Zoologie. Rüdiger Wehner Walter Gehring. 24., vollständig überarbeitete Auflage Abbildungen 17 Tabellen. Glossar mit 830 Stichworten

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1 Zoologie Rüdiger Wehner Walter Gehring 24., vollständig überarbeitete Auflage 1160 Abbildungen 17 Tabellen Glossar mit 830 Stichworten Begründet von Alfred Kühn Georg Thieme Verlag Stuttgart New York

2 XI 11 Struktur und Funktion der Zelle 1.1 Evolution und Aufbau der eukaryotischen Zelle Mycoplasmen, Viren und Viroide Prokaryoten und Eukaryoten Die Zellmembran Membranstruktur Membrantransport Endo- und Exocytose Inneres Membransystem Endoplasmatisches Reticulum und Ribosomen Colgi-Apparat Endosomen, Lysosomen und Peroxisomen Cytosol Das Cytoskelett Actinfilamente Mikrotubuli Intermediäre Filamente Zellkontakte Extrazelluläre Matrix Mitochondrien Der Zellkern Kernhülle Chromatinstruktur und Interphase-Chromosomen Polytäne Riesenchromosomen Metaphase-Chromosomen Nucleolus Kern- und Zellzyklus Interphase Mitose Cytokinese Meiose Regulation der Zellteilung Apoptose 56

3 XII 2 Vererbung 2.1 Die Natur der Erbsubstanz Die chemische Natur der Gene DNA-Replikation Primäre Genwirkung und der genetische Code Transkription und Prozessierung der RNA Translation (Proteinsynthese) Mutation Nachweis von Mutationen Spontane Mutationen Induktion von Mutationen Genmutationen Strukturmutationen Chromosomenmutationen Rückmutation und Suppression Komplementation Rekombination Segregation von Allelen und unabhängige Aufspaltung Kopplung und Rekombination Physikalischer Austausch von Chromosomensegmenten Unterdrückung der Rekombination durch Strukturmutationen Intragene Rekombination und molekulare Mechanismen Ortsspezifische Rekombination und Transduktion Transposition Transformation In-vitro-Rekombination, Cenklonierung und Gentechnologie Struktur und Organisation der Gene Einmalige Gene Repetierte Gene Hochrepetitive DNA-Sequenzen Genomik Regulation der Genaktivität 748

4 XIII Dosiskompensation und Inaktivierung des X-Chromosoms Genamplifikation Genaktivierung durch Veränderung der Genstruktur Regulation der Transkription Chromatinstruktur und Genregulation Genexpression und das Transkriptom Posttranskriptionelle Genregulation Proteomik Vom Gen zum Phän Penetranz und Expressivität Pleiotropie und Polygenie Umweltfaktoren Wechselwirkung zwischen Genen Geschlechtsgekoppelte und geschlechtsbegrenzte Vererbung Maternale und paternale Effekte Cytoplasmatische Vererbung Somatische Zellgenetik Somatische Mutationen Somatische Rekombination Immungenetik Fusion somatischer Zellen Gentransfer in Zellkulturen 779 _3 Entwicklung 3.1 Fortpflanzung und Sexualität Ungeschlechtliche Fortpflanzung Geschlechtliche Fortpflanzung und Sexualität Parthenogenese Kernphasen- und Generationswechsel Keimbahn und Soma Geschlechtsverteilung Geschlechtsbestimmung Spermatogenese Oogenese Befruchtung Eiorganisation Furchung 276

5 XIV 3.7 Gastrulation Grundorganisation des Embryos und Bildung der Keimblätter Organogenese Neurulation und Neuralleistenentwicklung Mesodermale Organe Entodermale Organe Embryonale Anhangsorgane Larvalentwicklung und Metamorphose Zellgenealogie Konstanter Zellstammbaum Variabler Zellstammbaum Das genetische Entwicklungsprogramm Die Bedeutung der Gene für die Steuerung der Entwicklungsvorgänge Die Identifikation und Isolation von Genen, die die Entwicklung steuern Homeotische Mutanten Klonierung der homeotischen Gene und Entdeckung der Homeobox Die genetische Kontrolle des Bauplans von Drosophila Determination und Differenzierung Allgemeine Prinzipien Entwicklungspotenz der Furchungszellen Äquivalenz und Totipotenz der Furchungskerne Cytoplasmatische Determinanten Morphogen-Gradienten Zelldifferenzierung Links-Rechts-Asymmetrie im Wirbeltierembryo Zelladhäsion und Morphogenese Musterbildung und Positionsinformation Signalübertragung und Morphogen-Gradienten Genetische Steuerung der Augenentwicklung Zellwachstum und Proliferation Regeneration, Transdetermination und Transdifferenzierung Altern und Tod -299

6 XV 4 Stoff- und Energiewechsel 4.1 Energetik Energieübertragung im Fließgleichgewicht Energieübertragung in der Zelle Energieübertragung im Organismus Ernährung Nahrungswahl Intra- und extrazelluläre Verdauung Verdauungstrakte Atmung Kiemen Lungen Tracheen Kreislauf Transportleistungen Kreislaufdynamik Abwehrfunktionen Ionen- und Osmoregulation lonenregulation Osmoregulation Exkretion Exkretionsprodukte Exkretionsmechanismen Exkretionsorgane Thermoregulation Poikilotherme Tiere Homoiotherme Tiere ] Hormonale Koordination 5.1 Allgemeine Kennzeichen Primäre Wirkungsmechanismen Hormonsysteme Wirbeltiere Wirbellose Pheromone 382

7 XVI [,&; i Neuronale Koordination 6.1 Bausteine des Nervensystems Nervenzellen Gliazellen Elektrische Signale Ruhepotential Nervenimpulse Synaptische Übertragung Nervensysteme Entwicklung von Nervensystemen Nervensysteme als Schaltpläne Zentralnervensysteme 420 Sinnesleistungen Reiz-Erregungs-Transformation 437 Sinnessysteme Mechanoperzeption Chemoperzeption Photoperzeption 450 Bewegung Muskelbewegung Elementarvorgänge Muskelphysiologie Neuromotorische Kontrolle Muskel-Skelett-Systeme Cilien- und Flagellenbewegung Amöboide Bewegung Elektrische Organe Farbwechsel und Biolumineszenz Verhalten Verhaltensphysiologie Motorische Programme Sensorische Filter Koordination Verhaltensontogenie Programme der Verhaltensentwicklung Lernen-574

8 XVII 9.3 Verhaltensökologie Nahrungssuchverhalten Fortpflanzungsverhalten Sozialverhalten Verhaltensevolution Verhaltensgenetik Verhaltensphylogenie Ökologie 10.1 Organismus-Umwelt-Beziehungen Umweltfaktoren Nischenbildung Populationen Intraspezifische Wechselwirkungen Interspezifische Wechselwirkungen Ökosysteme 588 [~Ti j Evolution 11.1 Indizien Abgestufte Ähnlichkeit Historische Abfolge Geographische Verbreitung Entwicklungsbiologie Mechanismen Mikroevolution": Populationen im Wandel Artbildung Makroevolution": langfristiger Formenwandel Hominiden-Evolution Evolutive Abläufe (Formenvielfalt) Evolutive Trends (Merkmalskomplexe) Vielfalt der Organismen Einführung 677 A Einzeller: Diversität einzelliger Eukaryoten Einzellige Eukaryoten Tetramastigota Euglenida Kinetoplasta Dinoflagellata 682

9 XVIII Apicomplexa Ciliophora Foraminifera Amoebozoa Heliozoa" und Radiolaria" B Metazoa: Entstehung der Vielzelligkeit Porifera (Schwämme) Cnidaria (Nesseltiere) Ctenophora (Rippenquallen) 709 C Bilateria: Bildung eines Bewegungsvorderpols Plathelminthes (Plattwürmer) Mollusca (Weichtiere) Annelida (Ringelwürmer) Arthropoda (Gliederfüßer) Trilobita (Dreilapper), nur fossil Chelicerata (Spinnentiere) Crustacea (Krebse) Myriapoda (Tausendfüßer) Insecta (= Hexapoda, Insekten) Nematoda (Fadenwürmer) Tentaculata (= Lophophorata) Echinodermata (Stachelhäuter) Hemichordata (= Branchiotremata) Chordata (Chordatiere) Tunicata (= Urochordata, Manteltiere) Acrania (= Cephalochordata, Schädellose) 789 D DI Craniotci: Evolution der Organsysteme 792 Integument 792 D1.1 Funktion 792 D1.2 Grundplan 793 D1.3 Differenzierung des Stratum corneum D1.4 Hautdrüsen 796 D1.5 Verknöcherungen des Coriums D2 Skelett D2.1 D Stützgewebe 800 Wirbelsäule 802

10 XIX D2.3 Extremitäten und Extremitätengürtel 804 D2.4 Schädel 808 D3 Nervensystem 874 D4 Blutgefäßsystem -876 D4.1 Herz 876 D4.2 Arteriensystem 878 D4.3 Venensystem 879 D5 Urogenitalsystem 879 D5.1 Exkretionsorgane 879 D5.2 Fortpflanzungsorgane Agnatha" (Kieferlose) Chondrichthyes (Knorpelfische) Actinopterygii (Strahlenflosser) Fischartige Sarcopterygier Amphibia (Amphibien, Lurche) Sauropsida, exkl. Aves Aves (Vögel) Mammalia (Säugetiere) Anhang Glossar 867 Index 897