Evolution der Wirbeltiere

[Ezri Chaz]

*schnief*... könnt Ihr dafür nicht nen anderen Thread aufmachen?

Ich will Wirbeltiere lesen *trotzig*

[LuckyGuy]

Aber die Tiere wirbeln doch gar nicht...

[Spocky]

Ich wüsste nicht, wie an BS Blasen entstehen könnten, die fein genug für Zellen sind.

Natürlich gibts da auch FeS in allen möglichen Ausführungen. ich habe zumindest noch nicht gehört, dass es da nicht ginge. Das mit dem PbS war halt das, was mein Prof erwähnt hat.

@ Ezri:

[Spocky]

Gestern war wieder Evolution der Wirbeltiere. Diesmal ging es u.a. um die Entstehung von Schwimmblase und Lungen und außerdem darum, welche Fischgruppe sich schließlich zu Landbewohnern entwickeln sollte. Es wird nur diesmal nicht ganz ohne Skizzen hinhauen und so bitte ich noch um 1-2 Tage Geduld, bis ein ausführlicher Bericht folgt.

Noch spannender wird es beim nächsten Termin werden, denn da hat uns derDozent versprochen, uns seine Doktorarbeit zum halben Preis zu verkaufen (ca. 300 Seiten für 7,50 € ), in der es ja um den Übergang von Schwimmextremitäten zu Laufextremitäten geht.

[Spocky]

Etwas verspätet nun der Beitrag zur Entwicklung von Lungen und Schwimmblase. Ich habe gestern die Doktorarbeit meines Dozenten erstanden und festgestellt, dass ich die Skizzen nicht selbst zeichnen muss, sondern sie einfach abscannen kann . Ich werde aber erst mal schauen, wie viel Platz die alle dann brauchen und sie eventuell später posten, oder sie auf Anfrage per PN/Email dann an Interessenten weitergeben. Kommt eben auf die Größe an.

Zum Thema:

Niemand kann heute genau sagen, ob sich zuerst eine Schwimmblase und daraus dann Lungen oderumgekehrt entwickelt haben, oder ob beides gar unabhängig voneinander entstanden ist. Betrachtet man sich den Querschnitt eines Fisches, dann stellt man fest, dass es zwischen Bauchhöhle und hypachsialer Muskulatur zwei Zwickel gibt, in die theoretisch Luft eingelagert werden könnte. Außerdem könnte Luft auch im Mediastinum, dem Septum, an dem u.a. der Darm aufgehängt ist, ebenfalls Luft eingelagert werden. Aus dem Luftraum im Mediastinum könnte sich die Schwimmblase entwickelt haben, aus den Zwickeln zur hypachsialen Muskulatur die Lungen, wenn sich denn beide getrennt entwickelt hätten. Denkbar ist aber auch, dass sich die Lungen zu einer Schwimmblase vereinigt haben, oder dass die Schwimmblase beim Abflachen des Körpers zusammengedrückt und schließlich geteilt wurde und sich so in zwei Lungen aufgespalten hat.
Am wahrscheinlichsten aber ist, dass die Natur mehrere Wege gefunden hat.

Entwicklung der Landwirbeltiere:

Jeder hat vermutlich schon gehört, dass sich die Landwirbeltiere aus den Quastenflossern entwickelt haben. Das stimmt nur bedingt insofern, dass damit die ursprüngliche Großgruppe der Quastenflosser gemeint ist und nicht die heute noch lebende Untergruppe Coelacantidiformes. Was die wenigsten wissen ist, dass es noch eine weitere rezente Gruppe von “Quastenflossern“ gibt, nämlich die Lungenfische (Dipnoiformes), die genetisch sogar näher mit uns verwandt sind, als die als Quastenflosser bezeichnete Gruppe. Fossil gibt es noch drei weitere Gruppen: Porolepiformes, Strumeniformes und die Rhipidistiformes, aus denen sich wohl die Landwirbeltiere entwickelt haben. Bekanntester Vetrtreter ist der Eustenopteron, der in vielen Büchern als unser Vorfahr abgebildet ist, auch wenn dies nicht ganz zutrifft. Nur diese Gruppe hat denselben Schultergelenkaufbau, wie wir, bei der das Kugelgelenk am Oberarmknochen sitzt und die “Pfanne“ sich in der Schulter besitzt. Bei den anderen Gruppen ist es umgekehrt.

Unter den Rhipidistiformes gelten die Elpistostegidae als wahrscheinlichste Vertreter. Als man das erste Fossil von Elpistostege gefunden wurde, hatte man nur das Schädeldach, das fast nicht mehr fischähnlich war und man glaubte, schon die ältesten Tetrapoden gefunden zu haben. Erst später fand man dann komplettere Exemplare der Familie und stellte fest, dass diese noch über Flossen verfügten. Speziell Pandychtes ist nur noch durch die Flossen, die Schultern und das Becken als Fisch zu erkennen.

Wie muss eine Fischflosse gebaut sein, um als Vorläufer der heutigen Tetrapoden geeignet zu sein?
Schließlich gibt es ja zahllose Flossenkonstruktionen unter den Fischen

• Das Flossenskelett muss übereinen einzigen Knochen mit dem Schultergelenk verbunden sein
• Gelenkkopf in der Flosse, Gelenkpfanne in der Schulter
• Auf die an Schulter/Becken folgenden Knochen müssen je 2 Knochen Folgen (Elle+Speiche/Schien-+Wadenbein)
• Beide müssen verdrillbarsein
• Beide müssen mit den distalen Knochen in Verbindung stehen
• Die distale Flosse muss sich gegenüber der proximalen Flosse abknicken lassen (Hand- Fußgelenk)
• Die Skelettelemente der Flossenspitze müssen in Kontakt mit dem Boden gebracht werden können, um sich dort zu verankern
• Die Flosse muss mechanisch so stabil sein, dass sie die Kraft auf den Boden übertragen kann

Der älteste sichere Tetrapode ist Elginerpeton, von dem auch schon Schultern und Arme bekannt sind. Bekanntester Vertreter der frühen Tetrapoden ist der Ichtyostega, von dem 250 Fossilstücke gefunden wurden. Wahrscheinlichster Kandidat aus der Gruppe der frühen Tetrapoden unser Urahn zu sein, ist Acanthostega, von dem noch Kiemenbögen bekannt sind. Allerdings geht man davon aus, dass unser eigentlicher Vorfahr noch nicht entdeckt ist.

Leider gibt es danach eine Fundlücke von 15 Mio. sehr entscheidenden Jahren, denn direkt danach tauchen zahlreiche “Amphibien“ (ich erkläre später, warum ich den Begriff in Anführungsstriche setze) in hoher Diversität auf.

Wichtige Parameter beim Übergang aufs Land:

• Wasserhaushalt/Exkretion
  Es muss ein Schutz vorm Verdunsten gewährleistet sein und die Ausscheidungsorgane dürfen nicht zu viel Wasser abgeben.
• Körpergröße
  Kleinere Körper tun sich leichter, da sie weniger Gewicht tragen müssen und kürzere Leitungen haben. Die heute bekannten frühen Tetrapoden sind alle relativ groß (1m oder größer).
• Lokomotionsweise
  An Land muss man sich anders fortbewegen, als im Wasser.
• Ventilation/Atmung
  Besonders wichtig dabei ist der CO2-Haushalt. CO2 ist im Wasser leicht löslich und kann dort besser abgeben werden. An Luft ist das schwieriger.
• Blutkreislauf
  Das Herz muss an Land kräftiger sein, als im Wasser, da die Schwerkraft es stärker zusammendrückt. Daran sterben ja auch gestrandete Wale.
• Tragkonstruktion
  Muskeln und Knochen müssen stark genug sein, um den Körper zu tragen. Im Wasser ist dies nicht nötig.
• Ontogenese
  Welche Entwicklung nimmt ein Lebewesen. Gallerteier trocknen an Land aus.
• Sensorik
  Viele Sinne, die Im Wasser funktionierten, funktionieren nicht an Land. Das Seitenliniensystem geht gar nicht und braucht Feuchtigkeit, um nicht auszutrocknen. Die Augen, speziell die Linsen müssen sich an ein niedriger brechendes Medium anpassen, um scharf sehen zu können.

Die Finger und Zehen bringen ihrerseits den Vorteil, dass sie Unebenheiten am Boden ausgleichen können und somit die Bodenhaftung verbessern

"Amphibien"

Wie ich schon in einem früheren Beitrag angedeutet habe, ist die Klasse der "Amphibien" nicht wirklich praktikabel. Er ist noch ein Überbleibsel aus derzeit, als man glaubte, das Leben müsste immer einer Höherentwicklung zugestrebt sein, was aber vollkommener Unsinn ist. Tatsächlich haben die frühen Tetrapoden mit heutigen "Amphibien" nur wenig gemein. Die ersten heutigen "Amphibien" tauchen im Jura auf und haben - mit Ausnahme der "Urfrösche" im Trias, die als mögliche Vorgänger der heutigen Frösche gesehen werden, die aber noch eine lange Wirbelsäule haben, eine sehr lange Fundlücke von mehreren 10 Mio. Jahren. Im Gegensatz zu den paläozoischen "Amphibien" sind die rezenten sehr leicht gebaut, haben nur einfache Wirbel und keine Rippen. Vermutlich besaßen die alten "Amphibien" auch keine schleimige Haut, da sie über eine feste Panzerung zumindest im Brustbereich verfügten. Außerdem sind sie den Reptilien ähnlicher, als den rezenten "Amphibien". Es zeichnet sich also ab, dass es wohl mehrere Wege and Land gab und dass die "Amphibien" dabei einen gesonderten Zweig darstellen, der nicht in direkter Linie zu den Reptilien steht.

Wen im übrigen die Promotion von Bernd Herkner interessiert:
Man kann diese in Buchform im Staatlichen Museum für Naturkunde in Karlsruhe zum Preis von 15€ erwerben.

edit: Huch, könnte ein Mod das Posting bitte in den Thread "Evolution derWirbeltiere" verschieben?
Danke!

[Adm. Sovereign]

Interessant!
Aber was bedeutet Tetrapoden?

[LuckyGuy]

Vierfüßer.

[Mr. Sebastian]

Tetra = 4 (aus dem lateinischen)
Was Poden heisst wüsste ich nicht

[LuckyGuy]

FÜSSE! *auf vorheriges Post verweis*

[Mr. Sebastian]

hihi

Hab ich gar nicht gesehn.

[LuckyGuy]

Im Übrigen kommt "Tetra" aus dem griechischen.

[Spocky]

Am Donnerstag um 20:15 läuft auf Pro7 die neue BBC "Doku" "Monster der Tiefe", in der viele der urzeitlichen Meeresriesen vorgestellt werden, die manaus verschiedenen Perioden der Erddgeschichte aus fossiler Erhaltung kennt.

Mit dabei sein wird laut Vorschau auch wieder ein solcher Pliosaurier:



Wie man an diesem Bild auch schon erkennt, wird eine gewisse Art der Flossenbewegung simuliert, nämlich die, dass beide Flossenpaare jeweils in die gleiche Richtung geschlagen werden. So wird das auch in dem Film zu sehen sein.

Ich halte diese Art der Fortbewegung aber für vollkommen verkehrt. Mein Dozent hat ja zu der Art der Fortbewegung mal eine Arbeit geschrieben, in der die verschiedenen Möglichkeiten simuliert und untersucht wurden:
[up=2434]1073985280.jpg[/up]
Bild (a) zeigt, wie die Fortbewegung verlaufen würde, wenn alle 4 Flossen synchron liefen. Das Tier würde entsprechend des Widerstandes, den die Flossen gegenüber dem Wasser aufbauen eine ständige auf und ab Bewegung des Körpers erfahren. Bild (b) zeigt die Situation, wie sie im BBC-Beispiel vorliegt. Die Brustflossen schlagen synchron und die Bauchflossen laufen dazu entgegengesetzt. Auch hier gibt es eine auf und ab Bewegung, wobei der Körper an sich eine Kippbewegung nach vorn und nach hinten erfahren würde. Nicht wirklich sehr Energieeffizient. Bild (c) stellt die Möglichkeit vor, dass jeweils die Flossen einer Seite synchron schlagen und die andere Seite dazu entgegengesetzt. In dem Fall würde das Tier eine seitliche Rollbewegung erfahren - auch nicht das Wahre.

Im Bild (d) dagegen wird simuliert, das die Flossen jeweils über Kreuz synchron schlagen. Dadurch werden die jeweiligen Widerstände zum Wasser ausgeglichen und die Bewegung verläuft geradlinig.

Ich denke, dies veranschaulicht sehr schön, dass die Möglichkeit (d) wohl die Wahrscheinlichste sein dürfte.

Überprüfen lässt sich dies freilich nicht direkt, da sich heute kein Tier mehr so fortbewegt, aber ich denke schon, dass der Antrieb der Meeresechsen auf Effizienz ausgelegt war.

[Ezri Chaz]

Endlich gehts weiter...

Bild c ist aber auch warhscheinlich, schliesslich gibt es ja Passgänger... *g* Und son Kamel schaukelt ja auch recht heftig *g*

[Newhouse]

Hcohinteressante Beiträge, Spocky, vielen Dank. Vielleicht sollt ich auch vom Medizin- zum Geologie?-Studium wechseln

Zumindest scheinen die Professoren da interessanter (aber ist das nicht fast überall so im Gegensatz zum eigenen Studium)

Ich würd auch mal auf Version D tippen für des Pliosauriers Fortbewegungsart, scheint mir auch am vernünftigsten. Das ewige hoch und runter macht einem ja sonst ganz konfus, und wenn er sich ständig um seine Achse dreht wird ihm sicher ganz schlecht bzw. wurde..

[LuckyGuy]

Aber "sich ständig um die eigene Achse drehen" ist eine sehr sichere Fortbewegungsart mit hervorragenden, bahnstabilisierenden Eigenschaften.

Gut, für Tiere ist das nix, aber in der Technik...