Wirbeltier -Vertebrate

Wirbeltier
Zeitbereich:
Kambrium Stufe 3Gegenwart ,
518–0  Ma
Wirbeltiere 002.png
Beispiele für Wirbeltiere: Acipenser oxyrinchus ( Actinopterygii ), ein Afrikanischer Buschelefant ( Tetrapoda ), ein Tigerhai ( Chondrichthyes ) und ein Flussneunauge ( Agnatha ).
Wissenschaftliche Klassifikation e
Königreich: Animalia
Superphylum: Deuterostomia
Stamm: Chordaten
Klade : Geruchssinn
Unterstamm: Wirbeltiere
J-B. Lamark , 1801
Infraphyla
Synonyme

Ossea Batsch, 1788

Wirbeltiere ( / ˈ v ɜːr t ə b r ɪ t s , - ˌ b r t s / ) umfassen alle Tiertaxa innerhalb des Subphylums Vertebrata ( / ˌ v ɜːr t ə ˈ b r t ə / ) ( Akkorde mit Rückgrat ), einschließlich aller Säugetiere , Vögel , Reptilien , Amphibien und Fische . Wirbeltiere stellen die überwältigende Mehrheit des Stammes Chordata dar , mit derzeit etwa 69.963 beschriebenen Arten . Wirbeltiere umfassen solche Gruppen wie die folgenden:

Die Größe der vorhandenen Wirbeltiere reicht von der Froschart Paedophryne amauensis mit nur 7,7 mm (0,30 Zoll) bis zum Blauwal mit bis zu 33 m (108 Fuß). Wirbeltiere machen weniger als fünf Prozent aller beschriebenen Tierarten aus ; der Rest sind wirbellose Tiere , denen die Wirbelsäule fehlt .

Zu den Wirbeltieren gehören traditionell die Schleimaale , die aufgrund ihres Verlustes in der Evolution keine richtigen Wirbel haben, obwohl ihre nächsten lebenden Verwandten, die Neunaugen , diese haben. Schleimaale besitzen jedoch einen Schädel . Aus diesem Grund wird das Unterstamm der Wirbeltiere manchmal als „ Craniata “ bezeichnet, wenn es um die Morphologie geht. Molekulare Analysen seit 1992 deuten darauf hin, dass Schleimaale am engsten mit Neunaugen verwandt sind , ebenso wie Wirbeltiere im monophyletischen Sinne. Andere betrachten sie als eine Schwestergruppe von Wirbeltieren im gemeinsamen Taxon der Craniata.

Etymologie

Das Wort Wirbeltier leitet sich vom lateinischen Wort vertebratus ( Plinius ) ab und bedeutet Wirbelsäulengelenk.

Wirbeltier leitet sich von dem Wort Wirbel ab , das sich auf einen der Knochen oder Segmente der Wirbelsäule bezieht .

Anatomie und Morphologie

Alle Wirbeltiere sind nach dem Grundplan des Chorda- Körpers aufgebaut : eine steife Stange, die durch die Länge des Tieres verläuft (Wirbelsäule und/oder Notochord ), mit einer hohlen Röhre aus Nervengewebe (dem Rückenmark ) darüber und dem Magen-Darm-Trakt darunter.

Bei allen Wirbeltieren befindet sich der Mund am oder direkt unter dem vorderen Ende des Tieres, während sich der Anus vor dem Ende des Körpers nach außen öffnet. Der restliche Körperteil, der sich nach dem Anus fortsetzt, bildet einen Schwanz mit Wirbeln und Rückenmark, aber ohne Darm.

Wirbelsäule

Mit nur einer Ausnahme, dem Schleimaal , ist das bestimmende Merkmal eines Wirbeltiers die Wirbelsäule , in der die Notochord (eine steife Stange mit einheitlicher Zusammensetzung), die in allen Akkordaten vorkommt , durch eine segmentierte Reihe steiferer Elemente (Wirbel) ersetzt wurde, die durch Mobile getrennt sind Gelenke (Bandscheiben, embryonal und evolutionär von der Notochord abgeleitet). Hagfish sind die einzigen noch vorhandenen Wirbeltiere, bei denen die Notochord nicht in die Wirbelsäule integriert ist.

Einige Wirbeltiere haben diese Anatomie jedoch sekundär verloren und behalten die Chorda bis ins Erwachsenenalter bei, wie der Stör und der Quastenflosser . Kieferwirbeltiere sind typisch für gepaarte Anhängsel (Flossen oder Beine, die sekundär verloren gehen können), aber dieses Merkmal ist nicht erforderlich, damit ein Tier ein Wirbeltier ist.

Versteinertes Skelett (Abguss) von Diplodocus carnegii , das ein extremes Beispiel des Rückgrats zeigt , das die Wirbeltiere charakterisiert.

Kiemen

Kiemenbögen mit Kiemen in einem Hecht

Alle basalen Wirbeltiere atmen mit Kiemen . Die Kiemen werden direkt hinter dem Kopf getragen und grenzen an die hinteren Ränder einer Reihe von Öffnungen vom Pharynx nach außen. Jede Kieme wird von einem knorpeligen oder knöchernen Kiemenbogen gestützt . Die Knochenfische haben drei Bogenpaare, Knorpelfische haben fünf bis sieben Paare, während die primitiven kieferlosen Fische sieben haben. Die Vorfahren der Wirbeltiere hatten zweifellos mehr Bögen als diese, da einige ihrer Verwandten mit Akkordaten mehr als 50 Kiemenpaare haben.

Bei Amphibien und einigen primitiven Knochenfischen tragen die Larven äußere Kiemen , die von den Kiemenbögen abzweigen. Diese werden im Erwachsenenalter reduziert, ihre Funktion wird bei Fischen von den eigentlichen Kiemen und bei den meisten Amphibien von der Lunge übernommen . Einige Amphibien behalten die äußeren Larvenkiemen im Erwachsenenalter bei, wobei das komplexe innere Kiemensystem , wie es bei Fischen zu sehen ist, offensichtlich sehr früh in der Evolution der Tetrapoden unwiderruflich verloren geht .

Während den stärker abgeleiteten Wirbeltieren Kiemen fehlen, bilden sich die Kiemenbögen während der fötalen Entwicklung und bilden die Grundlage für wesentliche Strukturen wie Kiefer , Schilddrüse , Kehlkopf , Columella (entsprechend den Steigbügeln bei Säugetieren ) und bei Säugetieren die Hammer und Amboss .

Zentrales Nervensystem

Das zentrale Nervensystem von Wirbeltieren basiert auf einem hohlen Nervenstrang , der entlang der Länge des Tieres verläuft. Von besonderer Bedeutung und einzigartig für Wirbeltiere ist das Vorhandensein von Neuralleistenzellen . Diese sind Vorläufer von Stammzellen und entscheidend für die Koordination der Funktionen von Zellkomponenten. Neuralleistenzellen wandern während der Entwicklung vom Nervenstrang durch den Körper und initiieren die Bildung von Neuralganglien und Strukturen wie Kiefer und Schädel.

Die Wirbeltiere sind die einzige Chordatengruppe mit neuraler Cephalisation , der Konzentration von Gehirnfunktionen im Kopf. Eine leichte Schwellung des vorderen Endes des Nervenstrangs findet sich in der Lanzette , einer Chordate, obwohl ihr die Augen und andere komplexe Sinnesorgane fehlen, die denen von Wirbeltieren vergleichbar sind. Andere Akkordate zeigen keine Tendenzen zur Kephalisation.

Ein peripheres Nervensystem zweigt vom Nervenstrang ab, um die verschiedenen Systeme zu innervieren. Das vordere Ende der Nervenröhre wird durch eine Wandverdickung und Aufweitung des Zentralkanals des Rückenmarks in drei primäre Hirnbläschen erweitert: Prosencephalon (Vorderhirn), Mesencephalon (Mittelhirn) und Rhombencephalon (Hinterhirn), weiter differenziert in die verschiedene Wirbeltiergruppen. Zwei seitlich platzierte Augen bilden sich um Auswüchse aus dem Mittelhirn, außer bei Schleimaalen , obwohl dies ein sekundärer Verlust sein kann. Das Vorderhirn ist bei den meisten Tetrapoden gut entwickelt und unterteilt , während bei vielen Fischen und einigen Salamandern das Mittelhirn dominiert . Vesikel des Vorderhirns sind normalerweise gepaart, wodurch Hemisphären wie die zerebralen Hemisphären bei Säugetieren entstehen .

Die resultierende Anatomie des Zentralnervensystems mit einem einzelnen hohlen Nervenstrang, der von einer Reihe von (oft gepaarten) Bläschen gekrönt wird, ist einzigartig für Wirbeltiere. Alle wirbellosen Tiere mit gut entwickelten Gehirnen, wie Insekten , Spinnen und Tintenfische , haben eher ein ventrales als ein dorsales System von Ganglien , mit einem gespaltenen Hirnstamm , der auf jeder Seite des Mundes oder Darms verläuft.

Molekulare Signaturen

Zusätzlich zu den morphologischen Merkmalen, die zur Definition von Wirbeltieren verwendet werden (dh das Vorhandensein einer Chorda, die Entwicklung einer Wirbelsäule aus der Chorda, ein dorsaler Nervenstrang, Rachenkiemen, ein postanaler Schwanz usw.), sind molekulare Marker bekannt als Konservierte Signatur-Indels (CSIs) in Proteinsequenzen wurden identifiziert und liefern Unterscheidungskriterien für das Subphylum Vertebrata. Insbesondere 5 CSIs in den folgenden Proteinen: Proteinsynthese- Elongationsfaktor-2 (EF-2), eukaryotischer Translationsinitiationsfaktor 3 (eIF3), Adenosinkinase (AdK) und ein Protein, das mit Ubiquitin-Carboxyl-terminaler Hydrolase verwandt ist , werden ausschließlich von allen geteilt Wirbeltiere und unterscheiden sie zuverlässig von allen anderen Vielzellern . Es wird vorhergesagt, dass die CSIs in diesen Proteinsequenzen eine wichtige Funktionalität in Wirbeltieren haben.

Eine spezifische Beziehung zwischen Wirbeltieren und Tunikaten wird auch stark durch zwei CSIs gestützt, die in den Proteinen Rrp44 (assoziiert mit Exosomenkomplex ) und Serinpalmitoyltransferase gefunden werden , die ausschließlich von Arten aus diesen beiden Subphyla, aber nicht von Cephalochordates , geteilt werden, was darauf hinweist, dass Wirbeltiere enger verwandt sind mit Manteltiere als Cephalochordates .

Evolutionsgeschichte

Externe Beziehungen

Ursprünglich schlug die "Notochordata-Hypothese" vor, dass die Cephalochordata das Schwestertaxon von Craniata (Vertebrata) ist. Diese Gruppe, Notochordata genannt, wurde als Schwestergruppe der Tunicata (Urochordata) platziert. Obwohl dies einst die führende Hypothese war, unterstützen Studien seit 2006, die große Sequenzierungsdatensätze analysieren , Olfaktoren (Manteltiere + Wirbeltiere) als monophyletische Klade und die Platzierung von Cephalochordata als Schwestergruppe von Olfaktoren (bekannt als die „ Olfaktoren-Hypothese “). Als Akkordaten teilen sie alle das Vorhandensein einer Notochord , zumindest während einer Phase ihres Lebenszyklus.

Das folgende Kladogramm fasst die systematischen Beziehungen zwischen den Olfaktoren (Wirbeltiere und Manteltiere) und den Cephalochordata zusammen.

 Chordaten 
Geruchssinn
 Craniata 

 Wirbeltiere Haikouichthys4.png

 Tunicata /Urochordata ( Seescheiden , Salpen , LarvenSalpa-Schema.png

 Cephalochordata 

 Amphioxiformes (Lanzetten) Branchiostoma lanceolatum (Amphioxus lanceolatus).png

Erste Wirbeltiere

Das frühe Wirbeltier Haikouichthys

Wirbeltiere entstanden während der kambrischen Explosion , die einen Anstieg der Organismenvielfalt mit sich brachte. Die frühesten bekannten Wirbeltiere gehören zur Chengjiang-Biota und lebten vor etwa 518 Millionen Jahren. Dazu gehören Haikouichthys , Myllokunmingia , Zhongjianichthys und wahrscheinlich Haikouella . Im Gegensatz zu der anderen Fauna, die das Kambrium dominierte, hatten diese Gruppen den grundlegenden Bauplan des Wirbeltierkörpers: eine Notochord, rudimentäre Wirbel und einen gut definierten Kopf und Schwanz. Allen diesen frühen Wirbeltieren fehlten Kiefer im gesunden Menschenverstand und sie verließen sich auf Filterfütterung in der Nähe des Meeresbodens. Eine Wirbeltiergruppe unsicherer Phylogenie, kleine aalähnliche Conodonten , sind aus Mikrofossilien ihrer gepaarten Zahnsegmente vom späten Kambrium bis zum Ende der Trias bekannt.

Von Fischen bis zu Amphibien

Acanthostega , ein fischähnlicher früher Labyrinthodont .

Die ersten Wirbeltiere mit Kiefer tauchten möglicherweise im späten Ordovizium (~445 mya) auf und wurden im Devon verbreitet , das oft als "Zeitalter der Fische" bekannt ist. Die zwei Gruppen von Knochenfischen , die Actinopterygii und die Sarcopterygii , entwickelten sich und wurden allgemein verbreitet. Das Devon sah auch den Untergang praktisch aller kieferlosen Fische außer Neunaugen und Schleimaalen sowie der Placodermi , einer Gruppe von gepanzerten Fischen, die die gesamte Zeit seit dem späten Silur dominierten , sowie der Eurypteriden , dominante Tiere der vorangegangenen Silur und die Anomalocariden . Bis zur Mitte des Devon werden mehrere Dürren und anoxische Ereignisse sowie ozeanische Konkurrenz dazu führen, dass eine Linie von Sarcopterygii das Wasser verlässt und sich schließlich als terrestrische Tetrapoden im nachfolgenden Karbon etabliert .

Mesozoische Wirbeltiere

Amnioten verzweigten sich früh in der Karbonperiode von amphibischen Tetrapoden . Die synapsidischen Amnioten waren während des späten Paläozoikums, des Perm , dominant , während diapsidische Amnioten während des Mesozoikums dominant wurden . Im Meer wurden die Knochenfische und Haie dominant. Aus mesothermischen Synapsiden, Cynodonten genannt , entstanden endotherme Säugetiere , und aus Diapsiden, Dinosauriern genannt , entstanden schließlich endotherme Vögel , beide im Jura . Nachdem alle Dinosaurier außer den Vögeln bis zum Ende der Kreidezeit ausgestorben waren , diversifizierten sich Vögel und Säugetiere und füllten ihre Nischen.

Nach dem Mesozoikum

Die Welt des Känozoikums hat eine große Diversifizierung von Knochenfischen, Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren erlebt.

Über die Hälfte aller lebenden Wirbeltierarten (etwa 32.000 Arten) sind Fische (Kraniche, die keine Tetrapoden sind), eine vielfältige Abstammungslinie, die alle aquatischen Ökosysteme der Welt bewohnt, von Schneeelritzen (Cypriniformes) in Himalaya-Seen in Höhen über 4.600 Metern (15.100 Fuß) bis hin zu Plattfischen (Ordnung Pleuronectiformes) im Challenger Deep, dem tiefsten Ozeangraben auf etwa 11.000 Metern (36.000 Fuß). Fische unzähliger Arten sind die Haupträuber in den meisten Gewässern der Welt, sowohl im Süßwasser als auch im Meer. Der Rest der Wirbeltierarten sind Tetrapoden, eine einzige Linie, die Amphibien (mit ungefähr 7.000 Arten) umfasst; Säugetiere (mit etwa 5.500 Arten); und Reptilien und Vögel (mit etwa 20.000 Arten, die gleichmäßig auf die beiden Klassen verteilt sind). Tetrapoden umfassen die dominierende Megafauna der meisten terrestrischen Umgebungen und umfassen auch viele teilweise oder vollständig im Wasser lebende Gruppen (z. B. Seeschlangen , Pinguine , Wale).

Einstufung

Es gibt mehrere Möglichkeiten, Tiere zu klassifizieren. Die evolutionäre Systematik stützt sich auf Anatomie , Physiologie und Evolutionsgeschichte , die durch Ähnlichkeiten in der Anatomie und, wenn möglich, der Genetik von Organismen bestimmt wird. Die phylogenetische Klassifikation basiert ausschließlich auf der Phylogenie . Die evolutionäre Systematik gibt einen Überblick; Die phylogenetische Systematik gibt Auskunft. Die beiden Systeme sind also eher komplementär als gegensätzlich.

Traditionelle Klassifizierung

Traditionelles Spindeldiagramm der Evolution der Wirbeltiere auf Klassenebene

Die herkömmliche Klassifizierung hat lebende Wirbeltiere in sieben Klassen eingeteilt, basierend auf traditionellen Interpretationen grober anatomischer und physiologischer Merkmale. Diese Klassifikation findet man am häufigsten in Schulbüchern, Übersichten, fachfremden und populären Werken. Die vorhandenen Wirbeltiere sind:

Zusätzlich zu diesen gibt es zwei Klassen ausgestorbener Panzerfische, die Placodermi und die Acanthodii , die beide als paraphyletisch gelten .

Andere Wege zur Klassifizierung der Wirbeltiere wurden entwickelt, insbesondere mit Schwerpunkt auf der Phylogenie der frühen Amphibien und Reptilien. Ein Beispiel basierend auf Janvier (1981, 1997), Shu et al. (2003) und Benton (2004) ist hier angegeben († = ausgestorben ):

Diversität verschiedener Gruppen von Wirbeltieren im Laufe der Erdzeitalter . Die Breite der Blasen zeigt die Diversität (Anzahl der Familien ) an.

Während diese traditionelle Klassifikation ordentlich ist, sind die meisten Gruppen paraphyletisch , dh enthalten nicht alle Nachkommen des gemeinsamen Vorfahren der Klasse. Zu den Nachkommen der ersten Reptilien gehören beispielsweise moderne Reptilien sowie Säugetiere und Vögel; die Agnathaner haben die Kieferwirbeltiere hervorgebracht ; die Knochenfische haben die Landwirbeltiere hervorgebracht ; die traditionellen „ Amphibien “ haben die Reptilien hervorgebracht (traditionell einschließlich der Synapsiden oder säugetierähnlichen „Reptilien“), die wiederum die Säugetiere und Vögel hervorgebracht haben. Die meisten Wissenschaftler, die mit Wirbeltieren arbeiten, verwenden eine Klassifizierung, die rein auf der Phylogenie basiert , die nach ihrer bekannten Evolutionsgeschichte organisiert ist und manchmal die konventionellen Interpretationen ihrer Anatomie und Physiologie außer Acht lässt.

Phylogenetische Beziehungen

In der phylogenetischen Taxonomie werden die Beziehungen zwischen Tieren typischerweise nicht in Ränge eingeteilt, sondern als verschachtelter „Stammbaum“ dargestellt, der als phylogenetischer Baum bekannt ist . Das folgende Kladogramm basiert auf Studien, die von Philippe Janvier und anderen für das Tree of Life Web Project und Delsuc et al. zusammengestellt und ergänzt wurden (basierend auf, und ). Ein Dolch (†) bezeichnet eine ausgestorbene Gruppe , während alle anderen Gruppen lebende Nachkommen haben .

Der Akanthodenfisch Diplacanthus acus aus der Devonzeit
Der frühe Tetrapode Seymouria aus der Perm- Zeit
Das synapside „säugetierähnliche Reptil“ Dimetrodon limbatus aus der Perm- Zeit
Wirbeltiere /
Agnatha /

Hyperoartia ( Neunaugen )Nejonöga, Iduns kokbok.jpg

Myxini ( Schleimaal )Cuvier-120-Myxine116.jpg

Zyklostome

EuconodontaConodontZICA.png

MyllokunmingiidaMyllokunmingia.png

 

PteraspidomorphiAstraspis desiderata.png

ThelodontiSphenonectris turnernae weißer Hintergrund.jpg

AnaspidaLasanius NT klein.jpg

Galeaspida Galeaspiden NT.jpg

PituriaspidaPituriaspida.gif

OsteostraciCephalaspis Lyellii.jpg

 

Gnathostomata

AntiarchiPterichthyodes.jpg

PetalichthyidaLunaspis.png

ArthrodiraD Terrelli.png

Ptyctodontida Materpiscis.png

Entelognathus Entelognathus.png

 

Akantodii Akanthoden BW.jpg

Chondrichthyes

Holocephali ( Rattenfisch )Chimaera monstrosa1.jpg

Euselachii ( Haie , Rochen )Weißer Hai (Duane Raver).png

(Knorpelfische)

 

Euteleostomie /
Actinopterygii

Cladistia ( Bichire , Schilffische )Cuvier-105-Polyptère.jpg

Chondrostei ( Störe , Löffelstöre )Atlantischer Stör umgedreht.jpg

Neopterygii

Holostei ( Bowfin , Gars )Amia calva (weißer Hintergrund).jpg

Teleostei (96 % der lebenden Fische )Karpfen (weißer Hintergrund).jpg

(Rachenflossen)
Sarcopterygii

Onychodontiformes OnychodusDB15 umgedreht.jpg

Actinistia ( Quastenflosser )Quastenflosser umgedreht.png

PorolepiformesRekonstruktion von Porolepis sp flipped.jpg

Dipnoi (Lungenfische)Barramunda gefärbt.jpg

RhizodontimorphaGooloogongia loomesi Rekonstruktion.jpg

TristichopteridaeEusthenodon DB15 umgedreht.jpg

TiktalikTiktaalik BW weißer Hintergrund.jpg

Tetrapoda (siehe unten)Ichthyostega BW (umgedreht).jpg

(Lappenflossen)
Osteichthyes
(Wirbeltiere mit Kiefer)
†" Placodermi "
Craniata

Beachten Sie, dass, wie im obigen Cladogramm gezeigt, die †" Ostracodermi " (gepanzerte kieferlose Fische) und †" Placodermi " (gepanzerte kieferfische) als paraphylektische Gruppen gezeigt werden, die von Gnathostomes bzw. Eugnathostomes getrennt sind.

Beachten Sie auch, dass Teleostei ( Neopterygii ) und Tetrapoda ( Amphibien , Säugetiere , Reptilien , Vögel ) jeweils etwa 50 % der heutigen Wirbeltiervielfalt ausmachen , während alle anderen Gruppen entweder ausgestorben oder selten sind. Das nächste Kladogramm zeigt die noch vorhandenen Gruppen von Tetrapoden (die viergliedrigen Wirbeltiere) und eine Auswahl ausgestorbener ( †) Gruppen:

Tetrapoda

Amphibien ( Frösche , Salamander , Caecilians )Salamandra salamandra (weißer Hintergrund).jpg

† „ Reptilienartige Amphibien “ ( paraphyletisch )Diadectes1DB (umgedreht).jpg

Fruchtwasser
Synapsida

† „ Säugetierähnliche Reptilien “ ( paraphyletisch )Ophiacomorphs2.jpg

Säugetiere ( Kloakentiere , Beuteltiere , Plazentasäuger )Ruskea rotta.png

Sauropsid

Parareptilien Scutosaurus BW umgedreht.jpg

Diapsida

Schuppenreptilien ( Eidechsen , Schlangen )Britische Reptilien, Amphibien und Süßwasserfische (1920) (Lacerta agilis).jpg

Archosaurier

Krokodile ( Krokodile , Alligatoriden , Gavialiden )Deinosuchus riograndensis.png

Dinosaurier

† „ Nicht-Vogel-Dinosaurier “ ( paraphyletisch )Allosaurus überarbeitet.jpg

Vögel Meyers grosses Konversations-Lexikon - ein Nachschlagewerk des allgemeinen Wissens (1908) (Antwerpener Breiftaube).jpg

vierbeinige Wirbeltiere

Beachten Sie, dass reptilienähnliche Amphibien , säugetierähnliche Reptilien und Nicht-Vogel-Dinosaurier alle paraphyletisch sind .

Die Platzierung von Schleimaalen auf dem Lebensbaum der Wirbeltiere war umstritten. Ihr Mangel an richtigen Wirbeln (neben anderen Merkmalen, die bei Neunaugen und Kieferwirbeltieren gefunden wurden) führte dazu, dass phylogenetische Analysen auf der Grundlage der Morphologie sie außerhalb von Wirbeltieren platzierten. Molekulare Daten deuten jedoch darauf hin, dass es sich um Wirbeltiere handelt, die eng mit Neunaugen verwandt sind . Eine Studie von Miyashita et al . (2019) haben die beiden Arten der Analyse "in Einklang gebracht", da sie die Cyclostomata- Hypothese nur unter Verwendung morphologischer Daten unterstützen.

MyllokunmingiidaMyllokunmingia.png

Wirbeltiere

AnaspidaAnaspida.png

Pipiscius

EuconodontaConodontZICA.png

CyclostomataNejonöga, Iduns kokbok.jpg

PteraspidomorphiAstraspis desiderata.png

ThelodontiSphenonectris turnernae weißer Hintergrund.jpg

PituriaspidaPituriaspida.gif

Galeaspida Galeaspiden NT.jpg

OsteostraciCephalaspis Lyellii.jpg

Jawed WirbeltiereD Terrelli.png

(Kronengruppe)

Zahl der vorhandenen Arten

Die Zahl der beschriebenen Wirbeltierarten verteilt sich auf Tetrapoden und Fische . Die folgende Tabelle listet die Anzahl der beschriebenen existierenden Arten für jede Wirbeltierklasse auf , wie sie in der Roten Liste gefährdeter Arten der IUCN , 2014.3, geschätzt wird.

Wirbeltiergruppen Bild Klasse Geschätzte Anzahl der
beschriebenen Arten
Gruppensummen
_
Anamnioten

haben keine
Amnionmembran

und müssen sich daher im Wasser
vermehren
Kieferlos Fisch Eptatretus polytrema.jpg Myxini
( Schleimaal )
78 >32.900
Eudontomyzon danfordi Tiszai ingola.jpg Hyperoartie
( Neunauge )
40
Kiefer Haifisch chondrichthyes.jpg knorpeliger
Fisch
>1.100
Carassius wilder goldener Fisch 2013 G1.jpg Rochenflossenfische
_
>32.000
Quastenflosser-bgiu.png Lappenflossenfisch
_
8
Tetrapoden Lithobates pipiens.jpg Amphibien 7.302 33.278
Amniote

haben eine
Fruchtwassermembran

, die an
die Fortpflanzung
an Land angepasst ist
Florida-Dosenschildkröte Digon3.jpg Reptilien 10.711
Eichhörnchen (PSF).png Säugetiere 5.513
Sekretärvogel (Sagittarius serpentarius) 2.jpg Vögel 10.425
Insgesamt beschriebene Arten 66.178

Die IUCN schätzt, dass 1.305.075 existierende wirbellose Arten beschrieben wurden, was bedeutet, dass weniger als 5 % der beschriebenen Tierarten weltweit Wirbeltiere sind.

Datenbanken für Wirbeltierarten

Die folgenden Datenbanken führen (mehr oder weniger) aktuelle Listen von Wirbeltierarten:

Fortpflanzungssysteme

Nahezu alle Wirbeltiere unterziehen sich einer sexuellen Fortpflanzung . Sie produzieren durch Meiose haploide Gameten . Die kleineren, beweglichen Gameten sind Spermatozoen und die größeren, nicht beweglichen Gameten sind Eizellen . Diese verschmelzen durch die Befruchtung zu diploiden Zygoten , die sich zu neuen Individuen entwickeln.

Inzucht

Während der sexuellen Fortpflanzung führt die Paarung mit einem nahen Verwandten ( Inzucht ) häufig zu einer Inzuchtdepression . Es wird angenommen, dass Inzuchtdepression größtenteils auf die Expression schädlicher rezessiver Mutationen zurückzuführen ist . Die Auswirkungen von Inzucht wurden bei vielen Wirbeltierarten untersucht.

Bei mehreren Fischarten wurde festgestellt, dass Inzucht den Fortpflanzungserfolg verringert.

Es wurde beobachtet, dass Inzucht die Jungtiersterblichkeit bei 11 Kleintierarten erhöht.

Eine gängige Zuchtpraxis für Haushunde ist die Verpaarung zwischen nahen Verwandten (z. B. zwischen Halb- und Vollgeschwistern ) . Diese Praxis wirkt sich im Allgemeinen negativ auf den Fortpflanzungserfolg aus, einschließlich einer verringerten Wurfgröße und des Überlebens der Welpen.

Inzestuöse Paarungen bei Vögeln führen zu schweren Fitnesskosten aufgrund von Inzuchtdepression (z. B. Verringerung der Schlüpffähigkeit von Eiern und verringertes Überleben der Nachkommen).

Vermeidung von Inzucht

Als Folge der negativen Fitnessfolgen von Inzucht haben Wirbeltierarten Mechanismen entwickelt, um Inzucht zu vermeiden.

Es wurden zahlreiche Inzuchtvermeidungsmechanismen beschrieben, die vor der Paarung wirken. Kröten und viele andere Amphibien zeigen Brutplatztreue . Personen, die zur Fortpflanzung in den Geburtsteich zurückkehren, werden wahrscheinlich auf Geschwister als potenzielle Partner treffen. Obwohl Inzest möglich ist, paaren sich Bufo americanus- Geschwister selten. Diese Kröten erkennen und meiden wahrscheinlich nahe Verwandte als Partner. Werbevokalisationen von Männern scheinen als Hinweise zu dienen, anhand derer Frauen ihre Verwandten erkennen.

Mechanismen zur Inzuchtvermeidung können auch nach der Kopulation wirken . Bei Guppys tritt ein postkopulatorischer Mechanismus zur Inzuchtvermeidung auf, der auf der Konkurrenz zwischen den Spermien rivalisierender Männchen um die Befruchtung basiert . Bei Konkurrenzen zwischen Spermien eines nicht verwandten Männchens und eines Vollgeschwistermännchens wurde eine signifikante Verzerrung der Vaterschaft zugunsten des nicht verwandten Männchens beobachtet.

Wenn sich weibliche Zauneidechsen mit zwei oder mehr Männchen paaren, kann es zu Spermienkonkurrenz im Fortpflanzungstrakt des Weibchens kommen. Die aktive Auswahl von Spermien durch Frauen scheint auf eine Weise zu erfolgen, die die weibliche Fitness verbessert. Aufgrund dieses selektiven Prozesses werden bevorzugt die Spermien entfernter verwandter Männchen zur Befruchtung verwendet und nicht die Spermien naher Verwandter. Diese Präferenz kann die Fitness der Nachkommen verbessern, indem Inzuchtdepressionen reduziert werden .

Auskreuzung

Es wird allgemein angenommen, dass die Paarung mit nicht verwandten oder entfernt verwandten Mitgliedern derselben Art den Vorteil bietet, schädliche rezessive Mutationen in der Nachkommenschaft zu maskieren (siehe Heterosis ). Wirbeltiere haben zahlreiche verschiedene Mechanismen entwickelt, um enge Inzucht zu vermeiden und Auskreuzung zu fördern (siehe Inzuchtvermeidung ).

Auskreuzung als Mittel zur Vermeidung von Inzuchtdepression wurde bei Vögeln besonders gut untersucht. Beispielsweise tritt bei der Kohlmeise ( Parus major ) eine Inzuchtdepression auf , wenn die Nachkommen als Ergebnis einer Paarung zwischen nahen Verwandten hervorgebracht werden. In natürlichen Populationen der Kohlmeise wird Inzucht vermieden, indem Individuen von ihrem Geburtsort vertrieben werden, was die Wahrscheinlichkeit einer Paarung mit einem nahen Verwandten verringert.

Lila-gekrönte Fairywren- Weibchen, die mit verwandten Männchen gepaart sind, können Paarungen mit zusätzlichen Paaren durchführen , die die negativen Auswirkungen der Inzucht trotz ökologischer und demografischer Einschränkungen verringern können.

Südliche Rattenschwätzer ( Turdoides bicolor ) scheinen Inzucht auf zwei Arten zu vermeiden: durch Streuung und indem sie vertraute Gruppenmitglieder als Partner meiden. Obwohl sich sowohl Männchen als auch Weibchen lokal zerstreuen, bewegen sie sich außerhalb des Bereichs, in dem genetisch verwandte Individuen wahrscheinlich anzutreffen sind. Innerhalb ihrer Gruppe erwerben Einzelpersonen nur dann Zuchtpositionen, wenn der gegengeschlechtliche Züchter nicht verwandt ist.

Die kooperative Zucht bei Vögeln tritt typischerweise auf, wenn Nachkommen , normalerweise Männchen, die Ausbreitung aus ihrer Geburtsgruppe verzögern, um bei der Familie zu bleiben und bei der Aufzucht jüngerer Verwandter zu helfen. Weibliche Nachkommen bleiben selten zu Hause und verteilen sich über Entfernungen, die es ihnen ermöglichen, sich unabhängig zu vermehren oder sich nicht verwandten Gruppen anzuschließen.

Parthenogenese

Die Parthenogenese ist eine natürliche Form der Fortpflanzung, bei der das Wachstum und die Entwicklung von Embryonen ohne Befruchtung erfolgen.

Die Fortpflanzung bei Squamate- Reptilien ist normalerweise sexuell, wobei Männchen ein ZZ-Paar geschlechtsbestimmender Chromosomen und Weibchen ein ZW-Paar haben. Verschiedene Arten, darunter die kolumbianische Regenbogenboa ( Epicrates maurus ), Agkistrodon contortrix (Kupferkopfnatter) und Agkistrodon piscivorus (Baumwollmaulnatter), können sich jedoch auch durch fakultative Parthenogenese vermehren, das heißt, sie sind in der Lage, von einer sexuellen Fortpflanzungsart zu wechseln zu einem asexuellen Modus – was zur Produktion weiblicher WW-Nachkommen führt. Die WW-Weibchen werden wahrscheinlich durch terminale Automixis produziert .

Maulwurfsalamander sind eine alte (2,4–3,8 Millionen Jahre alte) eingeschlechtliche Wirbeltierlinie. Bei den polyploiden eingeschlechtlichen Maulwurfsalamanderweibchen verdoppelt ein prämeiotisches endomitotisches Ereignis die Anzahl der Chromosomen. Infolgedessen haben die nach den beiden meiotischen Teilungen produzierten reifen Eier die gleiche Ploidie wie die somatischen Zellen des weiblichen Salamanders. Es wird angenommen , dass Synapse und Rekombination während der meiotischen Prophase I bei diesen eingeschlechtlichen Weibchen normalerweise zwischen identischen Schwesterchromosomen und gelegentlich zwischen homologen Chromosomen auftreten . Somit wird, wenn überhaupt, nur eine geringe genetische Variation erzeugt. Eine Rekombination zwischen homöologen Chromosomen findet nur selten, wenn überhaupt, statt. Da die Erzeugung genetischer Variation bestenfalls schwach ist, ist es unwahrscheinlich, dass sie einen ausreichenden Nutzen bietet, um die langfristige Aufrechterhaltung der Meiose in diesen Organismen zu erklären.

Selbstbefruchtung

Zwei Killifisch- Arten, der Mangroven-Killifisch ( Kryptolebias marmoratus ) und Kryptolebias hermaphroditus , sind die einzigen bekannten Wirbeltiere, die sich selbst befruchten. Sie produzieren sowohl Eier als auch Spermien durch Meiose und reproduzieren sich routinemäßig durch Selbstbefruchtung . Diese Fähigkeit besteht offensichtlich seit mindestens mehreren hunderttausend Jahren. Jeder einzelne Hermaphrodit befruchtet sich normalerweise selbst, indem er im Körper des Fisches ein Ei und ein Spermium vereint, das er von einem inneren Organ produziert hat. In der Natur kann diese Art der Fortpflanzung hochgradig homozygote Linien hervorbringen, die aus Individuen bestehen, die genetisch so einheitlich sind, dass sie tatsächlich identisch sind. Obwohl Inzucht, insbesondere in der extremen Form der Selbstbefruchtung, normalerweise als schädlich angesehen wird, weil sie zur Expression schädlicher rezessiver Allele führt, bietet die Selbstbefruchtung den Vorteil der Befruchtungssicherung (Reproduktionssicherung) in jeder Generation .

Bevölkerungstrends

Der Living Planet Index zeigt nach 16.704 Populationen von 4.005 Wirbeltierarten einen Rückgang von 60 % zwischen 1970 und 2014. Seit 1970 gingen die Süßwasserarten um 83 % und die tropischen Populationen in Süd- und Mittelamerika um 89 % zurück. Die Autoren stellen fest, dass „ein durchschnittlicher Trend in der Bevölkerungsveränderung kein Durchschnitt der Gesamtzahl der verlorenen Tiere ist“. Laut WWF könnte dies zu einem sechsten großen Artensterben führen . Die fünf Hauptursachen für den Verlust der biologischen Vielfalt sind Landnutzungsänderungen , Übernutzung natürlicher Ressourcen , Klimawandel , Umweltverschmutzung und invasive Arten .

Siehe auch

Verweise

Literaturverzeichnis

Externe Links