Vorlesung: Spezielle Zoologie WS 2017/2018
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- Margarete Klein
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1 Vorlesung: Spezielle Zoologie WS 2017/2018 Modul: Zoologische Systematik und Artenkenntnis Einleitung Dr. Wolfgang Jakob ITZ, Ecology & Evolution Bünteweg 17d D Hannover Phone:
2 Institut für Tierökologie & Zellbiologie (ITZ) Prof. Dr. Bernd Schierwater PD Dr. Heike Hadrys Biodiversity & Evolution of basal metazoans (Placozoa, Cnidaria) Odonate ecology & evolution Biodiversity and Systematics of insects
3 Spezielle Zoologie - WS 2017/2018 Literatur: Vorlesung: CAMPBELL: Biologie / PURVES: Biologie V. STORCH / U. WELSCH: Systematische Zoologie W. WESTHEIDE / R. RIEGER: Spezielle Zoologie, Teil 1, 2 A. KAESTNER: Lehrbuch der Speziellen Zoologie, Bd. R. WEHNER, W. GEHRING: Zoologie Praktikum: M. SCHAEFER (Hrsg.): BROHMER Fauna von Deutschland 23. Auflage, 2010 (auch 22. Aufl., 2006 oder 21. Aufl., 2002 oder 20. Aufl., 2000 brauchbar)
4 Spezielle Zoologie - WS 2017/2018 Leistungsnachweise: 1. Wöchentliche Vorlesung Spezielle Zoologie - Die Stämme des Tierreichs, Mo., 14:15-15:45 Uhr Username: student - Passwort: aspera 2. Wöchentliches Praktikum + Kurzreferat Zoologische Bestimmungsübungen Mi., Uhr 3. Klausur: , Uhr (Prüfungsleistung) Wiederholungsklausur:?, Uhr 4. 2 Halbtags-Exkursionen im Freiland (SS 2018)
5 Spezielle Zoologie - WS 2017/2018 Zeitplan Vorlesung: Einführung allgemein Jakob Placozoa Jakob Porifera / Cnidaria Jakob Cnidaria / Ctenophora Jakob Plathelminthes Jakob Nemathelminthes Jakob Annelida Jakob Mollusca Schierwater Arthropoda / Insecta Hadrys Echinodermata / u.a. Jakob Chordata / u.a. Jakob Klausur Jakob
6 Praktikum im WiSe 2017/18: Wo: Lehrgebäude 1 (Gebäude vor Hörsaal links) 3 Gruppen: Gruppe A: Gruppen B: Gruppe C: Mittwochs, Uhr Mittwochs, Uhr Mittwochs, Uhr
7 Praktikum im WiSe 2017/18: Struktur des Referats: An jedem Termin pro Gruppe (A, B und C) jeweils 1 oder 2 Referate à 15min. Jedes Referat à 15min. wird von 3 Studierenden gemeinsam gehalten Beispiel: Mittwoch, den (Gruppe A) - Praktikum Jakob Uhr: Referat Thema Vögel allgemein - drei Studierende Uhr: Referat Thema Non-Passeriformes - drei Studierende Uhr: Bestimmungkurs
8 Referatsthemen: Dozent Dr. Jakob Dr. Jakob Dr. Jakob Dr. Jakob / Osigus Dr. Jakob / Dr. Salamon Dr. Jakob / Dr. Salamon Kurs (Taxon) Cnidaria (Nesseltiere) Aves (Vögel) Aves (Vögel) Mollusca (Weichtiere) Arthropoda (Gliederfüßer) Arthropoda (Gliederfüßer) Referatsthema 1: XXX Non- Passeriformes (Nicht- Singvögel) Vögel allgemein Gastropoda (Schnecken) Collembola (Springschwänze) Staphylinidae (Kurzflügel-Käfer) Referatsthema 2: XXX XXX Passeriformes (Singvögel) Bivalvia (Muscheln) Oribatida (Hornmilben) Carabidae (Laufkäfer)
9 Referatsthemen: Dozent Dr. Jakob / Dr. Kamm Prof. Schierwater PD Dr. Hadrys Dr. Jakob / Dr. Holtorf Dr. Jakob / Dr. Holtorf Dr. Jakob / Dr. Salamon Kurs (Taxon) Arthropoda (Gliederfüßer) Placozoa (Plattentiere) Arthropoda (Gliederfüßer) Mammalia (Säugetiere) Mammalia (Säugetiere) XXX Referatsthema 1: Heteroptera (Wanzen) Placozoa (Plattentiere) Großlibellen (Anisoptera) Vergleich Cerviden - Boviden Vergleich Mustelidae - Canidae - Felidae Abtestat Referatsthema 2: Homoptera (Gleichflügler) Cnidaria (Nesseltiere) Kleinlibellen (Zygoptera) Vergleich Rodentia - Lagomorpha XXX Abtestat
10 Prof. Dr. Bernd Schierwater PD Dr. Heike Hadrys Biodiversity & Evolution of basal metazoans (Placozoa, Cnidaria) Our Team Odonate ecology & evolution Biodiversity and Systematics of insects Dr. Eckhard Holtdorf Dr. Wolfgang Jakob Dr. Kai Kamm Dr. Michael Eitel Dr. Jörg Salamon Karolin von der Chevallerie Wiebke Feindt Tjard Bergmann Kathrin Wysocki Sara Rolfes Dr. Sandra Damm Dr. Omid Paknia Dr. Sabrina Simon Hans-Jürgen Osigus Rebecca Herzog Nicole Bartkoviak Jutta Bunnenberg Marion Klein Björn Seegebarth
11 AG Schierwater Genomanalysen Entwicklungsgenetik Ökologie & Vermehrung Innere/äußere Systematik BIODIVERSITÄT Morphologie Verbreitung
12 AG Hadrys Entwicklungsgenetik Phylogenie der Pterigota Populationsgenetikgenetik Entwicklungsbiologie
13 Jakob Wissenschaftliche Vogelberingung
14 Teichrohrsänger (Acrocephalus scirpaceus) Haplotypen-Netzwerk der COI-Region von A. scirpaceus.
15 DNA-Barcoding CAOS-Barcodeausschnitt von A. scirpaceus. Taxa/ Position As_KF T G G As_Ri_Con T G G As_Le4_Con T G G As_KF T A G As_KF C A A As_KF C A A As_KF C A A As_KF C A A As_KF C A A As_FJ C A A As_KF C A A DNA-Barcoding ist eine taxonomische Methode zur Artenbestimmung anhand der DNA-Sequenz eines Markergens.
16 Ökologische Exkursion SS 2018 Crau Camargue Mittelmeer (Südfrankreich) Prof. Dr. Bernd Schierwater PD Dr. Heike Hadrys Dr. Wolfgang Jakob Termin: 29. Juni Juli 2018 Standort: St. Martin de Crau Kosten: 350,- plus Verpflegung Teilnehmerzahl: max. 14 Studenten Tiermedizin: Wahlpflichtmodul Bachelor-Studiengang: Wahlpflichtmodul 817 Vorbesprechungen: erstes Treffen: Di., 30. Jan. 2018, 12:00 Uhr c.t. jeweils Seminarraum ITZ, Bünteweg 17d Anmeldung: wolfgang.jakob@ecolevol.de
17 Alpilles Ökologische Exkursion SS 2018 Crau Camargue Mittelmeer (Südfrankreich) 29. Juni Juli 2018 Crau Camargue
18 Ctenophora Bauplan-Diversität im Tierreich Wie kann aus einfachsten Lebensformen die unendliche Formenvielfalt und Komplexität der Natur evolvieren? Platyhelminthes Porifera Echinodermata Mollusca Chordata Scyphozoa Anthozoa Arthropoda Placozoa Cnidaria Trichoplax Cubozoa Hydrozoa
19 Anzahl Körperachse (n)? Protostomier Deuterostomier Eumetazoa Bilateria (Triploblasten, höhere Tiere) 3 Keimblätter Campbell 1997 Placozoa Diploblasten 2 Keimblätter Parazoa?
20 Wie sieht die genetische Basis für die enorme Vielfalt an tierischen Bauplänen aus?
21 Arthropoda Echinodermata Chordata Cnidaria from so simple a beginning, endless forms most beautiful have been, and are being evolved (Darwin; 1859). the search for homologous genes is quite futile except in very close relatives (Ernst Mayr; 1942). diversity is not so much a matter of complement of genes in an animals toolkit,...but it is in the way you use it (Sean B. Carroll; 2005)
22 Vergleich der Genom-Größen Organismus Genomgröße (BP) Gene Gendichte* λ-phage ( BP) Bakterium (Endosymbiont) Carsonella ruddii 1, ( BP) Darmbakterium Escherichia coli 4, ( BP) Hefe (fungi) Saccharomyces cerevisiae ( BP) Placozoa Trichoplax adhaerens ( BP) Fadenwurm Caenorhabditis elegans Taufliege Drosophila melanogaster Kugelfisch Fugu rubripes 3, Mensch Homo sapiens sapiens ( BP) Teichmolch Triturus vulgaris 2, Pflanze Arabidopsis thaliana *Anzahl der Gene pro 1 Million Basenparen Zunahme Abnahme
23 Wie wird gewährleistet, dass mit relativ wenigen Genen die Komplexität der tierischen Baupläne determiniert werden kann? - Alternatives Splicing - Komplexe Interaktion von Genen (Genregulation) - Gen-Hierarchie
24 Alternative Splicing Viele Proteine aus einem Gen
25 Gen-Hierarchie & -Interaktion Gen1 Gen2 Gen3 Gen N GenA1 GenB1 GenB2 GenB3 Aktivierung & Repression GenC1 GenC2 GenC3 GenC4 M. 1 M. 2 M. 3 M. N M. 1 M. 2 M. 3 M. 4 M. 5 M. N M. Merkmal
26 Bauplan-Diversität im Tierreich Genregulation - Master-Kontroll-Gene
27 I. Metazoa Parazoa & Eumetazoa Porifera Placozoa Coelenterata Bilateria (Coelomata) II. Diploblasten & Triploblasten (Bilateria) Placozoa Porifera Coelenterata Protostomia Deuterostomia
28 Verschiedene Wege die Metazoen-Phylogenie zu strukturieren * *
29 Moderne Daten sehen einen frühen Split von Diploblasten & Triploblasten - Mit den Placozoa an anzestraler Position
30 F Anzahl Körperachse (n)? f Protostomier Deuterostomier Eumetazoa Bilateria (Triploblasten, höhere Tiere) 3 Keimblätter Campbell 1997 Placozoa Diploblasten 2 Keimblätter Parazoa?
31 Triploblasten - Bilaterier Morula (ab 16 Zellstadium) Gastrulation Anterior (Mund) Posterior (After) Ektoderm Haut, Nervensystem Sinnesorgane usw. Mesoderm Muskulatur, Knochen, Herz, Blutgefäße, Lymphsystem, Bindegewebe, Organe z.b. Milz, Niere usw. Entoderm Verdauungstrakt (Mund-After), Atmungstrakt, Exkretion usw.
32 Placozoa Mund-After, Hauptkörperachse, 2 Keimblätter Coelenterata Inneres Skelett Bilateria triploblastische Organismen
33 Placozoa Mund-After, Hauptkörperachse, 2 Keimblätter Inneres Skelett Protostomia Deuterostomia
34 Placozoa Mund-After, Hauptkörperachse, 2 Keimblätter Inneres Skelett Lophotrochozoa Ecdysozoa
35 Bilateria (Triploblasten, höhere Tiere) 2 Konzepte Articulata Lophotrochozoen-Ecdysozoa Lophotrochozoen: Tentakel- und Wimpernträger (Mollusca, Annelida, Platelminthes, (Lophophorata, Trochozoa) Brachiopoda, u.a.) Ecdysozoa: Häutungstiere (Arthropoda, Nematoda, u.a.)
36 Lophotrochozoa (Mollusca, Annelida, Platelminthes, Brachiopoda, u.a.) Spiralfurchung Trochophora-Larve Lophophor (Tentakelkranz) Ecdysozoa (Arthropoda, Nematoda, u.a.) ecdysis = Häutung Kutikula, welche abgestoßen wird
37 Taxonomie und Systematik Die Taxonomie ist ein Modell, um die Organismen nach bestimmten wissenschaftliche Kriterien zu ordnen Taxon (Plural: Taxa)
38 Taxonomie Systematik Hierarchische Kategorien Taxa (Singular: Taxon) Reich / Kingdom Animalia Animalia Stamm / Phylum Arthropoda Chordata Unterstamm / Subphylum Uniramia Vertebrata Klasse / Class Insecta Mammalia Ordnung / Order Lepidoptera Carnivora Unterordnung / Suborder Ditrysia Fissipedia (Landraubtiere) Familie / Family Papilionidae Mustelidae (Marderartigen) Gattung / Genus Papilio Martes Art / Species Papilio antimachus Martes foina Schubladen- System African Giant Swallowtail Marder
39 Stamm (Phylum) Klasse Ordnung Familie Gattung (Genus) Art (Species) Arthropoda Insecta Hymenoptera Formicidae Formica Formica rufa Rote Waldameise Familie: - idae Unterfamilie: - inae Binomiale Nomenklatur Carl von LINNÉ 1. Januar 1758 Systema Naturae
40 Binominale Nomenklatur Carl von LINNÉ 1. Januar 1758 Systema Naturae Binominale Nomenklatur Beispiel: Formica rufa Linnaeus, 1758 Artname = Gattungsname + Art-Epitheton (Beiwort) + Autorenname / Jahreszahl der Erstbeschreibung kursiv geschrieben
41 Binominale Nomenklatur Europäische Meisen-Arten der gleichen Gattung Parus major Parus caeruleus Parus cristatus Parus ater Parus palustris Parus montanus
42 Binominale Nomenklatur Unterarten der Schwanzmeise (Aegithalos caudatus) Aegithalos caudatus caudatus Northern Long-tailed Tit British Long-tailed Tit (Aegithalos caudatus rosaceus) Siberian Long-tailed Tit (Aegithalos caudatus sibiricus) Pyrenees Long-tailed Tit (Aegithalos caudatus taiti) Asian Minor Long-tailed Tit (Aegithalos caudatus tephronotus) } Aegithalos caudatus europaeus Central European Long-tailed Tit 23 Unterarten
43 Binominale Nomenklatur Wie ist die kleinste taxonomische Einheit Art definiert?... Was ist eine Art? Unterschieden durch eine bestimmte Anzahl von Merkmalen? Beschrieben durch einen Binominalen Namen Martes foina Chordata Papilio antimachus Arthropoda
44 Binominale Nomenklatur 1. Morphologisches Artkonzept (Linnaeus, 1780) - Nachteile: Dimorphismus, Sessonale Unterschiede (Schlicht-/Prachtkleid), Larvalstadien, Individuelle Unterschiede 2. Biologisches Artkonzept (Mayr, 1969) - Nachteile: Vegetative Vermehrung, Fossilien, graduelle Artbildung 3. Evolutionäres Artkonzept (Gaylord Simpson, 1961; elaborated by others, e.g. Grant, 1971; Wiley, 1981) 4. Kladistisches / Phylogenetisches Artkonzept (Hennig, 1966 / Cracraft, 1989) 5. Ökologisches Artkonzept (Simpson, and others) 6. Phänetische Artkonzept (Sokal & Crovello, 1970)
45 Binominale Nomenklatur Die Taxonomie ist ein Modell, um die Organismen nach bestimmten wissenschaftliche Kriterien zu ordnen Internationale Kommission für Zoologische Nomenklatur (ICZN) Verschiedene Gruppen (Pflanzen, Tiere, Pilze, Bakterien, Viren) Haben eigene Regeln Taxonomie International Code of Botanical Nomenclature International Code of Nomenclature of Bacteria & Viruses International Code of Phylogenetic Nomenclature
46 Wichtige Begriffe der Taxonomie Mammalia Chelonia Lepidosaura Crocodylia Aves Archosaura Diapsida ein Monophylum umfasst alle Arten (und nur diese), die von einer einzigen Stammgruppe ausgehen Amniota Sauropsida monophyletische Gruppe Monophylum
47 Wichtige Begriffe der Taxonomie paraphyletische Gruppe / Paraphylum Mammalia Chelonia Lepidosaura Crocodylia Aves Archosaura Diapsida Sauropsida ein Paraphylum umfasst nicht alle Arten, die von einer einzigen Stammgruppe ausgehen Amniota Reptilia
48 Wichtige Begriffe der Taxonomie polyphyletische Gruppe Warmblüter Mammalia Chelonia Lepidosaura Crocodylia Aves Archosaura Diapsida Sauropsida Ein Polyphylum hat keine gemeinsame Stammform und geht von einem konvergenten Merkmal aus Amniota
49 Wichtige Begriffe der Taxonomie Schwestergruppen Mammalia Chelonia Lepidosaura Crocodylia Aves Archosaura Diapsida Sauropsida Stammgruppe Zwei Taxa, die eine nur ihnen gemeinsame Stammgruppe besitzen Amniota
50 Wichtige Begriffe der Taxonomie Homologe Merkmale - Gemeinsamer evolutionärer Ursprung Dornen vs. Blatt (müssen nicht unbedingt ähnlich gebaut sein) Analoge Merkmale - ähnlich gebaute Merkmale mit unterschiedlichem Ursprung Insekten- vs. Vogel-Flügel Sukkulenz bei Wolfsmilch vs. Kaktus (entstehen vielfach durch Anpassung an gleiche Umweltbedingungen)
51 Basales Fortpflanzungsmodi Ungeschlechtlich Geschlechtlich Monocytogen: Asexuell Monosexuell: Pathenogenese Ephebogenese? Polycytogen: Vegetativ Bisexuell:
52 Thank you!
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