Biologiekurs Evolution

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© 1998-2007 Hans-Dieter Mallig

Ordnen der Wirbeltierklassen nach der Leistungsfähigkeit verschiedener Organsysteme:

Wir verwenden Erkenntnisse der vergleichenden Anatomie

Zunächst vergleichen wir die Haut von Vertretern der verschiedenen Wirbeltierklassen:

(hdm)
Fische:
wasserdurchlässige Schleimhaut

Amphibien:
wasserdurchlässige Schleimhaut

Reptilien:
wasserundurchlässige lederartige Haut

Vögel:
Wasserundurchlässige Haut mit Federn

Säuger:
wasserundurchlässige Haut mit Haaren

Welche Vorteile bietet eine wasserundurchlässige Haut?

Es gibt doch aber auch Reptilien, Vögel und Säuger, die im Wasser leben. Welche Beispiele fallen dir dazu ein?

Wie würdest du die fünf Wirbeltierklassen anordnen, wenn du sie unter dem Gesichtspunkt Wasserunabhängigkeit aufgrund der Ausbildung der Haut einteilen solltest?

Wir bleiben bei der Haut und und überlegen, warum Fische, Amphibien und Reptilien als Wechselwarme den gleichwarmen Säugern und Vögeln gegenüber gestellt werden.
Welche Vorteile bietet die Haut von Säugern und Vögeln?

Wie würdest du die fünf Wirbeltierklassen anordnen, wenn du sie unter dem Gesichtspunkt Temperaturunabhängigkeit aufgrund der Ausbildung der Haut einteilen solltest?

Unten vergleichen wir die Blutkreislaufsysteme der verschiedenen Wirbeltierklassen:
Wenn du dich beim Thema Herz und Blutkreislauf nicht sicher fühlst, kannst du dich darüber beim Kurs Blut und Blutkreislauf informieren.

(hdm)
Fische:

Amphibien:

Reptilien:

Vögel:

Säuger:


Das Herz besteht aus einer Vorkammer und einer Hauptkammer und pumpt das sauerstoffarme Blut aus dem Körper nach vorn zu den Kiemen. In den Kiemenkapillaren findet der Gasaustausch statt. Von dort gelangt das sauerstoffreiche Blut in den Körper. Im Bereich der Körperkapillaren wird der Sauerstoff entzogen und das Blut mit Kohlenstoffdioxid angereichert.
Bei diesem Blutkreislaufsystem muss das Blut mit einer zweikammerigen Pumpe zwei Kapillarsysteme überwinden.
(Die Druckwirkung des Herzens reicht praktisch nur bis zum nächsten Kapillarsystem.)

Das Herz besteht aus zwei Vorkammern und einer Hauptkammer. Die rechte Vorkammer bringt sauerstoffarmes Blut vom Körper, die linke Vorkammer Sauerstoffreiches Blut von der Lunge. In der Hauptkammer entsteht dadurch ein Mischblut, das über die Aorta nach vorn zur Lunge, zum Kopf und in den Körper gepumpt wird. Der Kreislauf könnte effektiver sein, wenn das sauerstoffreiche Blut aus der Lunge mit dem sauerstoffarmen Blut aus dem Körper nicht zu einem Mischblut mit mitlerem Sauerstoffgehalt vermengt würde.

Das Herz besteht aus zwei Vorkammern und einer Hauptkammer, die durch eine Herzscheidewand fast in zwei Kammern getrennt ist. (Zwei Hauptkammern, die nicht vollständig getrennt sind.) Über die recht Vorkammer kommt sauerstoffarmes Blut aus dem Körper, über die linke Vorkammer sauerstoffreiches Blut. Vom Herz gehen drei Schlagadern weg. Die rechte führt sauerstoffarmes Blut zur Lunge, die linke sauerstoffreiches Blut zum Kopf und in den Körper und die mittlere Mischblut, das durch die unvollständige Trennung in zwei Hauptkammern entsteht, zum Körper.

Das Herz besteht aus zwei Vorkammern und zwei vollständig getrennten Hauptkammern. Die rechte Vorkammer bekommt sauerstoffarmes Blut aus dem Körper, die linke Vorkammer sauerstoffreiches Blut von der Lunge. Über die rechte Hauptkammer gelangt das sauerstoffarme Blut über die Lungenarterie zur Lunge. Die Linke Hauptkammer bekommt über die Lungenvene das sauerstoffreiche Blut und leitet es über die Aorte in den Körper. Die Körperschlagader verläuft auf der rechten Seite.

Das Herz besteht aus zwei Vorkammern und zwei vollständig getrennten Hauptkammern. Die rechte Vorkammer bekommt sauerstoffarmes Blut aus dem Körper, die linke Vorkammer sauerstoffreiches Blut von der Lunge. Über die rechte Hauptkammer gelangt das sauerstoffarme Blut über die Lungenarterie zur Lunge. Die Linke Hauptkammer bekommt über die Lungenvene das sauerstoffreiche Blut und leitet es über die Aorte in den Körper. Die Körperschlagader verläuft auf der linken Körperseite.

Wie würdest du, nachdem du dich gründlich informiert hast, die fünf Wirbeltierklassen bezüglich Leistungsfähigkeit des Blutkreislaufsystemss anordnen?

Jetzt vergleichen wir die Atmungssysteme der verschiedenen Wirbeltierklassen:

(hdm)
Fische:

Amphibien:

Reptilien:


Vögel:

Säuger:

Sie besitzen mit den Kiemen ein Atmungssystem, das speziell der Lebensweise unter Wasser angepaßt ist. Außerhalb des Wassers trocknen die Kiemen aus und der Gasaustausch ist dann nicht mehr möglich. Weitere Informationen findest du beim folgenden Link Kiemenatmung der Fische. In der Regel atmen die erwachsenen Amphibien mit einfachen Lungenblasen, deren innere Oberfläche kaum vergrößert ist. Die Reptilien haben Lungen, deren innere Oberfläche durch Faltung beträchtlich vergrößert ist und auf größerer Fläche einen größeren Gasaustausch ermöglichen. Von den Bronchien gehen zahlreiche Nebenbronchien und Parabronchien über dünnwandige Röhrchen bis zu feinen Luftkappilaren über und schließen dann mit zahlreichen Luftsäcken ab. Die ausgeatmete Luft kommt auf dem Weg nach draußen dadurch nochmals an den Luftkapillaren vorbei und ermöglicht so die Entnahme auch des letzten Sauerstoffrestes. Die Luftröhre verzeigt sich zu den Bronchien, dann zu den Bronchiolen außerordentlich reich und enden blind in Säckchen, die allseitig von halbkugeligen Ausstülpungen, den Alveolen, besetzt sind. Die gesamte Alveolenoberfläche kann bei großen Säugern 100 m2 übersteigen.

. Wie würdest du, nachdem du dich gründlich informiert hast, die fünf Wirbeltierklassen bezüglich Leistungsfähigkeit der Atmungssystme anordnen?

Zusammenfassung

Wenn du nun nach einigen Vergleichen ein zusammenfssendes Resumé ziehen solltest, wir würdest du die fünf Wirbeltierklassen bezüglich ihrer Höherentwicklung anordnen?


Analogie und Homologie

Skelettvergleiche

Versuche dich an die einzelnen Knochen der menschlichen Vorderextremität und deren Bezeichnung zu erinnern. (Wenn du dabei Schwierigkeiten hast, kannst du auch beim Mausabtastbild eines Skeletts nachschauen.) Unten siehst du die Abbildungen vom Laufbein eines Bären, einer Extremität von einem Faultier, einer Delfinflosse und dem Grabbein eines Maulwurfs:
(hdm) (hdm)(hdm)(hdm)

Was fällt dir auf, wenn du diese 4 oben stehenden Abbildungen vergleichst?

Unten siehst du nun im Vergleich die Grundbaupläne des Innenskeletts einer fünfstrahligen Wirbeltierextremität und des Außenskeletts eines Insekts
(hdm)Oberarmknochen bzw. Oberschenkelknochen

Unterarmknochen bzw. Unterschenkelknochen

Handwurzelknochen bzw Fußwurzelknochen

Mittelhandknochen bzw. Mittelfußknochen

Fingerknochen bzw. Zehenknochen

(hdm)Hüftglied

Schenkelring

Schenkel

Schiene

Fuß

Die folgenden Abbildungen zeigen von links nach rechts den Grundbauplan einer Insektenextremität, das Laufbein einer Küchenschabe, das Greifbein einer Kopflaus, das Schwimmbein eines Wasserkäfers und das Grabbein einer Maulwurfsgrille:

(hdm)

Küchenschabe

Kopflaus

Schwimmkäfer

Maulwurfsgrille

Was fällt dir auf, wenn du diese 5 Abbildungen vergleichst?

Wie kann man sich erklären, dass einerseits die Extremitäten der Säugetiere, andererseits die Extremitäten der Insekten jeweils ganz ähnlich aufgebaut sind?

Unten vergleichen wir jetzt jeweils die obere Abbildung mit der unteren.

Laufbein eines
Bären

Hangelbein eines
Faultiers

Flosse eines Delphins

Grabbein eines
Maulwurfs

Laufbein der
Küchenschabe

Hangelbein der
Kopflaus

Schwimmbein des
Schwimmkäfers

Grabbein der
Maulwurfsgrille

Was fällt dir auf, wenn du jeweils die übereinanderstehenden Abbildungen vergleichst?

Wie kann man diese gewissen Übereinstimmungen erklären?

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