Systematik
Ist die Bestimmung und Benennung der
Lebewesen und ihre Zuordnung zu einem formalen System. Nur wenn die unglaublich
vielen Lebensformen der Erde benannt und nach einer bestimmten Einteilung
geordnet sind, wissen Biologen (vor allem auf internationaler Ebene) eindeutig,
um welches Lebewesen es jeweils bei Forschungsarbeiten oder in
Veroeffentlichungen geht. Anhand wichtiger Eigenschaften der einzelnen
Organismen legt man Gruppen fest, deren Mitglieder uebereinstimmende Merkmale
aufweisen, waehrend sie sich von anderen Gruppen staerker unterscheiden. In der
modernen Systematik gilt es insbesondere, Artengruppen so abzugrenzen, dass die
Einteilung entwicklungsgeschichtliche Ablaeufe widerspiegelt, die zur Entstehung
der einzelnen Lebensformen gefuehrt haben (zu Zeiten Carl von Linnés wurden
Arten lediglich auf der Basis leicht zu erkennender aeußerer Merkmale
eingeordnet). Die Gruppen bilden eine Art Pyramide oder Hierarchie, deren
einzelne Ebenen dem unterschiedlichen Grad der entwicklungsgeschichtlichen
Verwandtschaft entsprechen. Am unteren Ende der Hierarchie stehen mehrere
Millionen Arten, die jeweils aus einzelnen, nahe verwandten Lebewesen bestehen.
Das obere Ende der Hierarchie bilden die Organismenreiche, die sehr viele,
teilweise nur weitlaeufig verwandte Arten umfassen.
Um ein System zu schaffen, das die
Verhaeltnisse in der Natur so gut wie moeglich wiedergibt, untersucht und vergleicht
man Anatomie, Physiologie, Genetik, Verhalten, oekologie und Fossilfunde sehr
vieler Lebewesen. Heute sind ueber 1,5 Millionen Arten bekannt und
zumindest teilweise beschrieben, aber weitaus mehr gilt es noch zu entdecken.
Zu diesen Untersuchungen tragen alle Fachgebiete der Biologie bei. Die
Disziplinen, die sich unmittelbar mit Fragen der Einordnung von Arten beschaeftigen,
heißen Taxonomie und Systematik. Die beiden Gebiete ueberschneiden
sich erheblich, aber in der Taxonomie geht es mehr um die Benennung
(Nomenklatur) und den Aufbau hierarchischer Systeme, waehrend die Systematik
sich eher mit der Aufklaerung entwicklungsgeschichtlicher
Verwandtschaftsverhaeltnisse befasst.
HIERARCHIEEBENEN
Die unterste Kategorie der Hierarchie ist die
Art, und sie gilt auch als die einzige Gruppe, die in der Natur tatsaechlich
vorhanden ist. Die hoeheren Kategorien repraesentieren abstrakte Artengruppen.
Eine Art besteht aus Individuen, die sich in vielen wichtigen Eigenschaften aehneln,
untereinander paaren und fruchtbare Nachkommen hervorbringen, sofern es sich um
eine Spezies mit sexueller Fortpflanzung handelt. Die Kreuzung mit Lebewesen
anderer Arten ist entweder ueberhaupt nicht moeglich, oder die dabei entstehenden
Nachkommen sind unfruchtbar.
Arten, die sich untereinander nicht kreuzen,
deren Verwandtschaft aber an Merkmalen zu erkennen ist, die von einem
gemeinsamen Vorfahren uebernommen wurden, bilden eine Gattung. Die einzelnen
Arten einer Gattung tragen einen zweiteiligen Namen (Binominalnomenklatur). Das
erste Wort ist der Name der Gattung, und das zweite – meist ein beschreibendes
oder geographisches Adjektiv – bezeichnet die einzelne Art. Diese Art der Benennung
wurde 1758 von dem schwedischen Naturforscher Linné eingefuehrt, der die moderne
Taxonomie begruendete. Er verwendete lateinische Namen, weil sich die Gelehrten
seiner Zeit in dieser Sprache verstaendigten. Dem Menschen gab Linné den
Gattungsnamen Homo (Mensch) und die Artbezeichnung sapiens
(weise). Beim weiteren Aufbau der systematischen Hierarchie fasst man die
Gattungen zu Familien zusammen, die Familien zu Ordnungen, die Ordnungen zu Klassen,
die Klassen zu Staemmen und die Staemme zu Organismenreichen. Die Organismengruppen
innerhalb dieser sieben Hauptebenen der Hierarchie bezeichnet man als Taxa.
Die Definition eines Taxons beinhaltet jeweils die wichtigsten Merkmale, die
alle in ihm enthaltenen Taxa gemeinsam haben.
Zur weiteren Unterteilung kann man die
einzelnen Ebenen mit den Zusaetzen ueber- oder Unter- versehen.
Außerdem gibt es in komplizierten Systemen noch Zwischenstufen wie die Kohorte
(zwischen Klasse und Ordnung) und den Tribus (zwischen Familie und Gattung).
Ein Taxon sollte auf allen Ebenen eine
gemeinsame entwicklungsgeschichtliche Herkunft beinhalten, d. h. alle
Mitglieder sollten nur von einem dieser gemeinsamen Vorfahren abstammen. Ein
solches Taxon nennt man monophyletisch. Gehoeren zu einem allgemein anerkannten
Taxon zwei oder mehr Gruppen, die durch konvergente Evolution viele gemeinsame
Eigenschaften haben, obwohl sie zu unterschiedlichen Abstammungslinien gehoeren,
spricht man von einem polyphyletischen Taxon. In der Regel versucht man
dann, das Taxon neu zu definieren, so dass es monophyletisch wird.
DIE FueNF
ORGANISMENREICHE
Zwei Reiche von Lebewesen, die Plantae
(Pflanzen) und die Animalia (Tiere) erkannte Aristoteles schon im
4. Jahrhundert v. Chr., als er das erste biologische System aufstellte.
Fest im Boden verwurzelte Pflanzen unterscheiden sich in Lebensweise und Evolution
so stark von den zumeist beweglichen Tieren, die ihre Nahrung fressen, dass
diese Vorstellung von den zwei Reichen bis vor nicht allzu langer Zeit erhalten
blieb. Erst im 19. Jahrhundert, als man schon lange wusste, dass sich
Einzeller nicht ohne weiteres in diese beiden Kategorien einordnen lassen, kam
der Gedanke auf, fuer die einzelligen Lebewesen ein drittes Reich zu schaffen;
man nannte es Protista. Und obwohl man außerdem bereits die Photosynthese
kannte und wusste, dass sie die wichtigste Methode der Pflanzen zur
Naehrstoffproduktion ist, ordnete man die Pilze, die sich durch Absorption von
Naehrstoffen ernaehren, wegen ihrer sesshaften Lebensweise weiterhin den Pflanzen
zu.
Nachdem es aber in juengster Zeit immer
bessere Methoden zur Untersuchung der Zellen gab, stellte sich zunehmend
deutlicher heraus, dass die wichtigste Trennlinie in der Welt des Lebendigen
nicht zwischen Pflanzen und Tieren verlaeuft, sondern zwischen Lebewesen, deren
Zellen einen abgegrenzten Zellkern besitzen, und jenen, bei denen ein solcher
membranumhuellter Kern fehlt. Die kernlosen Zellen nennt man Prokaryonten („vor
dem Kern”), und solche mit einem Zellkern heißen Eukaryonten („echter Kern”). Prokaryontenzellen
besitzen auch keine Organellen (Mitochondrien, Chloroplasten, hochentwickelte
Flagellen und andere spezialisierte Zellstrukturen), von denen zumindest einige
in allen Eukaryontenzellen vorkommen. Zu den Prokaryonten gehoeren die Bakterien
und die Cyanobakterien, die man deshalb in der modernen Taxonomie in ein
eigenes Reich mit der Bezeichnung Monera oder Prokaryotae einordnet.
Die Eukaryontenzellen entstanden viel spaeter
als symbiotische Verbindung zwischen Prokaryonten. Das Reich der Protista
umfasst eine große Vielfalt von Einzellern, von denen manche allein leben,
waehrend andere Kolonien bilden. Wahrscheinlich sind alle Lebewesen in den Reichen
der Vielzeller aus Protisten hervorgegangen. Das Tierreich (Animalia) besteht
aus vielzelligen Organismen, deren Zellen in unterschiedlichen Geweben
differenziert sind; außerdem sind Tiere mit Hilfe kontraktionsfaehiger Gewebe
ganz oder teilweise beweglich, und sie verdauen ihre Nahrung im Koerperinneren.
Die vielzelligen Lebewesen des Pflanzenreiches haben in der Regel Zellen mit
einer Zellwand. In den Zellen befinden sich Chloroplasten, in denen sie durch
Photosynthese ihre eigenen Naehrstoffe herstellen. Zum fuenften Reich, den Pilzen
(Fungi), gehoeren ebenfalls vielzellige Arten, die aber ihre Nahrung außerhalb
des Koerpers verdauen und dann durch Hyphen aufnehmen; die Hyphen, aus denen ihr
ganzer Koerper besteht, sind Protoplasmaschlaeuche.
Diese Einteilung der Lebewesen in fuenf Reiche
gruendet sich also auf drei Organisationsebenen: Die erste ist die der sehr
einfach gebauten Prokaryonten, zur zweiten gehoeren die immer noch recht einfach
strukturierten einzelligen Eukaryonten, und die dritte ist die Ebene der
komplexen, eukaryontischen Vielzeller. Auf der letztgenannten Ebene kann man
drei Evolutionsrichtungen unterscheiden, die durch drei unterschiedliche Arten
der Ernaehrung gekennzeichnet sind; dies spiegelt sich in der unterschiedlichen
Gewebeorganisation der Tiere, Pflanzen und Pilze wider.
1. Prokaryonten
(Bakterien und Blaualgen oder
Cyanobakterien)
Aufbau eine Bakteriums
Bakterienzellen sind
normalerweise von einer festen, schuetzenden Zellwand umgeben. Die darunter
liegende Zellmembran regelt die Stoffpassage in das Zytoplasma (das halbfluessige
Zellinnere) und aus diesem heraus. Die DNA, das Erbmaterial, liegt im Nucleoid,
dem Kernaequivalent der Bakterien (Bakterien haben keinen echten, von einer
Membran umhuellten Zellkern). An den Ribosomen findet die Proteinsynthese statt.
Viele Bakterien verfuegen ueber Pili (Singular: Pilus), Strukturen, die aus der
Zelle herausragen, um DNA zu einem anderen Bakterium uebertragen zu koennen. Das
Flagellum mancher Arten dient der Fortbewegung. Einige Bakterien haben ein
Plasmid, ein zusaetzliches, kleines Chromosom mit weiteren Genen. Bestimmte
Arten erzeugen eine Kapsel, eine klebrige Huelle außerhalb der Zellwand, die
Bakterien gegen Angriffe weißer Blutzellen schuetzt. Mesosomen galten frueher als
bakterielle Strukturen unbekannter Funktion. Heute sind sie als Artefakte
entlarvt: Sie entstehen, wenn Bakterien fuer die Betrachtung durch ein Elektronenmikroskop
praepariert werden.
2. Eukaryontische
Einzeller = Protisten
(pflanzenartige, tierische und pilzartige)
Protisten, das Reich niederer, vorwiegend einzelliger Organismen. Das Reich der Protisten
wurde von dem deutschen Biologen Ernst Haeckel eingefuehrt, da sich einzellige
Organismen nur schwer den Pflanzen oder Tieren zuordnen lassen, sondern haeufig
Kennzeichen beider Gruppen zeigen.
Eukaryontische
Protisten verfuegen ueber einen echten Zellkern, dessen Chromosomen vom uebrigen
Zellinhalt, dem Zytoplasma, durch eine Kernmembran abgetrennt sind. Außerdem
sind sie durch Zellorganellen gekennzeichnet. Dies sind spezialisierte Zellstrukturen
wie etwa Mitochondrien, Chloroplasten und hochentwickelte Flagellen (Zellfortsaetze).
In dieser Hinsicht stellen Eukaryonten einen großen Schritt in der Evolution
dar, im Vergleich zu den primitiveren Bakterien und Cyanobakterien, die
Prokaryonten sind. Prokaryonten besitzen weder einen echten Zellkern mit
Zellmembran noch Organellen. Eukaryonten moegen sich aus Vergesellschaftungen
von Prokaryonten entwickelt haben, die in Symbiose miteinander lebten. Mitochondrien
koennten beispielsweise aus Bakterien entstanden sein, die in andere Zellen aufgenommen
wurden. Auf aehnliche Weise stammen Chloroplasten moeglicherweise von
Prokaryonten ab, die Cyanobakterien aehnelten. Eukaryonten haben sich im Lauf
der Evolution wahrscheinlich mehrmals aus verschiedenen Prokaryontensymbiosen
entwickelt, so dass sich daraus schließlich die große Vielfalt von Organismen
ergab, die heute als Reich der Protisten zusammengefasst werden.
Protisten sind das
Ergebnis vieler Entwicklungslinien der Evolution, die sich schwer gegeneinander
abgrenzen lassen. Die meisten Protisten sind mikroskopisch kleine, einzellige
Organismen. Einige hingegen bilden Kolonien aus einer Vielzahl von Zellen, die
mit bloßem Auge erkennbar sind, so z. B. die Foraminiferen. Solche
Kolonien stellen eine komplexe Organisationsform dar, wie sie eigentlich fuer
hoeher entwickelte Organismen kennzeichnend ist. Man nimmt daher heute an, dass
sich im Lauf der Evolution vielfach mehrzellige Organismen aus Protistenkolonien
entwickelt haben (siehe Systematik).
Streng genommen
zaehlen nur einzellige Eukaryonten und einfache Eukaryontenkolonien zu den Protisten,
im weiteren Sinn werden auch einige hoeherentwickelte Algen und andere so
genannte uebergangsgruppen hinzugerechnet. Letztere setzen sich aus Organismen
zusammen, die mehrzellig sind, aber keine komplexe Gewebestrukturen wie
Pflanzen, Tiere oder Pilze aufweisen. Dazu zaehlen Algen, Mesozoa, Placozoen und
Schwaemme sowie die pilzartigen Schleimpilze und Chytridiomyceten.
Die Grenzen des Reiches der Protisten sind
also nicht klar gesteckt. Einige sind pflanzenaehnlich, da sie Photosynthese
betreiben, andere zeigen eine aehnliche Nahrungsaufnahme wie Tiere. Wiederum
andere Gruppen ernaehren sich aehnlich wie Pilze. Die große Artenvielfalt erschwert
die Beschreibung eines typischen Protisten. Als charakteristische Organismen
dieses Reiches koennen die Geißeltierchen angesehen werden. Dabei handelt es
sich um einzellige Organismen, die ueber eine oder mehrere hoeher entwickelte
Geißeln oder Flagellen verfuegen (im Vergleich zu den einfacheren Zellfortsaetzen
einiger Bakterien) sowie manchmal einen oder mehrere Chloroplasten aufweisen.
Nach der in dieser Enzyklopaedie verwendeten
Klassifikation, welche die meisten der oben genannten uebergangsformen
vernachlaessigt, werden die folgenden Hauptgruppen unterschieden: Zu den
pflanzenartigen Protisten zaehlen die Abteilung der Chrysophyta (siehe
Kieselalgen), die Dinoflagellaten oder Pyrrophyta sowie die Cryptophyta und
Euglenophyta. Zu den tierartigen Protisten, die auch als Protozoen bezeichnet
werden, gehoeren die Geißeltierchen oder Zooflagellaten, amoebenartige Formen
oder Sarcodina, Wimpertierchen und Suctoria der Unterklasse Wimpertierchen
sowie die parasitaeren, Sporen bildenden Sporentierchen oder Sporozoa. Zum Typ
der pilzartigen Protozoen werden die Hyphochytriden (Hyphochytridiomycota) und
die Plasmodiophoren (Plasmodiophoromycota) gezaehlt. Der Organisationstyp der
Schleimpilze besteht aus mehreren umstrittenen Untergruppen, die hier als zu
den Protisten gehoerend behandelt werden. Sie besitzen sowohl Eigenschaften der
Pilze als auch der Protozoen.
Amoebe bei der Phagozytose
Plasmodien (Erreger der Malaria)
Geisseltierchen
Pantoffeltierchen
Zellkolonie von Protisten (Foraminiferen)
3. Pflanzen
Pflanzen sind vielzellige Organismen mit
eukaryontischen Zellen (Zellen mit einem Zellkern; siehe Zellen: Prokaryonten
und Eukaryonten); ihre Zellen sind von mehr oder weniger festen und versteiften
Zellwaenden umgeben, die hauptsaechlich aus Cellulose bestehen. Die Zellmembranen
von tierischen und pilzlichen Zellen sind dagegen in der Regel weich und
flexibel. Das wichtigste Merkmal von Pflanzen ist ihre Faehigkeit zur
Photosynthese, mit der sie die Energie des Sonnenlichtes in chemische Energie umwandeln
– ein Vorgang, der in den gruenen, Chlorophyll enthaltenden Zellorganellen stattfindet,
die man als Chloroplasten bezeichnet. Pflanzen sind daher bei der Ernaehrung autotroph,
also nur von anorganischen Bestandteilen der Umgebung wie mineralischen
Naehrstoffen und Wasser abhaengig, im Gegensatz zu den sich heterotroph
(von organischer Substanz) ernaehrenden Tieren und Pilzen. Einige wenige
Pflanzen haben ihre Faehigkeit zur Photosynthese im Lauf der Evolution zwar
verloren, da sie sich an spezielle Umweltbedingungen angepasst haben und zu
Saprophyten (Pflanzen, die sich von toter organischer Materie ernaehren) oder
Parasiten (Pflanzen, die sich von lebender organischer Materie ernaehren)
geworden sind; in ihrem Aufbau zeigen sie allerdings deutlich, dass es sich
dennoch um Pflanzen handelt.
Ob die verschiedenen Algengruppen zum
Pflanzenreich gehoeren oder nicht, oder nur gewisse Gruppen von Algen, wird von
den Biologen unterschiedlich beurteilt. Rechnet man Algen zu den Pflanzen, so
bezeichnet man sie zusammen mit den Moosen als Niedere Pflanzen oder Thallophyten
(einfach gebaute Pflanzen ohne Ausbildung der echten, fuer die Hoeheren Pflanzen
typischen Organe; siehe unten: Organe der Pflanzen), im Gegensatz zu den Hoeheren
Pflanzen oder Kormophyten (Gefaeßpflanzen, siehe unten), unter denen
man die Farne und Samen- bzw. Bluetenpflanzen versteht. Die ueberwiegende Zahl
der Algen ist wie die Pflanzen zur Photosynthese befaehigt; im Gegensatz zu
diesen gibt es bei den Algen jedoch mehrere, chemisch verschiedene
Pigmenttypen. Viele Algen haben einen echten Zellkern und sind daher eukaryonte
Organismen; es gibt sowohl vielzellige als auch einzellige Algen, wobei die
Vielfalt im Aufbau und damit die Zugehoerigkeit zu hoeheren
Verwandtschaftsgruppen vor allem bei den einzelligen Algen strittig ist. Wegen
der Verschiedenartigkeit der Pigmenttypen, der Zellwandarten und ihrer aeußeren
Gestalt rechnet man die Algen heute jedoch zwei getrennten Reichen zu, zu denen
im uebrigen eine Vielzahl pflanzenaehnlicher und anderer Organismen gehoeren, die
nicht unbedingt eng verwandt sind. Gruenalgen werden allgemein als entwicklungsgeschichtliche
Vorfahren der Hoeheren Pflanzen angesehen, da ihr Chlorophyll, ihre Art der
Zellwaende und andere Einzelheiten des Zellaufbaus denen der Pflanzen aehnlich
sind.
4. Pilze
Pilze sind eukaryonte Organismen; in ihrem
Aussehen und der Morphologie sowie aufgrund ihrer Unbeweglichkeit hat man sie
lange zu den Pflanzen gestellt. Heute werden sie jedoch in ein eigenes Reich
gruppiert, da sie kein Chlorophyll und keine Plastiden aufweisen und weil ihre
Zellwaende keine Cellulose, sondern Chitin enthalten, ein Material, das bei
Pflanzen nicht vorkommt. Pilze nehmen ihre Nahrung – tote oder lebende
organische Materie – durch Absorption auf. Als Speicherstoff dient ihnen
Glykogen, wogegen Pflanzen Staerke zur Speicherung benuetzen.
Heute betrachten die meisten Wissenschaftler
die Pilze daher als eine voellig eigenstaendige Gruppe, die das Reich der Fungi
(lateinisch: Pilze) bildet. Zumindest gilt dies fuer die Hoeheren Pilze, von
denen Fossilien bereits im Erdaltertum nachgewiesen sind und die eine geschlossene
Gruppe mit einheitlichen Vorfahren darstellen. Im Gegensatz zu diesen handelt
es sich bei den so genannten Niederen Pilzen um eine vielfaeltige Gruppe, die
wahrscheinlich mehrfach waehrend der Evolution entstand und die daher sehr
heterogen ist. Zu ihnen zaehlen etwa die Schleimpilze und einige andere,
kleinere Gruppen. Sie aehneln den Hoeheren Pilzen, zeigen jedoch zumindest in
bestimmten Lebensabschnitten entweder begeißelte oder amoeboid bewegliche
Formen, die den Hoeheren Pilzen gaenzlich fehlen. Es wird daher vermutet, dass
sich die Niederen Pilze aus begeißelten Algen (siehe Geißeltierchen)
entwickelten. Gewoehnlich ordnet man alle Niederen Pilze dem Reich der Protisten
zu. Etwa 100 000 Pilzarten sind derzeit bekannt, von denen die
Hoeheren Pilze ueber 90 Prozent ausmachen. Da insbesondere die Regenwaelder
hinsichtlich ihres Pilzreichtums noch wenig erforscht sind, wird vermutet, dass
es tatsaechlich weit mehr Arten gibt. Man nimmt an, dass ihre Artenzahl
mindestens ebenso hoch wie die der Bluetenpflanzen ist, also etwa bei
250 000 liegt. Andere Schaetzungen gehen sogar von bis zu etwa
1,5 Millionen Pilzarten aus.
5. Tiere
Das Tierreich besteht ebenfalls aus eukaryontischen Vielzellern; sie
ernaehren sich wie die Pilze von organischen Stoffen, die sie jedoch durch
Mundoeffnungen aktiv aufnehmen; sie besitzen keine Zellwaende, nehmen aeußere Sinnesreize
haeufig mit definierten Organen wahr und koennen sich – zumindest in bestimmten
Entwicklungsstadien – frei bewegen.
Koerperbau als
Kriterium der Verwandtschaft
Darm
Einer der wichtigsten Koerperteile ist der Darm.
Er muss in der Evolution der Metazoen schon sehr frueh entstanden sein.
Schwaemme, die zu den am einfachsten gebauten Tieren gehoeren, besitzen eine
Koerperhoehle fuer die Nahrungsaufnahme, aber ihre Koerperoeffnungen sind nicht mit
einem Mund oder After zu vergleichen. Außerdem besitzen sie zwar Gewebe, aber
keine echten Organe oder Nerven, zudem fehlt ihnen die Symmetrie. Etwas
komplizierter sind die Quallen und ihre Verwandten gebaut, aktivere Tiere, die
sich ihre Nahrung in der Regel mit Tentakeln beschaffen. Sie haben einen Darm
und eine Mundoeffnung, aber keinen After. Ein Nervensystem ist vorhanden, doch
gibt es bei diesen Tieren weder Gehirn noch Kopf. Der Koerper der Quallen zeigt
keine zweiseitige Symmetrie – also keine linke und rechte Seite, wie man sie
bei den hoeher entwickelten Tieren einschließlich des Menschen findet.
Stattdessen sind diese Tiere radialsymmetrisch gebaut, d. h. die Symmetrie
bezieht sich auf eine Mittelachse.
Symmetrie
Anhand der Symmetrie kann man die meisten
Tiere also in zwei große Kategorien einteilen: Radiata und Bilateria. Die
Radiata besitzen nur zwei Hauptgewebeschichten: eine aeußere (Ektoderm) und eine
innere (Endoderm). Bei den Bilateria liegt zwischen ihnen als dritte Schicht
das Mesoderm. (In der Embryonalentwicklung gehen aus dem Ektoderm in der Regel
Haut und Nervensystem hervor, aus dem Endoderm entstehen der Darm und einige
mit ihm verbundene Organe, und das Mesoderm entwickelt sich zu den restlichen
Koerperteilen, u. a. zu den Muskeln.) Die Entwicklung der zweiseitigen
Symmetrie war in der Evolution auch gekoppelt mit einer zunehmenden Faehigkeit
zu aktiver Fortbewegung, die allerdings in manchen Entwicklungslinien spaeter
wieder verloren ging. Die Bewegung in einer bestimmten Richtung wurde durch die
Entwicklung des Kopfes erleichtert, der Gehirn und Sinnesorgane am vorderen
Koerperende vereinigte.
Coelom
Der Urahn aller Bilateria hatte einen Darm, aber keine anderen Koerperhoehlen. Eine solche zusaetzliche Koerperhoehle nennt man Coelom – und Tiere, denen sie fehlt, bezeichnet man auch als Acoelomata. Die Ur-Bilateria besaßen weder einen After noch einen Blutkreislauf, aber vermutlich hatten sie ein einfach gebautes Ausscheidungssystem. Unter den heute lebenden Tieren ist dieser Bauplan in Form der Plattwuermer (Stamm Plathelminthes) vertreten. Da After und Kreislauf fehlen, koennen sich die Naehrstoffe in ihrem Koerper nur schwer verteilen. Die Schnurwuermer (Stamm Rhynchocoela) besitzen Kreislauf und After, aber auch sie koennen sich nur langsam und schwerfaellig fortbewegen.
Ein wichtiger entwicklungsgeschichtlicher
Fortschritt war das Coelom als zusaetzliche Koerperhoehle neben dem Darm. Es
verschafft den inneren Organen mehr Freiheiten bei der Entwicklung. In manchen
Abstammungslinien wurde es zum Kreislaufsystem und zum Skelett. Das Coelom
tritt in zwei Haupttypen auf. Ein echtes Coelom ist ein Hohlraum innerhalb des
Mesoderms, der von einer Hautschicht (Epithel) ausgekleidet ist. Bei einem
Pseudocoelom dagegen fehlt diese innere Schicht. Diese zweite Form der Koerperhoehle
findet man bei mehreren Staemmen meist wurmaehnlicher Tiere, die man deshalb auch
Pseudocoelomata nennt. Solche Tiere sind meist von bescheidener Groeße und
koennen sich nur schlecht fortbewegen. Der Kreislauf fehlt, und auch in anderer
Hinsicht sind sie recht einfach gebaut. Dennoch koennen sie sich in manchen
Lebensraeumen sehr erfolgreich behaupten. Die anderen Tiere besitzen ein echtes
Coelom und werden deshalb Eucoelomata genannt.
Stamm Porifera
(Schwaemme)
Schwaemme sind einfach gebaute, vielzellige
Tiere; sie besitzen Gewebe, aber keine abgegrenzten Organe. Die meisten Arten
leben im Meer, einige sind aber auch Sueßwasserbewohner. Sie heften sich an
einer Unterlage fest und saugen durch Koerperoeffnungen Wasser ein, aus dem sie
mit begeißelten Zellen Naehrstoffteilchen ausfiltern. Die meisten
Koerperfunktionen werden von Zellen ausgefuehrt, die unabhaenig voneinander oder
in kleinen Gruppen taetig sind. Ein Nervensystem besitzen die Schwaemme nicht,
aber auf aeußere Reize koennen sie reagieren. In der Regel ist ein Skelett aus
Fasern und/oder Mineralstoffen vorhanden. 4 800 Arten.
Stamm Coelenterata
(Hohltiere: echte Quallen und Polypen,
Korallen und Seeanemonen)
Dieser Stamm wird auch Cnidaria genannt,
insbesondere wenn man auch die Ctenophora (siehe unten) dazurechnet. Im
Lebenszyklus der Hohltiere kommen unterschiedliche Stadien vor: ein
festgehefteter Polyp (z. B. bei den Seeanemonen), eine frei schwimmende
Meduse (bei den Quallen) oder beides. Zum Beutefang dienen Nesselzellen, die in
der Regel in den Fangarmen (Tentakeln) liegen. Die meisten Hohltiere sind Meeresbewohner,
nur wenige Arten (z. B. Hydra) kommen im Sueßwasser vor. Drei Klassen mit
rund 5 300 Arten.
Stamm
Plathelminthes (Plattwuermer)
Plattwuermer besitzen weder einen After noch
einen Blutkreislauf. Sie sind im Ganzen recht einfach gebaut, haben aber haeufig
recht hoch entwickelte und meist zwittrige Geschlechtsorgane. Die flache Form
ist notwendig, weil alle Gewebe in der Naehe der Koerperoberflaeche liegen muessen;
nur so ist der Gas- und Naehrstoffaustausch mit der Umgebung moeglich. Die frei
lebenden Plattwuermer der Klasse Turbellaria (Strudelwuermer) kommen in Meer- und
Sueßwasser haeufig, an Land aber nur selten vor. Zwei Klassen von Plattwuermern
sind Parasiten: die Trematodes (Saugwuermer) und die Cestoda (Bandwuermer). Die
Gnathostomulida (Kiefermuendchen), eine wenig erforschte Gruppe von
Meeresbewohnern, wird entweder den Plathelminthes zugerechnet oder als eigener
Stamm betrachtet. 13 000 Arten.
Stamm Mollusca
(Weichtiere)
Die Weichtiere bilden den zweitgroeßten Stamm
des Tierreiches. Zu ihnen gehoeren u. a. die Schnecken und Muscheln.
Weichtiere haben in der Regel eine harte Schale und einen weichen Koerper.
Anzeichen fuer eine Koerpersegmentierung findet man kaum, und das Coelom ist
klein; die Hauptkoerperhoehle ist Teil des Blutkreislaufsystems. Manche Arten,
vor allem Tintenfische und Kraken, koennen eine betraechtliche Groeße erreichen.
Der Stamm der Mollusken umfasst sieben Klassen: Aplacophora, Polyplacophora (Kaeferschnecken),
Monoplacophora, Gastropoda (Schnecken), Bivalvia (Muscheln und ihre
Verwandten), Cephalopoda (Tintenfische, Kraken und ihre Verwandten) und Scaphopoda
(Grabfueßer). 50 000 Arten.
Stamm Annelida
(Ringelwuermer)
Die Ringelwuermer haben ein gut entwickeltes
Coelom, einen weichen Koerper und (in der Regel) eine deutlich ausgepraegte
Koerpersegmentierung. Haeufig findet man auch Borsten, die zum Kriechen dienen.
In diese Gruppe gehoeren die Wenigborster (Klasse Oligochaeta) mit dem Regenwurm
als bekanntestem Vertreter, die Egel (Klasse Hirudinea), und die weniger
bekannten Vielborster (Klasse Polychaeta). Einige Tiere, deren systematische
Stellung nicht gesichert ist, naemlich die Echiura (Igelwuermer oder Stachelschwaenze)
und die Pogonophora (Bartwuermer) sollen hier ebenfalls zu den Ringelwuermern
gerechnet werden, manchmal werden sie auch als eigene Staemme bezeichnet. Die
Archiannelida und die Myzostomida, zwei kleinere Gruppen innerhalb der
Vielborster, gelten oft als eigene Klassen. 8 700 Arten.
Stamm Arthropoda
(Gliederfueßer)
Der Koerper der Gliederfueßer ist von einem
harten Außenskelett umhuellt, das durch Gelenke beweglich wird. Die Gliederfueßer
bilden den groeßten Stamm des Tierreiches, vor allem, weil es sehr viele Arten
von Insekten gibt. Gliederfueßer sind allgegenwaertig und koennen sich in fast
allen Lebensraeumen behaupten. Der Koerper ist segmentiert, und das Coelom ist
zurueckgebildet. Drei kleine Gruppen werden entweder zu den Gliederfueßern
gerechnet oder als eigene Staemme betrachtet: Onychophora (Stummelfueßer),
Tardigrada (Baertierchen) und Pentastomida (Zungenwuermer). Bei den Klassen der
hoeheren Gliederfueßer kann man mehrere Gruppen unterscheiden: einerseits solche
mit Kiefern (Mandibulata), zu denen die Crustacea (Hummer, Krebse und ihre
Verwandten), die ihnen nahe stehenden Myriapoda (Hundert- und Tausendfueßer) und
die Klasse Insecta (Insekten) gehoeren, sowie andererseits solche mit Scheren
als Mundwerkzeuge, wie Pycnogonida (Asselspinnen), Merostomata (Schwertschwaenze)
und Arachnida (Spinnen und ihre Verwandten). ueber 1 000 000 Arten.
Stamm Chordata
(Chordatiere)
Zu den Chordatieren gehoeren die Wirbeltiere
(Tiere mit einer Wirbelsaeule) und einige mit ihnen verwandte Wirbellose. Alle
besitzen in irgendeinem Stadium ihres Lebenszyklus einen starren, ueber dem Darm
liegenden Stab, das Notochord. Bei Wirbeltieren tritt spaeter eine Reihe von
Knochen (Wirbeln) an die Stelle des Notochords.
Bei den wirbellosen Chordatieren kann man
zwei Unterstaemme unterscheiden. Die Tunicata (Manteltiere) machen im Lauf ihrer
Entwicklung starke Veraenderungen durch und heften sich im ausgewachsenen
Zustand an einer Unterlage fest. Zur Ernaehrung dienen ihnen Kiemenspalten. Das
Notochord besitzen nur die frei schwimmenden Larven. Alle Manteltiere (etwa
1 300 Arten) sind Meeresbewohner. Die Cephalochordata
(Lanzettfischchen) aehneln einfach gebauten Fischen. Sie leben im Meer und
filtern Naehrstoffe mit den Kiemenspalten aus dem Wasser. Von ihnen kennt man
etwa 25 Arten.
Die uebrigen Chordatiere gehoeren zum
Unterstamm Vertebrata (Wirbeltiere) und besitzen eine Wirbelsaeule. Die Haelfte
ihrer etwa 42 000 Arten sind Fische. Die Gruppe war zwar insgesamt
erfolgreich, aber was die Zahl der Arten angeht, wird sie von Gliederfueßern und
Weichtieren weit uebertroffen. In der Regel unterscheidet man sieben Klassen.
Die fruehere Klasse Pisces (Fische) wurde schon vor laengerer Zeit in drei
Klassen aufgeteilt: die Agnatha (kieferlose Fische wie z. B. Neunaugen),
die Chondrichthyes (Knorpelfische wie Haie und Rochen) und die Osteichthyes
(Knochenfische). Zur Klasse Amphibia (Amphibien oder Lurche) gehoeren Tiere, die
zum Teil im Wasser und zum Teil an Land leben, wie Salamander, Kroeten und
Froesche. Besser sind die Vertreter der Reptilien oder Kriechtiere an das Leben
auf dem Trockenen angepasst; in diese Gruppe gehoeren Schildkroeten, Echsen,
Schlangen und Krokodile. Die Klasse Reptilia gibt es in der modernen Systematik
allerdings nicht mehr: Sie wird aufgeteilt, weil Krokodile naeher mit den Voegeln
verwandt sind als mit anderen Kriechtieren. Die Klasse Aves (Voegel) ist nicht
nur wegen der Flugfaehigkeit ihrer Arten etwas Besonderes, sondern auch weil
Voegel gleichwarm sind und zur Temperaturisolierung ein Federkleid tragen. Die
charakteristischen Kennzeichen der Klasse Mammalia (Saeuger) schließlich sind
die Behaarung und die Brustdruesen, die Milch zur Ernaehrung der Jungen
ausscheiden. Auch Saeuger sind gleichwarm.
Zusammenfassende uebersicht
