Nematoda – Fadenwürmer

Stämme der Metazoa

  • Phylogenie

    • Im Umbruch begriffen

    • Wesentliche Gruppen:

    • Ctenophora (Rippenquallen)

    • Radiata

    • Bilateria

      • Cnidaria (Nesseltiere)

      • Plathelminthes (Plattwürmer)

      • Mollusca (Weichtiere)

      • Annelida (Ringelwürmer)

      • Arthropoda (Gliederfüßer)

      • Chordata (Chordatiere)

      • Hemichordata

      • Echinodermata (Stachelhäuter)

      • Porifera (Schwämme)

      • Eu-Metazoa, Parazoa

      • Nematoda (Fadenwürmer)

Stammgruppe Nemathelminthes (Rundwürmer)

Stamm Nematoda (Fadenwürmer)

  • Eigenschaften:

    • Bilateralsymmetrie

    • 3 Keimblätter: Ektoderm, Mesoderm, Endoderm

    • Primäre Leibeshöhle: mit Flüssigkeit gefüllt (Pseudocoel)

    • Fehlende Bewimperung an allen Organsystemen

    • Oft direkte Entwicklung mit Larvenstadien:

    • Auf das Embryonalstadium folgen 4 Häutungen (Autapomorphie der Nematoden)

Klassifikation

  • Beispiele:

    • Schweinespulwurm

    • Hundespulwurm

    • freilebender Nematode

Erfolgreiche Gruppe

  • Artenreichtum: ca. 24.000 Arten

  • Hohe Individuendichte:

    • Auf Wiesen: 20 Mio/m²

  • Lebensräume:

    • Ozean in 6.600 m Tiefe

    • Heiße Quellen (53°C), Arktis

    • Hohe pH Toleranz

    • Anaerobe Bedingungen

  • Größte Art: 8m lang in Pottwal-Placenta

  • Wirtschaftliche Bedeutung:

    • Ca. 10% Pflanzenparasiten

    • Ca. 40% Tierparasiten

    • 90% der Menschen 1 x befallen

    • Bedeutende Humanparasiten

Großgliederung der Metazoa

  • Typus der Leibeshöhle:

    • Acoelomat

    • Pseudocoelomat

    • Coelomat

    • Tier mit Mixocoel

    • Blutgefäß

    • Darmmuskulatur

    • Darmlumen

Grundbauplan der Nematoden

  • Bestandteile:

    • Spermium: Männchen

    • Weibchen

    • Selbst den Spermien fehlen Geißeln

    • Quelle: Bottino, D. et al. (2002)

Querschnitt Nematoda (Ascaris)

  • Bestandteile:

    • Cuticula

    • Darmepithel

    • Primäre Leibeshöhle (Pseudocoel)

    • Gonaden

    • Dorsalnerv

    • Ventralnerv

    • Epidermis (Syncytium)

    • Längsmuskelzelle

    • Exkretionskanal

    • Epidermisleiste

Hydroskelettsystem

  • Autor: W. Gnatzy

  • Bestandteile:

    • Cuticula

    • Längsmuskelzellen

    • Flüssigkeitsgefülltes Pseudocoel

Nervensystem

  • Struktur:

    • Ringförmiges Gehirn

    • Dorsaler und ventraler Nerv

  • Sinnesorgane:

    • Chemische (Pheromon-Wahrnehmung)

    • Mechanische Sinnesorgane

Häutung bei Nematoden

  • Komponenten:

    • Cuticula

    • Epidermis

Protostomia

  • Unterteilung:

    • Radiata

    • Bilateria

    • Protostomia

    • Deutrostomia

  • Gruppen innerhalb:

    • Lophotrochozoa

    • Ecdysozoa

Parasitische Nematoden

Spulwürmer (Ascaris)

  • Lebensweise:

    • Erwachsene im Darm

    • Wanderlarven in Leber, Blut, Lunge

  • Widerstandsfähige Eier:

    • Bleiben 4 Jahre infektiös

  • Verbreitung:

    • 22% der Weltbevölkerung besiedelt

Trichinen (Trichinella)

  • Lebensweise:

    • Adulte in Darmwandzellen

    • Jugendstadien in Muskulatur

Peitschenwürmer

  • Beispiel: Trichuris trichuria

Filarien

  • Beispiel:

    • Onchocerca volvulus: Mikrofilazien können ins Auge wandern und führen zu "Flussblindheit"

    • Wucheria bancrofti: Erzeugt Elefantiasis (Erwachsene Würmer im Lymphsystem)

Hakenwürmer

  • Beispiel: Necator americanus

Häufige Parasitosen durch Nematoden

  • Beispiele für parasitäre Nematoden des Menschen in Nordamerika:

    • Hakenwürmer (Ancyclostoma duodenale und Necator americanus)

    • Madenwurm (Enterobius vermicularis)

    • Spulwurm (Ascaris lumbricoides)

    • Trichine (Trichinella spp.)

    • Peitschenwurm (Trichuris trichura)

  • Infektionsmodi und Prävalenz:

    • Hakenwürmer: Kontakt über Erdreich

    • Madenwurm: Einatmen von kontaminierten Staub

    • Spulwurm: Verschlucken von Eiern

    • Trichinen: Verzehr von nicht ausreichend erhitztem Muskelfleisch

    • Peitschenwurm: Mangelnde Hygiene

  • Weltweite Betroffenheit: über 800 Millionen Menschen

Caenorhabditis elegans: Modellorganismus

  • Verwendungszweck: Entwicklungsbiologie und Genetik

  • Zellkonstanz (Eutelie):

    • Körper besteht aus exakt 1090 Zellen

    • Gesamter Zellstammbaum bekannt

Lebenszyklus von C. elegans

  • Referenz: Corsi, A.K. et al. (2015)

Bauplan von C. elegans

  • Bestandteile:

    • Dorsal nerve cord (DNC)

    • Ventral nerve cord (VNC)

Zellkonstanz bei C. elegans

  • Exakt 1090 Zellen

  • 131 Zellen sterben durch programmierten Zelltod

  • Hauptautoren: Sydney Brenner, Robert Horvitz, John Sulston

Stammgruppe Nemathelminthes: Stamm Rotifera (Rotatoria)

  • Kleinste Metazoa: Größe von 0.04 - 2 mm

  • Baubestandteile:

    • Kaumagen

    • Darm

    • Ovar

    • Protonephridien

    • Harnblase

    • Gehirn

    • Räderorgan

Quellen (Abbildungen)

  • [1] Sadava, Hillis, Heller, Hacker; Markl (Hrsg.) (2019) Purves Biologie, 10. Aufl., Springer- Verlag, Berlin

  • [2] Urry, Cain, Wasserman, Minorsky, Reece (2019) Campbell Biologie, 11. Aufl., Pearson Studium, München

  • [3] Hickman, Roberts, (2008) Zoologie, 13. Aufl., Pearson Studium, München

  • [4] Wehner, Gehring (2013) Zoologie, 25. Aufl., Thieme-Verlag, Stuttgart

  • [5] Nüchter T et al. (2006) Nanosecond-scale kinetics of nematocyst discharge. Current Biology 16:316-317

  • [6] Vater, M. Universität Potsdam