Arbeitsblatt: Wirbeltiere Individualentwicklung

3. Fortpflanzung und Individualentwicklung Lernziele: Du kannst Gemeinsamkeiten und Unterschiede in der Fortpflanzung und Entwicklung der Wirbeltierklassen beschreiben. Du kannst ausgewählte Arten von Amphibien, Vögeln und Säugetieren hinsichtlich Befruchtung, Entwicklung und die Anpassung der Fortpflanzung an Lebensräume vergleichen. 3.1. Fortpflanzung frühe Entwicklung Auftrag 1: Ergänze im Text die fehlenden Begriffe: Embryo, Säugling, Zygote, Spermium, Mutter, Eizelle, Vater. Bei der Befruchtung verschmelzen die der und das zu einer neuen Zelle, .Dabei stammt die Hälfte der Erbinformation von der die andere Hälfte vom und. Aus der Zygote entsteht durch viele Zellteilungen der , der beim Menschen nach etwa 9 Monaten als geboren wird. Bei den verschiedenen Wirbeltieren verläuft die Fortpflanzung unterschiedlich. Bei Fischen und Amphibien (Lurche) werden Eizellen und Spermien in grosser Zahl gebildet und meist frei ins Wasser abgegeben. Aus den befruchteten Eiern entwickeln sich Larven, die bei den Amphibien im Gegensatz zu den Fischen eine Verwandlung Metamorphose durchmachen. So entsteht z.B. bei den Fröschen aus einer Kaulquappe der Forsch. Im Gegensatz zu den Fischen und Amphibien findet die Befruchtung bei den Reptilien im Körper des Weibchens statt. Das Weibchen legt Eier, die von einer pergamentartigen (lederähnliche und biegsame) Hülle umgeben und deshalb gegen Austrocknung geschützt sind. Die Entwicklung der Jungtiere findet innerhalb der Eischale statt. Erst dann durchbricht das junge Reptil die Schale. Bei den Vögeln verläuft die Entwicklung des Kükens im Ei. Die Kalkschale der Vogeleier ist sehr fest und schützt deshalb noch besser vor Austrocknung als bei den Reptilien. Wie bei den Reptilien findet die Befruchtung im Körperinneren statt. Ausserdem werden die Vogeleier von den Elterntieren bebrütet, bei den Reptilien ist dies nicht der Fall. Auch bei den Säugetieren findet die Befruchtung im weiblichen Körper statt. Junge Säugetiere entwickeln sich im Mutterleib und sind deshalb gut geschützt. Nach der Geburt werden die Jungen von den Weibchen gesäugt. Man unterscheidet also zwischen innerer und äusserer Befruchtung. Bei der äusseren Befruchtung treffen Eizellen und Spermien ausserhalb des Körpers des Weibchens aufeinander. Dies geschieht meist im Wasser, da die Keimzellen (Eizellen und Spermien) an der Luft schnell austrocknen würden. Bei der inneren Befruchtung findet die Verschmelzung von Eizelle und Spermium im Körper des Weibchens statt. Die befruchtete Eizelle ist dadurch besser geschützt, was die Überlebenschancen des Nachwuchses erhöht. Auftrag 2: Fülle in die Abbildung unten ein, welche Wirbeltiere innere Befruchtung und welche äussere Befruchtung machen. 3.1.1. Entwicklung bei den Amphibien (Lurche) anhand des Froschs Drei Wochen nach der Befruchtung schlüpft die Froschlarve aus der Eihülle. Larven nennt man alle Jungtiere, die nach dem Schlüpfen eine andere Gestalt, meistens auch eine andere Lebensweise als ihre Eltern haben und erst einen Formwandel durchmachen müssen. Diese Umwandlung einer Larve zur Erwachsenenform nennt der Biologie Metamorphose (Gestaltwandel). Die Froschlarve heftet sich zunächst an Pflanzen oder Steinen fest und zehrt von ihren Eidottervorrat am Bauch. Sie atmet über büschelige Aussenkiemen am Kopf. Nach 10 Tagen hat die Larve die bekannte Kaulquappengestalt. Die Kiemen sind nun von einer Hautfalte überwachsen (Innenkiemen). Der Schwanz mit dem breiten Flossensaum befähigt die Kaulquappe zum Schwimmen. Mit Hornleisten am Mund weidet sie die Algen von Steinen und Wasserpflanzen ab. Sie ist ein reiner Pflanzenfresser. Ende Mai, Anfang Juni schwimmt das Tier immer häufiger zur Oberfläche und schluckt Luft. Es haben sich Lungen gebildet. Schliesslich verlässt ein Fröschchen das Wasser, das noch einen kleinen Stummelschwanz hat, aber nach kurzer Zeit verschwindet. Sobald der Frosch seine Kinderstube verlassen hat, ernährt er sich nur noch von Kleintieren, Fliegen, Mücken und Würmchen. Er ist zum Fleischfresser geworden. Wenn der Grasfrosch bei der Reviersuche nicht, wie viele seiner Artgenossen, von einem Auto überfahren oder von Feinden gefressen wird, kehrt er im dritten Frühjahr zur Paarung wieder in sein Geburtsgewässer zurück. Im Wasser lebende, mit Kiemen atmende Larven und eine Metamorphose zum Landtier mit nackter, schleimbedeckter Haut und Lungenatmung sind kennzeichnend für eine ganze Tiergruppe, die Lurche (Amphibien). Wasser und Land sind wechselweise ihr Lebensraum. Auftrag 3: Beschrifte die Abbildung mit folgenden Begriffen: Frosch, Laich, Kaulquappe, Kaulquappe mit Beinen, Zygote, Jungfrosch mit Stummelschwanz, Embryo. 3.1.2. Entwicklung bei den Vögeln anhand der Stockente Nach der inneren Befruchtung entwickelt sich der Embryo bei den Vögeln im Ei, das von einer festen Kalkschale umgeben ist. Diese Schale schützt das Ei vor Austrocknung, vor mechanischen Schäden und vor Krankheitserregern. Im Inneren des Eis befinden sich neben dem Embryo der Dotter als Nährstoffquelle sowie das Eiweiss, das zusätzlich Wasser und Schutz bietet. Damit sich der Embryo optimal entwickeln kann, müssen die Eier über längere Zeit bebrütet werden. Durch das Brüten sorgen die Elterntiere für eine gleichmässige Temperatur, die für das Wachstum lebensnotwendig ist. Während der Entwicklung im Ei ernährt sich der Embryo ausschliesslich vom Dottervorrat. Nach einer artspezifischen Brutdauer von etwa zwei bis vier Wochen schlüpft das Jungtier aus dem Ei. Dabei durchbricht es die Schale mit einem speziellen Eizahn am Schnabel. Viele Vogelarten, zum Beispiel Greifvögel wie der Mäusebussard, sind Nesthocker. Ihre Küken schlüpfen nackt, blind und völlig hilflos. Sie bleiben lange Zeit im Nest und sind vollständig auf die Fütterung und den Schutz durch die Eltern angewiesen. Andere Vogelarten, wie Entenvögel, sind Nestflüchter. Ihre Jungvögel schlüpfen mit Flaumfedern, können sehen, laufen und schon kurz nach dem Schlüpfen schwimmen und selbstständig Nahrung aufnehmen. Jungvögel ähneln in ihrer Gestalt bereits den erwachsenen Tieren und wachsen durch stetige Entwicklung heran. Die Fortpflanzung der Vögel ist durch einen mittleren bis sehr grossen Elternaufwand gekennzeichnet, der die Überlebenschancen der Jungtiere deutlich erhöht. Auftrag 4: Beschrifte die Abbildung mit folgenden Begriffen: Eischlupf, Embryo, Entenküken, Organentwicklung während Brützeit, Eiablage, Erwachsene Stockente. 3.1.3. Entwicklung bei den Säugetieren anhand der Maus Auch bei den Säugetieren erfolgt die Befruchtung im Körper des Weibchens. Nach der Befruchtung entwickelt sich aus der Zygote zunächst ein Embryo, der im Mutterleib heranwächst. Dort ist er besonders gut geschützt, da er von Fruchtblase und Gebärmutter umgeben ist. Über die Plazenta wird der Embryo mit Nährstoffen und Sauerstoff aus dem Blut der Mutter versorgt, während Abfallstoffe wieder an den Körper der Mutter abgegeben werden. Die Dauer der Schwangerschaft ist je nach Säugetierart unterschiedlich und reicht von wenigen Wochen bis zu vielen Monaten. Nach Abschluss der Entwicklung der Organe (Organogenese) wird das Jungtier lebend geboren. Im Gegensatz zu Vögeln und Reptilien schlüpfen Säugetiere also nicht aus einem Ei. Die Jungtiere (Säuglinge) sind bei der Geburt häufig noch hilflos, ihre Sinnesorgane und Bewegungsfähigkeiten sind oft noch nicht vollständig entwickelt. Besonders bei Menschen und anderen höher entwickelten Säugetieren dauert es viele Jahre, bis die Jungtiere selbstständig leben können. Ein zentrales Merkmal der Säugetiere ist die Ernährung der Jungtiere mit Muttermilch. Die Milch enthält alle wichtigen Nährstoffe und Abwehrstoffe, die für Wachstum und Immunschutz notwendig sind. Während der langen Aufzuchtphase lernen die Jungtiere wichtige Verhaltensweisen wie Nahrungssuche, Kommunikation und das Verhalten gegenüber Artgenossen. Die Jungtiere ähneln bereits bei der Geburt den erwachsenen Tieren. Die Entwicklung der Säugetiere ist deshalb durch einen sehr grossen Elternaufwand und eine hohe Überlebenschance der Nachkommen gekennzeichnet. Auftrag 5: Beschrifte die Abbildung mit folgenden Begriffen: Befruchtung, Mäusewurf, Embryo, Organentwicklung, Säugling, Erwachsene Maus.