Der Fisch in Uns

Auf welche 3 Dinge wird geachtet, wenn die Erfolgs-Chancen für das Auffinden von Fossilfundstätten vergrössert werden sollte?

1. Gestein muss richtiges Alter haben

2. Fossilien müssen in der Gesteinsform erhalten bleiben können (Sedimentgestein)

3. Gestein muss an der Oberfläche frei liegen

(4. Gebiet wurde wenig untersucht)

Weshalb ist aus Sicht der Biologie Tiktaalik von ganz besonderer Bedeutung?

Tiktaalik hat Eigenschaften von Fischen aber auch von Landlebewesen. Er gehört zu den Übergangstieren, die auch auf das Land gehen können.

Landlebewesen: Hals und flacher Kopf (der Kopf ist frei bewegbar), Augen auf dem Kopf, Lungen

Fisch: Schuppen, Schwimmhäute und Flossen

Wieso wurde die Entdeckung Tiktaalik gennant?

Grabstätte durch Inuit erlaubt, deshalb durften sie den Namen der Entdeckung geben.

Tiktaalik --> grosser Süsswasserfisch

Welche grosse Leistung erbrachte Sir Richard Owen Mitte des 19.Jhds bei der Suche nach der Ordnung im Körperbau?

Alle Lebewesen mit Gliedmassen haben den gleichen Aufbau von Gliedmassen (=> die göttliche Ordnung)

Wie sieht ein Schema nach Owen aus, das die Lungenfische, Eusthenopteron, Tiktaalik und Acanthostega und heutige Echsen beinhaltet?

Bauplan 1K/2K/Knöchelchen/Finger -> Lungenfisch, Eusthenopteron, Tiktaalik, Acanthostega, Echsen (Ordnung)

Was ist speziell am Lungenfisch?

Lungen entwickelt -> Mischung Fisch und Amphib, nicht ganz entwickelt

hat Vorlage für Gliedmassen -> Oberarm mit Schulter verschmolzen

Aus der Sicht derjenigen, die mehr darüber erfahren wollen, wie aus einer Zygote ein Organismus mit vielen verschiedenen Organen wird, unterliegt die Arbeit mit Fossilien einer wichtigen Einschränkung. Welches sind die Konsequenzen?

kein Experimente mit den gefundenen Fossilien

-> Veränderungen können nicht verursacht werden und die Folgen nicht beobachtet

-> kein Gewebe --> Aufbau von Tier nicht möglich zu 100% zu rekonstruieren

-> Entwicklungsprozesse können verglichen werden

Welche Idee steckt hinter den Arbeiten von Randall Dahn mit Rochen- & Haiembryonen und was ist der Inhalt dieser Arbeiten?

Verwandtschaft zwischen Rochen/Haien und Menschen -> Verwandtschaft liegt weiter zurück und es wird untersuch ob das Sonic Hedghog Gen dasselbe ist

--> Gewebeverpflanzung, Beweis des Sonic Hedhog Gen

Region in der Hedghog ist = ZPA -> Hand sieht so aus wegen Distanz zu ZPA

Hedghog lässt Gliedmassen wachsen, das Gen ist bei allen gleich

Wann wird das Sonic Hedghog Gen in den Gliedmassen des menschlichen Embryos aktiviert?

achte Schwandgerschaftswoche

Welchem Umstand ist das Wissen darüber zu verdanken, dass die ersten typischen Säugetiere vor etwa 200 Millionen Jahren gelebt haben, und was trug dieser Umstand zum Erfolg der Säugetiere bei?

Fossilfunde mit kleinen Kieferfragmente und Zähne

-> Okklusion = Zähne passen perfekt auf einander, besser Beissen/Kauen, verschiedene Zähne mit verschiedenen Aufgaben

Welche Vorstellungen hatte man im Laufe der Zeit von den sog. Conodonten?

19. Jh: Zähne von Fischen, Schnecken oder Würmer, einzelnes Tier wurde gefunden

Conodonten (Zähne) -> erstes Wirbeltier mir hartem Skelettmaterial (vor Tiktaalik, vor ca. 400 Millionen Jahre)

Zu welcher Gruppe gehörte das Reptil mit dem Gebiss, dass Halb Säugetier und Halb Reptil war?

Gruppe: Tritheledonten

Der Verlauf der beiden Schädelnerven Trigeminus und Nervus facialis ist kompliziert und wird nur mit Blick auf die Embryonalentwicklung verständlich. Wie ist es zu erklären, dass Verzweigungen dieser Nerven nicht nur Kau- und Gesichtsmuskulatur ansteuern, sondern auch zu den Ohren verlaufen?

1. Kiemenbogen = Trigeminus, Knochen, Blutgefässe

2. Kiemenbogen = Nervus facialis, Knochen, Blutgefässe und Nerven

Durch die Entwicklung werden die "Leitungen" verschoben sie bleiben aber noch vorhanden.

Gehör aus Kiemenbögen

Wie lautet die anatomische Begründung dafür, dass Haie beim Zubeissen die Oberkiefer nach vorn strecken und wieder zurückziehen können (1), wir aber nicht und was können wir stattdessen, was Haie nicht können (2)?

1. hystoyle Kieferaufhängung

2. Zungenbein (zum Schlucken), Steigbügel (zum Hören)

Welchen Sinn macht die Aussage, dass sich wesentliche Teile unseres Kopfes auf Tiere zurückführen lassen, die nicht einmal einen Kopf hatten?

Lanzettfisch -> vor 500 Millionen Jahre, keinen Knööcheren Kopf, Rückenmark Vorläufer, Entwicklung zu unserer Wirbelsäule und Kopf (Kopf besteht aus Wirbel), Notochord (= unsere spätere Wirbelsäule/Kopf)

Vergleich durch Embryonalentwicklung

Warum können Fehlentwicklungen eines bestimmten Kiemenbogens mehrere unterscchliedliche Probleme im Körper verursachen?

Weil aus jedem Kiemenbogen verschiedene Strukturen entstehen. Wenn jetzt ein Fehler vorhanden ist, dann sind alle zuentwickelden Strukturen betroffen.

Im 19.Jhd verglichen Karl Ernst von Baer & Christian Pander die Entwicklung der Embryonen von sehr verschiedenen Wirbeltieren. Dabei entdeckten sie erstaunliche Gemeinsamkeiten. Welche?

Alle Wirbeltiereembryonen beginnen mit denselben Keimblättern: Ektoderm, Mesoderm, Endoderm (Rohr-in-Rohr-Muster)

-> Die Schichten gelten bei allen Lebewesen. Es entwickeln sich auch ähnliche Organe aus der selben Schicht.

Ektoderm -> aussen, Haut

Mesoderm -> Zwischenraum (Organ-Haut)

Endoderm -> innen (Organe)

Viele Wissenschaftler halten die Arbeiten von Hilde Mangold für die wichtigsten Experimente in der gesamten Embryologie. Was ist der Inhalt und weshalb sind sie so bedeutend?

Organisator - Transplation

-> steuert die gesamte Körperachte/Entwicklung

-> Organisator an anderen Lebewesen verpflanzen

-> Organisator ist unabhänig von Lebewesen

Worin besteht der Zsmhang zw Mangolds Erkenntnissen und denjenigen, welche im Labor von Eddie De Roberts in den 1990er Jahren gemacht wurden?

- Er fand ein Gen (Hox-) dass mit der Aktivität des Organisators verknüpft war

- Hox-Gene enthalten einen Homöobox (gleiche DNA-Seq. die bei allen Vielzelligern vorkommt) wo die Anordnung der Körperbau entspricht

Die Oral-aborale-Achse der Seeanemonen ist welche genetische Entsprechung bei uns Menschen?

Sie ist die genetische Entsprechung zu unserer Achse vom Kopf zum Darmausgang.

Betrachtungen an unserem Körper, z.B. an unserem Skelett, liefern auch Erkentnisse, die für alle Vielzeller gelten. Wie halten im Allgemeinen in einem Vielzeller die Zellen zsm? Wie nutzt man diese Erkenntnis, um mehr darüber zu erfahren, wie Vielzeller entstanden sind?

Es braucht einen "Klebstoff" -> Colagen

Die Zellen müssen kommunizieren um das Leben zu ermöglichen.

colagen besteht schon bei Einzeller.

Hydroxyapatit = Beton = Für Druck (Extremen)

Collagen = Seil = Protein das Zug aushält

Proteoglykan = Druckknopf/Sprungfeder = für leichten Druck aber auch leicht elastisch

Nicole King verglich Choanoflagellaten mit Tieren hinsichtlich des Vorhandenseins von Genen für Kollagene und molek. Nieten. Welche Folgerung kann aus den Ergebnissen dieser Arbeiten bez. der Frage gezogen werden, ob Choanoflagellaten degenerierte Schwämme sind?

Das Collagen war vor den Vielzeller vorhanden. -> Es musste nicht erst entwickelt werden.

Diese Lebewesen sind keine degenerierte Schwämme. Nieten sind näher bei Mikroorgansimen wie bei Schwämmen.

Klebrige Schicht von Einzeller: Haften an Oberfläche, Beute fangen, Wirt finden

Es gab keine Vielzeller weil nicht genügend O2 vorhanden war.

Wenn schon Mikroorganismen das Potential zur Bildung von Vielzellern haben, warum geschah das dann nicht wesentlich früher in der Geschichte des Lebens?

Kollagen-Herstellung erfordert viel Energie/O2 -> in der Frühzeit O2 Gehalt in Atmosphäre gering

Wieso wurde ein Embryo mit einem Ziegelsteinhaus verglichen

Ziegelstein = Zelle

Bauanleitung = DNA

Der Plan ist beim Haus ausserhalb. Beim Embryo liegt der Plan in jeder Zelle

Linda Buck & Richard Axel haben für ihre Arbeiten über den Geruchssinn im Jahre 2006 den Nobelpreis erhalten. Für ihre Suche den für den Geruchssinn zuständigen Genen sind sie von 3 Annahmen ausggn. Was waren das für Annahmen?

1. Hypothese über das Aussehen - Schleifen der Molekülkette, die ihnen die Informationsvermittlung quer durch eine Zelle ermöglichen

2. ganz bestimmtes Aktivitätsmuster - nur in denjenigen Geweben aktiv, denen Geruchswahrnehmung vorhanden ist.

3. grosse Anzahl an Geruchsgenen

Yoar Gild schuf mit seinen Studien über das Farbensehen & Geruchsvermögen bei Primaten die Grundlage für eine mögliche Begründung dafür, weshalb bei uns von mehr als 1000 Genen, welche im Zsmhang mit der Geruchswahrn. stehen, 300 funktionlos sind. Was ist der Inhalt dieser möglichen Begründung?

Entweder man sieht gut oder riecht gut -> nur eines war für das Überleben wichtig

Warum besitzen Fische andere Geruchsrezeptoren als Säugetiere und was verrät uns das über den Übergang von Wasser zu Land?

zwei Typen von Geruchsgenen - Duftstoffe im Wasser oder in der Luft

Fische können im Wasser riechen

Säugetiere Duftstoffe in der Luft

-> Die Gene müssen sich vor über 365 Mio. Jahren auseinander entwickelt haben

Worin unterscheidet sich die Grundlagen für unser Farbensehen von demjenigen der meisten anderen Säugetiere und wie stellt man sich vor, dass es zu diesem Unterschied gekommen ist?

Ursprünglich zwei Rezeptoren

Eines wurde verdoppelt und verändert, damit kann man weitere Farben sehen

vor 55 Mio. Jahren = Verdopplung

vor 35 Mio. Jahren = neuer Rezeptor/ Veränderung

Die eyeless-Mutanten von Fliegen, Mäusen und Menschen sind durch das teilweise oder komplette Fehlen von Augen gekennzeichnet. Was wissen wir heute über die genetische Grundlage dieser Mutationen und welchen Beitrag haben Walter Gehring und seine Gruppe geleistet?

In allen Fällen handelt es sich um das gleiche mutierte Gen, PAX6. Wenn das Gen aktiviert wird, dann wachsen Augen. Man könnte das Gen in ein anderes Tier einsetzen und es wächst ein Auge.

Wie hängt das Farbsehen mit unserer Umwelt zusammen?

Als die Pflanzenvielfalt zunahm, nahm auch die Farbenvielfalt zu. In einer bunteren Umwelt war es von Vorteil Farben unterscheiden zu können. (Reife Früchte von unreifen differenzieren)

Wir haben im Mittelohr die 3 Knochen Hammer, Amboss und Steigbügel. Reptilien und Amphibien haben nur einen Knochen im Mittelohr und Fische gar keinen. Woher stammen die Gehörknöchelchen Hammer, Amboss und Steigbügel?

- Hammer/Amboss: 1. Kiemenbogen

- Steigbügel: 2. Kiemenbogen

- H & A sind in der Evolution aus Knochen hervorggn, die sich bei den Reptilien am hinteren Ende des Kiefers befinden (=Hyomandibula); sie sind immer kleiner geworden, bis sie sich schliesslich im Mittelohr der Säugetieren befanden

Zwei Krankheitszeichen bei erhöhtem Alkoholgehalt im Blut sind Schwindel und Nystagmus (unwillkürliches, regelmässiges, seitliches Zücken der Augen). Welchen ursächlichen Zsmhang gibt es zw diesen beiden Krankheitszeichen?

Der Alkohol diffundiert in die Flüssigkeit im Ohr. Dadurch wird die Dichte verändert, das stimuliert die Haarzellen und das Gehirn denkt wir bewegen uns. Diese Täuschung hat das Zucken der Augen zu Folge. Das Gehirn leitet "Bewegung" weiter und die Augen zucken hin und her.

Neuromasten sind Vorfahren der Haarzellen im Ohr.

Kristalle verstärken die Schwingung in der Flüssigkeit

starke Kopplung von Auge und Ohr in der Wahrnehmung -> PAX6 & PAX2 = gleicher Ursprung

Welche Vorteile brachte die Umwandlung, von Kieferknochen zu Gehörknochen für das Leben an Land?

Mit dem Amboss konnte man höhere Frequenzen hören. Der Steigbügel war klein und ideal um Schwingungen aufzunehmen. -> Folglich ein Vorteil in der Nacht

Worum geht es in der Systematik (1) und welche Rolle spielen dabei DNA-Analysen (2)?

1. Die Benennung biologischer Arten & ihrer Einordnung in das grosse Klassifikationsschema

2. Abstammung zurückverfolgen, Lebewesen vergleichen, Verbreitung von Krankheiten untersuchen

-> (1) DNA entnehmen, (2) DNA vermehren mit PCR, (3) DNA zerschneiden mit Restriktionsenzymen, (4) Probe auf Agarose für SDS, (5) Banden vergleichen

Du hast den Auftrag, deinen Begleitern auf einem Rundgang durch den Zoo das "Prinzip der Abstammung mit Abwandlung" zu erklären. Wie machst du das?

Abstammung:

Gemeinsamkeiten: Eisbäre (Haare, Beine, Augen), Schildkröte (Beine, Augen), Fische (Augen) -> gem. Eigenschaften mit uns werden immer weniger = Menschen & Eisbären hatten ihren letzten gem. Vorfahrer später als Menschen & Schildkröten (es geht um Verwandschaftsgrad/nicht um Nachkommen)

Abwandlung:

unterschiedlichen Fellfarben bei Bären

Wie lautet das grosse Grundgesetz der Biologie in Bezug auf die Vererbung?

Jedes Lebewesen auf der Erde hat Eltern. Das gilt nicht nur für Menschen sondern lässt sich auf bspw. auch auf Bakterien übertragen. Alle Lebewesen sind veränderte genetische Abschriften ihrer Eltern.

Wir sind unser Erbe. Wir sind das Produkt einer vielschichtigen Vergangeheit. Das bedeutet auch, dass Entwicklungen, die einst optimale Anpassungen darstellten, uns heute Probleme bereiten können. Bspweise war unser Stoffwechsel gut angepasst an das "Top und Flop" Leben, das wir als Jäger und Sammler geführt haben. Das Leben vieler "zivilisierter" Menschen hat sich im Vergleich zu damals viel stärker verändert als ihr Stoffwechsel und darunter leiden viele.

Der Kreislauf und die Fettspeicherung sind die Ursachen des TuF-Lebens. Als Jäger und Sammler haben wir uns viel mehr bewegt. Heute sind viele Bewegungsärmer = Herzkrankheiten/Kreislaufprobleme

Es gab Zeiten des Überflusses und Mangels (man müsste Fett speichern können). Heute = Diabetes, Übergewicht

Welche plausible Erklärung wird dafür gegeben, dass Männer wesentlich häufiger an Leistenbrüche leiden als Frauen?

Durch den Abstieg der Keimdrüsen beim Embryonalentwicklung ergibt sich bei Männern ein Schwachpunkt in der Körperwand = Leistenbrüche können passieren

-> weil bei Fische die Keimdrüsen oben beim Herz/Leber

Da durch die Bauchwand der Frauen kein langer Samenstrang verläuft, ist sie viel widerstandsfähiger

Warum kann Schluckauf als Überbleibsel unserer Vergangenheit als Kaulquappen gesehen werden?

Der Schluckauf gilt als Überbleibsel unserer evolutionären Vergangenheit, da der Mustergenerator des Schluckaufs fast gleich funktioniert wie der Mechanismus der Kiemenatmung bei Kaulquappen.