecken) Holometabole Insekten = indirekte Entwicklung (vollständige Metamorphose von Larve über eine Puppe zum ausgewachsenen Insekt (Imago)) (z.B. Schmetterlinge, Käfer, Fliegen)

16. Nennen Sie einige Vertreter der hemimetabolen sowie der holometabolen Insekten und ihre jeweiligen Charakteristika. Hemimetabole Insekten (sind Exopterygota („Außen-Geflügelte“) – Entwicklung der Flügel außen am Körper): z.B. Orthoptera (Schrecken): globale Verbreitung, einige Arten neigen zu Massenvermehrung; Mantodea (Fangheuschrecken): vorwiegend tropisch und subtropisch, frei beweglicher Kopf, Vorderbeine zu Fangbeinen umgebildet; Blattodea (Schaben): meist lichtscheu, neigen zu „Herdenbildung“, Flügel flach auf Körper – oft reduziert, Laufbeine können bei Larven nach Verlust wieder regeneriert werden; Isoptera (Termiten): tropische und subtropische Verbreitung, bilden polymorphe Kasten (Arbeitsteilung), ernähren sich von pflanzlichem Material mit Hilfe von Symbionten (für Verdauung) Holometabole Insekten (sind Endopterygota („Innenflügelige“) – Entwicklung der Flügelanlagen innerhalb des Körpers): z.B. Hymenoptera (Hautflügler): häufig Eusozialität und ausgeprägte Brutpflege, Mundwerkzeuge sind sehr variabel, Vorder- und Hinterflügel sind gekoppelt, Weibchen sind diploid – Männchen entwicklen sich aus haploiden Eiern; Coleoptera (Käfer): artenreichste Insektengruppe, Mundwerkzeuge meist beißend; Lepidoptera (Schmetterlinge): Flügel mit Schuppen bedeckt, Hörorgane, Raupenlarven; Diptera (Zweiflügler): Komplexaugen sind gut entwickelt, Mundwerkzeuge sind leckend- oder stechend-saugend

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17. Nennen Sie Insekten Ordnungen, die von ökonomischer Wichtigkeit sind. z.B.: Orthoptera (bspw. Massenvermehrung Wanderheuschrecke – erheblich ökonomischer Schaden), Hymenoptera (bspw. Bienen – Bestäubung)

18. Nennen Sie die artenreichsten Insekten Ordnungen. Coleoptera, Lepidoptera, Diptera, Hymenoptera, Hemiptera, Orthoptera

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