Arthropoda : Phylogenie
Extremitäten, Kopfanhänge, Besonderheiten und der Gruppen innerhalb der Arthropoda (siehe auch Dokument „Apomorphien Ecdysozoa“)
Arthropoda (Gliederfüßler)
Apomorphien:
- Plattenskelett
- Arthropodien
- 2 Paar umgewandelter Kopfextremitäten
- 1 Paar Komplexaugen
- Malphigischegefäße
- Tracheen
wichtigsten Gruppen: (Phylogenie)
- Chelicerata (mit Arachnida)
- Myriapoda
- Crustacea (paraphyletische Gruppe)
- Insecta
Besonderheiten:
- mehrere Millionen Arten, in allen Lebensräumen, zu Wasser, zu Land und in der Luft
- Monophylie der Arthropoda ist unumstritten
- Plattenskelett
- Kalkeinlagerung in Cuticula
- Leibeshöhle ist ein Mixocoel (Verschmelzung der primären und sekundären Leibeshöhle)
- i.d.R. getrenntgeschlechtlich
- Chelicerata und Mandibulata unterscheiden sich durch die Mundwerkzeuge
Extremitäten:
Arthropodien (gegliederte Extremitäten) sind das namensgebende Merkmal der Arthropoda.
Anatomie der Arthropoda und der Gruppen innerhalb der Arthropoda (siehe auch Dokument „Apomorphien Ecdysozoa“)
Anatomie:
Ihre Cuticula hat sich zu einem echten Exoskelett entwickeln, die einen sklerotisierten
Plattenskelett bildet:
- Tergum (Tergiten): dorsale Platten
- Pleura (Pleuriten): laterale Platten
- Sternum (Sterniten): ventrale Platten
Beinglieder (mit Terminologie) der Spinnentiere, Insekten und Krebse
Tagmatisierung allg. und in den einzelnen Gruppen (soweit besprochen)
Tagmatisierung: Fusion mehrer ursprüglich Körpersegmente zu einer funktionellen Einheit, wird als Tagma bezeichnet (Plural: Tagmata). Welche Segmente miteinander zu einem Tagma verschmolzen sind, ist bei unterscheidlichen Gruppen verscheiden.
Myrapoden bzw. Tausendfüßer sind noch relativ homonom segmentiert, während bei
Insekten, Spinnen und Höhere Krebse die Tagmatisierung stark verbreitet ist.
- Insekta: stark abgegrenzter Kopf
- Chelicerata: Kopf nicht stark abgegrenzt
- Crustacea: Kopf mit Rumpfsegmente verschmolzen
Aufbau des Komplexauges allg., (der Tetraconata im Speziellen)
Aufbau Komplexauge:
Arthropoda haben 1 Paar laterale Komplexaugen. (Facettenaugen). Diese bestehen aus zahlreichen Omatidien. Ommatidien besitzen gemeinsame basale Matrix und gemeinsame konkave Oberfläche.
Aufbau eines Ommatidium:
- Chitinlinse (Corneagenzellen)
- Kristallkegel (aus Semperzellen)
- Rhabdomen (lichtleitender Stab)
- Sehpigmente
- Basalmembran
- Nervenfaser
- Alles umgeben von Trennwand zu Nachbarommatidum
Aufbau eines Ommatidium von Teraconata
- Ommatiden mit 2 Corneagenzellen,
- 4 distalen Kristallkegelzellen,
- 8 Retinazellen
- Neuroblasten
- Pionierneurone
Grundmuster Arthropodenrumpf, Coelomverhältnisse, Organe usw.
- Leibeshöhle ist ein Mixocoel: Vermischung der primären Leibeshöhle mit den Coelomräumen (sekundäre Leibeshöhle)
- horizontale Septen unterteilen Mixocoel (muskulöse Diaphragmen)
- keine Dissepimente
- Exkretion mit Malpighischen Gefäßen
- mit offenem Kreislaufsystem (gilt auch für andere Panarthropoda-Gruppen)
- langgestrecktes Herz mit mehreren Ostien
- Hämolymphe (einheitliche Körperflüssigkeit: Blut und Leibesflüssigkeit) wird durchLakunen (Spalten) im Mixocoel geleitet
Apomorphien, Merkmale, Besonderheiten, Lebensformtypen der Chelicerata
Welche Gruppen gehören dazu?
Marin lebend
Apomorphien (Chelicerata):
- Cheliceren (kieferklauen)
- 2 Tagmata: Prosoma (Kopf + Rumpf verschmolzen) und Opisthosoma (Hinterleib)
- Keine Antennen
- Extremitäten primär dreigliedrig und scherenformig
- marine und terrestisch (nur Arachnida)
Gruppen:
- Pantopoda (Asselspinnen)
- Xiphosura (Pfeilschwanzkrebse)
- Arachnida
Apomorphien, Merkmale, Besonderheiten, Lebensformtypen der Arachnida
Welche Gruppen gehören dazu?
terrestrisch
Apomorphien (Arachnida):
- Spinnentiere mit Mundöffnung vorne
- Extraintestinale Veradauung
- Saugpharynx
- Pedipalpus (Tastorgan, aus einem Beinenpaar entwickelt)
- Unpaare Geschlechtsöffnung
- Keinen Komplexaugen –> Einzelaugen
- Fächerlungen und/oder Rohrentracheen
- Malpihgische Gefäße: Leistungsfeähiger Wasserresorption
- 4 Laufbeinpaare
- primär terrestrisch (Wasserspinne und manche Milben sekundär aquatisch)
Gruppen:
- Scorpiones
- Megoperculata
- Apulmonata
Megaoperculata:
- großes Genitaloperculum mit seitlichen Fächerlungen
- einschlagbare Klauen (Cheliceren subchelat)
- 2 Lungen
Gruppen: Araneae
Apulmonata:
- Reduktion der Körpergröß auf Grund der Lungenrespiration
Gruppe: Solifugae, Acari
Scorpiones wichtigste Merkmale, Körperbau, Besonderheiten
Scorpiones:
- Ovovivipar
- Fluorezierende Cuticula
- Schwestergruppe der restlichen Arachnida
- Promosoma kurz, Opisthosoma lang
- Pedipalpen zu Fangscheren umgebildet
- Stachel mit Giftdrüse (Neurotoxin)
Welche Eigenschaften und Funktionen hat die Spinnenseide der Webspinnen?
Die Spinnenseide wird in die Spinndrüsen produziert und durch die Spinnwarzen
ausgeschiedet.
Sie ist sehr stabil und elastisch, kann verschiedene Funktionen haben:
Flugfäden (Jungtiere), Fangnetze, Signalfäden …
Antennata vs. Tetraconata Hypothese
Gemeinsamkeiten von Myrapoda, Crustacea und Insecta: (nach beiden Hypothesen)
- Mandibeln mit Coxal Kaufläche
- Ommatidien mit Kristallkegel aus überwiegend 4 Zellen
Antenna Hypothese:
ist die traditionelle Sichtweise, wird allerdings kaum noch vertreten
(die Crustaceen wurden dabei ursprünglich als Monophylum betrachtet)
- Myrapoda + Insecta = Antennata
Verliust der 2. Antenne –> anteriore Tentorialarme
Tetraconata Hypothese:
Crustacea warsch. paraphyletisch in Bezug auf Insecta.
- Crustacea + Insecta = Tetraconata (Pancrustacea)
mit speziellen Aufbau von Komplexauge
Madibulata apomorphien
Madibulata :
- Mandibel, Maxille (meist 2)
- in allen Lebensräumen, auch der Luft, wenn man die Insekten berücksichtigt
- ständig neue Arten (Tiefsee!)
- extreme Biomasse, z.B. Krill (riesige Schwärme) und Ruderfußkrebse
Naupliuslarve
Das Stadium des Naupliuslarve beschreibt die
Primärlarve von Krebstieren und ist durch drei
Extremitäten (1. und 2. Antenne + Mandibel) und
ein medianes Auge (Naupliusauge)
gekennzeichnet (präanale Sprossungszone).
Sie sollten die Gruppen Cirripedia, Ostracoda, Branchiopoda, Remipedia und Malacostraca kennen und über ihre Lebensformtypen, Besonderheiten und den groben Körperbau Bescheid wissen
Cirrpedia (Rankenfußkrebse):
- Naupliuslarve
- Kalkgehäuse Platten, sessil od. parasitisch, Thoracopoden (Toraxexträmiteten)
- Filtrierung von Nahrungspartikeln. Die letzte Larvastadium heißt Cypris
Ostracoda (Muschelkrebse):
- Crapax der Muschelkrebse haben zwei Schalenklappen die den Körper umschließen,
- sind klein (mm Bereich) und teilweise bioluminiszent.
Branchiopoda (Kiemenfußkrebse):
- meist Süßwasser und sind trockenresistent (konnten die Eiszeiten überleben). –> Urzeitkrebse
Remipedia (Rüderfüßer):
- Blind, unpigmentiert und leben in anchialen Höhle (süß und salzig).
- Cepahlothorax,
- homonome Segmentierung mit paarigen Extremitäten. Räuberisch und komplexes Gehirn
Malacostraca (Höherekrebse):
- konstantes Rumpfsegment
- konstante Lage der Geschlechtsöffnung
- Differenzierung des Vorderarms in Kaumagen und FIltermagen
- alle Speisekrebse
- Scheren
- hohe Sinnesleistung und komplexe Verhaltensweisen.
Anatomie und Biologie der Malacostraca (am Beispiel des Flusskrebses);
Malacostraca:
- Schwanzfächer entwickelt (Telson / Uropod), welcher für die Bewegung wichtig ist.
- Grundmuster: Cephalon, Thorax (Thoracopoden) und Pleon (Pleopoden) gegliedert.
- Die Anzahl der Segmente von Art zu Art unterschiedlich (Kopf und Thorax können zusammenwachsen sein = Cephlothorax)
- Cephalon: Stielauge, 1. & 2. Antennen Paare (mit Antennen-Nephridium),
Mandibel, 1. & 2. Maxille
Tagmata/Segmente/Körperanhänge/Extremitäten eines decapoden Krebses kennen
- Cephalothorax (mit Antenne, Maxille, Kieferfüßen und Schreitfüßen)
- Abdomen (mit Pleopod und Uropod)
Sie sollten Beispiele für Krebse (bzw. Gruppen) kennen, die zu den Decapoda gehören Sie sollten Beispiele für Krebse (bzw. Gruppen) kennen, die zu den Decapoda gehören.
- Garnelen
- Krabben (brachyura)
- Hummer (Nephropidae)
- Flusskrebse
- Langusten
- Einsiedlerkrebse
Aufbau des Spaltbeins und der Terminologie der einzelnen Teile
Spaltbein mit Protopodit (Coxa+Epipodit und Basis), peitschenartige Exopodit und
gegliedertem Endopodit.
Verdeutlichen Sie sich, welche Anpassungen die Extremitäten der Crustacea erfahren
können, was für „Werkzeuge“ ausgebildet sein können
- Fangbeine
- Scheren (Kampf und Verteidigung)
- Gonopoden
- Laufbeine
- Fiedrig (Filterapparat)
- Antennen zum schwimmen
- Uropod
- Maxillipeden und andere
Welche Gruppen der „Crustacea“ haben den Landgang vollzogen und in welchem Maße
sind sie unabhängig vom Wasser geworden (denken Sie an Atmung, Fortpflanzung etc)
Einsiedlerkrebse und Landkrabben haben Lungen und ertrinken im Wasser.
Aber die Eier müssen ins Meer abgegeben werden.
Asseln (steigen von Kiemen aufTracheen).
Welche Gruppe der „Crustacea“ ist die potentielle Schwestergruppe der Hexapoda?
Warum geht man davon aus? Was bedeutet das für die Monophylie der „Crustacea“?
- Remipedia auf Grund des komplexen Gehirns
Die Remipedia sind möglicherweise dir Schwestergruppe der Insekta.
Das hochentwickelte Gehirn der Remipedia ist nur mit die Insecta (und die Malacostraca) vergleichbar, deswegen ist das Komplexe Gehirn das Verwandschaftsargument.
Die Hämocyanin der Rempipeda ist ähnlicher zu der der Hexapoda.
Ausbildung des Rückenpanzers bei Krebsen .
Bei vielen Crustaceen ist ein Carapax (Panzer) ausgebildet: eine Duplikatur des Kopfhinterrandes die den Körper dorsal +/- verdeckt
- dadurch ist die Segmentierung des Rumpfes von dorsal dann nicht sichtbar (Flusskrebs).
Bei Krabben ist der Carapax ein kräftiger Rückenpanzer
Phylogenie, Morphologie, Besonderheiten, Merkmale, ökologische Bedeutung der Hexapoda
Hexapoda: (Insecta)
- Artenreichste Gruppe
- Alle Lebensräume besiedelt
- Sowohl Nutzlinge (Marienkäfer für Schädlingbekämpfung) als auch Schädlinge (Mücken
Apomorphien:
- Einheitlicher Körperbau:
Kopf mit Labrum, Labium und
je 1 Paar: Mandibeln, Maxille, Antennen - Thorax mit 3 Segmenten und 3 Paar Laufbeinen
(je Thoraxsegment ein Laufbeinpaar) - Abdomen mit 11 Segmenten
- Tracheen
- Malphigischegefäße
Sie müssen nicht alle Insekten-„Ordnungen“ kennen, aber sie sollten für jede Großgruppe (Entognatha, Ectognatha, Pterygota,Neoptera, Polyneoptera, Acercaria,
Holometabola) mehrere Beispiele mit wissenschaftlichem Namen parat haben und ein paar Merkmale, Besonderheiten kennen.
- *Entoghantha - Sackkiefler**
z. B Diplura (Doppelschwänze), Collembola (Springschwänze) - Entognathie: MWZ innenliegend, in Mundtasche
- Gliederantenne Muskel in allen Gliedern
- *Ectognatha - Freikiefler**
z. B Archaeognatha (Felsenspringer) - Geißelantenne mit Johnston’schem Organ
- gegliederter Tarsus
- Ovipositor (Legestachel des Weibchens)
- Terminalfilament
- *Pterygota - Fluginstekten**
z. B Odonata (Libellen) - 2 Flügelpaare
- Innere Befruchtung (bzw. Besamung)
Neoptera - Neuflügler
= Polyneopter, Acercaria, Holometabola
- Flügeln klappen nach hinten
- *Polyneoptera - Niedere Neuflügler**
z. B Mantodea (Gottesanbeterin), Orthoptera (Heuschrecken) - Vorderflügel Lederartig
- Analfeld des Hinterflügels vergrößert
- *Acercaria**
z. B Psocoptera (Staubläuse), Hemiptera (Wanze) - wahrscheinlich die Schwestergruppe der Holometabola
- Alle MWZ sind an Buldung des Stechrüssel beteiligt
- *Holometabola**
z. B Diptera (Zweiflügler), Lepidoptera (Schmetterlinge) - vollständige Metamorphose mit Puppenstadium
- Superdiverse Gruppen: Coleoptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Diptera
