Cells
===============================================================================
EVOLUTIONÄRE SYSTEMATIK UND FILIATION DES LEBENS (METAZOA & PLANTAE)
===============================================================================
1. BEREICH: DIE WURZEL DES LEBENS
-------------------------------------------------------------------------------
1.0.0 All Life on Earth
1.1.0 Eubacteria
2.0.0 Archaea & Eukaryotes (Die zelluläre Evolution)
2.1.0 DPANN archaeal group
2.2.0 Euryarchaeotes
2.3.0 TACK archaeal group
2.4.0 Prometheoarchaeum (Asgard)
* Evolutionärer Schritt: Hieraus entstehen die Eukaryoten (3.0.0)
durch primäre Endosymbiose (Aufnahme eines Alphaproteobakteriums,
das sich zum Mitochondrium entwickelt).
2. BEREICH: DER WEG ZU DEN TIEREN UND PFLANZEN (EUKARYOTEN-LINIEN)
-------------------------------------------------------------------------------
3.0.0 Eukaryotes (Basale Linien)
3.1.0 Excavates, Diaphoretickes, Plants
|
+==> Exkurs: ARCHAEPLASTIDA / PLANTAE (Das Pflanzenreich)
| * Evolutionärer Schritt: Primäre Endosymbiose eines photosynthetisch
| aktiven Cyanobakteriums. Das Bakterium wird zum Plastiden (Chloroplast)
| mit doppelter Membran. Alle echten Pflanzen stammen hieraus ab.
|
| 3.1.1 Glaucophyta (Glaucophyten-Algen: Basale Algen mit Peptidoglycan-Resten im Plastiden)
| 3.1.2 Rhodophyta (Rotalgen: Nutzen Phycoerythrin als Pigment; rein marine Vielzelligkeit)
| 3.1.3 Chloroplastida / Viridiplantae (Grüne Pflanzen & Grünalgen)
| * Evolutionärer Schritt: Umstellung auf Chlorophyll a und b sowie Stärke als
| primären Speicherstoff.
|
| 3.1.3.1 "Chlorophyta" (Klassische Grünalgen - u.a. Volvox, Ulva)
| 3.1.3.2 Streptophyta (Charophyten-Algen & Landpflanzen)
| - Zygnematophyceae & Charophyceae (Schmuck- und Armleuchteralgen: Die
| direkte evolutionäre Schwestergruppe der Landpflanzen)
|
| - Embryophyta (Die echten Landpflanzen)
| * Evolutionärer Schritt: DER LANDGANG DER PFLANZEN. Entwicklung einer
| wachsartigen Cuticula gegen Austrocknung, Spaltöffnungen (Stomata) zum
| Gasaustausch, Schutz der Gameten in sterilen Hüllen (Antheridien/Archegonien)
| und Ausbildung eines vielzelligen Embryos.
|
| o "Bryophyta" s.l. (Moose - Paraphyletische Stammgruppe der Landpflanzen)
| * Eigenschaft: Dominanter Gametophyt (die grüne Moospflanze ist haploid).
| Keine echten Leitbündel, Aufnahme von Wasser über die gesamte Oberfläche.
| - Marchantiophyta (Lebermoose)
| - Bryophyta s.str. (Laubmoose)
| - Anthocerotophyta (Hornmoose)
|
| o Tracheophyta (Gefäßpflanzen / Höhere Pflanzen)
| * Evolutionärer Schritt: Dominanzwechsel. Der Sporophyt (diploid) wird dominant.
| Evolution von echten Leitbündeln (Xylem mit Lignin zur Stabilität/Wassertransport
| und Phloem für Nährstoffe). Erlaubt echtes Größenwachstum und echte Wurzeln/Blätter.
|
| * Pteridophyta s.l. (Sporenpflanzen / Gefäßkryptogamen)
| Eigenschaft: Vermehrung erfolgt noch ungeschützt über einzellige Sporen.
| Zur Befruchtung ist zwingend externes Wasser nötig (Geißelpilze/Spermatozoide).
| - Lycopodiophytina (Bärlappgewächse: Älteste Linie mit Mikrophyllen/Nadelblättern)
| - Monilophyta (Echte Farne & Schachtelhalme: Entwickeln Megaphylle/große Wedel)
|
| * Spermatophyta (Samenpflanzen)
| * Evolutionärer Schritt: DER SÄMLINGS-ERFOLG. Vollständige Unabhängigkeit vom
| flüssigen Wasser bei der Befruchtung durch Evolution des Pollenschlauchs.
| Der weibliche Gametophyt verbleibt geschützt auf der Mutterpflanze (Samenanlage).
| Ausbreitungsorgan ist der vielzellige, nährstoffversorgte Same.
|
| - Gymnospermae (Nacktsamer)
| * Eigenschaft: Die Samenanlagen liegen frei ("nackt") auf den Fruchtblättern
| (meist in Zapfen organisiert). Windbestäubung dominiert. Keine echten Blütenhüllen.
| + Cycadophytina (Palmfarne)
| + Ginkgophytina (Ginkgopflanzen)
| + Coniferophytina (Nadelhölzer - Kiefer, Fichte, Tanne)
|
| - Angiospermae / Magnoliophyta (Bedecktsamer / Blütenpflanzen)
| * Evolutionärer Schritt: Evolution der echten Blüte (Anlockung von Bestäubern)
| und des Fruchtblatts, welches die Samenanlage schützend umschließt ("bedeckt").
| Nach der Befruchtung entsteht eine echte Frucht zur Tierausbreitung.
| Doppelte Befruchtung (Bildung eines triploiden Nährgewebes).
| + Basale Angiospermen (u.a. Seerosen, Magnolien)
| + Monokotyledonen (Einkeimblättrige - Gräser, Orchideen, Palmen)
| + Eudikotyledonen (Dreifurchenpollen-Zweikeimblättrige - Laubbäume, Kräuter)
|
3.2.0 Ancyromonads & Malawimonas
4.0.0 Podiata & Amorphea (Die Amöben-Linie)
4.1.0 CRuMs & True amoebas (Amoebozoa)
5.0.0 Obazoa & Opisthokonta (Pilze & Tier-Vorfahren)
* Evolutionärer Meilenstein: Übergang zur Opisthokontie (Zellen mit einer
einzelnen, nach hinten gerichteten, schiebenden Geißel).
5.1.0 Breviata & Apusomonads
5.2.0 Holomycota (Pilze)[cite: 2]
5.3.0 Holozoa (Ichthyosporea, Filasterea)[cite: 2]
5.4.0 Choanoflagellates (Schwestergruppe der Tiere)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Entstehung von Kragengeißelstrukturen und
spezifischen Adhäsionsproteinen (Cadherine), die eine gezielte
Zell-Zell-Kommunikation und damit echte Vielzelligkeit einleiten.
3. BEREICH: METAZOA (ECHTE TIERE)
-------------------------------------------------------------------------------
* Evolutionärer Schritt: Echte Vielzelligkeit mit stabiler Differenzierung
verschiedener Zelltypen und Ausbildung einer extrazellulären Matrix (ECM).
6.1.0 Sponges (Porifera)[cite: 2]
* Eigenschaft: Gewebelose, basale Metazoa. Nutzen Choanocyten-Kammern
zur Nahrungsfiltration aus dem einströmenden Wasser.
6.2.0 Placozoa
6.3.0 Comb jellies (Ctenophora)
* Evolutionärer Schritt (zu den Eumetazoa): Entstehung von echtem Gewebe
durch Diploblastie (Ekto- und Entoderm), Ausbildung eines epithelialen
Verbandes, eines einfachen Nervennetzes und kontraktiler Myocyten.
6.4.0 Jellyfish, corals and more (Cnidaria)[cite: 2]
* Eigenschaft: Primär radiärsymmetrische Gewebetiere mit blind endendem
Gastralraum (kein durchlaufender Darm mit separatem Anus).
7.0.0 Bilateria & Nephrozoa
* Evolutionärer Schritt: Triploblastie (Entstehung des dritten Keimblatts,
des Mesoderms). Dies erlaubt komplexe innere Organe und echte Muskeln.
Zudem Etablierung der Bilateralsymmetrie (Zweiseitigkeit), Cephalisation
(Kopfbildung mit neuronalem Zentrum) und echter Ausscheidungsorgane
(Nephridien). Die Bilateria spalten sich direkt in Protostomia und
Deuterostomia.
7.1.0 Xenacoelomorpha (Basale Bilateria ohne echten Durchgangsdarm)
7.2.0 Deuterostomes (Neumünder)
* Evolutionärer Schritt: Der embryonale Urmund (Blastoporus) wird zum
Anus; der Mund bricht auf der gegenüberliegenden Seite sekundär neu durch.
Das zentrale Nervensystem verlagert sich nach dorsal (Rückenseite).
7.2.1 Ambulacraria (Schwestergruppen-Komplex)
7.2.1.1 Echinodermata (Stachelhäuter)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Sekundäre Pentamerie (fünfstrahlige
Symmetrie) im adulten Zustand[cite: 2]. Das Nervensystem wird zu
dezentralen Ringen reduziert[cite: 2]. Entstehung eines mesodermalen
Kalk-Endoskeletts (Stereom) und des wassergefüllten
Ambulakralsystems zur Fortbewegung[cite: 2].
* Evolutionärer Trend innerhalb der Klassen (Vom starren Panzer
zum Muskel-Hydrostaten):
- Crinoidea (Seelilien): Basal; massiv verkalkter, modularer Stiel[cite: 2].
- Asteroidea (Seesterne): Flexibles Maschenwerk aus Kalkplatten[cite: 2];
Exkretion über das dem Steinkanal anliegende Axialorgan[cite: 2].
- Echinoidea (Seeigel): Kalkplatten zu einem starren Panzer
verschmolzen[cite: 2]; charakteristische, skleritgestützte
Echinopluteus-Larve[cite: 2].
- Ophiuroidea (Schlangensterne)[cite: 2]
- Holothuroidea (Seewalzen): Extremes Reduktionsstadium[cite: 2]; Kalkplatten
komplett aufgelöst zu mikroskopischen Skleriten (Anker/Rädchen)
in der Haut[cite: 2]. Stabilisierung rein über hydrostatisches Skelett
und dicke Lederhaut[cite: 2]. Entwicklung über weiche, unsklerotisierte
Auricularia-Larve[cite: 2].
7.2.1.2 Hemichordata (Eichelwürmer)[cite: 2]
* Verwandtschaft: Direkte Schwestergruppe der Echinodermaten[cite: 2].
Beweis durch die morphologisch fast identische Tornaria-Larve[cite: 2].
Besitzen bereits Kiemenspalten im Pharynx[cite: 2].
7.2.2 Chordata (Chordatiere)
* Evolutionärer Schritt: Festlegung des Chordaten-Bauplans durch vier
Merkmale: Chorda dorsalis (flexibler Achsenstab), dorsales hohles
Neuralrohr, Kiemendarm (ursprünglich ein Filterapparat) und
postanaler Schwanz.
* [Basale Chordaten-Note: Cephalochordata (Branchiostoma) zeigen
solitäre Lebensweise im Sand. Filtration über Velartentakel am
Mundvelum[cite: 2], Ultrafiltration des Blutes über segmentale, dem Coelom
aufsitzende Cyrtopodocyten (Solenocyten) direkt an den Kiemenbögen[cite: 2]].
7.2.2.1 Craniota / Vertebrata (Wirbeltiere)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Ausbildung eines knorpeligen oder
knöchernen Schädels (Cranium) zum Schutz des Gehirns, einer
Wirbelsäule und der embryonalen Neuralleiste (bildet u.a.
Skelettelemente des Kopfes)[cite: 2].
7.2.2.1.1 Chondrichthyes (Knorpelfische - Haie, Rochen)[cite: 2]
* Eigenschaft: Basale Kiefermäuler (Gnathostomata). Ihr
Skelett ist sekundär rein knorpelig[cite: 2]; die Haut ist mit
Placoidschuppen (Hautzähnen) besetzt.
7.2.2.1.2 Osteichthyes (Knochenfische s.l. / Knochentiere)
* Evolutionärer Schritt: Vollständige, primäre Verknöcherung
des Innenskeletts durch Echtknochen (Ersatzknochen).
7.2.2.1.2.1 Actinopterygii (Strahlenflosser)[cite: 2]
* Eigenschaft: Dominante moderne Fischgruppen; Flossen
werden durch strahlenförmige Lepidotrichia gestützt[cite: 2].
7.2.2.1.2.2 Sarcopterygii (Fleischflosser)[cite: 2]
* Evolutionärer Meilenstein: Paarflossen sind fleischig,
muskelunterstützt und besitzen eine zentrale,
homologe Knochenachse[cite: 2]. Dies sind die direkten
anatomischen Vorläufer der Landwirbeltier-Extremität[cite: 2].
7.2.2.1.2.2.1 Tetrapoda (Landwirbeltiere)
- Amphibia (Lurche): Basale, amphibische Landwirbeltiere[cite: 2].
Noch strikt an feuchte Habitate gebunden; legen
anamniotische Eier; zeigen aquatische Larvenphasen
mit Metamorphose[cite: 2].
- Amniota: Der vollständige evolutionäre Befreiungsschlag
vom Wasser durch die Entwicklung des amniotischen Eies
(mit Kalkschale und schützenden Eihäuten wie dem Amnion)[cite: 2].
Spaltung in zwei Hauptlinien:
* Linie 1: Sauropsida (Reptilien und Vögel)[cite: 2]
o "Sauropsida" (Klassische Reptilien):
Paraphyletische Stammgruppe mit ektothermem
Stoffwechsel und epidermalen Hornschuppen[cite: 2].
o Aves (Vögel): Kladistisch hochspezialisierte,
endotherme theropode Dinosaurier[cite: 2]. Besitzen
Federn (modifizierte Schuppen) und
Vordergliedmaßen, die zu Flügeln umgewandelt sind[cite: 2].
* Linie 2: Synapsida (Säugetierlinie)
o Mammalia (Säugetiere): Endothermie, Ausbildung
von isolierenden Haaren, Milchdrüsen zur
Brutpflege und die Evolution von drei Gehörknöchelchen
(Amboss, Hammer, Steigbügel) aus primären
Kiefergelenksknochen[cite: 2].
o Hominiden (Menschenaffen & Mensch): Höchste
Stufe der Cephalisation und Großhirnrinden-Entwicklung
innerhalb der Primaten[cite: 2]; ausgeprägte Tendenz zur
Bipedie (aufrechter Gang)[cite: 2].
7.3.0 Protostomes: Arrow worms (Chaetognatha)
7.4.0 Protostomes: Spiralia / Lophotrochozoa
* Evolutionärer Schritt: Festgelegt durch die namensgebende Spiralfurchung
während der frühen Embryonalentwicklung.
7.4.1 Plathelminthes (Plattwürmer)[cite: 2]
* Eigenschaft: Basale, acelomate Urmünder[cite: 2]. Besitzen keinen
Flüssigkeitsraum um die Organe und kein echtes Blutgefäßsystem.
7.4.2 Annelida (Ringelwürmer)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Entwicklung einer echten, homonomen
Segmentierung (Metamerie) und eines flüssigkeitsgefüllten,
als Hydroskelett wirkenden Coeloms (sekundäre Leibeshöhle)[cite: 2].
7.4.3 Mollusca (Weichtiere)[cite: 2]
* Eigenschaft: Körper ungegliedert, aber strikt dreigeteilt in Fuß,
Eingeweidesack und schützenden Mantel[cite: 2]. Schwestergruppe der Anneliden[cite: 2].
- Gastropoda (Schnecken): Zeigen eine evolutionäre Torsion (Drehung)
des Eingeweidesacks, was zu einer asymmetrischen Anatomie führt[cite: 2].
- Bivalvia (Muscheln): Sekundäre Reduktion des Kopfes[cite: 2]; Ausbildung
einer zweiklappigen Kalkschale[cite: 2]; spezialisierte Filtrierer[cite: 2].
- Cephalopoda (Tintenfische): Höchste Cephalisation, neuronale Komplexität
und visuelle Leistungsfähigkeit unter allen Wirbellosen[cite: 2]. Besitzen ein
geschlossenes Blutkreislaufsystem für schnelle Prädation[cite: 2].
4. BEREICH: ECDYSOZUA (HÄUTUNGSTIERE)
-------------------------------------------------------------------------------
8.0.0 Ecdysozoa (Basale Gruppen)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Ausbildung einer dreischichtigen, organischen
Cuticula, die als Exoskelett dient[cite: 2]. Da diese nicht mitwächst, erfordert sie
eine periodische Häutung (Ecdysis), hormonal gesteuert durch Ecdyson[cite: 2].
Vollständiger Verlust aller lokomotorischen epidermalen Wimpern[cite: 2].
8.1.0 Penis worms (Priapulida) and more
8.2.0 Hairworms and Roundworms (Nematoida)
8.3.0 Panarthropoda (Die Beine-Entwickler)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Segmentierung des Rumpfes gekoppelt mit dem
Auftreten paariger, ungegliederter Stummelfüße (Lobopoden)[cite: 2]. Das Coelom
reduziert sich zu einem offenen Blutkreislauf (Hämocoel)[cite: 2].
8.3.1 Tardigrada (Water bears)
8.3.2 Onychophora (Velvet worms)
9.0.0 Arthropoda (Gliederfüßer)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Arthropodisation[cite: 2]. Die weiche Cuticula wird durch
Chitin und Proteine (Sklerotisierung) zu einem harten Exoskelett umgewandelt[cite: 2].
Die Extremitäten werden in echte, monozentrische Gelenke gegliedert[cite: 2].
Übergang von homonomer zu heteronomer Segmentierung (Verschmelzung von
Segmenten zu funktionalen Körperabschnitten/Tagmata wie Kopf, Thorax, Abdomen)[cite: 2].
9.1.0 Chelicerata (Spiders, mites, scorpions)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Gliederung des Körpers in zwei Tagmata (Prosoma
und Opisthosoma)[cite: 2]. Vollständiger Verlust der Antennen[cite: 2]. Die erste Extremität
wird zu dreigliedrigen Kieferklauen (Cheliceren) umgewandelt[cite: 2].
9.2.0 Myriapoda (Myriapods)
* Eigenschaft: Tausendfüßer. Basale Mandibulata mit einem Kopf und einem
homonom segmentierten, vielbeinigen Rumpf.
5. BEREICH: PANCRUSTACEA & INSEKTEN
-------------------------------------------------------------------------------
10.0.0 Pancrustacea ("Krebse" im weiteren Sinne)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Durch molekulare Daten gesicherte Großgruppe, die
belegt, dass Land-Sechsfüßer aus marinen Krebsvorfahren hervorgingen[cite: 2]. Alle
Mitglieder besitzen Mandibeln und primär zwei Paar Antennen am Kopf[cite: 2].
10.1.0 Oligostraca, Altcrustacea (Malacostraca, Thecostraca etc.)[cite: 2]
* Eigenschaft: Die klassischen "Krebse"[cite: 2]. Morphologisch extrem divers[cite: 2]. Im
Phylogenetischen Sinne ohne die Insekten paraphyletisch[cite: 2].
10.2.0 Xenocarida (Remipedes, Cephalocarida)
* Verwandtschaft: Die direkte, im Grundwasser lebende evolutionäre
Schwestergruppe der Hexapoda.
11.0.0 Hexapoda & Insecta (Sechsfüßer)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Fixierung des Körpers auf exakt drei Tagmata: Caput
(Kopf), Thorax mit konstant 3 Laufbeinpaaren (daher Sechsfüßer) und ein
extremitätenfreies Abdomen[cite: 2]. Anpassung an das dauerhafte Landleben durch
Tracheen-Atemsysteme und ektodermale Malpighische Gefäße zur Wassereinsparung[cite: 2].
11.1.0 Entognatha (Springtails, Proturas, Dipluras)
* Eigenschaft: Sackkiefler. Basale, primär flügellose Sechsfüßer, deren
Mundwerkzeuge tief in einer taschenartigen Kopfstülpung liegen.
11.2.0 Insecta (True insects / Freikiefler)[cite: 2]
* Evolutionärer Schritt: Ectognathe (freiliegende, außen ansetzende)
Mundwerkzeuge[cite: 2]. Innerhalb dieser Gruppe vollzieht sich der massive
evolutionäre Schritt der Flügelbildung (Pterygota), was den Insekten
als einzigen Wirbellosen die Eroberung des Luftraums und eine
beispiellose ökologische Radiation ermöglichte[cite: 2].
===============================================================================