Brückentier – vom Wasser zum Landleben

Brückentier – vom Wasser zum Landleben Übung

• Definiere den Begriff Brückentier.

  Tipps

  Der Ichthyostega besaß sowohl Merkmale von den Fischen als auch von Amphibien und gilt deshalb als Übergangsform zwischen diesen beiden Tiergruppen.

  Lösung

  Ein Brückentier ist eine Übergangsform zwischen zwei Tiergruppen – der Ichthyostega gilt als wichtiges Brückentier zwischen Fischen und Amphibien. Er besaß nämlich Merkmale beider Tiergruppen. Im Zusammenhang mit Brückentieren ist dir vielleicht auch schon einmal der Begriff Mosaikform untergekommen. Er ist, wie der Begriff Übergangsform, ein Synonym für Brückentiere.
  Dass es Tiere gibt, die Merkmale von verschiedenen Tiergruppen besitzen, ist der Beweis dafür, dass sich Tiergruppen auseinander und nicht parallel entwickelt haben müssen – ein Meilenstein für die Evolutionstheorie!

• Stelle die Entwicklung vom Wasser- zum Landleben dar.

  Tipps

  Wem sieht der Ichthyostega ähnlicher: Amphibien wie dem Salamander oder einem Frosch? Oder einem Fisch? Die Antwort gibt dir einen Hinweis auf die Frage, ob das Brückentier eher zu den Amphibien oder zu den Fischen zählt.

  Wie haben sich aus den Lungenfischen wohl Amphibien entwickelt? Fest steht, dass diese Entwicklung ziemlich lange gedauert haben muss und dass sich dabei mehrere Übergangsformen herausgebildet haben.

  Lösung

  Wie hat sich die Tier- und Pflanzenwelt über die Erdgeschichte hin entwickelt? Der Fund von Fossilien hilft dabei, dieses Rätsel immer weiter zu lösen und damalige Lebewesen zu rekonstruieren.
  Wie sich das Landleben entwickelt hat, ist natürlich nicht zu 100% sicher. Eine relativ wahrscheinliche Entwicklung von Fischen zu Amphibien beginnt bei den Lungenfischen. Als Brückentiere bilden Panderichthys und Ichthyostega einen Übergang zu den Amphibien. Während Panderichthys noch flossenähnliche Extremitäten aufwies, sind beim Ichthyostega bereits vier Gliedmaßen zu erkennen.

• Untersuche ausgewählte Metamorphosen.

  Tipps

  Die vier Entwicklungsstadien des Schmetterlings sind:

  1. Ei
  2. Raupe
  3. Puppe
  4. adulter Schmetterling

  Alle Frösche sind Amphibien, aber nicht alle Amphibien sind Frösche.

  Lösung

  Bei der Metamorphose findet eine allmähliche oder vollkommene Umwandlung von einer Larvenform zum adulten Stadium statt. Dieser Gestaltwandel vollzieht sich z. B. bei den Froschlurchen und Insekten.

  Der Frosch ist ein Beispiel für eine allmähliche Metamorphose. Du siehst, dass sich der Körper der Larve nach und nach umbaut, sowohl äußerlich als auch innerhalb des Körpers. So ist es beispielsweise nötig, eine Lunge und Extremitäten auszubilden, um das Landleben zu ermöglichen.

  Beim Schmetterling vollzieht sich die Metamorphose vollkommen. Die erwachsene Raupe verpuppt sich. Dann lösen Verdauungsenzyme die Gewebe auf, nur wenige Prozent bleiben erhalten. Es entstehen neue Gewebe und Organe, sodass auf wundersame Weise aus dem Kokon ein Schmetterling schlüpft. Faszinierend, oder?

• Arbeite Merkmale der Amphibien heraus.

  Tipps

  Das Herz von Amphibien ist in zwei Vorkammern und eine Hauptkammer gegliedert. Da die Herzscheidewand noch fehlt, sind Lungen- und Körperkreislauf nur teilweise voneinander getrennt.

  Die ersten gleichwarmen Wirbeltiere sind Vögel und Säugetiere. Sie halten ihre Körperkerntemperatur also auf einem konstanten Niveau. Und Amphibien?

  Die Seitenlinienorgane sind bei Fischen besonders gut zu erkennen. Sie finden sich an der Körperseite und auf dem Kopf. Diese Sinnesorgane nehmen Druckwellen im Wasser wahr. Ist dies auch für im Wasser lebende Amphibien bzw. Amphibienlarven vorteilhaft?

  Lösung

  Amphibien bzw. Lurche sind Landwirbeltiere, die aber Wasser zur Fortpflanzung benötigen. Sie setzen sich aus drei Ordnungen zusammen: Froschlurche, Schwanzlurche und Schleichenlurche bzw. Blindwühlen.

  Am auffälligsten ist ihre Haut, denn diese ist sehr dünn, besitzt kein Fell oder Schuppen und ist reich an Drüsen. Amphibien sind in der Lage, über ihre Haut zu atmen und zu „trinken“. Neben der Hautatmung findet der Gasaustausch bei den Larven über Kiemen und bei den adulten Amphibien in einer einfachen Lunge statt – ein entscheidendes Merkmal für das Landleben.

  Zudem sind Amphibien wechselwarm. Ihre Körpertemperatur ist also von der Umgebungstemperatur abhängig. Ist es kalt, können sich Amphibien nur noch langsam oder gar nicht mehr bewegen. Und wie ist es bei uns Menschen? Wir gehören zu den gleichwarmen Tieren, da wir unsere Körperkerntemperatur konstant halten können. Der Nachteil: Wir müssen viel mehr essen, da der Energiebedarf vergleichsweise hoch ist.

  Vom Seitenlinienorgan hast du bis jetzt nur im Zusammenhang mit Fischen gehört? Auch bei Amphibien, die immer im Wasser leben sowie bei Amphibienlarven finden wir Seitenlinienorgane. Diese Sinnesorgane reagieren auf Druckwellen.

• Nenne Voraussetzungen für den Landgang.

  Tipps

  Lungenfische besitzen tatsächlich nicht nur Kiemen, sondern zusätzlich eine Lunge. Einige Arten sind sogar vollkommen auf die Luftatmung angewiesen und ersticken unter Wasser, wenn sie nicht regelmäßig zum Atmen an die Wasseroberfläche schwimmen.
  Und wie ist es beim Menschen? Erstickt der auch, wenn er zu lange unter Wasser ist und nicht atmen kann?

  Lösung

  Damit sich aus Fischen die Amphibien entwickeln konnten, mussten Voraussetzungen geschaffen werden, die für das Leben an Land notwendig sind:

  1. Fische können sich mit ihren Flossen im Wasser schnell und wendig bewegen. An Land sind sie dagegen äußerst unpraktisch. Starke Gliedmaßen werden hier gebraucht.
  2. Unter Wasser zu atmen ist für Fische gar kein Problem, dafür haben sie ihre Kiemen. An Land sieht es dagegen schlecht aus. Hier wird unbedingt eine Lunge als Atmungsorgan benötigt.
  3. Landlebende Tiere und Pflanzen müssen sich vor der Austrocknung schützen. Ein Verdunstungsschutz besteht beispielsweise in einer dicken, verhornten Haut, die mit wachsartigen Sekreten zusätzlich vor dem Austrocknen schützt. Dieses Problem kennen die meisten Fische gar nicht.

• Untersuche die Merkmale weiterer Brückentiere, die sie als Übergangsform zwischen Tiergruppen charakterisieren.

  Tipps

  Das Schnabeltier zählt zu den Säugetieren, obwohl es Eier legt. Daneben zeigt es noch weitere Reptilien- und Säugetiermerkmale. Eine Verwandtschaft zu Vögeln konnte mittlerweile auch hergestellt werden. Das Schnabeltier ist also ein sehr gutes Beispiel für ein Brückentier, da es sogar Merkmale dreier unterschiedlicher Tiergruppen in sich vereint.

  Lösung

  Durch immer neuere Fossilfunde sind Wissenschaftler mehr und mehr in der Lage, den Stammbaum des Lebens Stück für Stück zu entschlüsseln. Denn dass nicht alle Tiergruppen gleichzeitig existierten, sondern sich größtenteils auseinander entwickelt haben, ist ein wichtiger Evolutionsgedanke.
  Brückentiere zeigen Merkmale verschiedener Tiergruppen und können damit oft als Zwischenglieder oder Übergangsformen bezeichnet werden. Einige sind ausgestorben (fossil), andere leben sogar heute noch (rezent).

  Neben den Brückentieren, die du oben kennengelernt hast, möchten wir dir noch eine Mosaikform aus dem Pflanzenreich vorstellen:
  Volvox ist eine rezente Kugelalge. Als Kolonie von Grünalgenzellen stellt sie eine Form zwischen Einzellern und höheren Mehrzellern dar. Die Arbeitsteilung zwischen verschiedenen Zellen ist hierbei zwar noch sehr primitiv, aber vorhanden.
  Eipilze sind ebenfalls lebende Fossilien und sollen den Übergang zwischen Pflanzen und Pilzen darstellen.