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Vorteile:

Das Coelom, eine Körperhöhle zwischen Verdauungstrakt und Körperwand, die vollständig von Mesoderm ausgekleidet ist, ermöglicht es dem Verdauungssystem und der Körperwand, sich unabhängig voneinander zu bewegen. Aus diesem Grund können die inneren Organe komplexer sein. Die Coelomflüssigkeit unterstützt die Atmung und den Kreislauf durch Diffusion von Nährstoffen und die Ausscheidung durch Ansammlung von Abfallstoffen.

Diese Flüssigkeit fungiert bei den höheren Tieren anstelle mehrerer Organsysteme. Das Coelom kann als Speicher für Eier und Spermien dienen und erleichtert die Entwicklung dieser Geschlechtszellen im Tierkörper. Die Coelomflüssigkeit schützt die inneren Organe und dient auch als hydrostatisches Skelett. Protostomier entwickeln ihren Embryo durch spiralförmige Spaltung.

Deuterostomier (wie z. B. die Stachelhäuter und Chordaten) entwickeln zuerst den After, dann den Mund am anderen Ende des Embryos.

Deuterostomier sind coelomate Tiere mit diesen embryologischen Merkmalen:

i. Radiale Spaltung bei der embryonalen Zellteilung – die Tochterzellen sitzen auf den vorherigen Zellen.

ii. Das Schicksal der Zellen ist unbestimmt; wenn die embryonalen Zellen getrennt werden, entwickelt sich jede zu einem vollständigen Organismus.

iii. Die Blastopore ist mit dem Anus assoziiert, die zweite Embryonalöffnung ist mit dem Mund assoziiert.

Stamm Echinodermata:

Es gibt 6000 Arten von Stachelhäutern; alle vorkommenden Arten sind marin. Zum Stamm der Stachelhäuter gehören die Seeigel, Seesterne, Seegurken und Seesterne. Die meisten adulten Tiere haben eine radiale Symmetrie, während ihre Larven bilateralsymmetrisch sind.

Stachelhäuter haben ein Endoskelett, das aus kalkhaltigen Platten besteht, die Stacheln tragen. Die Radialsymmetrie scheint ein Vorteil für die meist bodenbewohnenden Stachelhäuter zu sein, die sich so in alle Richtungen ernähren können. Erwachsene Stachelhäuter haben kein Gehirn. Mitglieder des Stammes haben ein Wassergefäßsystem, das ihre zahlreichen Röhrenfüße antreibt.

Es gibt mehrere taxonomische Klassen von Stachelhäutern, die der Allgemeinheit unterschiedlich gut bekannt sind.

Sie sind:

i. Klasse Crinoidea:

Die Klasse Crinoidea umfasst etwa 600 Arten von Seelilien, die gestielten „Seelilien“ und die beweglichen Federsterne. Ihre verzweigten Arme dienen der Filtrierung und verleihen den Tieren ein blumen- oder pflanzenartiges Aussehen (daher der Begriff Seelilie). Crinoidenstängel und Blastoidköpfe sind in bestimmten Teilen Nordamerikas häufige Fossilien.

ii. Klasse Holothuroidea:

Die Klasse Holothuroidea umfasst 1.500 Arten von Seegurken. Holothuroidea haben einen langen lederartigen Körper und ernähren sich mit Tentakeln, die sich um ihren Mund befinden.

iii. Klasse Echinoidea:

Wissenschaftler ordnen allgemein etwa 950 Arten von Seeigeln und Sanddollars in die Klasse Echinoidea ein. Sowohl Seeigel als auch Sanddollars haben Stacheln, die sie zur Fortbewegung, Verteidigung und zum Wühlen benutzen. Seeigel haben lange, stumpfe Stacheln. Sanddollars sind abgeflacht und haben ein fünfteiliges, blütenartiges Muster von Poren als Hautvorsprünge.

iv. Klasse Ophiuroidea:

Die Klasse Ophiuroidea besteht aus etwa 2.000 Arten von Schlangensternen. Schlangensterne haben eine zentrale Scheibe, von der lange, flexible Arme ausgehen. Diese langen Arme ermöglichen es ihnen, sich schnell zu bewegen.

v. Klasse Asteroidea:

Die Klasse Asteroidea enthält etwa 1.500 Arten von Seesternen (gemeinhin als Seesterne bekannt). Die meisten Seesterne haben einen dorsoventral abgeflachten Körper. Seesterne haben eine zentrale Scheibe, an der fünf oder ein Vielfaches von fünf kräftigen Armen befestigt sind. Seesterne sind häufig an felsigen Küsten zu finden, wo sie Muscheln, Austern und andere Muscheln fressen.

Der fünfstrahlige Körper hat eine orale (Mund) und aborale (Oberseite) Seite. Von der Endoskelettplatte ragen Stacheln durch die dünne Lederhaut. Zangenartige Pedicellarie halten die Oberfläche von Partikeln frei. Der Gasaustausch wird durch Hautkiemen durchgeführt. Auf der Mundfläche hat jeder Arm eine mit Röhrenfüßen ausgekleidete Rinne.

Ein Seestern ernährt sich durch Aufstülpen des Magens. Er positioniert sich über einer Muschel und befestigt die Röhrenfüße an jeder Seite der Schale. Indem er die Röhrenfüße abwechselnd bearbeitet, öffnet er die Muschel. Nur ein kleiner Spalt ist nötig, um seinen Herzmagen in die Beute einzuführen. Die Enzyme des Magens beginnen mit der Verdauung der Muschel, während sie versucht, ihre Schale zu schließen.

Teilweise verdaute Nahrung wird dann zur vollständigen Verdauung in den Pylorus-Magen aufgenommen. Ein kurzer Darm öffnet sich am Anus auf der aboralen Seite. Jeder Arm hat ein gut entwickeltes Coelom, das ein Paar Verdauungsdrüsen und männliche oder weibliche Keimdrüsen enthält. Das Nervensystem besteht aus einem zentralen Ring mit Radialnerven in jedem Arm. Am Ende jedes Arms befindet sich ein lichtempfindlicher Augenfleck, der koordinierte, aber langsame Reaktionen ermöglicht.

Die Fortbewegung hängt von dem Wassergefäßsystem ab. Wasser tritt auf der aboralen Seite durch die Siebplatte ein, die auch als Madreporit bezeichnet wird. Durch einen Steinkanal gelangt das Wasser in einen Ringkanal und in die Radialkanäle in jedem Arm.

Die Radialkanäle münden in Seitenkanäle, die in Röhrenfüße münden, von denen jeder eine Ampulle besitzt. Die Kontraktion einer Ampulle drückt Wasser in den Röhrenfuß und dehnt ihn aus; wenn der Fuß eine Oberfläche berührt, zieht sich das Zentrum zurück, wodurch ein Sog entsteht und er an Oberflächen haftet.

Echinodermen haben kein komplexes Atmungs-, Ausscheidungs- und Kreislaufsystem. Flüssigkeiten innerhalb der Coelomhöhle übernehmen die Funktion der Diffusion von Substanzen und Gasen. Der Gasaustausch erfolgt über die Hautkiemen und Röhrenfüße. Stickstoffhaltige Abfälle diffundieren durch die coelomische Flüssigkeit und über die Körperwand. Flimmerhärchen auf dem Peritoneum, das das Coelom auskleidet, halten die Coelomflüssigkeit in Bewegung.

Seesterne pflanzen sich sowohl sexuell als auch asexuell fort. Wird der Körper zerstückelt, kann aus jedem Fragment ein ganzes Tier nachwachsen. Seesterne laichen und geben dabei entweder Eier oder Spermien ab. Die beidseitigen Larven durchlaufen eine Metamorphose zu einem radiärsymmetrischen Erwachsenen.

Phylum Hemichordata:

Das Phylum Hemichordata umfasst etwa 90 Arten von Eichelwürmern. Einige Eichelwürmer, die im Watt leben, haben einen Rüssel, einen Kragen und einen Rüssel. Der dorsale Nervenstrang in Hals und Rüssel ähnelt dem Nervenstrang von Chordaten. Der Pharynx unterhalb des Halses hat Kiemenschlitze. Die Larve der Hemichordaten ähnelt der Larve der Stachelhäuter.

Diese Fakten veranlassen einige Wissenschaftler zu der Annahme, dass Stachelhäuter und Hemichordaten einen gemeinsamen Vorfahren haben und dass Hemichordaten und Chordaten durch einen gemeinsamen Vorfahren verwandt sind.

Die Hemichordaten werden in drei Klassen eingeteilt, zwei mit lebenden Mitgliedern, eine besteht nur aus fossilen Formen. Zu den Enteropneusta gehören die Eichelwürmer; zu den Pterobranchia gehören 20 Arten von kolonialen bodenbewohnenden Würmern. Die fossile (ausgestorbene) Gruppe, die Graptolithina (Graptolithen), sind häufige Fossilien im Ordovizium und Silur. Sie wurden kürzlich in dieses Phylum eingeordnet.

Stamm Chordata:

Der Stamm Chordata umfasst etwa 45.000 Arten, die fast alle Lebensräume besiedeln.

Alle Chordaten haben zu irgendeinem Zeitpunkt ihrer Lebensgeschichte:

I. Ein Notochord – ein dorsaler Stützstab, der sich direkt unterhalb des Nervenstrangs befindet; er bietet Halt und wird bei Wirbeltieren durch die Wirbelsäule ersetzt.

II. Dorsaler Hohlnervenkanal – ein flüssigkeitsgefüllter Kanal; das Rückenmark ist durch Wirbel geschützt.

III. Pharyngeale Kiemendeckel – Öffnungen, die der Nahrungsaufnahme, dem Gasaustausch oder beidem dienen.

Diese Merkmale sind nur während der Embryonalentwicklung bei den meisten Wirbeltieren zu sehen. Nicht alle Chordaten sind Wirbeltiere. Bei den wirbellosen Chordaten, den Fischen und den Amphibienlarven entwickeln sich die Schlundkiementaschen zu funktionierenden Kiemen.

Bei den Landwirbeltieren sind die Kiemenbeutel für verschiedene Zwecke modifiziert; beim Menschen werden die ersten Beutel zu den Gehörgängen, die zweiten zu Mandeln und das dritte und vierte Paar zu Thymus und Nebenschilddrüsen.

Die meisten Chordaten haben ein inneres Skelett, gegen das Muskeln arbeiten. Die meisten haben einen Afterschwanz, der über den Anus hinausragt; bei einigen (wie dem Menschen) tritt dieser nur bei Embryonen auf.

Der evolutionäre Ursprung der Chordaten bleibt ein Rätsel, obwohl Biochemie und vergleichende Embryologie darauf hinweisen, dass Stachelhäuter und Chordaten einen gemeinsamen Ursprung haben. Obwohl die Fossilfunde aus dem Kambrium spärlich sind, deuten sie darauf hin, dass Chordaten in den Ablagerungen des Burgess Shale vorhanden waren.

Wirbellose Chordaten:

Nicht alle Chordaten sind Wirbeltiere. Einige Chordaten sind wirbellose Tiere, denen eine Wirbelsäule fehlt. Bei diesen wirbellosen Chordaten bleibt das Notochord bestehen und wird nie durch die Wirbelsäule ersetzt.

i. Subphylum Urochordata:

Das Unterstamm Urochordata enthält 1.250 Arten von Manteltieren, die Kiemenschlitze besitzen. Erwachsene Tiere haben einen Körper, der aus einer äußeren Tunika mit einem ein- und ausströmenden Siphon besteht. Wenn sie gestört werden, neigen Manteltiere dazu, Wasser herauszuspritzen. Das Wasser gelangt in den Pharynx und durch zahlreiche Kiemenschlitze nach außen, das einzige Merkmal der Chordaten, das bei den Erwachsenen erhalten bleibt.

Mikroskopische Partikel haften an einem schleimigen Sekret im Pharynx und werden gefressen. Die Larven sind bilateralsymmetrisch und besitzen die drei Chordatenmerkmale. Die Manteltierlarve metamorphosiert zum sessilen Erwachsenen. Durch das Schlagen zahlreicher Flimmerhärchen, die die Innenseite des Pharynx auskleiden, wird eine Strömung erzeugt, die das Wasser durch einen Manteltierkörper bewegt.

Einige vermuten, dass die Larven geschlechtsreif wurden, ohne Tunikaten-Merkmale zu entwickeln; somit war eine Urochordaten-Larve ein Vorfahre der Wirbeltiere; oder eine Cephalochordaten-Larve könnte ein Vorfahre der Wirbeltiere gewesen sein.

ii. Subphylum Cephalochordata:

Die Lanzettierchen weisen drei chordatische Merkmale auf. Die 23 Arten der Lanzettierchen stehen in der Gattung Branchiostoma im Unterstamm Cephalochordata. Ihr länglicher, lanzenförmiger Körper ähnelt der Lanzette, einem zweischneidigen chirurgischen Messer. Sie bewohnen flache Küstengewässer; sie liegen teilweise eingegraben in sandigen Substraten und ernähren sich filtrierend.

Lanzettfischchen ernähren sich von mikroskopisch kleinen Partikeln, die aus dem konstanten Wasserstrom gefiltert werden, der in das Maul eintritt und durch die Kiemenschlitze in ein Atrium austritt, das sich an der Atriopore öffnet. Lanzettfischchen behalten als Erwachsene die drei Chordatenmerkmale. Das Notochord erstreckt sich vom Kopf bis zum Schwanz, daher auch der Name „Cephalochordata“. Lanzettierchen haben segmentierte Muskeln und ihr dorsaler hohler Nervenstrang hat periodische Verzweigungen.

Wirbeltiere (Chordata):

Die Wirbeltiere bilden eine große Gruppe der Chordaten und werden in sieben Klassen unterteilt (3 Klassen Fische, Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere). Wirbeltiere haben ein inneres Skelett aus Knorpel oder Knochen, wobei die Wirbel den dorsalen Nervenstrang umgeben.

Substamm Vertebrata:

Der Unterstamm der Wirbeltiere (Vertebrata) besteht aus etwa 43.700 Arten von Tieren mit Rückgrat. Wirbeltiere weisen zu einem bestimmten Zeitpunkt ihres Lebens alle drei Merkmale der Chordaten auf. Das embryonale Notochord wird beim Erwachsenen durch eine Wirbelsäule ersetzt. Die Wirbelsäule besteht aus einzelnen harten Segmenten (Wirbeln), die den dorsalen hohlen Nervenstrang umgeben.

Der Nervenstrang ist das einzige chordatische Merkmal, das in der Erwachsenenphase aller Wirbeltiere vorhanden ist. Die Wirbelsäule, Teil eines flexiblen, aber starken Endoskeletts, ist der Beweis dafür, dass Wirbeltiere segmentiert sind. Das Wirbeltierskelett ist lebendes Gewebe (entweder Knorpel oder Knochen), das mit dem Wachstum des Tieres wächst.

Das Endoskelett und die Muskeln bilden ein Organsystem (das muskuloskelettale System), das schnelle und effiziente Bewegungen ermöglicht. Die Brust- und Beckenflossen der Fische entwickelten sich zu gelenkigen Anhängseln, die es Wirbeltieren ermöglichten, sich an Land fortzubewegen. Der Schädel, die vorderste Komponente der Hauptachse des Wirbeltier-Endoskeletts, umschließt das Gehirn.

Der hohe Grad der Cephalisation bei den Wirbeltieren geht mit einer Konzentration komplexer Sinnesorgane in der Kopfregion einher. Augen entwickelten sich als Auswüchse des Gehirns. Ohren waren bei Wasserwirbeltieren Gleichgewichtsorgane, die bei Landwirbeltieren als Schallwellenempfänger fungieren.

Wirbeltiere haben ein vollständiges Verdauungssystem und ein großes Coelom. Ihr Kreislaufsystem ist geschlossen, wobei die Atmungspigmente in den Blutgefäßen enthalten sind. Der Gasaustausch wird effizient durch Kiemen, Lungen und in wenigen Fällen durch die feuchte Haut bewerkstelligt. Die Nieren sind effizient bei der Ausscheidung von stickstoffhaltigen Abfällen und der Regulierung des Wassers. Die Fortpflanzung ist meist sexuell mit getrennten Geschlechtern.