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Dr. Wolfgang Jakob
ITZ, Ecology & Evolution
Bünteweg 17d
D-30559 Hannover
Phone: +49 511-953 8481
Email: wolfgang.jakob@ecolevol.de
Vorlesung:
Spezielle Zoologie
WS 2018/2019
Modul: Zoologische Systematik und Artenkenntnis
Cnidaria
Bilateria
(Triploblasten,
höhere Tiere)
Diploblasten
Campbell 1997
Placozoa
Deute
rosto
mie
r P
roto
sto
mie
r
Cnidaria
Nesseltiere
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere) ca. 11.200 Arten
Portugiesische Galeere, (Staatsqualle)
Anemone, (Anthozoa)
Ohrenqualle,
(Scyphozoa)
“Kunstformen der Natur”
Ernst Haeckel 1879
“Die Erdbevölkerung paßt
1.750.000 x in das
Great Barrier Reef”
Edgar O. Wilson,
New Haven, Okt. 2007
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
2300km x 20-300km
Äußere Systematik:
Reich: Metazoa (Vielzelligen Tiere)
Überabteilung: Diploblasten (Zweikeimblättrige)
Abteilung: Eumetazoa (Gewebetiere )
Stamm: Cnidaria (Nessel- oder Blumentiere)
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Innere Systematik:
1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca. 7.500 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. 3.500 Arten
1. Unterklasse: Trachylinae
2. Unterklasse: Hydroidolina
Ordnung: Leptothecata
Ordnung: Anthoathecata
Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen)
3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
- > 11.000 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
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Innere Systematik:
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Meduse (Qualle) Polyp
ORAL
ABORAL ORAL
ABORAL
vegetative
vegetative
Fortpflanzung
vegetative
Fortpflanzung
bisexuelle
Fortpflanzung
Hypostom
Manubrium
Pelagische Meduse entsteht durch Körperachsen-
umkehr vegetativ aus dem Polypen.
Benthischer Polyp geht aus der sexuellen
Fortpflanzung der Medusen hervor.
Polyp & Meduse
Mund/Anus Tentakel
Tentakel Mund/Anus
Die Fortpflanzungsmodi der Cnidaria
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Innere Systematik:
1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere) Nur Polypen
2. Klasse: Scyphozoa (Schirmquallen) Polypen & Quallen (dominant)
3. Klasse: Cubozoa (Würfelquallen) Polypen & Quallen
4. Klasse: Hydrozoa (Hydrozoen) Polypen (&) Quallen
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Metamorphose
Knospung
Strobilation
Steinkorallen Seeanemonen
~11,200 spp.
überwiegend marin
~ 650 - 1000mya
Weichkorallen Seefächer
Cubozoa 50 ssp.
Scyphozoa
200 spp.
Hydrozoa 3500 spp.
Anthozoa 7500 spp.
Knospung
Metamorphose
Strobilation
Hirnkorallen
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Te
ss
era
zo
a
Polyp Morphologie:
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
ORAL
ABORAL
Meduse
Morphologie:
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
ORAL
ABORAL
Histologie:
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
(Zur Regeneration verbrauchter oder
abgestorbener Zellen)
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Nesselzellen (Nematocyten)
Cnidocil
• Volventen (Wickelkapseln)
• Glutinanten (Klebekapseln)
• Penetranten (Durchschlagskapseln)
Stilett
Kapseldeckel
Ausstoß nach mech. oder
chem. Reiz am Cnidocil:
Bis 19m/sec.
Ausstoßgeschwindigkeit
Nesselkapsel
(Nematocyste)
Bildung aus
interstitiellen Zellen (I-Zellen)
vegetative
vegetative
Fortpflanzung
vegetative
Fortpflanzung
bisexuelle
Fortpflanzung
Eleutheria dichotoma (Hydrozoa)
Metagenetischer Lebenszyklus
Meduse Polyp Metagenese
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa
Eleutheria-Medusen-(Knospen):
Vegetative Vermehrung der Medusengeneration
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa
Metagenese bei Obelia bidentata
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Scyphozoa
Metagenese bei Aurelia aurita (Ohrenqualle)
Keine Genomverdünnung Guter Genotyp bleibt erhalten
Partnersuche entfällt Verpaarung (Spermien, Manipulation,
Kopulationsmechanismen, Bewachung,
Mortalitätsrisiko, sexuelle Selektion)
Effizienz - Maximale Reproduktionsrate
- Hohe energetische Effizienz
Koloniebildung mit Arbeitsteilung
Vorteile der ungeschlechtliche
Vermehrung
Sex “finds the ruby in the rubbish“ Unabhängige, vorteilhafte Mutationen finden
schneller zu einander
Vorteile der sexuellen
Vermehrung
Tangled Bank - Genetisch vielfältige Nachkommenschaft
- Hohe ökologische Plastizät
- Eroberung neuer Lebensräume
- Artbildung
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
versus
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Wie wird ein
Körperbauplan genetisch
determiniert?
• 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
Zeitliche Kolliniarität Modifiziert nach Alberts et al.,
2002, Garcia-Fernandez 2005
Hox-system
Labium in Beine
Kiefer-Palpen plus
Labium in Beine
Distales Labium in Beine
Proboscibedia Mutationen transformieren
Kopfteile in Beine
Hughes & Kaufman (2002)
Ubx Mutationen transformieren
Die Segment-Identität
Homeotische Mutationen
Milchkraut-
wanze
From “{ }” to “oral” to “anterior”?
Diploblasten
Placozoa Porifera Cnidaria
Triploblasten
Platyhelm. Arthropoda Chordata
Hox/ParaHox
Gene:
1 ? 5 10 12 45
Hauptkörper-
Achse: {} 0 {} oral-aboral, 1 a-p, 3 a-p, 3 a-p, 3
Bauplan-Diversität in Korrelation zur Anzahl der Hox-Gene
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Cnox-1 Expression in Eleutheria dichotoma:
Meduse: + ; distinkte, ektodermale Expression als oraler Ring
Antisense; Fluoreszenz-Mikroskop Licht-Mikroskop
I-----------------------I
200 µm
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa
Cnox-1 Expression in Eleutheria dichotoma:
Antisense; Fluoreszenz Mikroskop Querschnitt
I------------------------I
200 µm
Meduse: + ; distinkte, ektodermale Expression im oralen Nesselring
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa
Cnox-1-Inhibition
• Doppelte Tentakel • Zwerg-Tentakel
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa
Cnox-3-Inhibition
Cnox-3 Antisense NBT/X-Phos.-Färbung Cnox-3 Antisense FITC-markiert
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa
Normal Phänotyp
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), Hydrozoa
Cnox-5-Inhibition
Innere Systematik:
1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca. 7.500 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. 3.500 Arten
1. Unterklasse: Trachylinae
2. Unterklasse: Hydroidolina
Ordnung: Leptothecata
Ordnung: Anthoathecata
Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen)
3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Anthozoa Hexacorallia, Octacorallia
>7.500 species
- meist kolonial
- Riffbilder
(Great Barrier Reef)
- 200C Isochryme
- Aragonit (CaCO3)
ca. 4.500 Arten
Steinkorallen im Great Barrier Reef
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa)
1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig)
Ordnung:
Steinkorallen
(Scleractinia)
Bahamas
Bermuda
Malediven
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa)
Calcium Hydrogencarbonat Calciumcarbonat
Kalkseptum
Polyp
Gastralraum
Tabula
Korallit
(Korallen-
kelch)
Altkelch
Steinkoralle (Scleractinia)
Bildung von mächtigen Knollen, Fächern, Pilzen oder Geweihen
Diploria labyrinthiformis, Hirnkoralle
- Symbiose mit Zooxanthellen - helle Orte
- Kolonien mit mehreren m Durchmesser
Große Mittelmeer-Zylinderrose, Ceriantharia membranaceus
- ausschließlich solitär lebende Vertreter
- nur geschlechtlich FP
- tropischen & gemäßigte Meere in 1 - 50m Tiefe
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa)
1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig)
Seeanemone
- Symbiose mit Anemonenfische (Amphiprion)
- Gegenseitiger Schutz vor Fressfeinden
Grüne Riesenanemone, Anthopleura xanthogrammica
- Symbiose mit Zooxanthellen & Zoochlorellen (Grünalgen)
- größte Seeanemone Ø bis 25 cm, Körperhöhe bis 25 cm
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa)
1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) Ordnung: See-, Krusten & Scheibenanemonen
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa)
2. Unterklasse: Octocorallia (achtstrahlige Symmetrie des Einzelpolypen)
Weich- (Alcyonacea)
Leder- (Alcyoniidae)
Röhren- (Stolonifera) oder Hornkorallen
Gorgonien (Gorgonacea)
Seefächer oder Seefedern (Pennatulacea)
Virgularia spec., Purpurseefeder
ca. 3.000 Arten
- streng symmetrisch angeordnete Polypenkolonie
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 1. Klasse Blumentiere (Anthozoa)
2. Unterklasse: Octocorallia (achtstrahlige Symmetrie des Einzelpolypen)
Bäumchen-Weichkoralle (Nephtheidae)
- Indopazifik & Rotes Meer
- Symbiotischen Algen (Zooxanthellen)
- kein festes Kalkskelett, sondern kleine Kalknadeln (Sklerite)
Fächerförmige Gorgonie (Scleraxonia)
- in allen Weltmeeren vom Flachwasser bis Tiefsee
- Skelletbildung mittels Gorgonin Jahresringe
125 Jahre alt
hornartiges Skleroprotein
Innere Systematik:
1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca. 7.500 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. 3.500 Arten
1. Unterklasse: Trachylinae
2. Unterklasse: Hydroidolina
Ordnung: Leptothecata
Ordnung: Anthoathecata
Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen)
3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
ca. 200 Arten
Nausithoe aurea
- Tiefseequallen
- wie Fahnenquallen ca. 50 Arten
- Umbrella vom Randbereich (aus Randlappen,
Tentakeln & statischen Organen) durch Ringfurche
abgegrenzt
Lila-gestreifte Qualle (Chrysaora colorata)
- 4 lang ausgezogenen Kanten am Mundrohr
- Schirmdurchmesser von wenigen cm bis >2m
- Kleine Polypen-Generation (2-7mm)
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 2. Klasse Schirmquallen (Scyphozoa)
Fahnenquallen (Semaeostomae)
3 Ordnungen:
Fahnenquallen (Semaeostomae) z.B.Feuerqualle
Kranzquallen (Coronatae)
Wurzelmundquallen (Rhizostomeae)
Kranzquallen (Coronatae)
Lungenqualle (Rizosthoma pulmo)
- ca. 100 Arten
- hochgewölbter Schirm, tentakellos
- 8 “Arme“ mit krausen Verzweigungen
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 2. Klasse Schirmquallen (Scyphozoa)
Wurzelmundquallen (Rhizostomeae)
3 Ordnungen:
Kranzquallen (Coronatae)
Fahnenquallen (Semaeostomae)
Wurzelmundquallen (Rhizostomeae)
Stomolophus meleagris
- Mundrohrkanten sind stielförmig verlängert &
miteinander verfalteten
- Zentrale Mundöffnung fehlt zahlreiche kleine Poren
Innere Systematik:
1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca. 7.500 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. 3.500 Arten
1. Unterklasse: Trachylinae
2. Unterklasse: Hydroidolina
Ordnung: Leptothecata
Ordnung: Anthoathecata
Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen)
3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
ca. 50 Arten
Irukandji-Qualle (Carukia barnesi)
- Australien
- bis zu 20 cm
Mittelmeer-Seewespe (Carybdea marsupialis)
- Metamorphose von:
kleinem sessilen Polypen zu deutlich größerer
freilebenden Meduse
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 3. Klasse Würfelquallen (Cubozoa)
- Weltweit in tropischen & subtropischen Meeren
- Sehr starkes Nesselgift!
ca. 50 Arten
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 3. Klasse Würfelquallen (Cubozoa)
- Sehr starkes Nesselgift!
Symptome / Todesursache:
Brennender Schmerz
Herz- Kreislaufstörungen
Bewusstlosigkeit
Atemstillstand
Tod durch Herzversagen
“Bonaire banded box jelly“ (Tamoya ohboya)
Blockade des
Natrium-Ionen-Transportes
an der Zellmembran
Innere Systematik:
1. Klasse: Anthozoa (Blumentiere), ca. 7.500 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. 3.500 Arten
1. Unterklasse: Trachylinae
2. Unterklasse: Hydroidolina
Ordnung: Leptothecata
Ordnung: Anthoathecata
Ordnung: Siphonophorae (Staatsquallen)
3. Unterklasse: Stauromedusae (Becherquallen)
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere)
Portugiesische Galeere, Physalia physalia - Staatsqualle
- Pazifik, ca. 5 - 30 cm Größe, Tentakel bis 50 m Länge!
- Kolonie voneinander abhängiger Polypen
- bis zu 1000 Nesselzellen pro cm Tentakel Nervengift
Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 4. Klasse Hydrozoen (Hydrozoa)
ca. 3.500 Arten
Hydra vulgaris, Gemeiner Süßwasserpolyp
- Europa, besiedeln Süßgewässer
- 3 cm groß
- Symbiose mit Grünalgen
Thank you!
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