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Biologie der Chordaten der Wirbellosen

Wirbellose Chordaten sind Tiere des Stammes Chordata. die zu einem bestimmten Zeitpunkt in ihrer Entwicklung einen Notochord besitzen , aber keine Wirbelsäule (Rückgrat). Ein Notochord ist ein knorpelartiger Stab, der eine unterstützende Funktion erfüllt, indem er eine Befestigungsstelle für die Muskeln bereitstellt. Bei Menschen, die Wirbeltier-Chordaten sind, wird der Notochord durch eine Wirbelsäule ersetzt, die zum Schutz des Rückenmarks dient . Diese Unterscheidung ist das Hauptmerkmal, das wirbellose Chordaten von Wirbeltier-Chordaten oder Tieren mit einem Rückgrat trennt. Das Phylum Chordata ist in drei Subphyla unterteilt: Vertebrata , Tunicata und Cephalochordata. Wirbellose Chordaten gehören sowohl zur Tunicata- als auch zur Cephalochordata- Subphyla.

Die zentralen Thesen

  • Alle Chordaten der Wirbellosen haben vier Hauptmerkmale gemeinsam: einen Notochord, einen Dorsalnervenschlauch, einen postanalen Schwanz und Rachen-Kiemenschlitze. Alle diese Eigenschaften werden irgendwann in der Akkordentwicklung beobachtet.
  • Wirbellose Chordaten im Stamm Tunicata , auch bekannt als Urochordata , leben in Meeresumgebungen. Sie besitzen spezielle Außenabdeckungen für die Lebensmittelfiltration und sind Suspensionsförderer.
  • Es gibt drei Hauptklassen in Phylum Tunicata : Ascidiacea , Thaliacea und Larvacea .
  • Die überwiegende Mehrheit der Manteltierarten sind Ascidianer. In ihrer erwachsenen Form sind sie sitzend. Sie bleiben an einem Ort, indem sie an Felsen oder einer anderen festen Oberfläche im Ozean verankern.

Eigenschaften von Chordaten von Wirbellosen

Reinhard Dirscherl / Corbis Dokumentarfilm / Getty Images

Wirbellose Akkordaten sind vielfältig, haben jedoch viele gemeinsame Merkmale. Diese Organismen leben in Meeresumgebungen, die einzeln oder in Kolonien leben. Wirbellose Chordaten ernähren sich von winzigen organischen Stoffen wie Plankton, die im Wasser schweben. Wirbellose Chordaten sind Coelomate oder Tiere mit einer echten Körperhöhle. Diese mit Flüssigkeit gefüllte Höhle (Coelom), die sich zwischen der Körperwand und dem Verdauungstrakt befindet, unterscheidet Coelomate von Acoelomaten. Wirbellose Akkordate vermehren sich typischerweise auf sexuellem Wege, wobei einige zur asexuellen Fortpflanzung fähig sind . Es gibt vier Schlüsselmerkmale, die Akkordaten in allen drei Subphyla gemeinsam sind. Diese Merkmale werden irgendwann während der Entwicklung der Organismen beobachtet.

Vier Merkmale von Akkordaten

  • Alle Akkordaten haben einen Notochord . Der Notochord erstreckt sich vom Kopf des Tieres bis zu seinem Schwanz, in Richtung seiner Rückenfläche und Rücken zum Verdauungstrakt. Es bietet eine halbflexible Struktur, die die Muskeln zur Unterstützung bei der Bewegung des Tieres verwenden können.
  • Alle Akkordaten haben einen dorsalen Nervenschlauch . Diese hohle Röhre oder Nervenschnur verläuft dorsal zum Notochord. Bei Wirbeltier-Chordaten entwickelt sich der dorsale Nerventubus zum Zentralnervensystem, das das Gehirn und das Rückenmark strukturiert . Bei Chordaten von Wirbellosen tritt sie im Allgemeinen im Larvenstadium der Entwicklung auf, nicht jedoch im Erwachsenenstadium.
  • Alle Akkordaten haben einen postanalen Schwanz . Diese Körpererweiterung geht über das Ende des Verdauungstrakts hinaus und tritt bei einigen Akkordaten nur in den frühen Entwicklungsstadien auf.
  • Alle Akkordaten haben Rachen-Kiemenschlitze . Bei Akkordaten von Wirbellosen sind diese Strukturen sowohl für die Fütterung als auch für die Atmung wichtig. Landwirbeltiere haben in den frühen embryonalen Entwicklungsstadien Kiemenstrukturen, die sich mit zunehmender Reife des Embryos zu anderen Strukturen (z. B. Voice Box) entwickeln.

Alle Chordaten der Wirbellosen haben ein Endosytle.  Diese Struktur befindet sich in der Wand des Pharynx und produziert Schleim, um das Filtern von Lebensmitteln aus der Umwelt zu unterstützen. Bei Wirbeltier-Chordaten wird angenommen, dass sich der Endosytle evolutionär an die Schilddrüse angepasst hat .

Tunicata: Ascidiacea

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Wirbellose Chordaten des Stammes Tunicata , auch Urochordata genannt , haben zwischen 2.000 und 3.000 Arten. Sie sind Suspensionsförderer, die in Meeresumgebungen mit speziellen Außenabdeckungen für die Lebensmittelfiltration leben. Tunicata- Organismen können entweder alleine oder in Kolonien leben und sind in drei Klassen unterteilt: Ascidiacea , Thaliacea und Larvacea .

Ascidiacea

Ascidianer machen den größten Teil der Manteltierarten aus. Diese Tiere sind als Erwachsene sitzend, was bedeutet, dass sie an einem Ort bleiben, indem sie sich an Felsen oder anderen festen Unterwasseroberflächen verankern. Der sackartige Körper dieser Manteltiere ist von einem Material umgeben, das aus Protein und einer zelluloseartigen Kohlenhydratverbindung besteht. Diese Hülle wird als Tunika bezeichnet und variiert in Dicke, Zähigkeit und Transparenz zwischen den Arten. Innerhalb der Tunika befindet sich die Körperwand, die dicke und dünne Epidermisschichten aufweist. Die dünne äußere Schicht sezerniert die Verbindungen, die zur Tunika werden, während die dickere innere Schicht Nerven, Blutgefäße und Muskeln enthält. Ascidianer haben eine U-förmige Körperwand mit zwei Öffnungen, die als Siphons bezeichnet werden und Wasser aufnehmen (Inhalationssiphon) und Abfall und Wasser herausdrücken (Ausatmungssiphon). Ascidians auch genannt werden Seescheiden , weil, wie sie nutzen , um ihre Muskeln zu gewaltsam Auswurf Wasser durch ihre Siphon. Innerhalb der Körperwand befindet sich ein großer Hohlraum oder ein Atrium, das einen großen Pharynx enthält. Der Pharynx ist ein Muskeltubus, der zum Darm führt. Winzige Poren in der Pharynxwand (Pharyngealkiemenschlitze) filtern Lebensmittel wie einzellige Algen aus dem Wasser. Die Innenwand des Pharynx ist mit winzigen Haaren bedeckt, die als Zilien bezeichnet werden, und einer dünnen Schleimhaut, die vom Endostil erzeugt wird . Beide lenken die Nahrung in den Verdauungstrakt. Wasser, das durch den Inhalationssiphon angesaugt wird, gelangt durch den Pharynx zum Atrium und wird durch den Ausatmungssiphon ausgestoßen.

Einige Arten von Ascidianern sind Einzelgänger, während andere in Kolonien leben. Die Kolonialarten sind in Gruppen angeordnet und teilen sich einen Ausatmungssiphon. Obwohl eine asexuelle Fortpflanzung auftreten kann, hat die Mehrheit der Ascidianer sowohl männliche als auch weibliche Gonaden und vermehrt sich sexuell. Die Befruchtung erfolgt, wenn männliche Gameten (Spermien) von einem Seespritzer ins Wasser freigesetzt werden und sich fortbewegen, bis sie sich mit einer Eizelle im Körper eines anderen Seespritzers vereinigen. Die resultierenden Larven teilen alle gängigen Eigenschaften der Wirbellosen Chordate, einschließlich Notochord, Rückenmark, Rachenschlitze, Endostil und postanalem Schwanz. Sie ähneln im Aussehen Kaulquappen und im Gegensatz zu Erwachsenen sind die Larven beweglich und schwimmen herum, bis sie eine feste Oberfläche finden, auf der sie sich festsetzen und wachsen können. Die Larven unterliegen einer Metamorphose und verlieren schließlich ihren Schwanz, Notochord und Rückenmark.

Tunicata: Thaliacea

Justin Hart Meereslebewesen Fotografie und Kunst / Moment / Getty Images

Die Tunicata-Klasse  Thaliacea umfasst Doliolide, Salpen und Pyrosomen. Dolioliden sind sehr kleine Tiere mit einer Länge von 1 bis 2 cm und zylindrischen Körpern, die Fässern ähneln. Kreisförmige Muskelbänder im Körper ähneln den Bändern eines Fasses und tragen weiter zu seinem tonnenartigen Aussehen bei. Dolioliden haben zwei breite Siphons, einen am vorderen und einen am hinteren Ende. Wasser wird von einem Ende des Tieres zum anderen befördert, indem Zilien geschlagen und Muskelbänder zusammengezogen werden. Diese Aktivität treibt den Organismus durch das Wasser, um Nahrung durch seine Rachen-Kiemenschlitze zu filtern. Dolioliden vermehren sich sowohl asexuell als auch sexuell durch Generationenwechsel. In ihrem Lebenszyklus wechseln sie zwischen einer sexuellen Generation, die Gameten für die sexuelle Fortpflanzung produziert, und einer asexuellen Generation, die sich durch Knospen vermehrt.

Salpen ähneln Dolioliden mit Fassform, Strahlantrieb und Filterzufuhr. Salpen haben gallertartige Körper und leben einzeln oder in großen Kolonien, die sich über mehrere Fuß erstrecken können. Einige Salpen sind biolumineszierend und leuchten als Kommunikationsmittel. Wie Dolioliden wechseln Salpen zwischen sexuellen und asexuellen Generationen. Salpen blühen manchmal in großer Zahl als Reaktion auf Phytoplanktonblüten. Sobald die Phytoplanktonzahlen die große Anzahl von Salpen nicht mehr unterstützen können, fallen die Salpenzahlen auf normale Bereiche zurück.

Wie Salpen existieren Pyrosomen in Kolonien, die aus Hunderten von Individuen bestehen. Jedes Individuum ist innerhalb der Tunika so angeordnet, dass die Kolonie wie ein Kegel aussieht. Einzelne Pyrosomen werden als Zooide bezeichnet und sind tonnenförmig. Sie ziehen Wasser aus der Außenumgebung ein, filtern das Wasser von Lebensmitteln durch einen inneren Zweigkorb und leiten das Wasser in das Innere der kegelförmigen Kolonie. Pyrosomenkolonien bewegen sich zusammen mit den Meeresströmungen, können jedoch aufgrund von Zilien in ihrem internen Filternetz eine gewisse Antriebsbewegung ausführen. Ebenso wie Salpen weisen Pyrosomen einen Generationswechsel auf und sind biolumineszierend.

Tunicata: Larvacea

Beachten Sie unten den mit Nährstoffpartikeln beladenen Filter: Phytoplanktonalgen oder Mikroorganismen.

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Organismen der Klasse Larvacea , auch als Appendicularia bekannt , unterscheiden sich von anderen Arten des Phylum Tunicata dadurch, dass sie ihre Akkordmerkmale während des gesamten Erwachsenenalters beibehalten. Diese Filter-Feeder befinden sich in einer externen gelatineartigen Hülle, die als Haus bezeichnet wird und vom Körper abgesondert wird. Das Haus enthält zwei innere Öffnungen in der Nähe des Kopfes, ein ausgeklügeltes inneres Filtersystem und eine äußere Öffnung in der Nähe des Schwanzes.

Larven bewegen sich mit ihren Schwänzen durch das offene Meer vorwärts. Wasser wird durch die inneren Öffnungen angesaugt, so dass winzige Organismen wie Phytoplankton und Bakterien aus dem Wasser filtriert werden können. Sollte das Filtersystem verstopfen, kann das Tier das alte Haus ablegen und ein neues absondern. Larven tun dies mehrmals am Tag.

Im Gegensatz zu anderen Tunicata vermehren sich Larven nur durch sexuelle Fortpflanzung. Die meisten sind Hermaphroditen , was bedeutet, dass sie sowohl männliche als auch weibliche Gonaden enthalten. Die Befruchtung erfolgt extern, wenn Sperma und Eier ins offene Meer übertragen werden. Die Selbstbefruchtung wird durch abwechselndes Freisetzen von Sperma und Eiern verhindert. Das Sperma wird zuerst freigesetzt, gefolgt von der Freisetzung der Eier, was zum Tod des Elternteils führt.

Cephalochordata

Hans Hillewaert / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Cephalochordates stellen ein kleines Chordate-Subphylum mit etwa 32 Arten dar. Diese winzigen Wirbellosen ähneln Fischen und leben im Sand in flachen tropischen und gemäßigten Gewässern. Cephalochordaten werden üblicherweise als Lanzetten bezeichnet , die die häufigste Cephalochordat-Art Branchiostoma lanceolatus darstellen . Im Gegensatz zu den meisten Tunicata- Arten behalten diese Tiere als Erwachsene die vier Hauptmerkmale der Akkordate bei. Sie haben einen Notochord, ein Rückenmark, Kiemenschlitze und einen postanalen Schwanz. Der Name Cephalochordate leitet sich von der Tatsache ab, dass sich das Notochord weit in den Kopf hinein erstreckt.

Lanzetten sind Filter-Feeder, die ihren Körper im Meeresboden vergraben, wobei ihre Köpfe über dem Sand bleiben. Sie filtern Lebensmittel aus dem Wasser, wenn sie durch ihren offenen Mund gelangen. Wie Fische haben Lanzetten Flossen und Muskelblöcke, die in sich wiederholenden Segmenten entlang des Körpers angeordnet sind. Diese Funktionen ermöglichen eine koordinierte Bewegung beim Schwimmen durch das Wasser, um Lebensmittel zu filtern oder Raubtieren zu entkommen. Lanzetten vermehren sich sexuell und haben getrennte Männchen (nur männliche Gonaden) und Weibchen (nur weibliche Gonaden). Die Befruchtung erfolgt extern, wenn Sperma und Eier ins offene Wasser gelangen. Sobald ein Ei befruchtet ist, entwickelt es sich zu einer frei schwimmenden Larve, die sich von im Wasser suspendiertem Plankton ernährt . Schließlich durchläuft die Larve eine Metamorphose und wird ein Erwachsener, der hauptsächlich in der Nähe des Meeresbodens lebt.

Quellen

  • Ghiselin, Michael T. “ Cephalochordate .“ Encyclopædia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc., 23. Oktober 2008.
  • Jurd, RD Sofortige Notizen Tierbiologie . Bios Scientific Publishers, 2004.
  • Karleskint, George et al. Einführung in die Meeresbiologie . Cengage Learning, 2009.
  • Mitarbeiter, Dorling Kindersley Publishing. Tier: The Definitive Visual Guide, 3. Auflage . Dorling Kindersley Publishing, Incorporated, 2017.

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