3 Domänen und 5 Reiche

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1 3 Domänen und 5 Reiche Eukarya Bacteria Pflanzen Tiere Pilze Protisten Archaea Prokaryota

2 Biodiversität und Domänenkonzept Pflanzen b Grünalgen Tiere Rotalgen Phototrophe EUCARYA Aerobe Pilze Anaerob e BACTERIA Protozoen Strahlentolerante Thermophil e ARCHAEA Halophile Alkaliphile Anaerobe Thermophile Methanbakterien

3 Aufbau einer Bakterienzelle Plasmamembran Nucleoid (DNA) Murein- Zellwand Schleimkapsel Mesosom Penicillin Cycloserin Actinomycin Mesosom Thylakoide Plasmide Ribosomen Tetracycline Streptomycin Bakteriengeißel

4 Der kleinste Motor der Welt Der kleinste Motor der Welt Aufbau und Verankerung der Bakteriengeißel in der Zellwand eines gramnegativen Bakteriums (z.b. Escherichia coli) Flagellinfaden Haken (verläuft bogig) L L-Ring -Ring P P-Ring -Ring S-Ring MM-Ring Ring Schaltprotein Lipopolysaccharidschicht Peptidoglucan -schicht Periplasma Cytoplasmamembran Cytoplasma Motorprotein Bakterielle Zellwand Grampositive Bakterien (wie der Heubazillus Bacillus subtilis) weisen nur das innere in die Cytoplasmamembran eingebettete Ringpaar (M+S) auf.

5 Zahnbiofilm (Plaque): Schema einer Mikrobenmatte Frühe Besiedlungsphase Späte Besiedlungsphase Adhesine Ankermoleküle Schmelzfläche Zahnschmelz Streptococcus gordonii Streptococcus mitis Propionibacterium acnis Capnocytophaga gingivalis Prevotella denticola Capnocytophaga sputigena Actinomyces naeslundii Porphyromonas gingivalis

6 Entstehung komplexer Plastiden Cyanobacterium Farbloser phagotropher Flagellat (Eukaryot) Gemeinsamer Vorläufer aller primären Endocytobiosen Glaucocystophyta Cryptophyta?? Grünalgen Rotalgen Primäre Endosymbiosen Chlorarachniophyta Euglenophyta Einige Dinophyta (?) Sekundäre Endosymbiosen Autotrophe Cryptophyta Heterokontophyta Prymnesiophyta Paulinella??

7 Evolution der Eukarya: Mehrfache Endosymbiose Tiere Pilze Pflanzen Sekundäre Endosymbiosen (Euglenophyta u.a.) Protisten Glaucocystophyta Cryptophyta (?) Zellkern Mitochondrium Prokaryotischeukaryotische Endocytobiose Prokaryotischprokaryotische Endocytobiose Cyanobacteria Archaea Eubacteria Cenancestor Entstehung des Lebens

8 Moderne Vorstellungen zur Zellevolution Ursprünglicher heterotropher Prokaryot Zellen erhalten Zellkern Aerobe Bakterien werden Mitochondrien durch primäre Endosymbiose Bacteria Aerobe Archaea Phototrophe Archezoa Pilze Cyanobakterien werden Chloroplasten durch primäre Endosymbiose Tiere Verlust der Chloroplasten Amöben, Ciliaten, Flagellaten Dinoflagellaten Rotalgen Braunalgen Goldalgen Verlust der Chloroplasten Kieselalgen Oomyceten Chloroplasten entstehen erneut durch sekundäre Endosymbiose Cryptomonaden Grünalgen Landpflanzen

9 Fortpflanzung der Ascomyceten Apothecium Ascus Ascogon Karyogamie Hyphe Plasmogamie Myzel Konidiosporen Nebenfruchtform Ascusbildung nach dem Haken-Verfahren

10 Fortpflanzung der Basidiomyceten Meiose Karyogamie Basidie Myzel Hymenium Hyphe Plasmogamie Schnallenbildung der Basidiomyceten

11 Fruchtkörpertypologien bei Asco- und Basidiomyceten Apothecium Perithecium Kleistothecium Hymenium Kammpilze Korallenpilze Hutpilze Bauchpilze Pilzwuchssubstrat Konsolenpilze Krustenpilze

12 Pilzbrücke zwischen Bäumen Baumwurzel Mykorrhiza Pilzmycel

13 System der Algen 1 Cyanobacteria 1.1 Cyanophyceae ( Blaualgen ) 2 Glaucocystophyta 2.1 Glaucocystophyceae 3 Cryptophyta 3.1 Cryptophyceae Cryptomonaden 4 Rhodophyta 4.1 Rhodophyceae Rotalgen 5 Chlorarachniophyta 5.1 Chlorarachniophyceae 6 Euglenophyta 6.1 Euglenophyceae Augenflagellaten 7 Dinophyta 7.1 Dinophyceae Panzergeissler 8 Haptophyta = Prymnesiophyta 8.1 Haptophyceeae = Prymnesiophyc. 9 Heterokontophyta 9.1 Chrysophyceae Goldalgen 9.2 Synurophyceae 9.3 Dicytyochophyceae 9.4 Pelagophyceae 9.5 Eustigmatophyceae 9.6 Raphidophyceae 9.7 Chloromonadophyceae 9.8 Xanthophyceae Gelbgrünalgen 9.9 Bacillariophyceae Kieselalgen 9.10 Phaeophyceae Braunalgen 10 Chlorophyta 10.1 Prasinophyceae ( Viridiplantae ) 10.2 Pleurastrophyceae 10.3 Klebsormidiophyceae 10.4 Cladophorophyceae 10.5 Trentepohliophyceae 10.6 Zygnematophyceae 10.7 Bryopsidophyceae 10.8 Dasycladophyceae 10.9 Trebouxiophyceae Charophyceae Ulvophyceae Chlorophyceae i.e.s. Grünalgen 11 Bryophyta - Moospflanzen 12 Cormophyta - Gefäßpflanzen

14 Generationswechsel bei den Algen - diphasisch: mit Gametophyt und Sporophyt in Folge - antithetisch: jede Generation hat eine andere Kernphase - heteromorph: beide Generationen sehen unterschiedlich aus Re R! Haplophase (n) Meiosporen Sporangium Sporophyt männlicher Gametophyt weiblicher Gametophyt Gametangium Mitogameten Diplophase (2n) B! A Zygote

15 Morphologische Elemente der Diatomeenschale Schale = Epivalva Epitheka Epipleura Hypopleura Frustulum Hypovalva Hypotheka Valvaransicht (Schalenansicht) Pleural-Ansicht (Gürtelbandansicht) Depauperative Teilung

16 Plastidenmerkmale bei Algen und höheren Pflanzen Taxon Plastiden- Hüllmembranen Thylakoid- Aufbau akzessorische Pigmente Typ Glaucocystophyta Phycobiline Cyanelle Rhodophyta 2 Einfache Plastiden Phycobiline Viridiplantae Chlorophyll b Euglenophyta Dinophyta Heterokontophyta Cryptophyta 3 4 Komplexe Plastiden Chlorophyll b Fucoxanthin Peridinin Fucoxanthin Phycobiline Chloroarachnio- Phyta Chlorophyll b

17 Algenhabitate und Lebensformtypen aerophytisch: Prasiola stipitata auf Molenköpfen benthisch: Fucus spp. epiphytisch: Membranoptera alata epizoisch: Enteromorpha u. Ulva auf Macropodia rostrata SpThw-Linie pelagisch (planktisch): Ulva u. Sargassum epilithisch: Chondrus crispus Ralfsia verrucosa endolithisch: (in Kalkgestein): Ostreobium sp. endophytisch: - Chlorochytrium inclusum in Polyides rotundus - Acrochaete parasitica in Fucus serratus endozoisch: Audouinella membranacea in Hydrozoen-Theken parasitisch: Harveyella mirabilis auf Rhodomela spp. Eulitorale Deckalge: ( canopy ) Fucus spp. Sublitorale Deckalge: Laminaria spp. Fadenalge: Chaetomorpha Blattbuschalge: Delesseria Fadenbuschalge: Rhodomela Krustenalge: Hildenbrandia Unterwuchsalgen ( understorey )

18 Generationswechsel bei den Rotalgen - triphasisch: mit Gametophyt und 2 Sporophyten in Folge - isomorph: Gameto- und Tetrasporophyt gleich gestaltet oder - heteromorph: Gameto- und Tetrasporophyt unterschiedlich Re R! Haplophase (n) Tetrasporen Tetrasporangium Tetrasporophyt männlicher Gametophyt weiblicher Gametophyt Karpogon Mitogameten Karposporen Karposporophyt Diplophase (2n) B! A Zygote

19 Morphologische Organisationsstufen der Algen homotrichal monadoid (monadal) coccoid (coccal) capsal rhizopodial trichal Koloniebildung heterotrichal siphonal thallös

20 Generations- und Kernphasenwechsel Haplophase (n) Haplonten: Kernphasenwechsel ohne längere Diplophase / zygophasische Reduktion Gametangium Mitogameten Zygote Meiosporen R! B! Diplophase (2n) Diplonten: Kernphasenwechsel ohne längere Haplophase / gamophasische Reduktion Gametangium R! Meiogameten Haplophase Diplophase (2n) Zygoten B!

21 Algen (Dinoflagellaten) mit komplexen Plastiden Phagocytose I Phagocytose II Cyanobacterium Eukaryotische (Rot-)Alge Primäre Endocytobiose Cryptomonas spp. Sekundäre Endocytobiose Phagocytose III Cryptomonas spp. Hypothetische Zwischenform Gymnodinium acidotum Tertiäre Endocytobiose 1984 Gymnodinium acidotum 1985 Amphidinium wigrense 1988 Dinophysis spp.

22 Generationswechsel bei den Braunalgen R! Haplophase (n) Meiosporen Sporangium Sporophyt männlicher Gametophyt weiblicher Gametophyt Gametangium Mitogameten Diplophase (2n) B! Zygote

23 Nomenklatur, Taxonomie und Systematik heute Art C Art D Art E Art G Art A Art B Art F Systematische Dimension Taxonomische Dimension Taxonomische Dimension früher: Zeitschnitt 1 noch früher: Zeitschnitt 2

24 Generationswechsel der Laub- und Lebermoose Γ-Gamet 4 Antheridium 1 Meiosporen 5 Archegonium 6 Sporogon - Embryo - R! 8 Kapsel Sporophyt B! 7 Seta 3 Gametophyt 3 Gametophyt 1 Meiospore 2 Protonema Rhizoide