Rübsam at Universität Erlangen-Nürnberg

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Was zeichnet ein Deuterostomier aus

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

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

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

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In welche Teilgruppen gliedert man die rezenten Amphibien (Lissamphibia)? Welche Teilgruppe ist die ursprünglichste und welche Merkmale belegen dies?

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

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Seit mehreren Jahrzehnten wird ein weltweiter Rückgang von Amphibienpopulationen beobachtet („Global Amphibian Decline“), für den eine Reihe verschiedener Ursachen verantwortlich gemacht wird. Welche sind dies?



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



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Beschreiben Sie Aufbau und Funktion des Jacobson’schen Organs bei den Schlangen (Serpentes). Welche Funktion erfüllen Grubenorgane und bei welchen Schlangengruppen sind sie zu finden?

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Welche Anpassungen des Bewegungsapparates der Vögel an das Fliegen kennen Sie? Nennen Sie diese (inklusive kurzer Begründung). Welche weiteren morphologischen und physiologischen Charakteristika der Vögel können als Anpassungen an das Fliegen gedeutet werden? Nennen Sie diese (incl. kurzer Begründung).



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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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Rübsam

Was zeichnet ein Deuterostomier aus

Embryonalentwicklung: 

Radiärfurchung

, Coelom entsteht durch Fusion enterocoeler Aussackungen. 

Blastoporus wird zum After, Mund wird neu gebildet. 

Undeterminiert

  • Das Herz liegt ventral. 
  • Das ZNS liegt dorsal

Rübsam


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.

  • Warmblütigkeit ist bei den Archosauriern unabhängig von den Therapsiden entstanden. Es muss sich um Konvergenz-Entwicklungen handeln, da der letzte gemeinsame Vorfahr (ein reptilienartiger Amniot der im Oberkarbon gelebt 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 Hauptmassedes Gehirns ausmacht. Damit verbunden sind komplexe kognitive und ethologische Verhaltensmuster von Vögeln und Säugetieren zu beobachten, die Reptilien (bis auf wenige Ausnahmen) fehlen.

Rübsam


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

Tunicata: Adulte Tiere nur Kiemendarm u. Endostyl 

Larven: Hingegen nahezu alle Chordata Merkmale 

unicata (Manteltiere). Adulte Tiere haben keine Gemeinsamkeiten mit den Vertebraten, von denen eine Abstammung (morphologisch) begründbar wäre. Sie haben vielmehr spezialisierte, abgeleitete Baupläne, die auf sekundärer Reduktion beruhen. Anders sieht es jedoch bei den Larven aus: Die Tunicatenlarven weisen alle Merkmale auf, die man von einem Wirbeltier-Vorläufer erwarten würde: Chorda dorsalis, Segmentierung in Kopf, Rumpf und Schwanz, Kiemendarm mit Endostyl, freischwimmend. Wären die Vertebraten also aus Tunicaten entstanden, so wären sie neotenische Nachfahren.



Acrania:

Synapomorphien mit Vertebraten: 


 Acrania wie Cephalochordata (Lanzettfischchen). 

Synapomorphien mit Vertebrata: 

segmentale Körpermuskulatur (Myomere) • Grundmuster Verdauungssystem (Kiemendarm, Leber-Blindsack) • Grundmuster BGS (allerdings fehlt z.B. Zentralherz, Endothelauskleidung) 



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. 


Rübsam

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

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

Beispiele: 

Die Beine der Tetrapoden. Die Fleischflosser (Sarcopterygii) 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, waren sie befähigt, das Massensterben im Oberdevon dadurch zu überleben, 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 zu Beginn des Perms, als das Klima trockener wurde, ergab sich durch ihre Fortpflanzungsstrategie ein evolutionärer Vorteil!

Rübsam


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

Adulte Tiere: Endostyl + Kiemendarm

Larven :Besitzen alle Chordatenmerkmale

Ihre Larven haben eine Chorda dorsalis und ein Neuralrohr u. ein Postanalen Schwanz 

Rübsam


In welche Teilgruppen gliedert man die rezenten Amphibien (Lissamphibia)? Welche Teilgruppe ist die ursprünglichste und welche Merkmale belegen dies?

  • 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, Augen 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 (es gibt Ausnahmen!). Die Lungen haben durch Faltungen eine vergrößerte Oberfläche, und sind leistungsfähiger als die der Caudata. 
  • Caudata (Schwanzlurche) - urtümlich. Zeigen noch denselben Gang (Kreuzgang) wie er bei Quastenflossern, dem Lungenfisch Neoceratodus und den Flösselhechten (Polypterus) beobachtet werden kann. Larven haben - gleich denen der Lungenfische und Flösselhechte — äußere Kiemen. (Ich nehme an, dass er diese Gruppe als Antwort hören möchte). Morphologie entspricht grob derselben, wie sie die ersten Tetrapoden hatten. Die Lungen haben eine glatte, nicht separierte Oberfläche.
  • Kreuzgang wie bei den Quastenflossern, Neoceratodus u. Flösselhechten
  • Larven mit äußeren Kiemen , wie bei den Larven der Flösselhechte u. Lungenfische
  • Glatte u. nicht separierte Lungenoberfläche
  • Schwanz nicht reduziert
  • Beine/Gliedmaßen identisch

Rübsam


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

Neotänie = Erlangen der Geschlechtsreife im Larvenstadium. Schwanzlurche neigen zur Neotänie, so ist sie bspw. bei Axolotl oder beim Grottenolm (Proteus anguis) die Regel. Aber auch bei heimischen Schwanzlurchen ist sie zu beobachten: Feuersalamander (S. salamandra) und Bergmolch (Triturus alpestris) zeigen unter besoinderen Bedingungen Neotänie

Rübsam



Seit mehreren Jahrzehnten wird ein weltweiter Rückgang von Amphibienpopulationen beobachtet („Global Amphibian Decline“), für den eine Reihe verschiedener Ursachen verantwortlich gemacht wird. Welche sind dies?




  • Vernichtung von Lebensraum und der Laichgewässer durch direkten Flächenverbrauch. 
  • Vergiftung der Tiere durch Pestizide, Herbizide und andere Chemikalien, die vielfältig in der intensiven Landwirtschaft eingesetzt werden. Durch Insektizide auch Nahrungsverknappung. 
  • Zunehmend immer mehr von Bedeutung: Mykosen, durch den Chytrid-Pilz Batrachochytrium dendrobatidis verursacht, rottet ganze Populationen aus. Schwanzlurche stärker betroffen, als Froschlurche. Übertragung wahrscheinlich durch den - selber immunen - Krallenfrosch. 
  • Klimawandel und erhöhte UV-Strahlung. 
  • Neozoen (Agakröte in Australien, Ochsenfrosch bei uns)
  • zu hohe Lautstärke von Menschen verursacht

Rübsam



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



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.

Rübsam


Beschreiben Sie Aufbau und Funktion des Jacobson’schen Organs bei den Schlangen (Serpentes). Welche Funktion erfüllen Grubenorgane und bei welchen Schlangengruppen sind sie zu finden?

Jacobsonsches Organ: 

Paarige, posteriore Abschnürung der Nasenhöhle, mit Sinneszellen überzogen. 

Schlange züngelt; nimmt Geruchspartikel auf, die stereosensitiv ausgewertet werden können. Dadurch kann die Schlange einer Geruchsspur folgen.

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

Grubenottern (Crotalinae) und boidae (Boas und Pythons) 

Rübsam


Welche Anpassungen des Bewegungsapparates der Vögel an das Fliegen kennen Sie? Nennen Sie diese (inklusive kurzer Begründung). Welche weiteren morphologischen und physiologischen Charakteristika der Vögel können als Anpassungen an das Fliegen gedeutet werden? Nennen Sie diese (incl. kurzer Begründung).









Anpassungen im Bewegungsapparat:

  • Die Knochen sind hohl, haben geringes spezifisches Gewicht. > Gewichtsreduktion. 
  • Das Brustbein hat einen sehr großen Kiel. Dort sitzt die Flugmuskulatur an. -> Hohe Leistungsfähigkeit und Kraftübertragung. 
  • Flugmuskulatur macht 30 % 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 O;-Aufnahme und Ausnutzung im gesamten Tierreich. 
  • Spezialisierung der Vordergliedmaßen zu Flügeln, die sowohl Gleitflug als auch Schlagflug ermöglichen.


Rübsam



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



  • \/ögel 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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