Vorlesung Bilateria PDF

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Summary

Sommersemester 2020, Vorlesung...

Description

Bilateria Eumetazoa = Vielzellige Tiere mit echtem Zellgewebe. Sie werden deshalb auch Echte Vielzeller genannt. In ihrer Entwicklung kommt es zu einer frühen Aufspaltung der embryonalen Zellen in zwei Zellschichten - das Entoderm und das Ektoderm. Nur Gewebetiere verfügen über spezialisierte Zelltypen wie Nervenzellen oder epitheliale Muskelzellen. Zu ihnen gehören die Cnidaria (die Nesseltiere) und die Bilateria. Bilateria = Gewebetiere, mit einer Bilateralsymmetrie (1. apomorphes Merkmal) (Das heißt außer der linken und der rechten Körperhälfte sind keine weiteren Körperhälften spiegelbildlich zueinander. Die einzige Symmetrieebene verläuft median durch Vorder- und Hinterende.)

Vorteile der Bilateralsymmetrie: -

ermöglicht freie Bewegung es entstehen anterior, posterior und dorsal sowie ventral -> gerichtete Bewegung erleichtertes Ausbalancieren und Einschlagen in eine Richtung -> gezielter Beutefang s-förmige Schlängelbewegungen durch Rechts-Links-Seitigkeit ermöglicht

2. apomorphes Merkmal: Triploblastie -> Körper ist einer triploblastischen Organisation unterlegen (Mesoderm: drittes Keimblatt) -

ermöglicht Organ- und Gewebebildung: Bildung der Muskulatur, des Endoskletts, Bindegewebes, Zirkulationsorgane, Geschlechtsorgane und Exkretionsorgane bildet Coelom (sek. Leibeshöhle): flüssigkeitsgefüllten Hohlraum zwischen Körperdecke (Ektoderm) und Darm (Endoderm), der von einem Epithel abgegrenzt wird

Als erstes findet sich eine einschichtige Hohlkugel, die Blastula. Durch Gastrulation in der frühen Embryonalentwicklung (das Einstülpen des Ektoderms auf der einen Seite der Blastula) entsteht der sogenannte Becherkeim die Gastrula. Diesen Vorgang des Einstülpens nennt man Invagination. Das zweite Keimblatt das Entoderm ist entstanden. So entsteht ein Hohlraum, der Urdarm mit einer als Urmund (Blastoporus) bezeichneten Öffnung nach außen. Der weitere Verlauf der Gastrulation teilt die Bilateria in 2 Schwestergruppen: A) Deuterostomia -Enterocoelie Mesoderm entsteht durch Abfaltung des Urdarms. Diese Ausbildung des Mesoderms entsteht durch Invagination (also Einstülpung) des Entoderms. Die eingestülpten Streifen schnüren sich ab und bilden das dritte Keimblatt (das Mesoderm). B) Protostomia - Schizocoelie Mesodermbildung durch das Abspalten vom Ektoderm bzw. die Einwanderung einzelner Ektodermaler Zellen in den Zwischenraum zwischen Ektound Entoderm. unterschiedliche Entstehung der Mundöffnung: 1. aus dem Urmund geht der eigentliche Mund hervor und der After bricht sekundär durch 2. der Urmund wird im Lauf der Entwicklung zum After und der eigentliche Mund bricht meist sekundär an der vorderen Ventralseite des Embryos durch

Protostomia Spiralia (Lophotrochozoa) -

drei monophyletische Gruppen: Lophophorata, Gnathifera und Trochozoa (die sich durch sehr ähnliche Larven vom Trochophora Typ auszeichnet) - Spiralfurchung (Spiral-Quartett-4d-Furchung = apomorphes Merkmal) ➔ Blastomere sind ab dem 4oder 8-Zellen-Stadium „auf Lücke“ angeordnet, also um 45° verschoben; sie liegen in den Furchen der Makromere ➔ In der 6. Teilung teilen sich die Zellen nicht mehr synchron ➔ 4d Zelle teilt sich in eine linke und rechte Urmesodermzelle, aus denen die paarigen Mesodermstreifen hervorgehen (Bei der Radiärfurchung kommen die Zellen übereinander bzw. nebeneinander zu liegen so dass die Blastomeren ein radiärsymmetrisches Muster zur Hauptachse des Eies bilden.) Plathelminthes (Plattwürmer) -

ca 36.000 Arten von 0,5mm bis 25m Länge Vertreter: Diphyllobothrium latum (Fischbandwurm) überwiegend parasitisch hohe Regenerationsfähigkeiten – alle Teile des Körpers werden regeneriert 5000 freilebende Arten (unsegmentiert, wurmförmig, bewimperte permeable Körperoberfläche, ständig feucht gehalten)

Körperbau: -

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groß - abgeplattet oder klein – rundlich dorsoventral abgeflacht Epidermis: einschichtig, multiciliär, drüsenreich, Bewimperung, cuticuläre Bildungen in Form von Stacheln, Drüsenzellen produzieren rhabditoides Sekret (Verteidigung, Beutefang, Encystierung) Hautmuskelschlauch: aus äußerer Ringmuskulatur und innerer Längsmuskulatur, durch Parenchym gestützt Mesoderm: solides Bindegewebe (Parenchym) zwischen den Organen

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acoelomate Organisation (Raum zwischen Epidermis und Gastrodermis komplett mit Parenchym ausgefüllt, kein Hohlraum/Coelom) im Parenchym verschiedene Drüsenzellen (z.B. Rhabditendrüsen – bilden stäbchenförmiges Sekret = Rhabditen)

im Parenchym Exkretions- und Nervensystem, Verdauungstrakt und Geschlechtsorgane eingebunden ventrales Nervensystem: Gehirn von dem markhaltige Längsstränge abgehen, die untereinander durch Querverbindungen verknüpft sind kein Blut- oder Kreislaufsystem kein Enddarm und After (kein Gasaustausch) muskulärer, drüsenreicher Pharynx (Schlund) führt direkt in ein verästeltes Verdauungssystem, aus dem Nährstoffe direkt in alle Zellen diffundieren können blindendender Darm: Verdauung und Verteilung der resorbierbaren Nahrung Exkretionssystem zur Osmoregulation über Protonephridien (in Kanalsystem organisiert)

WIEDERHOLUNG: Protonephridien bestehen aus einer Terminalzelle, der sogenannten Exkretionszelle, von der in das Kanallumen eine in dauernder Bewegung befindliche Wimpernflamme hineinragt. Die Filtration erfolgt über unterschiedlich gestaltete Reusensysteme. Die Geißel treibt das Wasser in Richtung des Kanalausgangs und erzeugt so einen Unterdruck; durch diesen wird wiederum Körperflüssigkeit durch die Reusenvorrichtung in das Kanallumen gesaugt. -

Vielzahl an Sinnesorganen: Photorezeptoren (Pigmentbecherocellen – primitives Richtungssehen und Hell/Dunkel-Wahrnehmung), Chemorezeptoren in Aurikeln im Kopfbereich (Nahrungslokalisierung)

Systematik:

Turbellarien (Strudelwürmer) -

Paraphyletische Einteilung (keine geschlossene Abstammungsgemeinschaft) alle freilebenden, kommensalisch und parasitisch lebende Taxa Räuber mit muskulösem Pharynx Ökologisch und geografisch weit vebreitet Primär marin, aber auch limnisch (Süßwasser) und terrestrisch von 3000m Tiefe bis 4000m Höhe lebend

Rhabditophora -

alle Taxa, außer Cathenulida (Alleinstellungsmerkmal: unpaares dorsales Protonephridialsystem) paariges Protonephridialsystem besitzen echte Rhabditen (Beutefang, Wundverschluss, Abwehrfunktion) (Im Parenchym eingesenkte Drüsenzellen (Rhabditenbildungszellen) produzieren stäbchenförmiges Sekret, welches zum Epidermisrand wandert und dort eingelagert wird)

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bei Berührung mit Wasser Aufquellen der Stäbchen und Umwandeln in zähflüssigen Schleim Tricladida (Planarien)

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1300 Arten Dreieckiger Kopf in Pfeilspitzform Darmkanal dreischenklig und stark verästelt

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heller Schlundfleck in der Körpermitte vom Schlund aus ein Darmteil nach vorn und zwei nach hinten zwei Augenflecken am Kopf (Hell/Dunkelsehen) asexuelle Fortpflanzung durch Teilung (Durchbrechen in zwei Hälften; dem vorderen Teil wächst ein Schwanz, dem hinteren ein Kopf) keine festgelegte Größe (ausreichend Futter -> wachsen, hungern -> schrumpfen) Vertreter: Hammerkopfwurm – Landplanarie die sich von Regenwürmern ernährt Meister der Regeneration

Neodermata -

alle parasitisch lebenden Plathelminthen Gruppen Trematoda und Cercomeromorpha Larve: beim Eindringen in Wirt Abwurf der bewimperten Epidermis und Bildung einer neuen vielkernigen (syncytialen) Körperbedeckung, die Neodermis (Synzytium = ist eine durch Verschmelzung (Fusion) mehrerer Einzelzellen entstehende mehrkernige Zelleinheit. Also ist eine synzytiale Körperbedeckung durch Verschmelzen von Einzelzellen entstanden und somit eine neue vielkernige Körperbedeckung ohne Zellgrenzen.)

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Anpassung an parasitische Lebensweise: Nahrungsaufnahme, Exkretion und Osmoregulation, Schutz vor Immunabwehr bzw. Verdauungssystem des Wirts Neodermisbildung: bewimperte Larven der Neodermata finden und infizieren entweder innerhalb von 24-48h einen Wirt oder sie sterben ab o

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Bei oder unmittelbar nach der Infektion des ersten Wirts, wirft die Erstlarve der Neodermata ihre bewimperte Epidermis ab. In den darauffolgenden 24h entsteht eine sekundäre, stets unbewimperte Körperabdeckung, deren Anlage bereits in der Larve vorhanden war. Sie wird aus mesodermalen Zellen gebildet deren Zellkörper mit dem Kern unter der Basallamina liegen bleibt und die mehrere Ausläufer zur Körperoberfläche entsendet. Die Ausläufer verschmelzen miteinander an der Körperoberfläche zu einem Syncytium

Aufgaben der Neodermis: Nahrungsaufnahme, Exkretion, Osmoregulation, Schutz vor der Immunabwehr bzw. den Verdauungsenzymen des Wirts Wachstum der Epidermis erfolgt durch Einwanderung von Stammzellen der Neoblasten aus mesodermalen Gewebe

Basallamina – extrazelluläre Matrix epithelialen Ursprungs bestehend aus zwei Schichten, der Lamina rara und der Lamina densa. - Kollagen, Laminin und andere Adhäsionsmoleküle - zur Abgrenzung von Oberflächenepithelien gegenüber dem Bindegewebe - Verankerung der Zellen - Einfluss auf Zellpolarität, Zelldifferenzierung und Zellstoffwechsel - Leitschiene für Zellmigration - Basallamina + Lamina fibroreticularis (Kollagenfibrillen, die Basallamina im Bindegewebe verankern) bilden die Basalmembran Neoblasten – undifferenzierte Stammzellen im Parenchym zur Zellvermehrung in der Epidermis und allen anderen Geweben.

Trematoda (Saugwürmer) -

8 000 Arten Endoparasitische Neodermata Erster Wirt: Schnecke Zwei Gruppen: Digenea und Apsidogastrea Saugapparate an Mund und Bauch zum Halt auf Körper oder inneren Organen des Wirts Stark ausgebildete Geschlechtsorgane die die primäre Leibeshöhle ausfüllen Zwittrig (außer getrenntgeschlechtliche Pärchenegel Schistosoma) Apsidogastrea

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30 Arten kleine bis etwa 10 mm lange Trematoden direkter Entwicklungszyklus (Ei → Larve → Adultus) parasitieren in Schnecken, Muscheln und Darm oder Gallenwegen von Fischen und Wasserschildkröten Digenea

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hochspezialisierte Endoparasiten zwei Haftorgane (Saugnäpfe) parasitieren in Leber- und Gallengängen, Lunge und Blutgefäße obligatorischen Wirts- und Generationswechsel erster Zwischenwirt: Schnecke Endwirt: Wirbeltier (Mensch und Nutztiere) Bsp.: Fasciola hepatica (Großer Leberegel) Dicrocoelium dendriticum (Kleiner Leberegel) Schistosoma haematobium (Pärchenegel)

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Entwicklungszyklus: Ei → Miracidium → Sporocyste → Redie → Cercarie → Metacercarie → juveniler Saugwurm → Adultstadium

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bei Ausscheidung aus dem Wirt können Eier bereits Miracidien (bewimperte Larven) enthalten Miracidien bohren sich bei Kontakt in einen Zwischenwirt (Schnecke) Wandelt sich in eine Sporocyste, die nur einen Hautmuskelschlauch darstellt (Protonephridialsystem, embryonale Stammzellen = Keimballen) Aus Keimballen entstehen Redien (besitzen Darm) Keimballen der Redien entwickeln sich zu Cercarien (aktive Bewegung durch Ruderschwanz) Cercarien verlassen Zwischenwirt und werden vom Endwirt über das Futter aufgenommen oder treten in ein Ruhestadium (Metacercarien) ein

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-> Infektion durch Verzehr von Wasser- und Brunnenkresse, Gras an dem sich infizierte Ameisen festgebissen haben oder durch befallenes Obst/Gemüse

Befall von Schnecken durch Larven eines Saugwurms (Leucochloridium paradoxum -

Zwischenwirt: Schnecke Endwirt: Vogel Vogelkot mit Eiern des Saugwurms Im Wasser schlüpfen Wimpernlarven (Miracidien) die von Schnecke aufgenommen werden Miracidien wandern vom Verdauungstrakt in Leber und vermehren sich zu Cercarien, die in Sporocysten gesammelt sind (lange Schläuche mit hunderten Cercarien) Erstrecken sich durch Körper der Schnecke bis in die Fühler, wo sie beginnen zu pulsieren um so Vögel anzulocken Schnecke kann sich durch Größe der Fühler nicht mehr zurückziehen Im Verdauungstrakt der Vögel wachsen Cercarien zu fertigen Würmern die sich sexuell fortpflanzen und Eier legen

Pärchenegel (Schistosoma mansoni) Infektion mit Pärchenegel = Bilharziose (tropische Infektionskrankheit bei Menschen und Tieren) -

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Saugwurm der sich von menschlichem Blut ernährt Morphologische und physiologische Besonderheiten der Pärchenegel: getrenntgeschlechtlich, Männchen und Weibchen unterscheiden sich in Größe und Gestalt, Weibchen lebt nach Kopulation in Bauchfalte des Männchens (Dauerkopula) Wenige Stunden nach Infektion tritt Hautreaktion (Bade- oder Schwimmdermatitis) ein – starker Juckreiz und Ausschlag Symptome der chronischen Infektion unterschiedlich je nach befallenen Organen: Urogenital-Bilharziose, Darm-Bilharziose, Leber- und Milz-Bilharziose

Entwicklungszyklus: -

Eier enthalten Wimperlarven (Miracidien) die mit den Fezes abgegeben werden Niedriger osmotischer Druck und Licht im Süßwasser bewirken Schlüpfen der Miracidien Dringen in Schnecken ein und vermehren sich geschlechtlich zu Muttersporozysten krebsartiges Wachstum von Tochtersporozysten in der Mitteldarmdrüse der Schnecke und Zerstörung dieses Organs aus den Keimballen der Tochtersporozysten reifen Zerkarien heran, die die Schnecke bei Tageslicht verlassen Zerkarien haften sich an Haut an und dringen durch Sekretion von Enzymen aus den Penetrationsdrüsen und aktiver Bewegung ein Abwerfen des Ruderschwanzes Über Lymphgefäße, venösem Blutkreislauf, Herz erfolgt Befall der Lunge und später der Leber Paarbildung der Würmer führt zur sexuellen Reifung der Pärchenegel (Lebenserwartung: 5 Jahre) -> Freisetzung Schistosomer-Eier über Stuhl

Cercomeromorpha (Hakenplattwürmer) -

Neodermata deren Larven am Hinterende Larvalhäckchen besitzen (apomorphes Merkmal) Zwei Gruppen: Monogenea und Cestoda

Monogenea (Hakensaugwürmer) -

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7 500 Arten Ekto- oder endoparasitisch an oder in Meeres- und Süßwasserfischen, Amphibien, Wasser-Reptilien oder fischparasitischen Asseln und Säugern Streng wirtsspezifisch ohne Wirtswechsel Muskulöses Haftorgan (Opisthaptor) mit Haken, Klappen, Gruben und Drüsen zur Verankerung am Wirt Ontogenese verläuft immer direkt, ohne Generationswechsel (Name Monogenea!) bezieht nur einen Wirt ein und umfasst nur eine geschlechtliche Vermehrungsphase Ernähren sich vom Blut, Sekreten und Epithelzellen ihrer Wirte Adulti sterben nach Eiablage ins freie Wasser Miracidien befallen direkt ihren Fischwirt Zerstörung der Kiemenepithelien und Erstickungstod

Cestoda (Bandwürmer) -

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5 000 Arten extrem angepasste Endoparasiten vorwiegend im Darm des Endwirtes kein Mund und Darm; Nährstoffaufnahme durch Mikrovilli besetzte Körperoberfläche gegliederter Körper: Kopf (Scolex mit Haftorgan), Sprossungszone (Bildung neuer Proglottiden), lange Strobila aus mehreren Proglottiden (jedes Proglottid besitzt männliche und weibliche Genitalien; reifen von vorn nach hinten) protandrische Zwitter (männl. Gonaden reifen vor weibl.) um Selbstbefruchtung zu minimieren nach Befruchtung werden caudale Proglottiden abgestoßen und vom Wirt ausgeschiedend ein Wirtswechsel, aber keinen Generationswechsel

Hunde-/ Fuchsbandwurm (Echinococcus) -

5 Arten mit unterschiedlicher geografischer Verbreitung und Krankheiten Heimische Vertreter: E. granulosus und E. multilocularis Wirts- und Generationswechsel (Metagenese) Im Endwirt: sexuelle Reproduktion (evtl. auch asexuelle) Im Zwischenwirt: keine oder asexuelle Reproduktion Geschlechtsreife, aus wenigen Proglottiden bestehenden Bandwürmer leben im Darm von Carnivoren...