Vorlesung: Spezielle Zoologie WS 2017/2018
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- Irmela Hofer
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1 Vorlesung: Spezielle Zoologie WS 2017/2018 Modul: Zoologische Systematik und Artenkenntnis Cnidaria Dr. Wolfgang Jakob ITZ, Ecology & Evolution Bünteweg 17d D Hannover Phone:
2 Protostomier Deuterostomier Bilateria (Triploblasten, höhere Tiere) Campbell 1997 Cnidaria Nesseltiere Diploblasten Placozoa
3 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) ca Arten Anemone, (Anthozoa) Ohrenqualle, (Scyphozoa) Portugiesische Galeere, (Staatsqualle)
4 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Kunstformen der Natur Ernst Haeckel km x km Die Erdbevölkerung paßt x in das Great Barrier Reef Edgar O. Wilson, New Haven, Okt. 2007
5 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Äußere Systematik: Reich: Metazoa (Vielzelligen Tiere) Überabteilung: Diploblasten (Zweikeimblättrige) Abteilung: Eumetazoa (Gewebetiere ) Stamm: Cnidaria (Nessel- oder Blumentiere)
6 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Innere Systematik: 1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca Arten 1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) 2. Unterklasse: Octocorallia (achtstrahlig) 2. Klasse: Scyphozoa (Schirmquallen), ca. 200 Arten 3. Klasse: Cubozoa (Würfelquallen), ca. 50 Arten 4. Klasse: Hydrozoa (Hydrozoen), ca Arten 1. Unterklasse: Trachylinae 2. Unterklasse: Hydroidolina Ordnung: Leptothecata Ordnung: Anthoathecata Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen) 3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
7 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) - > marine Arten, wenige limnisch - Eumetazoa - meist kolonial - Polypen- und Medusenform - Metagenese - Keine echten Organe - diffuses NS - Aboral-Oral-Achse, radiärsymmetrisch - Diploblastisch Entoderm (Gastrodermis) Ektoderm (Epidermis) Mesogloea - Gastrovaskularsystem - Epithelmuskelzellen & Interstitielle Zellen
8 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Innere Systematik: Meduse (Qualle) Polyp ABORAL ORAL Hypostom Manubrium ORAL vegetative ABORAL bisexuelle Fortpflanzung vegetative Fortpflanzung vegetative Fortpflanzung
9 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Polyp & Meduse Benthischer Polyp geht aus der sexuellen Fortpflanzung der Medusen hervor. Die Fortpflanzungsmodi der Cnidaria Pelagische Meduse entsteht durch Körperachsenumkehr vegetativ aus dem Polypen. Tentakel Mund/Anus Mund/Anus Tentakel
10 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Innere Systematik: 1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere) Nur Polypen 2. Klasse: Scyphozoa (Schirmquallen) Polypen & Quallen (dominant) Strobilation 3. Klasse: Cubozoa (Würfelquallen) Polypen & Quallen Metamorphose 4. Klasse: Hydrozoa (Hydrozoen) Polypen (&) Quallen Knospung
11 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Tesserazoa Knospung Metamorphose Hydrozoa 3500 spp. Cubozoa 50 ssp. ~11,200 spp. überwiegend marin ~ mya Strobilation Scyphozoa 200 spp. Anthozoa 7500 spp. Hirnkorallen Steinkorallen Seeanemonen Weichkorallen Seefächer
12 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Polyp Morphologie: ORAL ABORAL
13 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Meduse Morphologie: ABORAL ORAL
14 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Histologie: (Zur Regeneration verbrauchter oder abgestorbener Zellen)
15 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Bildung aus interstitiellen Zellen (I-Zellen) Nesselzellen (Nematocyten) Stilett Volventen (Wickelkapseln) Glutinanten (Klebekapseln) Penetranten (Durchschlagskapseln) Ausstoß nach mech. oder chem. Reiz am Cnidocil: Kapseldeckel Cnidocil Nesselkapsel (Nematocyste) Bis 19m/sec. Ausstoßgeschwindigkeit
16 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa Eleutheria dichotoma (Hydrozoa) Metagenetischer Lebenszyklus vegetative bisexuelle Fortpflanzung vegetative Fortpflanzung vegetative Fortpflanzung Meduse Polyp Metagenese
17 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa Eleutheria-Medusen-(Knospen): Vegetative Vermehrung der Medusengeneration
18 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa Metagenese bei Obelia bidentata
19 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Scyphozoa Metagenese bei Aurelia aurita (Ohrenqualle)
20 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Vorteile der ungeschlechtliche Vermehrung versus Vorteile der sexuellen Vermehrung Keine Genomverdünnung Guter Genotyp bleibt erhalten Partnersuche entfällt Verpaarung (Spermien, Manipulation, Kopulationsmechanismen, Bewachung, Mortalitätsrisiko, sexuelle Selektion) Effizienz - Maximale Reproduktionsrate - Hohe energetische Effizienz Sex finds the ruby in the rubbish Unabhängige, vorteilhafte Mutationen finden schneller zu einander Tangled Bank - Genetisch vielfältige Nachkommenschaft - Hohe ökologische Plastizät - Eroberung neuer Lebensräume - Artbildung Koloniebildung mit Arbeitsteilung
21 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Wie wird ein Körperbauplan genetisch determiniert?
22 Hox-system geclustert auf dem selben Chromosom die Reihenfolge der Gene auf dem Chromosom korreliert mit dem Ort der Expression Räumliche Kolliniarität in Vertebraten zusätzlich eine Aktivierung von 3 nach 5 Richtung Modifiziert nach Alberts et al., 2002, Garcia-Fernandez 2005 Zeitliche Kolliniarität
23 Proboscibedia Mutationen transformieren Kopfteile in Beine Homeotische Mutationen Ubx Mutationen transformieren Die Segment-Identität Labium in Beine Kiefer-Palpen plus Labium in Beine Distales Labium in Beine Milchkrautwanze Hughes & Kaufman (2002)
24 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) From { } to oral to anterior? Bauplan-Diversität in Korrelation zur Anzahl der Hox-Gene Diploblasten Placozoa Porifera Cnidaria Triploblasten Platyhelm. Arthropoda Chordata Hauptkörper- Achse: {} 0 {} oral-aboral, 1 a-p, 3 a-p, 3 a-p, 3 Hox/ParaHox Gene: 1?
25 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa Cnox-1 Expression in Eleutheria dichotoma: Meduse: + ; distinkte, ektodermale Expression als oraler Ring I I 200 µm Antisense; Fluoreszenz-Mikroskop Licht-Mikroskop
26 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa Cnox-1 Expression in Eleutheria dichotoma: Meduse: + ; distinkte, ektodermale Expression im oralen Nesselring I I 200 µm Antisense; Fluoreszenz Mikroskop Querschnitt
27 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa Cnox-1-Inhibition Doppelte Tentakel Zwerg-Tentakel
28 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa Cnox-3-Inhibition Cnox-3 Antisense FITC-markiert Cnox-3 Antisense NBT/X-Phos.-Färbung
29 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa Cnox-5-Inhibition Normal Phänotyp
30 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Innere Systematik: 1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca Arten 1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) 2. Unterklasse: Octocorallia (achtstrahlig) 2. Klasse: Scyphozoa (Schirmquallen), ca. 200 Arten 3. Klasse: Cubozoa (Würfelquallen), ca. 50 Arten 4. Klasse: Hydrozoa (Hydrozoen), ca Arten 1. Unterklasse: Trachylinae 2. Unterklasse: Hydroidolina Ordnung: Leptothecata Ordnung: Anthoathecata Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen) 3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
31 Anthozoa Hexacorallia, Octacorallia >7.500 species - meist kolonial - Riffbilder (Great Barrier Reef) C Isochryme - Aragonit (CaCO3)
32 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa) 1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) ca Arten Ordnung: Steinkorallen (Scleractinia) Steinkorallen im Great Barrier Reef
33 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa) Steinkoralle (Scleractinia) Polyp Gastralraum Kalkseptum Korallit (Korallenkelch) Tabula Altkelch Calcium Hydrogencarbonat Calciumcarbonat
34 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa) 1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) Große Mittelmeer-Zylinderrose, Ceriantharia membranaceus - ausschließlich solitär lebende Vertreter - tropischen & gemäßigte Meere in 1-50m Tiefe Diploria labyrinthiformis, Hirnkoralle - Symbiose mit Zooxanthellen - Kolonien erreichen Durchmesser von mehreren Metern
35 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa) 1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) Ordnung: See-, Krusten & Scheibenanemonen Grüne Riesenanemone, Anthopleura xanthogrammica - Symbiose mit Zooxanthellen & Zoochlorellen (Grünalgen) - größte Seeanemone Ø bis 25 cm, Körperhöhe bis 25 cm Seeanemone - Symbiose mit Anemonenfische (Amphiprion) - Gegenseitiger Schutz vor Fressfeinden
36 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa) 2. Unterklasse: Octocorallia (achtstrahlige Symmetrie des Einzelpolypen) ca Arten Weich- (Alcyonacea) Leder- (Alcyoniidae) Röhren- (Stolonifera) oder Hornkorallen Gorgonien (Gorgonacea) Seefächer oder Seefedern (Pennatulacea) Virgularia spec., Purpurseefeder - streng symmetrisch angeordnete Polypenkolonie
37 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa) 2. Unterklasse: Octocorallia (achtstrahlige Symmetrie des Einzelpolypen) 125 Jahre alt Bäumchen-Weichkoralle (Nephtheidae) Fächerförmige Gorgonie (Scleraxonia) - Indopazifik & Rotes Meer - in allen Weltmeeren vom Flachwasser bis Tiefsee - Symbiotischen Algen (Zooxanthellen) - Skelletbildung mittels Gorgonin Jahresringe - kein festes Kalkskelett, sondern kleine Kalknadeln (Sklerite) hornartiges Skleroprotein
38 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Innere Systematik: 1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca Arten 1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) 2. Unterklasse: Octocorallia (achtstrahlig) 2. Klasse: Scyphozoa (Schirmquallen), ca. 200 Arten 3. Klasse: Cubozoa (Würfelquallen), ca. 50 Arten 4. Klasse: Hydrozoa (Hydrozoen), ca Arten 1. Unterklasse: Trachylinae 2. Unterklasse: Hydroidolina Ordnung: Leptothecata Ordnung: Anthoathecata Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen) 3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
39 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 2. Klasse Schirmquallen (Scyphozoa) ca. 200 Arten 3 Ordnungen: Fahnenquallen (Semaeostomae) z.b.feuerqualle Kranzquallen (Coronatae) Wurzelmundquallen (Rhizostomeae) Kranzquallen (Coronatae) Fahnenquallen (Semaeostomae) Lila-gestreifte Qualle (Chrysaora colorata) - 4 lang ausgezogenen Kanten am Mundrohr - Schirmdurchmesser von wenigen cm bis >2m - Kleine Polypen-Generation (2-7mm) Nausithoe aurea - Tiefseequallen - wie Fahnenquallen ca. 50 Arten - Umbrella vom Randbereich (aus Randlappen, Tentakeln & statischen Organen) durch Ringfurche abgegrenzt
40 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 2. Klasse Schirmquallen (Scyphozoa) 3 Ordnungen: Kranzquallen (Coronatae) Fahnenquallen (Semaeostomae) Wurzelmundquallen (Rhizostomeae) Wurzelmundquallen (Rhizostomeae) Lungenqualle (Rizosthoma pulmo) - ca. 100 Arten - hochgewölbter Schirm, tentakellos - 8 Arme mit krausen Verzweigungen Stomolophus meleagris - Mundrohrkanten sind stielförmig verlängert & miteinander verfalteten - Zentrale Mundöffnung fehlt zahlreiche kleine Poren
41 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Innere Systematik: 1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca Arten 1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) 2. Unterklasse: Octocorallia (achtstrahlig) 2. Klasse: Scyphozoa (Schirmquallen), ca. 200 Arten 3. Klasse: Cubozoa (Würfelquallen), ca. 50 Arten 4. Klasse: Hydrozoa (Hydrozoen), ca Arten 1. Unterklasse: Trachylinae 2. Unterklasse: Hydroidolina Ordnung: Leptothecata Ordnung: Anthoathecata Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen) 3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
42 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 3. Klasse Würfelquallen (Cubozoa) ca. 50 Arten - Weltweit in tropischen & subtropischen Meeren - Sehr starkes Nesselgift! Irukandji-Qualle (Carukia barnesi) Mittelmeer-Seewespe (Carybdea marsupialis) - Metamorphose von: kleinem sessilen Polypen zu deutlich größerer freilebenden Meduse - Australien - bis zu 20 cm
43 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 3. Klasse Würfelquallen (Cubozoa) ca. 50 Arten - Sehr starkes Nesselgift! Blockade des Natrium-Ionen-Transportes an der Zellmembran Symptome / Todesursache: Brennender Schmerz Herz- Kreislaufstörungen Bewusstlosigkeit Atemstillstand Tod durch Herzversagen Bonaire banded box jelly (Tamoya ohboya)
44 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) Innere Systematik: 1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca Arten 1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) 2. Unterklasse: Octocorallia (achtstrahlig) 2. Klasse: Scyphozoa (Schirmquallen), ca. 200 Arten 3. Klasse: Cubozoa (Würfelquallen), ca. 50 Arten 4. Klasse: Hydrozoa (Hydrozoen), ca Arten 1. Unterklasse: Trachylinae 2. Unterklasse: Hydroidolina Ordnung: Leptothecata Ordnung: Anthoathecata Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen) 3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
45 Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 4. Klasse Hydrozoen (Hydrozoa) ca Arten Hydra vulgaris, Gemeiner Süßwasserpolyp - Europa, besiedeln Süßgewässer - 3 cm groß - Symbiose mit Grünalgen Portugiesische Galeere, Physalia physalia - Staatsqualle - Pazifik, ca cm Größe, Tentakel bis 50 m Länge! - Kolonie von voneinander abhängiger Polypen - bis zu 1000 Nesselzellen pro cm Tentakel Nervengift
46 Thank you!
Rote Korallen (Corallium spp., Paracorallium spp.)
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