Dr. Wolfgang Jakob
ITZ, Ecology & Evolution
Bünteweg 17d
D-30559 Hannover
Phone: +49 511-953 8481
Email: [email protected]
www.ecolevol.de
Vorlesung:
Spezielle Zoologie
WS 2018/2019
Modul: Zoologische Systematik und Artenkenntnis
Placozoa
Institut für Tierökologie & Zellbiologie (ITZ)
PD Dr. Heike Hadrys Prof. Dr. Bernd Schierwater
Odonate ecology & evolution
Biodiversity and Systematics of insects
Biodiversity & Evolution of basal
metazoans (Placozoa, Cnidaria)
Literatur:
Spezielle Zoologie - WS 2018/2019
Vorlesung: CAMPBELL: Biologie / PURVES: Biologie
V. STORCH / U. WELSCH: Systematische Zoologie
W. WESTHEIDE / R. RIEGER: Spezielle Zoologie, Teil 1, 2
A. KAESTNER: Lehrbuch der Speziellen Zoologie, Bd. …
R. WEHNER, W. GEHRING: Zoologie
Praktikum: M. SCHAEFER (Hrsg.):
BROHMER – Fauna von Deutschland
24. Auflage, 2016
23. Auflage, 2010
(auch 22. Aufl., 2006
oder 21. Aufl., 2002
oder 20. Aufl., 2000 brauchbar)
Leistungsnachweise:
Spezielle Zoologie - WS 2018/2019
1. Wöchentliche Vorlesung Spezielle Zoologie - Die Stämme des Tierreichs, Mo., 14:15 - 15:45 Uhr
www.ecolevol.de Username: student - Passwort: aspera
2. Wöchentliches Praktikum + Kurzreferat Zoologische Bestimmungsübungen Mi., 13.00-18.00Uhr
3. Klausur: 28.01.2019, 14.15 Uhr (Prüfungsleistung)
Wiederholungsklausur: xx.0x.2019, 14.15 Uhr
4. 2 Halbtags-Exkursionen im Freiland (SS 2019)
http://www.ecolevol.de
Spezielle Zoologie - WS 2018/2019
Zeitplan Vorlesung:
• 22.10.18 Einführung allgemein Jakob
• 29.10.18 Placozoa Jakob
• 05.11.18 Porifera / Cnidaria Jakob
• 12.11.18 Cnidaria / Ctenophora Jakob
• 19.11.18 Plathelminthes Jakob
• 26.11.18 Nemathelminthes Jakob
• 03.12.18 Annelida Jakob
• 10.12.18 Mollusca Schierwater
• 17.12.18 Arthropoda / Insecta Hadrys
• 07.01.19 Echinodermata / u.a. Jakob
• 14.01.19 Chordata / u.a. Jakob
• 28.01.19 Klausur Jakob
Dozent Dr. Jakob Dr. Jakob Dr. Jakob
Dr. Jakob /
Osigus
Dr. Jakob /
Dr. Salamon
Dr. Jakob /
Dr. Salamon
Kurs (Taxon)
Cnidaria
(Nesseltier)
Aves
(Vögel)
Aves
(Vögel)
Mollusca
(Weichtiere)
Arthropoda
(Gliederfüßer)
Arthropoda
(Gliederfüßer)
Referatsthema 1:
XXX
Non-
Passeriformes
(Nicht-
Singvögel)
Vögel allgemein
Gastropoda
(Schnecken)
Collembola
(Springschwänze)
Staphylinidae
(Kurzflügel-Käfer)
Referatsthema 2:
XXX
XXX
Passeriformes
(Singvögel)
Bivalvia
(Muscheln)
Oribatida
(Hornmilben)
Carabidae
(Laufkäfer)
Referatsthemen:
24.10.2018 07.11.2018 14.11.2018 21.11.2018 28.11.2018 05.12.2018
Dozent
Dr. Jakob /
Dr. Kamm
Prof.
Schierwater PD Dr. Hadrys
Dr. Jakob /
Dr. Holtorf
Dr. Jakob /
Dr. Holtorf
Dr. Jakob /
Dr. Salamon
Kurs (Taxon)
Arthropoda
(Glieder-
füßer)
Placozoa
(Plattentiere)
Arthropoda
(Gliederfüßer)
Mammalia
(Säugetiere)
Mammalia
(Säugetiere)
XXX
Referatsthema 1:
Heteroptera
(Wanzen)
Placozoa
(Plattentiere)
Großlibellen
(Anisoptera)
Vergleich
Cerviden -
Boviden
Vergleich Mustelidae -
Canidae - Felidae Abtestat
Referatsthema 2:
Homoptera
(Gleich-
flügler)
Cnidaria
(Nesseltiere)
Kleinlibellen
(Zygoptera)
Vergleich
Rodentia -
Lagomorpha
XXX
Abtestat
Referatsthemen:
12.12.2018 19.12.2018 09.01.2019 16.01.2019 23.01.2019 30.01.2019
Ökologische Exkursion SS 2019
“Crau – Camargue – Mittelmeer” (Südfrankreich)
Prof. Dr. Bernd Schierwater
PD Dr. Heike Hadrys
Dr. Wolfgang Jakob
Tiermedizin: Wahlpflichtmodul
Bachelor-Studiengang: Wahlpflichtmodul 817
Vorbesprechungen: erstes Treffen: Di., 29. Jan. 2019, 12:00 Uhr c.t.
jeweils Seminarraum ITZ, Bünteweg 17d
Anmeldung: [email protected]
Termin: 05. Juli - 14. Juli 2019
Standort: St. Martin de Crau
Kosten: 375,- € plus Verpflegung
Teilnehmerzahl: max. 14 Studenten
Ökologische Exkursion SS 2019
“Crau – Camargue – Mittelmeer” (Südfrankreich) 05. Juli - 14. Juli 2019 Crau
Camargue
Alpilles
Bilateria
(Triploblasten,
höhere Tiere)
Diploblasten
Campbell 1997
Placozoa
Deute
rosto
mie
r P
roto
sto
mie
r
Placozoa
Plattentiere
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Äußere Systematik:
Reich: Metazoa (Vielzelligen Tiere)
Überabteilung: Diploblasten (Zweikeimblättrige)
Abteilung: Parazoa (Tiere ohne echte Gewebe)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Innere Systematik: (Beispiel: Annelida)
1. Klasse: Polychaeta (Vielborster), ca. 10.000 Arten
1. Unterklasse: Errantia
2. Unterklasse: Sedentaria
3. Unterklasse: Archiannelida
+ Echiura (Igelwürmer)
+ Pogonophora (Bartwürmer)
+ Sipuncula (Spritzwürmer)
+ Myzostomidae
2. Klasse: Clitellata (Gürtelwürmer), ca. 8.300 Arten
1. Unterklasse: Oligochaeta (Wenigborster), ca. 7.650 Arten
2. Unterklasse: Hirudinea (Egel), ca. 650 Arten
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Innere Systematik:
1. Familie: Trichoplacidae
1. Gattung: Trichoplax
1. Art: Trichoplax adhaerens (F.E. Schulze, 1883)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Innere Systematik:
1. Familie: Trichoplacidae
1. Gattung: Trichoplax
2. Gattung: Hoilungia
1. Art: Trichoplax adhaerens (F.E. Schulze, 1883)
2. Art: Hoilungia hongkongensis (M. Eitel et. al., 2018)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
• Marin
• 1-8mm
• Kein Kopf, Fuss, Körper-Achse(n),
Symmetrie, Organe
• Kleinstes Metazoen Genom (50Mb)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Trichoplax adhaerens
(Placozoa)
- Nur 4 somatische Zelltypen (Körperzelle, keine Gameten der Keimbahn)
- Vegetative Reproduktion
- Kein “Kopf” und
keine Achsensymmetrien
O
U
Z
Deckzelle Faserzelle
Drüsenzelle Zylinderzelle
(nach Grell, 1971)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Nur 4 somatische Zell-Typen:
- Deckzellen (ue; upper epithelium)
- Faserzellen (fc; kontraktil)
- Zylinderzellen (le; lower epithelium)
- Drüsenzellen
… Lipideinschlüsse (ss; shiny spheres)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
2 Unterschiedliche Fortpflanzungsmodi: Vegetativ & Bisexuell
• 1. Vegetativ:
Zweiteilung:
Schwärmerbildung
durch Knospung:
simultan:
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
2 Unterschiedliche Fortpflanzungsmodi: Vegetativ & Bisexuell
• 1. Vegetativ:
Schwärmerbildung
durch Knospung:
Eitel M, Guidi L, Hadrys H, Balsamo M, et al. (2011) New Insights into Placozoan Sexual Reproduction and Development. PLoS ONE 6(5):
e19639. doi:10.1371/journal.pone.0019639
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Eizellen-Bildung bei Placozoa sp. H2
Kontakt-Porus
zur Faserzelle
Eitel M, Guidi L, Hadrys H, Balsamo M, et al. (2011) New Insights into Placozoan Sexual Reproduction and Development. PLoS ONE
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Furchung: total, äqual
1 Zelle 8 Zellen 64 Zellen 2 Zellen
Propidium
Iodide
Färbung
DAPI
Färbung
Durchlicht
2 Unterschiedliche Fortpflanzungsmodi: 2. Bisexuell:
23
Die Verbreitung Trichoplax folgt Riffen in tropischen Gewässern
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Ökologie
Weltweite Verbreitung der genetisch analysierten Placozoen
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Placozoa sp. H2 auf einem
Stein aus einer Feld-Probe
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Unerwartete Diversität im Stamm Placozoa bei der Analyse molekularer Marker
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Trichoplax zeigt phototaktisches Verhalten
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Chemo-,
Temperaturstress
Historic Bookmarks
1883 F. Schulze discovers a new species in Graz (Austria) and names it Trichoplax adhaerens
1884
Inspired by Trichoplax adhaerens O. Bütschli publishes an improved version
of Haeckels “gastrea-hypothesis”, the "placula-hypothesis“
1961-1969 Rediscovery of Trichoplax adhaerens
by W. Kuhl (1961), A.V. Ivanov (1968) and K.G. Grell (1969)a
1971
K.G. Grells research provides sufficient support for placing Trichoplax
in a new phylum, the “Placozoa”
2004 O. Voigt et al.: Placozoa are no longer a phylum of one
2006 SL Dellaporta et al.: complete mitochondrial genome of Trichoplax
2008 M. Srivastava et al.: analysis of the ~98 Mb nuclear genome of Trichoplax adhaerens
2010 & 2018
M. Eitel and B. Schierwater: Placozoa are a taxon and ecology rich phylum
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Warum Placozoa basal?
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Trichoplax adhaerens
(Placozoa)
- Nur 4 somatische Zelltypen
- Vegetative Reproduktion
- Kein “Kopf” und
keine Achsensymmetrien
O
U
Z
Deckzelle Faserzelle
Drüsenzelle Zylinderzelle
(nach Grell, 1971)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Bilateria
(Triplo-
blasten,
höhere
Tiere)
Diploblasten
Eumetazoa
Parazoa ?
Campbell 1997
Placozoa
Anzahl Körperachse (n) ?
Deute
rosto
mie
r P
roto
sto
mie
r
3 Keimblätter
2 Keimblätter
Organismus Genomgröße (BP) Gene Gendichte *
λ-Phage 5 × 104 (50.000 BP)
Bakterium (Endosymbiont) Carsonella ruddii 1,6 × 105 (160.000 BP) 182 1.138
Darmbakterium Escherichia coli 4,6 × 106 (4.600.000 BP) 4.500 900
Hefe (fungi) Saccharomyces cerevisiae 2 × 107 (20.000.000 BP) 6.000 300
Placozoa Trichoplax adhaerens 1 × 108 (100.000.000 BP) 11.500 230
Fadenwurm Caenorhabditis elegans 8 × 107 19.000 200
Taufliege Drosophila melanogaster 2 × 108 13.500 70
Kugelfisch Fugu rubripes 3,65 × 108
Mensch Homo sapiens sapiens 5 × 109 (5.000.000.000 BP) 25.000 10
Teichmolch Triturus vulgaris 2,5 × 1010
Pflanze Arabidopsis thaliana 1 × 108 25.500 255
Vergleich von Genomen
*Anzahl von Genen pro 1 Mio. Basenpaaren Zunahme Abnahme
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Placozoa Porifera Cnidaria Choanoflagellata
Ctenophora
≤76kb ≤43kb ≤29kb
≤28kb
≤11kb
or
or or
Reduktion oder Verlust von “open reading frames”, Introns, “intergenic regions”, tRNAs
(ancestral) (abgeleitet)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
From “{ }” to “oral” to “anterior”?
Diploblasten
Placozoa Porifera Cnidaria
Triploblasten
Platyhelm. Arthropoda Chordata
Hox/ParaHox
Gene:
1 ? 5 10 12 45
Hauptkörper-
Achse: {} 0 {} oral-aboral, 1 a-p, 3 a-p, 3 a-p, 3
Bauplan-Diversität in Korrelation zur Anzahl der Hox-Gene
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Trox-2 Antisense; NBT/X-Phos.-Färbung
I-------------------------I
150 µm
Trox-2/Aktin Expression bei Trichoplax adhaerens:
Aktin Antisense; NBT/X-Phos.-Färbung
Aktin Expression in fast
allen Zellen Trox-2 Expression in
distinkter Ringform
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Trox-2 Antisense; NBT/X-Phos.-Färbung
I-------------------------I
150 µm
Trox-2 Expression bei Trichoplax adhaerens: Trox-2 Expression in
distinkter Ringform I------------I
150 µm
Trox-2 Antisense; FITC-markiert
Histologischer Schnitt; (S. Sagasser)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Trox-2 Antisense; NBT/X-Phos.-Färbung
Trox-2 Expression bei Trichoplax adhaerens:
Trox-2 Expression in regenerierendem Gewebe
Detail-Ansicht
I------------------I
150 µm
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Gen-Inhibition mit RNA-Interferenz
&
Morpholino Antisense Oligos
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
gesV1grün: H2O Kontrolle
blau: RNAi Kontrolle
rot: Trox-2 RNAi
Keine (vegetative) Reproduktion Trox-2- Inhibition:
Versuchsdauer (Tage)
Stamm: Placozoa (Plattentiere)
Thank you!
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