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Namen:

Janka Bürstner, 2016-06
Lorenz Glotzbach, 2016-06
Faik Dogar, 2016-06

 

Wirbellose Tiere

Definition

Wirbellose, Invertebrata oder auch Evertebrata sind vielzellige Tiere ohne Wirbelsäule. Sie bilden keine einheitliche und natürliche Verwandtschaftsgruppe und machen 96% aller Tiere aus.

Systematik

Die Wirbellosen lassen sich in folgende Gruppierungen untergliedern:
- Schwämme (Kalkschwamm, Badeschwamm, Kieselschwamm)
- Hohltiere (Polypen, Quallen, Korallen)
- Plattwürmer (Bandwurm, Strudelwurm, Leberegel)
- Rundwürmer (Madenwurm, Spulwurm, Rädertiere)
- Weichtiere (Schnecken, Muscheln, Kraken)
- Ringelwürmer (Regenwurm, Blutegel, Borstenwurm)
- Stachelhäuter (Seestern, Seeigel, Seelilien)
- Gliederfüßer (Krebse, Spinnen, Insekten)

Vielfalt der Wirbellosen

Unter den Wirbellosen Tieren findet sich nicht nur eine breite Anzahl verschiedenster Arten, sondern auch eine vielfältige Gestalt der Lebewesen. Diese lassen sich unter Betrachtung der Symmetrieverhältnisse, der Ausprägung der Kopfregion, der Lokomotionsorgane und der Färbung jedoch bis zu einem gewissen Grad ordnen.

Symmetrieverhältnisse

Die Symmetrieverhältnisse der Wirbellosen sind im Gegensatz zu den Wirbeltieren, bei denen die Bilateralsymmetrie (linke Körperhälfte symmetrisch zu rechte) vorherrscht, relativ vielfältig: So sind Schwämme unregelmäßiger Gestalt (keinerlei Symmetrie), während es zum Beispiel bei den Weichtieren auch viele asymmetrische Bindungen gibt (paarig angelegte Körperteile, aber nicht symmetrisch ausgebildet). Bei den Nesseltieren und Stachelhäutern findet sich Radiärsymmetrie (drei oder mehr Symmetrieachsen), bei den Rippenquallen biradiale Symmetrie (zwei Symmetrieachsen) und bei den übrigen Stämmen Bilateralsymmetrie (eine Symmetriachse). Hierbei zeigt sich, dass die phylogenetische Entwicklung der Symmetrie und die Lebensweise offenbar eng verknüpft sind.

Die ursprünglichsten der radiärsymmetrischen Echinodermata (Stachelhäuter) sind beispielsweise sessil(nicht fortbewegungsfähig), ihre Larven sind jedoch zunächst bilaterialsymmetrisch und entwickeln sich erst dann in eine radiärsymmetrische Adultform. Dies wird als Anpassung an die sessile Lebensweise gedeutet und ist somit ein Beweis für den Zusammenhang zwischen Sesshaftigkeit und Radiärsymmetrie. Weitere Zusammenhänge zwischen den Symmetrieverhältnissen und der Lebensweise zeigen sich auch bei Betrachtung der Fortbewegung.

Lokomotionsorgane

Lokomotionsorgane sind Organe, die die gerichtete Fortbewegung ermöglichen oder unterstützen. Dies können spezielle Körperanhänge sein, zum Beispiel Parapodia, also starre, beinähnliche Fortsätze, die Ringelwürmern als Ruder dienen und somit die Schwimmgeschwindigkeit erhöhen. Bei Gliederfüßern wird ein verhärtetes, aber knochenloses Außenskelett gebildet, welches Ansatzfläche für zur Fortbewegung nötige Muskulatur bildet. Die Festigkeit des Exoskeletts und die gegeneinander beweglichen Extremitätenteile ermöglichen die Ausbildung verschiedenster Extremitätentypen, wodurch eher unterschiedliche Körperabschnitte anstatt ähnlicher Segmente (Gliedertiere z.B. haben einen Körperaufbau aus Segmenten) entstehen können. Jedoch bauen besonders leistungsstarke Fortbewegungsmethoden auf segmentaler Untergliederung des Tierkörpers auf, so sind zum Beispiel Regenwürmer schon ohne Lokomotionsorgane durch ihr hydrostatisches Skelett sehr beweglich. Nichtsdestotrotz ist auch ohne Segmentierung die Bildung sehr leistungsstarker Lokomotionsorgane möglich, beispielsweise ist das schnelle und gut koordinierte Flossen- und Rückstoßschwimmen der Kopffüßer einzigartig unter den Wirbellosen. Die Kopffüßer besitzen zwar weder ein Außen- noch ein Hydroskelett, erzeugen die nötige Festigkeit aber durch eine mehrschichtige, oft ledrige Unterhaut.

Selbst radiärsymmetrische Tiere entwickelten effektive Fortbewegungsmethoden: Schlangensterne zum Beispiel können mit ihren vielen, in mehrere Äste aufgegliederten Armen laufen, klettern, kurze Strecken schwimmen und sich eingraben. Voraussetzung für eine gerichtete Fortbewegung, die über senkrecht nach oben und unten hinausgehen soll, ist aber in jedem Fall ein Vorder- und ein Hinterteil, wobei der Kopf vorangeht.

Da die Kopfregion bei der Fortbewegung zuerst mit der Umwelt in Kontakt kommt, befinden sich hier neben dem Beginn des Verdauungsapparates (häufig umgeben von Angriffs-/Verteidigungsorganen) das Hauptnervenzentrum sowie der Sitz der wichtigsten Sinnesorgane. Bei segmentierten Tieren nimmt die Kopfregion gegenüber den anderen Körperabschnitten meist eine übergeordnete Rolle ein. Diese Bedeutungssteigerung der Kopfregion durch die Zentralisation der körperfunktionsbeherrschenden Nerven entwickelte sich in verschiedenen Wirbellosengruppen, beispielsweise bei Weichtieren und Gliederfüßern.

Nervensystem

Die Nervensysteme der Wirbellosen sind sehr unterschiedlich gestaltet. Hochentwickelte Weichtiere und Gliederfüßer besitzen sogar ein peripheres und ein zentrales Nervensystem, was sonst nur bei Wirbeltieren vorkommt, während bei Nesseltieren der einfachste Typ eines Nervensystems vorliegt: netzartig über den ganzen Körper verteilte Nervenzellen ohne Zentrum, wobei die Informationsleitung über Synapsen in beide Richtungen stattfindet. Es zeigen sich verschiedenste Formen und Stadien der Zentralisation, so besitzen Stachelhäuter einen zentralen Nervenring, von welchem radiäre Nervenstränge in den ganzen Körper verlaufen. Die Nervensysteme weiter entwickelterer Tiere sind meist auch zentraler organisiert. Bei Gliedertieren liegt ein Strickleiternervensystem vor.

Färbung

Bei den Wirbellosen findet sich deutlich weniger Färbungsvielfalt als bei Wirbeltieren und Insekten, da nur wenige wirbellose Tiere überhaupt farbtüchtige Augen und ein Nervensystem zur Bedeutungserkennung haben. Die meisten Ausnahmen daran gibt es bei den Gliedertieren. Zum Beispiel zeigen männliche Sepiatintenfische bei der Balz ein lebhaftes Farbenspiel. Meist handelt es sich bei der Färbung von Wirbellosen allerdings um Tarn- oder Warnfarben. Verschiedene Krebsarten und Tintenfische können sich beispielsweise der Farbe ihres Untergrunds anpassen und so tarnen, einige Krabbenspinnen lagern flüssigen, zu ihrer Umgebung passenden Farbstoff in ihre Epidermiszellen ein. Tintenfische können sich ebenfalls vor ihre Verfolgern verstecken, indem sie eine Farbwolke ausstoßen. Tarnung ist für Wirbellose aber auch ohne körpereigene Farbstoffe möglich: Einige Krabbenarten stecken sich Stückchen von Schwämmen, Algen oder Polypenstückchen auf Panzer und Beine.
Zur Warnung dienen auffällig bunte Färbungen bei einigen Meeresringel- und Strudelwürmern sowie Nesseltieren und Nachtschnecken, welche zudem häufig schlecht schmecken oder weitere Abwehr wie Stacheln besitzen und so bei Fressfeinden, die die auffällige Färbung von Artgenossen wiedererkennen, eine zukünftige Abschreckung erzielen können.

Lebensraum

Der Lebensraum der wirbellosen Tiere erstreckt sich über die ganze Welt. Sie leben am Meeresboden, an Küsten, in Überflutungsmooren, im Wald, in der Wüste etc. Wirbellose gibt es also in jedem erdenklichen Lebensraum, allerdings sie sind am häufigsten im Meer zu finden. Grundsätzlich sind die Lebensräume in aquatische und terrestrische Lebensräume. Die Wirbellosen unter Wasser verteilen sich auf zwei grundsätzliche Lebensräume. Zum einen gibt es die Besiedler des freien Wasserkörpers, so beispielsweise das Zooplankton oder die Quallen. Als zweite Gruppe gibt es die Tiere, die im und am Boden leben, das sogenannte Benthos, wie zum Beispiel Würmer, Muscheln, Seesterne und Krabben. Über dem Wasser leben die meisten der Arten im Boden, beispielsweise Ringelwürmer und Gliederfüßer wie der Regenwurm oder die Ameise. Andere leben im Wald, wie etwa Schmetterlinge, oder in der Wüste unter dem Sand, wie die Skorpione. Weitere Wirbellose leben auf Bäumen, wie Spinnen; auf beziehungsweise unter Blättern, wie die Blattlaus; oder andere in Kolonien in einem selbstgebauten Gehäuse, wie die Biene. Hauptsächlich wird der Lebensraum durch die Jahreszeit, die Meeresströmung oder die Wasser- und Außentemperatur bestimmt. So ziehen sich die Gliederfüßer wie Spinnen den Winter über in den Boden zurück, um dort vor dem Austrocknen geschützt zu sein.

Nutzung

Wirbellose Tiere haben einen sehr großen Nutzen. Sie sind wichtig in der Pharmazie zur Entwicklung, Prüfung und Herstellung von Arzneimitteln. Auch kann man an ihnen die Wasserqualität ablesen oder den Klimawandel beobachten. Sehr viele Arten schließen als Destruenten den Stoffkreislauf und helfen bei der Zersetzung.
Viel wichtiger ist: Sie dienen als Nahrung. Nicht nur für uns Menschen, sondern auch für alle anderen Tiere. Die größten Fressfeinde der wirbellosen Tiere, besonders der Gliederfüßer, sind die Vögel. Unter Wasser werden sie von den verschiedensten Fischarten gefressen.
Wirbellose spielen auch eine Rolle in der Schmuckindustrie, so gibt es zum Beispiel Muschelanhänger; auch dienen sie Anglern als Angelköder. Manche Menschen sehen sie auch als Sammelobjekte, andere züchten sie beziehungsweise müssen sie züchten, um sie vor dem Aussterben zu schützen.

Gefährdung

Die problematische Aussterberate von wirbellosen Tieren begründet sich in der Zerstörung ihres natürlichen Lebensraumes. Es werden nicht-einheimische Tiere in die ursprünglichen Lebensräume transportiert und sorgen dort für Gefährdung der einheimischen Tiere. Auch werden die Lebensräume der Tiere durch die menschliche Ausbeutung zum Zwecke der Wirtschaft missbraucht oder wurden durch Abholzung so sehr beeinträchtigt, dass diese nur noch bedingt als Lebensraum für Tiere dienen. Der Mensch greift also mit seinen egoistischen Verhalten in die Natur und somit in die Lebensräume der wirbellosen Tiere ein und zerstört diese, was zur Erhöhung der Aussterberate führt.
Weitere Faktor sind der Klimawandel, die Umweltverschmutzung, Krankheiten und Ausbeutung.
Die Belastung der Natur durch Abfallstoffe bezieht sich nicht nur auf ihre direkte Umgebung, sondern kann auch über Winde oder Flüsse in weiter gelegenen Bereichen vorgefunden werden. Von Bränden, verursacht von Menschen, bis hin zu Landwirtschaft und Städtebau wird der Lebensraum der kleinen Tiere extrem gefährdet. Dazu gehören auch die Boden- und Wasserverschmutzung durch Handwerk und Industrie. Das Abwasser und die Ölverschmutzung setzen den Meeresbewohnern sehr zu, so sind viele Arten bereits vor dem Aussterben bedroht. Der schnelle Klimawandel, durch den sich die Invertebrata kaum noch ihrer Umgebung anpassen können, und die überhand nehmende Rodung setzen der Umwelt zusätzlich schwer zu. Dazu kommt noch die extreme Wasserverschmutzung durch Abfälle, welche den Meeresbewohnern ihr Leben unerträglich macht, nicht zuletzt durch den Einsatz von Schleppnetzen, die am Meeresboden entlang gezogen werden. Das gesamte Ökosystem Meer kommt durch diese nichtnachhaltige Fischerei aus dem Gleichgewicht. An Land werden Pestizide eingesetzt und genmanipulierte Pflanzen eignen sich nicht mehr als Nahrung, nicht zuletzt zur Fortpflanzung.

Ökosystem

Wirbellose sind wichtige Akteure in jedem Ökosystem, da sie kleinere Lebewesen sind. Im Korallenriff sind Wirbellose als Steinkorallen grundlegend für alle anderen Lebewesen im Ökosystem. Dadurch, dass das Korallenriff eines der ältesten Ökosysteme ist, ergaben sich mit der Zeit sehr günstige abiotische Faktoren und in Folge bildeten sich zahlreiche ökologische Nischen, die einen Lebensraum für über 2000 verschiedene Fischarten darstellen.

Ernährungsformen

Man kann die verschiedenen Lebensformtypen bei ihrer Art der Aufnahme von Nahrung unterscheiden und kategorisieren. Die Wirbellosen sind entweder Räuber oder ernähren sich von Plankton oder Detritus.
Einige Wirbellose im Korallenriff fangen ihren Plankton mithilfe von Nesselkapseln. Dazu zählen die Cnidaria, zum Beispiel Steinkorallen, Leder- und Hornkorallen, etc.
Andere fangen ihre Beute mithilfe von Klebzellen. Dazu zählen zum Beispiel die Rippen- und Kammquallen.
Weiter verbreitet ist das Filtrieren, dass von Schwämmen, Vielborstwürmern und Rankenfußkrebsen auf verschiedenen Arten betrieben wird. Die Weidegänger nagen an kleinen Kolonien oder Algenpolstern im Korallenriff. Tierchen, die am Boden leben, ernähren sich hauptsächlich vom Detritus, also von Nährstoffen aus dem Boden von zerfallenen abgestorbenen Lebewesen.
Des Weiteren kategorisiert man Taxen in bohrende Tiere und festsitzende Tiere.

Zukunft des Korallenriffs

„Man braucht kein Prophet zu sein, um zu erkennen, dass den Korallen am Ende dieses Jahrhunderts ein starker Einschnitt in ihre 500 bis 600 Millionen Jahre währende Evolutionsgeschichte droht “ ~Heydemann, 1982
Direkte Aktionen des Menschen, wie zum Beispiel das Fangen von Korallentieren zum Halten in Aquarien, das Schießen der Fische mithilfe von Waffen oder das Sprengen von Korallenkalk zur Nutzung als Baumittel, schaden dem Korallenriff sehr und gefährden dessen Existenz.
Indirekte Einflüsse schaden dem Korallenriff genau so erheblich wie direkte. Indirekte Einflüsse sind zum Beispiel die Verschmutzung der Weltmeere durch Öl und Schwermetallen. Des Weiteren schadet auch die Eutrophierung dadurch, dass sich ein schwimmender Teppich aus Algen bildet und darunter die Lebewesen absterben, da kein Licht mehr den Grund erreicht. Eine weitere Gefährdung der Zukunft des Korallenriffs stellt die Klimaerwärmung dar.

Parasitismus

Man ist sich über den genauen Anteil der Parasiten bei den Wirbellosen unsicher, aber laut Schätzungen gehören ein Viertel bis mehr als die Hälfte der Wirbellosen zu den Parasiten. Der Anteil an Parasiten ist hier viel höher als unter den Wirbeltieren.

Anpassungsfähigkeit

Wirbellose sind morphologisch und von ihrem Verhalten her sehr nah an der Lebensweise der Parasiten. Zwar gibt es nur zwei Tierstämme mit ausschließlich parasitischen Arten, dennoch entwickelten sich einige Unterarten im Laufe mehrerer Generationen von freien zu parasitischen Lebewesen. Solche Wandel sind davon abhängig, wie weit der jeweilige Wirbellose schon auf eine parasitische Lebensweise vorbereitet ist (hohe Wärmeresistenz, geringer Sauerstoffverbrauch, usw.).

Fortpflanzung

Parasitische Arten wenden spezielle Strategien zur Fortpflanzung an. Weibchen produzieren eine extrem hohe Anzahl an Eiern (von 80 bis zu 300 Millionen pro Jahr). Auch haben einige Parasiten mehrere Wirte, wie zum Beispiel der Kleine Leberegel. Dieser befällt entweder Ameisen oder bestimmte Schneckenarten und steuert ihr Verhalten so, dass diese von einem Schaf besser wahrgenommen werden und der Parasit dadurch an seinen zweiten Wirten gelangt.

Parasitäre Arten befallen den Menschen

In Mitteleuropa befallen Kleine und Große Leberegel, Hundebandwürmer, Menschen. Spulwürmer und Madenbandwürmer befallen neben Haustieren ebenfalls den Menschen.
In den subtropischen bis tropischen Gebieten kommen zahlreiche neue Parasiten hinzu, die auch Krankheiten verbreiten. Neben den oben genannten Entoparasiten (leben im Wirt) gibt es noch weitere Ektoparasiten (leben auf dem Wirt), die ebenfalls Bakterien und Viren übertragen können. Zecken sind in Europa weit verbreitete parasitische Taxen, die hauptsächlich wegen ihrer Rolle als Virenüberträger gefürchtet werden.

 

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