Haie, Raben, Eidechsen, Löwen und auch Menschen könnten nicht verschiedener sein. Trotz ihrer offensichtlichen äußeren Unterschiede zählt man diese Tiere alle zu den Wirbeltieren. Die Wirbeltiere bilden die artenreichste Gruppe im Tierreich und beheimaten viele unterschiedliche Lebensräume. Du findest sie im Wasser, auf dem Land und in der Luft.
Definition Wirbeltiere
Die Wirbeltiere bilden die Gegengruppe zu den Wirbellosen.
Als Wirbeltiere oder auch Vertebraten bezeichnet man alle Tiere, deren Skelett durch eine Wirbelsäule verbunden ist. Ihr Körper besteht aus drei Teilen: dem Kopf, dem Rumpf sowie meistens aus einem Schwanz. Oft besitzen Wirbeltiere je ein Paar Vorder- und Hintergliedmaßen.
Die Wirbeltiere zählen zum Stamm der sogenannten Chordata bzw. der Chordatiere. Damit bilden die Wirbeltiere neben den Manteltieren (lat. Tunicata/Urochordata) und den Schädellosen (lat. Acrania/Cephalochordata) einen der drei Unterstämme der Chordatiere. In einigen Quellen findest Du die Wirbeltiere auch unter dem Begriff der Schädeltiere, da ihr Gehirn von einem knöchernen Schädel geschützt wird.
Namensgebend für die Chordatiere ist die vorhandene Chorda dorsalis. Diese Neuralrinne bildet einen stabförmigen Stützapparat im Rücken der Chordatiere. Bei einigen Stämmen wird diese zusätzlich durch eine Wirbelsäule stabilisiert und geschützt.
Wirbeltiere Übersicht
Die Gruppe der Wirbeltiere umfasst etwa 70.000 verschiedene Arten. Um einen Überblick über die verschiedenen Wirbeltiere zu erhalten, kannst Du sowohl einen Stammbaum als auch die Einteilung in Tierklassen zur Hilfe nehmen.
Stammbaum der Wirbeltiere
Die einzelnen Arten der Wirbeltiere kann man mithilfe eines Stammbaums zusammenfassen.
Ein Stammbaum ist die meist bildliche und zeitliche Darstellung von Verwandtschaftsverhältnissen mithilfe von Verbindungslinien.
Der Stammbaum hilft Dir über mehrere Generationen und Zeitepochen die Verwandtschaftsverhältnisse darzustellen. Bei den Wirbeltieren beginnt die Evolution mit den Fischen, die bereits vor mehr als 450 Millionen Jahren die Gewässer der Erde besiedelten. Durch einen zunehmenden Landgang entwickelte sich aus der Klasse der Fische die Klasse der Amphibien weiter. Mithilfe von weiteren morphologischen Anpassungen wie Atmung und Blutkreislauf entwickelten sich die Reptilien und im weiteren Verlauf die Vögel. Die letzte Evolutionsstufe der Wirbeltiere bildet die Klasse der Säugetiere.
Vor über 260 Millionen Jahren besiedelten die Dinosaurier die Erde und bildeten eine eigene Gruppe der Landwirbeltiere. In der Forschung geht man davon aus, dass sowohl die Dinosaurier als auch die Krokodile dabei von dem gemeinsamen Vorfahren, den Archosauriern, abstammen. Die Archosaurier bilden noch heute eine eigene Gruppe. Sie umfasst neben Krokodilen und Vögeln, auch die fossilen Gruppen der Nicht-Vogel-Dinosaurier und Flugsaurier.
Abbildung 2: Fossil eines Archaeopteryx – dem Urvogel
Klassen der Wirbeltiere
Insgesamt kannst Du Dir bei den Wirbeltieren fünf verschiedene Gruppen merken:
- Fische
- Amphibien (Lurche)
- Reptilien (Kriechtiere)
- Vögel
- Säugetiere
Eine Ausnahme bei den Wirbeltieren bilden die Rundmäuler. Sie zählen auch zu den Kieferlosen. Zu ihnen zählt man nur noch wenige Arten, wie die Neunaugen. Sie sind keiner der fünf Klassen innerhalb der Wirbeltiere zuzuordnen, obwohl sie den Fischen vom Aussehen her am ähnlichsten sind.
Abbildung 3: Zeichnung eines Flussneunauges
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Wirbeltiere Merkmale
Trotz der Vielzahl an verschiedenen Arten von Wirbeltieren gibt es einige Gemeinsamkeiten. Sie verbinden die unterschiedlichen Klassen Fische, Amphibien (Lurche), Reptilien (Kriechtiere), Vögel sowie Säugetiere miteinander.
Äußere Merkmale
Wirbeltiere besitzen anders als Wirbellose ein Skelett, was durch eine Wirbelsäule verbunden ist. Dabei gliedert sich ihr Körper in den Kopf, den Rumpf und meistens den Schwanz.
Bei einigen Arten der Wirbeltiere fehlt der Schwanz komplett oder hat sich zurückgebildet. Beim Menschen findet man den Schwanzfortsatz nur noch in Form des Steißbeins.
Gleichzeitig besitzen die meisten Wirbeltiere je zwei Vorder- und Hintergliedmaßen in Form von Armen und Beinen, Flügeln und Beinen oder auch Flossen. Bei einigen Arten der Wirbeltiere wie Schlangen sind die Gliedmaßen komplett zurückgebildet.
Innere Merkmale
Wirbeltiere zeigen auch physiologische Gemeinsamkeiten auf, wie den Blutkreislauf oder das Nervensystem.
Blutkreislauf
Wirbeltiere besitzen einen sogenannten geschlossenen Blutkreislauf.
Der Blutkreislauf ist ein in sich geschlossenes Transportsystem, das das Gewebe eines Organismus mit Sauerstoff, Nährstoffen und Signalstoffen versorgt.
Dabei wird das nährstoff- und sauerstoffreiche Blut über das Herz in den Körper gepumpt. Dadurch gelangen alle notwendigen Stoffe in die jeweiligen Körperregionen. Je nach Tierart spricht man dabei von einem einfachen oder auch doppelten Körperkreislauf.
Abbildung 4: Die unterschiedlichen Blutkreisläufe der Wirbeltiere
Nervensystem Wirbeltiere
Wirbeltiere besitzen ein komplexes Nervensystem, was sich aus dem zentralen Nervensystem, kurz das ZNS, und dem peripheren Nervensystem, kurz PNS, zusammensetzt.
Das Zentralnervensystem (ZNS) setzt sich aus dem Gehirn und dem Rückenmark zusammen. Es besteht aus Neuronen und Gliazellen. Das periphere Nervensystem (PNS) hingegen liegt außerhalb des Zentralnervensystems. Es besteht aus Hirnnerven, Spinalnerven und dem enterischen Nervensystem.
Das ZNS besteht dabei aus dem Gehirn als zentrales Organ und dem Rückenmark. Die einzelnen Signale werden dabei von Millionen einzelner Nervenzellen weitergeleitet. Diese sorgen dafür, dass einzelne Körpervorgänge gesteuert werden. Damit die Signale von den Organen und Körperteilen im ZNS ankommen, besitzen Wirbeltiere zusätzlich ein peripheres Nervensystem. Es wird noch einmal in zwei Teile gegliedert:
- Das somatische NervensystemDieser Teil leitet Informationen aus Sinneseindrücken an das ZNS oder auch Informationen zur Steuerung der Gliedmaßen an die Muskeln weiter.
- Das vegetative NervensystemDas vegetative Nervensystem hingegen steuert die wichtigen Lebensfunktionen. Es sorgt z. B. für den Herzschlag oder auch die Verdauung.
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Wirbeltiere Beispiele
Um einen besseren Überblick über die einzelnen Klassen der Wirbeltiere zu bekommen, kannst Du Dir verschiedene spezifische Merkmale der Tierklassen merken.
Fische
Fische bilden die älteste und artenreichste Klasse innerhalb der Wirbeltiere. Die Evolution zeigt, dass sich aus dem Stamm der Fische die anderen Klassen der Wirbeltiere entwickelt haben. Heute zählt man mehr als 30.000 Arten zu den Fischen.
| Wissenschaftlicher Name: | Pisces |
| Ordnungen: | - Knorpelfische bzw. Condrichthyes (Skelett aus Knorpel)
- Plattenkiemer
- Chimären, Seekatzen
- Knochenfische bzw. Osteichthyes (Skelett aus Knochen)
- Strahlenflosser
- Lungenfische
- Quastenflosser
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| Lebensraum: | Wasser |
| Fortbewegung: | schwimmend mithilfe von Flossen |
| Atmung: | über Kiemen |
| Körperbedeckung: | schleimig mit Schuppen |
| Körpertemperatur: | Wechselwarm (Umgebungstemperatur bestimmt die Körpertemperatur) |
| Fortpflanzung: | - äußere Befruchtung
- schalenlose Eier
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| Beispiele: | |
Abbildung 5: Der Shubunkin zählt zu den klassischen Teichfischen
Amphibien (Lurche)
Eine weitere Wirbeltierklasse neben den Fischen bilden die Lurche. Dabei zählt man etwa 7.000 verschiedene Arten zu den Lurchen.
| wissenschaftlicher Name: | Amphibien |
| Ordnungen: | - Froschlurch (Anura): Frösche, Kröten, Unken
- Schwanzlurch (Caudata): Salamander, Molche
- Schleichenlurch (Apoda)
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| Lebensraum: | |
| Fortbewegung: | - Larven: schwimmend mithilfe von Flossen & Schwanz
- Adulte: laufend mithilfe von paarigen Extremitäten
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| Atmung: | - Larven: Kiemen
- Adulte: Haut, Lunge
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| Körperbedeckung: | schleimig, feucht mit Drüsen |
| Körpertemperatur: | wechselwarm |
| Fortpflanzung: | - meist äußere Befruchtung
- Eier mit Gallerthülle
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| Bespiele: | - Feuersalamander
- Axolotl
- Laubfrosch
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Abbildung 6: Der Axolotl als Vertreter der Schwanzlurche
Reptilien (Kriechtiere)
Eine weitere Klasse neben den Fischen und Amphibien bilden die Kriechtiere. Du kannst dir diese Klasse auch als Klasse der Reptilien merken. Zu ihnen zählt man über 10.000 verschiedene Arten.
| Wissenschaftlicher Name | Reptilia |
| Ordnungen | - Schuppenkriechtiere
- Brückenechsen
- Schildkröten
- Krokodile
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| Fortbewegung | - Laufend mithilfe von vier Beinen
- Bei Schlangen kriechend/schlängelnd (Beine zurückgebildet)
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| Körperbedeckung | - Haut ist meist trocken
- Panzer mit Hornschuppen bzw. Hornplatten zum Schutz vor mechanischen Einwirkungen
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| Atmung | Lungenatmung |
| Körpertemperatur | wechselwarm |
| Lebensraum | - Land
- Warme Orte werden bevorzugt
- Auf allen Kontinenten außer der Antarktis verbreitet
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| Beispiele | - Blindschleiche
- Meeresschildkröte
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Abbildung 7: Die Meeresschildkröte
Vögel
Die Vögel bilden die erste Klasse der Wirbeltiere, die sowohl im Wasser, an Land als auch in der Luft zu finden sind. Ihre Klasse umfasst heute über 10.000 bekannte Arten.
| wissenschaftlicher Name | Aves |
| Ordnungen | Urkiefervögel, Neukiefervögel |
| Lebensraum | Luft, Land, Wasser |
| Atmung | Lungen |
| Fortbewegung | fliegend, laufend, schwimmend |
| Fortpflanzung | geschlechtlich durch innere Befruchtung (Eier) |
| Körpertemperatur | Warmblüter, gleichwarm |
| Haut | Federkleid |
| Beispiele | |
Abbildung 8: Der Kolibri zählt zu den kleinsten Vögeln auf der Welt
Säugetiere
Die Klasse der Säugetiere bildet die letzte Klasse der Wirbeltiere. Die Säugetiere weisen einen komplexeren Organismus auf und durch die Art der Jungenaufzucht unterscheiden sie sich von den anderen Wirbeltierklassen. Insgesamt umfasst die Klasse der Säugetiere etwa 5.500 Arten.
| Wissenschaftlicher Name: | Mammalia |
| Ordnungen: | - Beutelsäuger
- Ursäuger
- Plazentatiere
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| Lebensraum: | Land, Wasser, Luft |
| Fortbewegung: | laufend, fliegend, schwimmend |
| Atmung: | Lungen |
| Körperbedeckung: | Fell |
| Körpertemperatur: | gleichwarm |
| Fortpflanzung: | - innere Befruchtung
- lebendgebärend
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| Beispiele: | - Mensch
- Katze
- Pika
- Blauwal
- Fledermäuse
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Abbildung 9: Ein Vertreter der Beutelsäuger ist das Quokka
Entwicklungsschema der Wirbeltiere
Die Entwicklung jedes Wirbeltiers lässt sich mit einem sogenannten Entwicklungsschema zusammenfassen. Es beschreibt ein Muster, nach welchem sich die Tiere entwickeln und welche Merkmale und Fähigkeiten die Tiere ab einem bestimmten Stadium aufweisen. Dabei unterscheidet man zwischen der Fortpflanzung und der Entwicklung.
Fortpflanzung Wirbeltiere
Du kannst bei den Wirbeltieren zwischen zwei verschiedene Formen der Fortpflanzung unterscheiden. Der inneren oder der äußeren Befruchtung.
Bei den meisten Wirbeltierklassen bleibt die Fortpflanzungsart gleich. Nur wenige bilden eine Ausnahme.
Innere Befruchtung
Die innere Befruchtung beschreibt die Begattung des Weibchens durch das Männchen. Das Männchen stößt hierbei seinen Samen direkt in den Körper des Weibchens, wo die Befruchtung und die Entwicklung des Eis stattfindet. Bei dieser Form der Befruchtung ist der Schutz des Nachwuchses deutlich erhöht, der Energieaufwand der Mutter jedoch ebenso.
Ein Beispiel für eine innere Befruchtung findest Du beim Menschen. Hier gelangen durch den Geschlechtsakt die Spermien des Mannes in die Gebärmutter der Frau. Die Eizelle wird befruchtet und nistet sich in die Gebärmutterwand, wo die Embryonalentwicklung beginnt. Nach neun Monaten kommt es zur Geburt des Nachwuchses.
Äußere Befruchtung
Bei der äußeren Befruchtung legt das Weibchen häufig Eier ab und das Männchen gibt seinen Samen über die gelegten Eier. Die Befruchtung erfolgt daher in der äußeren Umgebung. Hier ist der Schutz des Nachwuchses deutlich verringert, gleichzeitig aber verbraucht die Mutter weniger Energie. Du findest diese Form der Befruchtung z. B. bei Fröschen.
Meistens werden bei der äußeren Befruchtung deutlich mehr Eier produziert als bei der inneren Befruchtung. Das liegt hauptsächlich an dem Schutz und der Nachwuchssicherung.
Entwicklung der Wirbeltiere
Je nach Klasse der Wirbeltiere unterscheidet man zwischen verschiedenen Strategien bei der Fortpflanzung und der Entwicklung.
Fische
Bei Fischen findet eine äußere Befruchtung statt. Dabei legt das Weibchen die Eier (Laich) im Wasser ab und das Männchen gibt den Samen darüber ab. Da Fische den Laich danach allein lassen, findet keine Brutpflege statt.
Da die Eier durch die fehlende Brutpflege vielen Fressfeinden ausgeliefert sind, besteht der Laich von Fischen meist aus hunderten Eiern.
Während der Embryonalentwicklung ernährt sich der Embryo von den im Ei enthaltenen Nährstoffen. Nach dem Schlüpfen überleben die Jungfische die ersten Tage mithilfe eines gebildeten Dottersacks, der als Nahrungsquelle dient. Durch ein Wachstum zu ausgewachsenen Fischen gleichen Jungfische immer mehr den Elterntieren.
Einige Süß- und Salzwasserfische wie der Wels oder der Stichling betreiben eine Brutpflege. Dabei pflegen die Fische ihre Brut entweder bis zum Schlüpfen oder auch darüber hinaus. Teilweise begleiten die Fische die Jungtiere für mehrere Wochen.
Amphibien
Ähnlich wie bei den Fischen führen Lurche bzw. Amphibien eine äußere Befruchtung durch. Nachdem das Weibchen den Laich im Wasser abgegeben hat, gibt das Männchen seine Samen darüber. Nachdem die Larven bzw. Kaulquappen geschlüpft sind, beginnt die Entwicklung der Amphibien in Form der Metamorphose.
Die Metamorphose (dt. “Veränderung”) beschreibt die Entwicklung der Larve zum ausgewachsenen Tier. Dabei werden mehrere Stadien durchlaufen, wobei es zu einer vollständigen Veränderung der Gestalt kommt.
Eine Ausnahme bildet der Alpensalamander, bei dem eine innere Befruchtung stattfindet. Das Jungtier entwickelt sich im Körper des Weibchens, wobei die Metamorphose bis zu drei Jahre dauern kann.
Reptilien
Die Reptilien bzw. Kriechtiere bilden die erste Gruppe, bei der eine innere Befruchtung durchgeführt wird. Nach der Befruchtung werden die Eier in einem Nest abgelegt, wobei die Jungtiere ohne Brutpflege auskommen.
Die benötigte Wärme für die Brut kommt dabei durch die wärmende Sonne oder auch den warmen Boden.
Nachdem die Jungtiere der Reptilien geschlüpft sind, entwickeln sie sich durch mehrmaliges Häuten zu den adulten Reptilien. Grund dafür ist, dass ihre Schuppenhaut nicht mitwächst.
Vögel
Vögel führen ebenfalls eine innere Befruchtung durch. Nach der Befruchtung legt das Weibchen die hartschaligen Eier in das Nest. Um die Entwicklung des Embryos zu gewährleisten, wird die Brutwärme benötigt und es kommt zur Brutpflege. Auch nach dem Schlüpfen der Jungtiere wird die intensive Brutpflege weitergeführt. Die Küken werden mit Körperwärme und Futter versorgt und so vor potenziellen Feinden geschützt.
Säugetiere
Die Säugetiere bilden eine weitere Gruppe, die eine innere Befruchtung durchführen. Anschließend kommt es zur Entwicklung von einem oder mehreren Föten im Körper des Weibchens.
Um die innere Befruchtung sowie die Entwicklung im Körper der Mutter leisten zu können, gibt es bestimmte anatomische Merkmale. So besitzen die Weibchen Eierstöcke, Eileiter sowie eine Gebärmutter. Männliche Säugetiere hingegen besitzen Hoden, Samenleiter und einen Penis.
Der Embryo wird hier über die Nabelschnur mit Nährstoffen direkt von der Mutter versorgt. Säugetiere sind lebend gebärend, wobei die Brutpflege mehrere Wochen bis Monate dauern kann. Sobald die Jungtiere bzw. das Baby auf der Welt ist, wird es über einen bestimmten Zeitraum von der Mutter gesäugt.
Wirbeltiere – Das Wichtigste
- Wirbeltiere oder Vertebraten sind alle Tiere, bei denen das Skelett durch eine Wirbelsäule verbunden ist.
- Der Körper der Wirbeltiere besteht aus dem Kopf, dem Rumpf und meistens einem Schwanz (bei einigen Wirbeltieren ist der Schwanz zurückgebildet).
- Man unterscheidet zwischen fünf verschiedenen Wirbeltierklassen: Fische, Amphibien (Lurche), Reptilien (Kriechtiere), Vögel, Säugetiere.
- Wirbeltiere haben ein komplexes Nervensystem, bestehend aus dem zentralen und dem peripheren Nervensystem.
- Sie besitzen einen geschlossenen Blutkreislauf.
- Man unterscheidet bei den Wirbeltieren zwischen der inneren und der äußeren Befruchtung.
- Je nach Wirbeltierklasse gibt es verschiedene Entwicklungsstadien.
Nachweise
- spektrum.de: Wirbeltiere (29.09.2022)
- Kükenthal et al. (2014). Zoologisches Prakitkum. Spektrum Akademischer Verlag
- Campell;Reece (2011). Campell Biologie. Pearson
- Abb. 3.: Public Domain: https://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Flussneunauge.jpg
- Abb. 4: Blutkreislauf im Tierreich (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blutkreislauf_im_Tierreich.svg) von Scivit (https://commons.wikimedia.org/wiki/User:Scivit) licensed by CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.en)
- Abb. 5: Foto von JuanCarlosPalauDiaz auf Pixabay
- Abb. 6: Foto von LaDameBucolique auf Pixabay
- Abb. 7: Foto Meeresschildkröte von Pixabay
- Abb. 8: Foto von fprose auf Pixabay
- Abb. 9: Foto von trapperrnzphotography auf Pixabay
- Abb. 2: Public Domain: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Archaeopteryx_lithographica_paris.JPG
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