Vorlesung: Spezielle Zoologie WS 2018/2019 Modul: Zoologische Systematik und Artenkenntnis Placozoa Dr. Wolfgang Jakob ITZ, Ecology & Evolution Bünteweg 17d D-30559 Hannover Phone: +49 511-953 8481 Email: wolfgang.jakob@ecolevol.de www.ecolevol.de
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
Spezielle Zoologie - WS 2018/2019 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 24. Auflage, 2016 23. Auflage, 2010 (auch 22. Aufl., 2006 oder 21. Aufl., 2002 oder 20. Aufl., 2000 brauchbar)
Spezielle Zoologie - WS 2018/2019 Leistungsnachweise: 1. Wöchentliche Vorlesung Spezielle Zoologie - Die Stämme des Tierreichs, Mo., 14:15-15:45 Uhr www.ecolevol.de Username: student - Passwort: aspera 2. Wöchentliches Praktikum + Kurzreferat Zoologische Bestimmungsübungen Mi., 13.00-18.00Uhr 3. Klausur: 28.01.2019, 14.15 Uhr (Prüfungsleistung) Wiederholungsklausur: xx.0x.2019, 14.15 Uhr 4. 2 Halbtags-Exkursionen im Freiland (SS 2019)
Spezielle Zoologie - WS 2018/2019 Zeitplan Vorlesung: 22.10.18 Einführung allgemein Jakob 29.10.18 Placozoa Jakob 05.11.18 Porifera / Cnidaria Jakob 12.11.18 Cnidaria / Ctenophora Jakob 19.11.18 Plathelminthes Jakob 26.11.18 Nemathelminthes Jakob 03.12.18 Annelida Jakob 10.12.18 Mollusca Schierwater 17.12.18 Arthropoda / Insecta Hadrys 07.01.19 Echinodermata / u.a. Jakob 14.01.19 Chordata / u.a. Jakob 28.01.19 Klausur Jakob
Referatsthemen: 24.10.2018 07.11.2018 14.11.2018 21.11.2018 28.11.2018 05.12.2018 Dozent Dr. Jakob Dr. Jakob Dr. Jakob Dr. Jakob / Osigus Dr. Jakob / Dr. Salamon Dr. Jakob / Dr. Salamon Kurs (Taxon) Cnidaria (Nesseltier) 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)
Referatsthemen: Dozent 12.12.2018 19.12.2018 09.01.2019 16.01.2019 23.01.2019 30.01.2019 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
Ökologische Exkursion SS 2019 Crau Camargue Mittelmeer (Südfrankreich) Prof. Dr. Bernd Schierwater PD Dr. Heike Hadrys Dr. Wolfgang Jakob Termin: 05. Juli - 14. Juli 2019 Standort: St. Martin de Crau Kosten: 375,- plus Verpflegung Teilnehmerzahl: max. 14 Studenten Tiermedizin: Wahlpflichtmodul Bachelor-Studiengang: Wahlpflichtmodul 817 Vorbesprechungen: erstes Treffen: Di., 29. Jan. 2019, 12:00 Uhr c.t. jeweils Seminarraum ITZ, Bünteweg 17d Anmeldung: wolfgang.jakob@ecolevol.de
Alpilles Ökologische Exkursion SS 2019 Crau Camargue Mittelmeer (Südfrankreich) 05. Juli - 14. Juli 2019 Crau Camargue
Protostomier Deuterostomier Bilateria (Triploblasten, höhere Tiere) Campbell 1997 Placozoa Plattentiere Diploblasten Placozoa
Äußere Systematik: Reich: Metazoa (Vielzelligen Tiere) Überabteilung: Diploblasten (Zweikeimblättrige) Abteilung: Parazoa (Tiere ohne echte Gewebe)
Innere Systematik: (Beispiel: Annelida) 1. Klasse: Polychaeta (Vielborster), ca. 10.000 Arten 1. Unterklasse: Errantia 2. Unterklasse: Sedentaria 3. Unterklasse: Archiannelida + Echiura (Igelwürmer) + Pogonophora (Bartwürmer) + Sipuncula (Spritzwürmer) + Myzostomidae 2. Klasse: Clitellata (Gürtelwürmer), ca. 8.300 Arten 1. Unterklasse: Oligochaeta (Wenigborster), ca. 7.650 Arten 2. Unterklasse: Hirudinea (Egel), ca. 650 Arten
Innere Systematik: 1. Familie: Trichoplacidae 1. Gattung: Trichoplax 1. Art: Trichoplax adhaerens (F.E. Schulze, 1883)
Innere Systematik: 1. Familie: Trichoplacidae 1. Gattung: Trichoplax 2. Gattung: Hoilungia 1. Art: Trichoplax adhaerens (F.E. Schulze, 1883) 2. Art: Hoilungia hongkongensis (M. Eitel et. al., 2018)
Marin 1-8mm Kein Kopf, Fuss, Körper-Achse(n), Symmetrie, Organe Kleinstes Metazoen Genom (50Mb)
Trichoplax adhaerens (Placozoa) Faserzelle Deckzelle O Z - Nur 4 somatische Zelltypen (Körperzelle, keine Gameten der Keimbahn) - Vegetative Reproduktion - Kein Kopf und keine Achsensymmetrien U Zylinderzelle (nach Grell, 1971) Drüsenzelle
Nur 4 somatische Zell-Typen: - Deckzellen (ue; upper epithelium) - Faserzellen (fc; kontraktil) - Zylinderzellen (le; lower epithelium) - Drüsenzellen Lipideinschlüsse (ss; shiny spheres)
2 Unterschiedliche Fortpflanzungsmodi: Vegetativ & Bisexuell 1. Vegetativ: simultan: Zweiteilung: Schwärmerbildung durch Knospung:
2 Unterschiedliche Fortpflanzungsmodi: Vegetativ & Bisexuell 1. Vegetativ: Schwärmerbildung durch Knospung:
Eizellen-Bildung bei Placozoa sp. H2 Kontakt-Porus zur Faserzelle Eitel M, Guidi L, Hadrys H, Balsamo M, et al. (2011) New Insights into Placozoan Sexual Reproduction and Development. PLoS ONE 6(5): e19639. doi:10.1371/journal.pone.0019639
2 Unterschiedliche Fortpflanzungsmodi: 2. Bisexuell: 1 Zelle 2 Zellen 8 Zellen 64 Zellen Durchlicht DAPI Färbung Propidium Iodide Färbung Furchung: total, äqual Eitel M, Guidi L, Hadrys H, Balsamo M, et al. (2011) New Insights into Placozoan Sexual Reproduction and Development. PLoS ONE
Ökologie Die Verbreitung Trichoplax folgt Riffen in tropischen Gewässern 23
Weltweite Verbreitung der genetisch analysierten Placozoen
Placozoa sp. H2 auf einem Stein aus einer Feld-Probe
Unerwartete Diversität im Stamm Placozoa bei der Analyse molekularer Marker
Trichoplax zeigt phototaktisches Verhalten
Chemo-, Temperaturstress
Historic Bookmarks 1883 F. Schulze discovers a new species in Graz (Austria) and names it Trichoplax adhaerens 1884 Inspired by Trichoplax adhaerens O. Bütschli publishes an improved version of Haeckels gastrea-hypothesis, the "placula-hypothesis 1961-1969 Rediscovery of Trichoplax adhaerens by W. Kuhl (1961), A.V. Ivanov (1968) and K.G. Grell (1969)a 1971 K.G. Grells research provides sufficient support for placing Trichoplax in a new phylum, the Placozoa 2004 O. Voigt et al.: Placozoa are no longer a phylum of one 2006 SL Dellaporta et al.: complete mitochondrial genome of Trichoplax 2008 M. Srivastava et al.: analysis of the ~98 Mb nuclear genome of Trichoplax adhaerens 2010 & 2018 M. Eitel and B. Schierwater: Placozoa are a taxon and ecology rich phylum
Warum Placozoa basal?
Trichoplax adhaerens (Placozoa) Faserzelle Deckzelle O Z - Nur 4 somatische Zelltypen - Vegetative Reproduktion - Kein Kopf und keine Achsensymmetrien U Zylinderzelle (nach Grell, 1971) Drüsenzelle
Anzahl Körperachse (n)? Protostomier Deuterostomier Eumetazoa Bilateria (Triploblasten, höhere Tiere) 3 Keimblätter Campbell 1997 Placozoa Diploblasten 2 Keimblätter Parazoa?
Organismus Genomgröße (BP) Gene Gendichte * λ-phage Vergleich von Genomen 5 104 (50.000 BP) Bakterium (Endosymbiont) Carsonella ruddii 1,6 10 5 (160.000 BP) 182 1.138 Darmbakterium Escherichia coli 4,6 10 6 (4.600.000 BP) 4.500 900 Hefe (fungi) Saccharomyces cerevisiae 2 10 7 (20.000.000 BP) 6.000 300 Placozoa Trichoplax adhaerens 1 10 8 (100.000.000 BP) 11.500 230 Fadenwurm Caenorhabditis elegans 8 10 7 19.000 200 Taufliege Drosophila melanogaster 2 10 8 13.500 70 Kugelfisch Fugu rubripes 3,65 10 8 Mensch Homo sapiens sapiens 5 10 9 (5.000.000.000 BP) 25.000 10 Teichmolch Triturus vulgaris 2,5 10 10 Pflanze Arabidopsis thaliana 1 10 8 25.500 255 *Anzahl von Genen pro 1 Mio. Basenpaaren Zunahme Abnahme
Choanoflagellata Placozoa Porifera Cnidaria (ancestral) (abgeleitet) 76kb 43kb 29kb 28kb or or or 11kb Ctenophora Reduktion oder Verlust von open reading frames, Introns, intergenic regions, trnas
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? 5 10 12 45
Trox-2/Aktin Expression bei Trichoplax adhaerens: Trox-2 Expression in distinkter Ringform Aktin Expression in fast allen Zellen I-------------------------I 150 µm Trox-2 Antisense; NBT/X-Phos.-Färbung Aktin Antisense; NBT/X-Phos.-Färbung
Trox-2 Expression bei Trichoplax adhaerens: Trox-2 Expression in distinkter Ringform I------------I 150 µm Trox-2 Antisense; FITC-markiert I-------------------------I 150 µm Trox-2 Antisense; NBT/X-Phos.-Färbung Histologischer Schnitt; (S. Sagasser)
Trox-2 Expression bei Trichoplax adhaerens: Trox-2 Expression in regenerierendem Gewebe I------------------I 150 µm Detail-Ansicht Trox-2 Antisense; NBT/X-Phos.-Färbung
Gen-Inhibition mit RNA-Interferenz & Morpholino Antisense Oligos Trox-2- Inhibition: Keine (vegetative) Reproduktion 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 grün: H2O Kontrolle blau: RNAi Kontrolle rot: Trox-2 RNAi gesv1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Versuchsdauer (Tage)
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