Kompakt-Wissen Gymnasium - Biologie Unter-/Mittelstufe · Abb. 94: Kieselalgen, Größe ca. 0,15 mm...
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Inhalt
Vorwort
Der Aufbau der Zellen und grundlegende Stoffwechselprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1 Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1 Grundlagen der Mikroskopie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 Aufbau der Pflanzenzelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 Aufbau der Tierzelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4 Zellteilung (Mitose) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 Grundlegende Stoffwechselreaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1 Die Chemie der Zelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2 Enzyme als Biokatalysatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 3 Fotosynthese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4 Zellatmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 5 Gärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Grundlagen der Genetik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3 Die Chromosomen als Träger der Erbinformationen . . . . 19
1 Der Aufbau der Chromosomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 Meiose – die Bildung von Geschlechtszellen . . . . . . . . . . . . . 20 3 Festlegung des Geschlechts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4 Molekulare Grundlagen der Vererbung . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1 Der molekulare Aufbau der DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2 Vom Gen zum Eiweiß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3 Mutationen – Veränderungen des Erbguts . . . . . . . . . . . . . . . 28
Fortsetzung siehe nächste Seite
5 Klassische Genetik – Die Erbgesetze von Gregor Mendel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1 Das 1. und das 2. Mendelsche Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2 Intermediäre Erbgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 3 Das 3. Mendelsche Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4 Einschränkungen der Gültigkeit der Mendelschen Gesetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6 Erbgänge beim Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1 Vererbung der Blutgruppenmerkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2 Erbkrankheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
7 Angewandte Genetik: Gentechnik und Co. . . . . . . . . . . . . . 42
1 Gentechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2 Klonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 3 Stammzellenforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4 Genetischer Fingerabdruck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Die Biologie des Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
8 Der Körperbau des Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1 Skelett . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 2 Muskulatur und Bewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3 Herz, Blutkreislauf und Blut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 4 Atmungssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 5 Lymphsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 6 Verdauungsorgane und Verdauung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 7 Ausscheidungsorgane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 8 Nervensystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 9 Hormonsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 10 Überblick über die Sinnesorgane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 11 Das Auge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 12 Das Ohr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 13 Die Haut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
9 Gesundes Leben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
1 Ernährung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 2 Gefahren von Drogen und Rauschmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . 106 3 Abwehr von Krankheitserregern, Impfungen und
Infektionskrankheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
10 Sexualität und Fortpflanzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
1 Liebe und Partnerschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 2 Geschlechtsmerkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 3 Schwangerschaft und Geburt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 4 Familienplanung und Empfängnisverhütung . . . . . . . . . . . . . 124 5 Künstliche Befruchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Form und Funktion der Lebewesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
11 Sind Viren Lebewesen? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
12 Einzeller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
1 Bakterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 2 Pflanzliche Einzeller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 3 Tierische Einzeller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
13 Pilze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
1 Aufbau und Fortpflanzung der Pilze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 2 Pilzgruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 3 Lebensweise der Pilze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 4 Bedeutung für den Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
14 Niedere Pflanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
1 Algen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 2 Flechten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 3 Moose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 4 Farnpflanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
Fortsetzung siehe nächste Seite
15 Blütenpflanzen (Samenpflanzen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
1 Aufbau der Blütenpflanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 2 Blütenaufbau, Bestäubung und Befruchtung . . . . . . . . . . . . . 158 3 Samen und Früchte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 4 Keimung und Wachstum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 5 Systematik der Blütenpflanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 6 Fleischfressende Pflanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 7 Nutzpflanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
16 Wirbellose Tiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
1 Nesseltiere (Hohltiere) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 2 Weichtiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 3 Ringelwürmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 4 Spinnentiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 5 Krebse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192 6 Insekten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 7 Parasiten des Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
17 Wirbeltiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
1 Überblick über die Wirbeltierklassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 2 Fische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 3 Amphibien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 4 Reptilien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 5 Vögel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 6 Säugetiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 7 Heim- und Nutztiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Die Evolution der Lebewesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
18 Entstehungsgeschichte und systematische Ordnung der Organismen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
1 Die Entstehung des Lebens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 2 Die Erdzeitalter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 3 Die Ordnung der biologischen Vielfalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266
19 Die Evolutionsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
1 Evolutionstheorien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 2 Belege für die Evolution – Fossilien und Brückentiere . . . . . 272 3 Belege für die Evolution – Homologien und Analogien . . . . 274
20 Die Evolution des Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
1 Vergleich von Menschen und nicht menschlichen Menschenaffen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
2 Die Evolution des Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
Ökologie und Umweltschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
21 Grundlagen der Ökologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
1 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 2 Abiotische Umweltfaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 3 Biotische Umweltfaktoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 4 Kreisläufe und Stoffflüsse in den Ökosystemen . . . . . . . . . . . 297
22 Ökosysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
1 Ökosystem Laubwald . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 2 Ökosystem See . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
23 Umweltverschmutzung und Umweltschutz . . . . . . . . . . . . 310
1 Wasserverschmutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310 2 Luftverschmutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 3 Bodenbelastung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 4 Natur- und Umweltschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 5 Rote Listen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318
Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319
Quellenverzeichnis
Autor: Dr. Uwe Sörensen
Vorwort
Liebe Schülerin, lieber Schüler, der vorliegende Band aus der Kompakt-Wissen-Reihe bietet dir die Möglichkeit, dich schnell und effektiv auf Tests und den Unterricht vorzubereiten. Alle grundlegenden Inhalte der Mittelstufe und die rele-vanten Grundlagen aus der Unterstufe werden präzise dargestellt und gut verständlich erklärt, sodass du systematisch Wissenslücken schlie-ßen kannst.
• Durch zahlreiche Grafiken, Diagramme und Tabellen werden Fak-ten und Zusammenhänge schnell erfassbar präsentiert und veran-schaulicht.
• Wichtige Fachbegriffe und Stichworte sind blau hervorgehoben.
• Querverweise helfen dir dabei, Zusammenhänge zu erkennen und dein Wissen zu vertiefen.
• Durch ein umfangreiches Stichwortverzeichnis ist dieser Band ide-al zum gezielten und effektiven Nachschlagen von Begriffen und In-halten geeignet.
All dies macht das Kompakt-Wissen Biologie zu einem Buch, das dich während deiner gesamten Schullaufbahn begleitet und unterstützt. Viel Freude und Erfolg bei der Arbeit mit dem Band wünscht dir
Dr. Uwe Sörensen
Die Biologie des Menschen � 87
11 Das Auge
Bestandteile des Auges und ihre Funktion Das Auge ist unser wichtigstes Sinnesorgan. Sind unsere Augen geöff-net, trifft das Licht vorne auf die Hornhaut, gelangt durch die vordere und die hintere Augenkammer auf die Linse und dann durch den Glaskörper auf die Netzhaut. Die Netzhaut besteht aus Sinneszel-len, die die Lichtsignale in Nervenimpulse umwandeln, die über den Sehnerv in das Gehirn gelangen. Dort werden die Sinneseindrücke vom Sehzentrum verarbeitet. Hornhaut, Augenkammern, Linse und Glaskörper sorgen für den richtigen Verlauf der Lichtstrahlen. Die ande-ren Bauelemente des Auges schützen, stützen, bewegen oder ernähren das Sinnesorgan oder sie sorgen für eine Regulierung der ins Auge ein-fallenden Lichtmenge.
Abb. 68: Der Aufbau des Auges
Die durchsichtige Hornhaut besteht aus mehreren Schichten und geht zu den Seiten hin in die weiße Lederhaut über. Hinter der Hornhaut befindet sich die Augenkammer, die durch die Iris (Regenbogen-haut) in eine vordere und eine hintere Kammer getrennt wird. Die Flüs-sigkeit im Kammerinnern (Kammerwasser) wird ständig neu produziert und über einen Kanal zwischen Leder- und Hornhaut wieder abgeführt. Das Kammerwasser sorgt für einen bestimmten Innendruck des Auges. Die Iris ist ein in der Mitte offener Ringmuskel. Er liegt vor der Linse und hat die Aufgabe, die Menge des ins Auge eintretenden Lichtes zu regulieren. Bei starkem Lichteinfall verengt sie sich und schützt dadurch die Netzhaut. Bei schwachem Lichteinfall erweitert sie den als Pupille bezeichneten Durchgang. Dieser Vorgang wird als Hell-Dunkel-Adap-tation (Hell-Dunkel-Anpassung) bezeichnet.
88 � Der Körperbau des Menschen
Abb. 69: Hell-Dunkel-Anpassung; Pupillengröße bei Helligkeit (links) und bei Dunkel-heit (rechts)
Die Linse hat eine Diskusform, ist also von vorne gesehen rund und von der Seite betrachtet abgeflacht oval. Sie wird von den sog. Zonulafa-sern gehalten, die von einem Ringmuskel, dem Ziliarmuskel, ausge-hen. Da die Linse aus elastischem Material aufgebaut ist, lässt sie sich verformen. Dadurch verändern sich ihre Lichtbrechungseigenschaften. Ist der Ziliarmuskel angespannt, entspannen sich die Zonulafasern und die Linse nimmt, ihrer natürlichen Elastizität folgend, eine rundliche Form ein. In diesem Zustand ist die Brechkraft der Linse für Lichtstrah-len hoch. Das bedeutet, dass das Auge auf das Nahsehen eingestellt ist. Entspannt sich der Ziliarmuskel bei der Fernsicht, werden die Zonulafa-sern gespannt, sodass die Linse flach gezogen wird. Dadurch verringert sich die Brechkraft der Linse und das Auge ist auf das Fernsehen einge-stellt. Dieser Vorgang der Anpassung der Linse an das Nah- oder das Fernsehen wird Akkommodation genannt.
Abb. 70: Akkomodation der Linse; Fernsicht (links) und Nahsicht (rechts)
Hinter der Linse befindet sich der sog. Glaskörper. Er besteht aus einer glasklaren gallertigen Flüssigkeit. Dieser Glaskörper wird umgeben von drei Hautgeweben: Innen liegt die Netzhaut (Retina) mit den Sinnes-zellen, in der Mitte die Aderhaut und den äußeren Abschluss bildet die Lederhaut, die im vorderen Bereich des Auges in die Hornhaut über-
Die Biologie des Menschen � 89
geht. Die Lederhaut schützt und stützt das Auge und die Aderhaut ist für die Versorgung der Augenzellen mit Sauerstoff und Nährstoffen zu-ständig.
Aufbau und Funktion der Netzhaut Die Netzhaut ist aus drei Schichten von Nervenzellen aufgebaut. Die Sehzellen (Fotorezeptoren), d. h. die Zapfen und die Stäbchen, sit-zen außen. Eine zweite Schicht von Nervenzellen (Interneurone) dient der Weiterleitung der Reize zu den Ganglienzellen (dritte Schicht). Die Ganglienzellen sind entweder als einfache Brücken aufgebaut oder sie haben Querverbindungen, sodass die Reize aus mehreren Sehzellen miteinander verknüpft werden.
Abb. 71: Der Aufbau der Netzhaut
Das in das Auge einfallende Licht durchläuft die Schichten der Netzhaut und erreicht die Sehzellen. Diese werden durch die Lichtreize erregt und erzeugen elektrische Impulse, die von den Interneuronen an die Ganglienzellen weitergegeben werden. Die Ganglienzellen führen die Reize über lange Axone durch den Sehnerv aus dem Auge heraus in das Gehirn. Das Gehirn wertet die Informationen aus und lässt den Seh-eindruck entstehen.
134 � Einzeller
Kieselalgen Kieselalgen sind einzellige, gelbbraune Organismen, die von einem Panzer aus Kieselsäure umgeben sind. Dieser besteht immer aus zwei Teilen: einem kleineren und einem etwas größeren Deckel. Der Rand der größeren Panzerhälfte überragt den der kleineren wie der Deckel einer Dose. Bei der Vermehrung durch eine Teilung behält jede Toch-terzelle eine Hälfte des Panzers, die andere wird jeweils neu gebildet. Mit über 10 000 Arten sind die Kieselalgen eine der formenreichsten Artengruppen und stellen besonders in den Meeren den Hauptbestand-teil des pflanzlichen Planktons (Phytoplankton).
Abb. 94: Kieselalgen, Größe ca. 0,15 mm
Einzellige Grünalgen
Abb. 95: Chlamydomo-nas-Alge
Diese grün gefärbten Algen sind nahezu überall dort zu finden, wo ge-nügend Feuchtigkeit vorhanden ist. Der überwiegende Teil der Arten kommt im Süßwasser vor, aber auch im Meer und auf feuchten Ober-flächen (z. B. auf Steinen) sind sie zu finden. In stark mit Nährstoffen an-gereicherten Gewässern können sie das Wasser vollständig grün färben. Zu den einfachsten Grünalgenformen zählen die einzelligen Chlamydo-monas-Arten. Sie besitzen nur einen einzigen becherförmigen Chloro-
Form und Funktion der Lebewesen � 135
plasten. Zur Fortbewegung dienen ihnen zwei Geißeln. Daneben gibt es auch Grünalgen-Arten, die Kolonien oder vielzellige Strukturen bilden (siehe S. 144 f.).
Euglenoiden Die Zellmembran dieser Gruppe, deren bekanntester Vertreter Eugle-na (das Augentierchen) ist, ist durch Proteinstreifen verstärkt, die schraubig um den Zellkörper herum angeordnet sind. Sie geben der Zelloberfläche Festigkeit, bei gleichzeitig starker Verformbarkeit. Eugle-na besitzt eine lange Geißel, die der Fortbewegung dient. Die sog. kon-traktile (pulsierende) Vakuole dient der Wasserausscheidung (siehe S. 136). Mithilfe eines Augenflecks (Stigma) und Lichtrezeptoren kann Euglena die Lichtintensität in ihrer Umgebung wahrnehmen. Dem Augenfleck verdanken die Augentierchen auch ihren Namen. Der Aus-druck „Tierchen“ weist auf eine Besonderheit in der Ernährung hin. Durch mehrere Chloroplasten können die Augentierchen Fotosynthe-se betreiben (autotrophe Ernährung). Zusätzlich sind sie aber auch in der Lage, Nährstoffe und sogar kleinere Einzeller über die Zelloberflä-che aufzunehmen (Phagozytose, S. 97) und zu verdauen, sich also he-terotroph zu ernähren. Diese Organismengruppe befindet sich somit auf der Trennungslinie zwischen dem Pflanzen- und dem Tierreich.
Abb. 96: Das Augentier-chen (Länge ca. 0,1 mm)
3 Tierische Einzeller
Die tierischen Einzeller (früher auch als Urtierchen bezeichnet) ver-mehren sich zumeist ungeschlechtlich durch Zellteilungen, können sich z.T. aber auch in unterschiedlicher Art und Weise geschlechtlich fort-pflanzen. Wie die pflanzlichen Einzeller besitzen auch sie einen Zell-kern und sie verfügen über Mitochondrien und andere Zellorganellen. Die Chloroplasten fehlen ihnen allerdings. Ihre Ernährungsweise ist he-terotroph, d. h., sie nehmen organische Moleküle oder auch kleinere Zellen über die Zellmembran auf.
216 � Wirbeltiere
17 Wirbeltiere
1 Überblick über die Wirbeltierklassen
Die Wirbeltiere (ca. 60 000 Arten), zu denen auch der Mensch gehört, sind die am höchsten entwickelte Tiergruppe und besiedeln nahezu alle Lebensräume. Die ersten Wirbeltiere traten vor etwa 500 Mio. Jahren auf und hatten ein fischähnliches Aussehen. Alle Wirbeltiere besitzen eine Wirbelsäule, d. h. ein von vorne nach hinten verlaufendes Stützelement aus Knochen, das den Körper einer-seits stabilisiert und andererseits Beweglichkeit ermöglicht. Ihr Blutge-fäßsystem ist immer geschlossen und die Atmung erfolgt über Kie-men oder Lungen. Die Wirbeltiere pflanzen sich geschlechtlich fort. Sie legen Eier oder sind lebend gebärend. Die meisten Wirbeltiergruppen sind wechselwarm (poikilotherm), d. h., dass ihre Körpertemperatur je nach Außentemperatur stark schwanken kann. Nur die Vögel und die Säugetiere sind als gleichwar-me (homoiotherme) Tiere in der Lage, ihre Körpertemperatur aktiv zu regulieren. Die größten Klassen der Wirbeltiere sind: • die Fische • die Amphibien (Lurche) • die Reptilien (Kriechtiere) • die Vögel • die Säugetiere
2 Fische
Äußerer Körperbau Fische sind gekennzeichnet durch eine mit Schuppen besetzte und von einer Schleimschicht überzogene Körperoberfläche. Ihr Körper ist in Anpassung an das Leben im Wasser meist stromlinienförmig gebaut, das heißt vorne und hinten spitz zulaufend. Dadurch wird der Wasser-widerstand verringert. Die Fortbewegung erfolgt mithilfe von Flossen und einer schlängelnden Bewegung des Körpers. Je ein Paar Brust- und Bauchflossen helfen bei der Stabilisierung der Körperlage und bei lang-samen Bewegungen. Die Afterflosse und die 1 bis 3 Rückenflossen sind ebenfalls für die Stabilisierung der Körperhaltung und oft auch als Sig-nalgeber für Artgenossen wichtig. Die Schwanzflosse erzeugt zusam-men mit dem Hinterleib den Hauptvortrieb beim Schwimmen. Das an der Körperseite erkennbare Seitenlinienorgan ist ein feiner Kanal un-
Form und Funktion der Lebewesen � 217
ter der Haut, der durch kleine Poren mit dem Wasser verbunden ist. Das Organ dient der Erkennung von Bewegungen im Wasser, sodass auch bei schlechter Sicht heranschwimmende Feinde oder Hindernisse bemerkt werden können.
Abb. 176: Äußerer Körperbau eines Fisches (Karpfen)
Innere Organe Fische atmen durch Kiemen und haben einen geschlossenen einfa-chen Blutkreislauf mit einem Herz, das aus einer Vorkammer (Vorhof) und einer Herzkammer besteht. Das sauerstoffarme Blut aus dem Kör-per wird zu den Kiemen gepumpt. Dort wird es mit Sauerstoff aus dem Wasser angereichert und gleichzeitig wird Kohlenstoffdioxid an das Wasser abgegeben. Aus den Kiemen fließt das sauerstoffreiche Blut dann in den übrigen Körper.
Abb. 177: Schematische Darstellung des Blutkreislaufsystems eine Fisches
Bei den Kiemen handelt es sich um Hautlappen (Kiemenblättchen), die von einem Netz aus kleinen Blutgefäßen (Kapillarnetz) durchzogen sind. Die Kiemen sitzen im hinteren Bereich der Mundhöhle und wer-den von verknöcherten oder knorpeligen Kiemenbögen gestützt. Zum Schutz der empfindlichen Strukturen sind sie meist von einem Kie-
