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Die Evolution vom Wasser ans Land - Referat




Die Evolution vom Wasser ans Land

Es ist ein kleiner Schritt für die Lebewesen, aber ein großer für die Evolution. Vor ungefähr 440 Millionen Jahren erobert das Leben vom Wasser das Festland. Aber warum? Warum macht sich das Leben die Mühe, diesen steinigen Weg zu gehen?

Übergang von Fischen zu den Amphibien war eigentlich kein Übergang vom Wasser zum Land sondern ein Übergang von Flossen zu Füßen, der im Wasser stattfand. Allererste Amphibien hatten entwickelte Beine und Füße, um am Boden des Wassers herumzustöbern, genauso wie es einige moderne Fische tun. Auch Lungen waren kein Problem, denn die ältesten Fische hatten schon Lungen. (Aber nur Lungenfische)


-Charles Darwin (12.02.1809 – 19.04.1882)

-Englischer Wissenschaftler & Naturforscher

-Begründete moderne Evolutionstheorie mit der Erklärung > Die Artenwanderung und die Entstehung neuer Arten werde durch die natürliche Selektion realisiert.

-Veröffentlichte 2 bedeutsame Bücher, die Biologie und Geologie beeinflussten, über die Evolutionstheorie(detaillierter als in der Entstehung der Arten möglich war)



Evolution

-Erstmals kommen Pflanzen zu Land. Dann schaffen es auch Gliederfüßler. Vor allem wurmförmige, millimetergroße Tausendfüßler

-Wegen Konkurrenz- und Überlebenskampf für Aufbruch an Land.

-z. B > Große Jäger wie Hyneria (1-8 Meter langer Raubfisch), Brontoscorpio

-Umstellung auf Atmung dauert Millionen von Jahren bis Devon.

-Haut musste sich umstellen. „Fischhaut“ zu dünn und unstabil. > wäre ausgetrocknet. Durch Kreatin und öfterem Aufenthalt an Land wurde Haut stabiler und trocknete nicht so leicht aus.

-Arten die in Küstenregionen und feuchten Urwaldgewässern lebten bildeten in flachen Pfützen Luftsäcke (Lungenfische > Nachfahren der Bindeglieder zwischen Leben im Wasser u. Land)


Cyanobakterien (auch Blaualgen)

Cyanobakterien sind gramnegativ und ein- bis vielzellig.
-Anordnung bei mehrzelligen Cyanobakterien ist z.B. in langen Fäden, flächig oder räumlich



Landleben dank Cyanobakterien
> zapfen Wassermoleküle an, nehmen Wasserstoff auf & geben (als Abfallprodukt) Sauerstoff ab
> Erfindung von PHOTOSYNTHESE!!

>>Photosynthese bezeichnet die Erzeugung von energiereichen Stoffen mit Hilfe von Lichtenergie. Wird von Pflanzen und verschiedenen Algen- und Bakteriengruppen betrieben.

Bei Cyanobakterien läuft Photosynthese ähnlich wie bei den Thylakodien, der Chloroplasten der eukaryotischen Algen, Moose, Farne und Samenpflanzen ab.

-Vermehrtes Auftreten von Sauerstoff vor 2 Mrd. Jahren stellt für frühere Organismen eine gewaltige Herausforderung dar.

-Nur wenige können sich in sauerstofffreie Lebensräume zurückziehen. Andere Entwickeln Enzyme mit denen sie den giftigen Sauerstoff ausnutzen um Energie für Wachstum zu erzeugen.

-Cyanobakterien sind die Ersten > avancieren sich zum Erfolgsmodell

-Mit der Zeit werden sie klebrig und fangen in Küstennähe Staub und Sandpartikel ein
> Gebilde wachsen die erstmals über die Wasseroberfläche ragen.


Ichthyostega (griechisch)



-Ausgestorbene Übergangsform zwischen Quastenflossern und Amphibien, vierfüßiger Landbewohner aber mit Fischschwanz

-Ichthyostega benannt nach fischartigem Schädeldach.

-Lebte vor ca. 360 Mio. Jahren(Devon-Zeitalter) Grönland.

-Erstes Amphib, dass es geschafft hat Land zu erobern.

-Die Schwedischen Evolutionsbiologen > neue Auswertung von allen Fossilfunden des Devon-Tetrapoden Ichthyostega.

>>Tetrapoden > die Wirbeltierklassen Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere.

-Erstmals beschrieben 1932 von Säve-Söderbergh und 1980 von Jarvik

-Er stand im Ruf ältester Vierfüßer zu sein
bisherige Untersuchungen > viele Fragen zu Anatomie offen

-Zu Schlüsselereignissen der Evolution zählt die Entwicklung der 1.Landwirbeltiere aus Fischen und der Übersiedlung an Land.

-Ichthyostega fehlt in keinem Buch über Evolution z.B. für Übergangsform

-Soll zwischen Fischen u. Vierbeinern (Tetrapoden) vermitteln

Aussehen & Körperbau



-Als Übergangsform zwischen Fisch und eindeutigen Vierbeinern hat sich Ichthyostega als ungeeignet herausgestellt,

>Ohr und Hirnschädel sind einzigartig gebaut und sich markant von potentiellen Vor- und Nachfahren unterscheiden.
>Rippen stark überlappend und ebenfalls ganz einzigartig gebaut (nur unterkarbonische Gattungen Pederpes und Whatcheerie haben ähnlichen Rippenbau, unterscheiden sich aber in anderer Hinsicht deutlich).
>Vorderextremitäten länger als Hinterextremitäten, andere Tetrapoden > umgekehrt.
>wegen Merkmalswidersprüchen in der postkraniellen(unterhalb des Schädels) Anatomie


-Für Evolutionsbiologen bedeutenswert, weil eines der ersten Wirbeltiere mit 4 Beinen und Lunge auf Festland ist.

-Dicht am Ursprung des Stammes der Tiergruppe

-Ichthyostega und Acanthostega einzige Tetrapoden d. Devon, deren Postkranium(Skelettteile unter Schädel) fast vollständig erhalten.



-Ichthyostega entwickelt aus Quastenflosser; Übergangsform zwischen Fisch u. Amphibium. etwa einen Meter lang, Schädel länger als breit, große Augenhöhlen. Extremitäten(was herausragt) kurz und stämmig. Massive Rippen vorderer Rumpfbereich einen sehr starren Knochenpanzer.

-besitzt viele Gemeinsamkeiten mit Quastenflosser (dazu später)

-Extremitäten, Schulter- und Beckengürtel, Schädelform & Lungen
weisen auf Amphibien hin

-Starb 10 Mio. Jahre später aus

Körperbau

Singuläres an der Wirbelsäule
-Forscherteam der Uni. Uppsala (Leitung Per Ahlberg) sämtl. Vorh. Fossilfunde von Ichthyostega nochmals vorgenommen, Rekonstruktion von Körperbau

-Entdeckung von Eigentümlichkeiten der Wirbelsäule > bisherigen Untersuchungen entgangen!

> Ermöglichung Rumpf über Boden zu halten

-Rippen am Ende des Schwanzes, für Schwimmen geeignet.

- Brust-, Kreuz-, Lenden- und Schwanzwirbel v. Ichthyostega in Morphologie erstaunl. Differenziert (Ahlberg& Kollegen) Wichtiges Merkmal höher entwickelter Wirbeltiere wie Menschen.

-Bei Vergleich mit anderen Tetrapoden Feststellung von Ahl.

> Die Morphologie der Knochen zeigt eine Differenzierung der axialen Muskulatur, die bei so einem primitiven Tetrapoden erstaunlich ist und die viele Fragen hinsichtlich Lokomotion und Lebensweise von Ichthyostega aufwirft.

>>Morpholigie (Lehre der Struktur und Form der Organismen)
>>Lokomotion (Bewegung von einem Platz zum anderen)
>>axial (zum zweiten Halswirbelkörper (Axis) gehörend.)
-Wegen besonderen anatomischen Charakteristika, Verlust von Beweglichkeit von Oberkörper, Ichthyostega konnte Oberkörper nicht bewegen.
So hat das Tier den Wechsel von Wasser zu Land durch Veränderungen vollzogen, die die Bewegungsfähigkeit in beiden Umgebungen verbesserte.

>>Anatomie (Wissenschaft vom Bau der Organismen)

-2 Gangarten halten Wissenschaftler für möglich. Entweder „ging“ diagonal synchronisierten Beinbeweg. Oder „kroch wie eine Raupe“ indem Vorderbein herausstreckte, Brust vordrückte und Hinterbeine nachschob.

-Offen bleibt Anatomie von Füßen/-Gelenken / Keine Gewissheit (erst wenn detailliert!)


Aussterben

-Gibt nichts konkretes über das Aussterben von Ichthyostega

-Ichthyostega verkörpert einen frühen und letztendlich erfolglosen Versuch, der Anpassung des (Körper-)Bauplans der Tetrapoden an eine Fortbewegung auf dem Land. Er weicht ab, steht aber in der Nähe der Entwicklungslinie, die diese Anpassungsprobleme erfolgreich gelöst hat und schließlich den Weg frei machte für alle lebenden Vierfüßer.

Quastenflosser
-Ordnung der Knochenfische

-Lebt meist in Pazifik Nähe der japanischen Küste und Nähe Indonesiens

-Quastenflosser kaum verändert seit 400 Mio. Jahren

-Beste Voraussetzungen für Evolution an Land

-keine Aussetzung von großem Evolutions- oder Selektionsdruck .

Körperbau& Aussehen


-ca. 1,50 m lang

-Quastenförmige, gestielte, muskulöse Stützflossen mit innerem Knochenskelett, dass Gliedmaßen d. ersten Landwirbeltiere ähnelt.

-Flossen als Vorläufer der frühen Wirbeltierbeine

-Nase mit Mundhöhle verbunden

-Atmen mit Hilfe von Darmtaschen


Ernährung

-Nachtaktive Driftgänger

-Nach Sonnenuntergang > Verlass der Höhlen und driften langsam über offenes Substrat nach Beutetieren
>Tintenfische, Schnapper, Laternenfische, Bartfische, Zehnfinger-Schleimkopf, Rochen, Grundhaie usw.

Fortpflanzung

-Weibchen tragen sehr große Eier.

-Bei 1,60m langen Weibchen wurden 20 Tennisballgroße Eier gefunden (32cm lang!)

-Entwicklung der Embryonen über 1 Jahr.

-1 gefundenes Weibchen, das 5 fast voll entwickelte Junge im Eileiter trug.
> Produzieren zwar Eier, gebären aber lebend > Junge schlüpfen in Mutterleib und kommen vollentwickelt zur Welt.


Überleben& Aussterben

-1938 ging vor der Mündung des Chalumns Rivers an der Ostküste Südafrikas in ind. Ozean ein Quastenflosser ins Netz eines Trawlers. > Nachricht machte weltweit Schlagzeilen! (Menschen dachten er wäre ausgestorben!)

-Lebt seit 400 Mio. Jahren in Indonesien oder Südafrika ( 150-700m Tiefe )

-Hat bis heute überlebt, da Lebensraum in tieferen Gewässern der Ozeane, wo Lebensbedingungen relativ stabiler als in Flachwasser.

-Konkurrenz zwischen Arten geringer

-Tiere mussten nicht ständig an wechselnde Umweltbedingungen anpassen.

>Tagsüber versteckt in Höhlen, haben sehr niedrigen Stoffwechsel (Energie sparen) und kommen mit wenig Nahrung aus.

-Fossilien belegen, dass Quastenflosser länger als 300 Mio. Jahre lebten und mehr als 70 Arten große Teile der Weltmeere bevölkerten.

-Vor 70-100 Mio. Jahren ging Hochzeit der Quastenflosser zu Ende.
>Letzte Fossilien Funde stammen von der Zeit.

-Sicheres Indiz für Wissenschaftler ist, dass damals Tiere (vllt. Mit Dinosaurier) ausgestorben waren.


Gemeinsamkeiten Ichthyostega und Quastenflosser

-Walzenförmiger Körper
-Fischähnlicher Schwanz
-Schmale Rückflossen
-Fischähnliches Gebiss
-Körperbedeckung aus vielen Schuppen
-Schwerer abgeflachter Schädel
Und Reste von Kiemenknochen

Evolutionäre Sackgasse

-Ichthyostega war an 2 Lebensräumen gleichzeitig angepasst. > kein erfolgreiches Modell

- keine Fossilien (Verwandtschaft)

-Ergebnisse holen den früheren Grönland Bewohner vom Status „frühester Vierfüßer“


-Von insg. 11 Entwicklungslinien weiterentwickelter Quastenflosser und Amphibien des Devon weist 1 plausible Verwandtschaft mit heutigen Wirbeltieren auf.

-laut Ahl treten Ähnlichkeiten mit früherem Devon-Lebewesen wie Whatcheerie, Pederpes, Tulpetron immer deutlicher hervor.




Andere Fische

-Manche Wissenschaftler vermuten, dass urtümliche Fische in der Lage waren kurze Strecken über Land zurückzulegen, um bspw. Vom 1.Tümpel zum nächsten zu gelangen.

-Uramphibium verließ vor ca. 370 Mio. Jahren das Meer (zeitweilig)

-Neue Erbgutuntersuchungen legen nahe, dass vllt. Lungenfische zuerst an Land waren.

-Acanthustega > Fischschädellurch > Er entwickelt im Rückzug in flachere Gewässer aus seinen Vorderflossen Schaufeln mit 8 Fingern, ist eine Fresstechnik die an Land helfen wird.
Er legt Beute durch Beißen nicht durch Verschlucken.

Dieses Referat wurde eingesandt vom User: Schoki




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