Vorlesung: Spezielle Zoologie WS 2018/2019

Dr. Wolfgang Jakob

ITZ, Ecology & Evolution

Bünteweg 17d

D-30559 Hannover

Phone: +49 511-953 8481

Email: [email protected]

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)


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)


- > 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


Innere Systematik:


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


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


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


Te

ss

era

zo

a

Polyp Morphologie:


ORAL

ABORAL

Meduse

Morphologie:


ORAL

ABORAL

Histologie:


(Zur Regeneration verbrauchter oder

abgestorbener Zellen)


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


Metagenese bei Obelia bidentata


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


versus


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


Cnox-1 Expression in Eleutheria dichotoma:

Meduse: + ; distinkte, ektodermale Expression als oraler Ring

Antisense; Fluoreszenz-Mikroskop Licht-Mikroskop

I-----------------------I

200 µm


Cnox-1 Expression in Eleutheria dichotoma:

Antisense; Fluoreszenz Mikroskop Querschnitt

I------------------------I

200 µm

Meduse: + ; distinkte, ektodermale Expression im oralen Nesselring


Cnox-1-Inhibition

• Doppelte Tentakel • Zwerg-Tentakel


Cnox-3-Inhibition

Cnox-3 Antisense NBT/X-Phos.-Färbung Cnox-3 Antisense FITC-markiert


Normal Phänotyp


Cnox-5-Inhibition

Innere Systematik:














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)


Ordnung:

Steinkorallen

(Scleractinia)

Bahamas

Bermuda

Malediven


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



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


1. Unterklasse: Hexacorallia (sechsstrahlig) Ordnung: See-, Krusten & Scheibenanemonen


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


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:














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)


Lungenqualle (Rizosthoma pulmo)

- ca. 100 Arten

- hochgewölbter Schirm, tentakellos

- 8 “Arme“ mit krausen Verzweigungen

Stamm: Cnidaria (Nesseltiere), 2. Klasse Schirmquallen (Scyphozoa)


3 Ordnungen:


Fahnenquallen (Semaeostomae)


Stomolophus meleagris

- Mundrohrkanten sind stielförmig verlängert &

miteinander verfalteten

- Zentrale Mundöffnung fehlt zahlreiche kleine Poren

Innere Systematik:














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:














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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