Urogenitalsystem (Exkretions-/ Fortpflanzungssystem) der Frösche
Niere
Im ursprünglich organisierten Holonephros besaßen alle Rumpfsegemtnpaare ein Nierenelement (Nephron), das sich mit einem Trichter (Nephrostom) ins Coelom öffnete
Abspaltung des Pronephros (Vorniere) vom Rumpfabschnitt (Opistonephros; Rumpfniere)
embryonal wird ein Protonephros angelegt, der in der Metamorphose den Metanephos bildet
im adultem Stadium bilden sich aus dem Metanephos (Nachniere, Teil des Opistonephros) Nieren
der Protonephros bildet den Wolffschen Gang zur Harnableitung
beim Weibchen ist der Wolffsche Gang (Vornierengang) reiner Harnleiter und die Müllerschen Gänge dienen als Eileiter-> Hier werden die Eier mit einer gallertigen Hülle umgeben.
der Wolffsche Gang ist beim Männchen die Verbindung der Niere zum Hoden-> ist also der Harnsamenleiter
Biddersches Organ: über den Hoden gelegen/ rudimentäre Eierstöcke, in denen das Ausreifen der Eizellen durch Hormone unterdrückt wird (Nach Entzug der männlichen Sexualhormone wird das Biddersche Organ aktiv und es kann sich ein Ovar bilden)
über den Gonaden liegen Fettkörper, die Reservestoffe für die Spermatogenese liefern
beim männlichen Geschlecht werden die Spermien aus dem Hoden über Ductuli efferens in das Opistonephros und von dort durch den Wolffschen Gang in die Kloake geleitet
Pronephros -> Opistonephros
Primärer Harnleiter wird zu:
Wolffschem Gang:
bei Weibchen: eigentlicher Harnleiter Bei Männchen: Harn-/ Samenleiter
Müllerscher Gang:
bei Weibchen: Eileiter
Bei Männchen: reduziert, keine Funktion
Wie atmen Frösche und Säugetiere?
Aufnahme/ Abgabe der Gase erfolgt an Oberfläche durch Diffusion, Transport im Körper durch lockere chemische Bindung an Blutfarbstoff
Unter Atmung (Respiration) versteht man 2 miteinander verbundene Vorgänge:
Zellatmung: enzymatisch katalysierter Stoffwechselvorgang, die dem Energiegewinn der Zelle dient; Sauerstoff als Edukt, Kohlenstoffdioxid als Produkt
Austausch und Transport von O2 und CO2:
äußere Atmung: Aufnahme von O2 aus der Luft ins Blut; Abgabe CO2 aus Blut in Lungenalveolen
innere Atmung: Abgabe von O2 aus dem Blut in Körperzellen und der umgekehrte Transport des CO2; Gasaustausch erfolgt dem jeweiligen Partialdruckgefälle, d.h. für O2 ist der Partialdruck in Lungenalveolen größer als im Blut und hier größer als im Gewebe (für CO2 ist das Verhältnis umgekehrt)
Frösche
Primärlarven haben äußere Büschelkiemen, später überwachst Hautfalte (Operculum) die Kiemenregion und lässt nur Atemöffnung (Spiraculum) frei),
-> vereinigt bilden sie Peribranchialraum, der durch Atemloch ventral oder linksseitig ausmündet
Lunge der Anura ist ein einfacher Sack, der durch wenige Rippen, die der Oberflächenvergrößerung dienen, unterteilt ist
Mundhöhlenatmung durch Gasaustausch über Schleimhäute der Mundhöhle, Mundraum wird bei geöffneten Nasenlöchern und geschlossenem Mundspalt rhythmisch durch Heben/ Senken des Mundbodens ventiliert. (Lungen-Druckatmung)-> mehrere Zyklen um Lungen zu füllen.
Da ein Brustkorb fehlt, strömt Luft durch die Elastizität der Lunge selbst und den allgemeinen Druck der Leibeshöhle aus; die ausgestoßene Luft vermischt sich mit der Frischluft in der Mundhöhle-> Mischluft wird wieder in Lunge gepresst
[Munk Zoologie] S.13-23
Bei offenen Nasenlöchern aber geschlossenen Lungengang (Glottis) wird durch Bewegung des Mundhöhlenbodens die Luft in der Mundhöhle rhythmisch erneuert (Kehlkopfoszillation).
Die Kehlkopfoszillation wird zeitweilig unterbrochen und die Nasenlöcher geschlossen. Kontraktion der Bauchmuskulatur und senken des Mundbodens bewirkt bei geöffneter Glottis, dass die Luft aus der Lunge in den Mundraum ausströmt und sich dort mit der Frischluft vermischt. Durch Heben des Mundbodens wird die Luft wieder in die Lunge gepresst. Nach mehrmaliger Wiederholung der Lungenoszillation setzt dann die Kehloszillation ein.
Da ein Brustkorb fehlt, strömt Luft durch die Elastizität der Lunge selbst und den allgemeinen Druck der Leibeshöhle aus; die ausgestoßene Luft vermischt sich mitder Frischluft in der Mundhöhle-> Mischluft wird wieder in Lunge gepresst
Da die Rippen bei rezenten Amphibien weitgehend zurückgebildet und bei den Anura mit Querfortsätzen der Wirbel verwachsen sind, kann die Atemluft nicht durch Erweiterung des Thorax in die Lunge gesogen werden, wie dies bei Reptilien, Vögeln und Säugetieren der Fall ist-> Daher muss die Luft bei Amphibien in die Lungen eingepresst werden, was durch Heben des Mundhöhlenbodens bei geschlossenen Nasenlöchern bewerkstelligt wird
Wechselfeucht-> zusätzliche Hautatmung, erhöhte Kapillardichte der Dermis (in Winterruhe)
Säugetiere:
Lungen sind lufterfüllte Hohlräume, an deren dünne Wände der Gasaustausch zwischen Luft und Blut erfolgt
Entstehen ventral vom Darm aus, werden von entodermalem Epithel ausgekleidet
Luftzufuhr erfolgt über Nase/ Mund durch Luftröhre (Trachea), die durch den Kehlkopf (Larynx) gegen den Schlund (Pharynx) verschlossen werden kann
Trachea gabelt sich in Hauptbronchien, die in die Lungen hineinziehen
Hauptbronchien spalten sich zu Bronchialraum auf, Endverzweigung enden mit kleinen Bläschen (Alveolen), diese werden reich mit Blutgefäßen versorgt, Alveolen sind Ort des Gasaustauschs
Blut und Luft bleiben durch Epithelien der Blut-Luft-Schranke getrennt
Lunge in Pleurahöhle (Lungenhöhle; Coelomderivat) eingeschlossen: enger flüssigkeitsgefüllter Spaltraum (Pleuraspalt), der Bewegung der Lunge beim Ein-/ Ausatmen ermöglicht
Äußere Wand der Pleurahöhle (Pleura parietalis; Rippenfell): verwächst mit Thoraxwand, die innere Wand der Lungenhöhle (Pleura visceralis; Lungenfell): bildet Oberfläche der Lunge-> Lunge wird demnach von Epthel der visceralen Pleura bedeckt, ist in Pleurahöhle verschiebbar
Am Lungenhilus (hier ist Lunge in Lungenhöhle eingewachsen) gehen viscerale und parietale Pleura ineinander über
Für Erweiterung des Brustkorbs (Einatmen) sind die Zwischenrippenmuskeln, die die Rippen vorwärts bewegen und das Zwerchfell, das sich abflacht, verantwortlich
Beim Ausatmen kontrahieren Zwischenrippenmuskeln und das Zwerchfell entspannt sich
-> Während bei Kiemenatmern das Atemmedium an den Atemflächen vorbeizirkuliert, muss
die Luft in der Lunge rhythmisch erneuert werden.
Aufbau, Bildung und Evolution von Amniotenschuppen, Federn und Haaren
Sowohl Amniotenschuppen, als auch Federn und Haare sind eine Differenzierung des Stratum corneum, der Epidermis aufgelagerten Hornschicht (bestehend aus keratinhaltigen abgestorbenen Zellen)
Amniotenschuppen:
Schuppenbilder der Amnioten, auch als Schilder bezeichnet, sind flächenförmige Verdickungen des Stratum corneum
Zwischen diesen abgestorbenen, verhornten Zellbereichen liegen weniger verdickte Abschnitte, die durch Elastizität der Beweglichkeit dienen
Dauerhafter Schutz der Hornplatten durch Hautverknöcherungen, Einlagerung von Knochen in Cutispapillen (Schildkrötenpanzer)
Ontogenetisch entstehen die Schilder durch nach hinten gerichtete Auswüchse der Epidermis, Bildung von Cutispapille aus, die die sich zunächst vorwölbende Epidermis vor sich herschiebt
Federn:
Evolution:
keine Weiterentwicklung der Reptilienschuppen! durch neue Erkenntnisse revidiert worden
eigenständige Entwicklung -> keine Homologie zu Schuppen
erste Federn waren Hohlstäbe
Büschelfeder, der heutigen Daune ähnlich, aber noch keine Nebenäste auf den Verzweigungen
Trennung der beiden Federtypen: Entstehung der Deckfeder mit Federschaft, aber noch keine verhakten Nebenstrahlen. Daunenfeder mit Nebenstrahlen
Deckfeder mit ineinander verzahnter Fahne, im Gegensatz zu heutigen Federn symmetrisch
asymmetrische Flugfeder, ermöglichen aktiven Flug (bereits bei Archäopteryx)
Entwicklung:
Dermispapille treibt nach außen vor, anschließend versenkt die gesamte Anlage als Federfollikel in die Tiefe der Dermis
Pulpa: Teil der Epidermis, der nach wie vor in den epidermalen Federteil hineinragt, sie treibt Bindegewebssepten gegen die Epidermis vor, die der Abgrenzung der späteren Federäste (Rami) gegeneinander innerhalb der Epidermis dienen-> dient als Passform für spätere Feder
Aus diesen Primärsepten entspringen Sekundärsepten, aus denen sich dann Federstrahlen (Radii) abgliedern
Durch Aufspringen der verhornten Epidermisröhre entfaltet sich die Federfahne mit den Ästen und Radien
Haare:
Autapomorphie der Säugetiere
Im Gegensatz zu Schuppen und Federn sind Haare überwiegend Bildungen der Epidermis, deshalb nicht homologisierbar
Unverzweigte, epidermale Hornfäden, deren Entwicklung von einer dermalen Pulpa, die auf den Haarbalg (in Dermis versenkter Teil der Haaranlage) beschränkt bleibt und mit dem Haarschaft auswächst, ausgeht
Untergliederung in: verhornte Zellen in die Epidermicula (das die Oberfläche der Haare bedeckende Oberhäutchen), sowie Rinde und Mark
Mark enthält luftgefüllte Hohlräume-> mangelnde Pigmentierung->Weißfärbung der Haare
Haarbalg: besteht aus versenkten Haaranlage und den umgebenden epidermalen Wurzelscheiden-> Ansatzstelle für glatte Muskeln und Mündungsort der Haarbalgdrüsen