Vorlesung Allgemeine Zoologie ITeil: “Cytologie, Anatomie und

Phylogenie der Wirbeltiere”Prof. Dr. Uwe Wolfrum,

Institut für Zoologie, Abt. Zell und Matrixbiologie

Funktionseinheiten des Lebens:

Die Zelle: (1. Teil der Vorlesungsrunde)

Gewebe: (1. Teil der Vorlesungsrunde)

Organe und Organsysteme: (3. Teil der Vorlesungsrunde)

Organismen: Vertebraten (2. Teil der Vorlesungsrunde)

Vorlesung Allgemeine Zoologie ITeil: “Cytologie, Anatomie und

Phylogenie der Wirbeltiere”

Organe und Organsysteme

• Skelett• Integument und Derivate• Zentralnervensystem - Gehirn• Sinnesorgane• Blut-Kreislaufsystem• Atmungsorgane• Urogenitalsystem• Verdauungstrakt

Knorpelgewebe

Knochen

Bindegewebe:

BlutzellenFettzellen

Stützgewebe:

faseriges Bindegewebe:lockeres („Füllmaterial“)straffes (Sehnen)B

i nde

-un d

St ü

tzge

web

e

Knorpel

Knochen,Zahnzement

Zahnbein (Dentin)

konstante Form

Binde-

BlutBinde- und Stützgewebemesodermaler Ursprung, recht heterogene Zusammensetzung

Knorpel-KnochenOssifikation (Knochengenese):

Desmale Ossifikation:direkte Knochengenese aus Bindegewebe(= Dermal-, Deckknochen)

Chondrale Ossifikation:Knochengenese über Knorpel (= Ersatzknochen)

enchondrale(von innen)perichondrale (von außen)

Knorpelzellen= Chondrocyten

Knochenzellen= Osteocyten

extrazelluläre Matrix

(Hydroxylapatit)(Chondroitin-sulfat)

Röhrenknochen-ontogenes

verändert nach Wehner und Gering

Knorpel

perichondraleKnochenmanschette

(perichondrale Ossifikation)

Epiphysenkern:enchondrale Ossifikation

Epiphysenfuge

enchondrale Ossifikation

Knochenaufbau:Osteoblasten

Knochenabbau:Osteoclasten

Knochenmarkshöhle(Fettspeicher,Blutbildung)

Apophyse

Gelenkknorpel

Grobunterteilung des Skeletts

verändert nach Romer und Parsons

1. Exoskelett: Dermalskelett oder Hautknochenselett (Haut- oder Decknochen); z.B. Dermatocranium

2. Endoskelett:

a. Stammlskelett: Hirnschädel (Neurocranium), Wirbel und Rippen

b. Skelett der Extremitäten: freie Extremitäten, Schulter- und Beckengürtel

c. Visceralskelett: Kiemenbögen und ihre Derivate (Kieferapparat - Viscerocranium)

d. heterotopisches Skelett: Bildung aus embryonalen Bindegewebe: z.B.: Augenliedknochen bei Krokodilen

Herzskelett bei Hirschen und Boviden, Schweinen, Pferden und ElefantenPeniskochen, Baculum (Os penis): bei vielen Säugern und fast allen Primaten

somatischesSkelett}

Schädel

I. II. III. IV. V. VI. VII.

Dermatocranium Neurocranium

Viscero-cranium

= Splanchno-cranium

Schädel

Knochenfisch

EidechseSchwein

Mensch

Pavian

Nomenklatur der Schädelknochen im SäugerschädelDermatocranium Neurocranium

Nasale

FrontalParietale

Post-parietale

NasaleFrontaleParietalePostparietale

mediane Reihe:

temporale Reihe:X X

Quatratum-Reihe:Squamosum Sq

uam

osum

PalatinumVomer Pteryogid

VomerPalatinumPteryogid

Munddach:

Prae-

laterale Zahn-tragende Reihe:

PraemaxillareMaxillare

Maxillare

Dentale

circumorbitale Reihe:JugaleLacrimale

JugaleLa

crim

ale

Ethmoid

Ethm

oid

Praesphenoid

Orbitosphenoid

Sphenoidalia:OrbitosphenoidPraesphenoid

AlisphenoidBasisphenoid

Basi-

Alisphenoid

Occipitalia:

Supraoccipitale

Exoocipitale

BasioccipitaleBasioccipitale

Supra-

Exo-ocipitalePer

Per = Perioticum(Felsenbein)

Ausbildung des sekundären Gaumens der Mammalia

primitiver Therapside

Mammalia

Palatinum

Vomer

Primäres - sekundäres Kiefergelenk

Squamosum

Angulare

Articulare - Mandibulare

Quadratum - PalatoquadratumColumella

sekundäres Kiefergelenk:Squamosum

Dentale(Deckknochen)

Stapes

Malleus

IncusSquamosum

Dentale

Tympanicum(Angulare)

primäres Kiefergelenk:

Ausbildung des Mittelohrs und der Gehörknöchelchen

verändert nach Wehner und Gering

KnorpelfischOhrkapsel

Hyo-mandibulare

Hyale

Spiraculum

Mundhöhle

Reptil, Vogel

Eustachsche Röhre

Columella

Tympanum= Trommel

-fellMittelohr

Säuger

Eustachsche RöhreMittelohr Mundhöhle

Tympanum

Stapes

Incus

Malleus

äußerer Gehöhrgangr

Tympanicum

Gehirn

Innenohr

- Urreptilien (Cotylosauria) - Schildkröten

anapsid- Lepidosauria- Archosauria mit Aves

diapsid

- Synapsida= Säuger und Ahnen

synapsid- Pterosauria(Flugsaurier)

triapsid

(eurapsid: oberes Fenster ausgebildet; Ichthyosauria)

Schläfenfenster

Zur Funktion von Schädelfenstern

Regionale Gliederung der Wirbelsäule

verändert nach Romer und Parsons

Innerhalb der Vertebraten ist die Anzahl der Wirbel je nach Gliederungsgrad und Streckung des Körperssehr variabel: Schlange ~ 400; Aal ~ 200

Dem gegenüber ist die Anzahl der Wirbel innerhalb der Mammalia relativ konstant:

Hals- Thoracal- Lumbal- Sacral- Caudal-

Halsregion: 7 Halswirbel (Ausnahme: Faultiere: 6); erste beiden Halswirbel Atlas-AxisCostal- oder Thoracalregion: meist 13 BrustwirbelLumbalregion: 6-7 LendenwirbelSacralregion: 2-3 Kreuzbeinwirbel, Os sacrum (5% der Menschen besitzen 4 Sacralwirbel);

Vögel: 32 verwachsene Sacralwirbel bilden SynsacrumCaudalregion: Anzahl variiert je nach Funktion des Schwanz; Mensch 3-5 (Steißbein = Os coccygis)

Genese der Wirbelsäule

verändert nach Wehner und GeringForamen intervertebralis (Durchtritt der Spinalnerven)

Querschnitt durch frühen Wirbeltierembryo

WirbelformenA. Aspondyler Wirbel = Bogenstadium (z.B.: Stör, Lungenfische)

B. Hemispondyler Wirbel (z.B.: Latimeria - Quastenflosser)

Neuralbogen

Haemalbogen

Zentrum

Neuralrohr

Blutgefäße

C. Diplospondyler Wirbel (z.B.: Amia)

Monospondyler Wirbel

Amphibien

Amniota

“gewinnt”

“gewinnt”

Amia, Teleosteer

Wirbel der Amniotenund Amphibien sindnicht homolog

Pleurocentrum= Hypocentrum

Schultergürtel

Modifikationen des Schultergürtels

verändert nach Romer und Parsons

Schultergürtelder Katze

Scapula (= Schulterblatt)

Coracoid(= Rabenschnabelfortsatz)

Chleithrum

Clavicula

Interclavicula(unpaar)

paarig

Dermalknochen

Ersatzknochen(= Schlüsselbein)

Sternum

Beckengürtel

Opossum Katze

Thearpsida

verändert nach Romer und Parsons

Modifikationen des Beckengürtels

Urform

Mammalia mitPubissymphyse

AvesAnura Beutelknochen

Wirbelsäule

Sacralrippen

Ilium(= Darmbein)

Pubis(= Schambein)

Gelenkpfanne für Femur

• alle Komponenten sind Ersatzknochen

Foramen obturatum

Ischium( = Sitzbein)

Skelett Aves

„Strudler Hypothese“

IliumIschium Pubis

PygostylSynsacrum

IliumIschium

Pubis

Coracoid

Scapula

Clavicula(Furcula)

Sternummit Carina

Sternummit Carina

Die pentadactyle Extremität der Tetrapoden

verändert nach Wehner und Gering

Vorder- Hinterextremität

FußHandKnie

Abwandlungen der pentadactylen Extremität bei

Säugern

Flügelkonstruktionen bei Vertebraten

Aves

Pterosauris

Coracoid

Scapula

Sternummit Carina

Clavicula(Furcula)

RadialeUlnare

RadiusUlnaHumerus

PhalangesCarpometa

-carpus

Huhn

Fledermaus