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Physiologie der Tiere
Oliver Zierau
Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften,für Mathematik und Naturwissenschaften,für Mathematik und Naturwissenschaften,für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Dresden, 12. Juni. 2015
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TierphysiologieFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Tierphysiologie erforscht wie der (vielzellige) Tierorganismus funktioniert
� Funktionen von Geweben, Organen und Organsystemen
� Steuerung/Regulation dieser Funktionen
Zentrale Themen: Struktur-Funktions-Beziehungen, Adaptation, Akklimatisation, Homöostase, Feedback-Kontrollsysteme und Regulierung
1)1)1)1)
Anatomie/Morphologie Aufbau der Tiere
Physiologie Funktion und Wirkungsweise
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Wie erfüllen Vielzeller dieFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
� Tierische Zellen brauchen :Nährstoffe und O2
� und müssen: Abfallstoffe und CO2
abgeben
Bedürfnisse ihrer Zellen?
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Zentrale Aufgabe der Physiologie Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
…… ist es die Homöostase aufrecht zu erhalten
Homöostase
(CANNON 1929/32) Selbstregulation eines – biologischen – Systems im dynamischen Gleichgewicht,
z.B. eines tierischen Organismus durch neuro-/humorale Regelmechanismen, i.e.S. auch die Absicherung gegen wechselnde Umweltbedingungen durch Stärkung u. Verbreiterung der Resistenz –Physiologische Veränderungen unter Einfluss des circadianen Rhythmus
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Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
• konstante Umgebungsbedingungen für Zellen/Organe
• dafür müssen Ionenkonzentration und Wasserhaushalt
reguliert werden
• Stoffwechselendprodukte bzw. Fremdstoffe und ihre Metaboliten beseitigt werden
Homöostase
2)2)2)2)
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Homöostase Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
3)3)3)3) 4)4)4)4)
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Die Zellen des tierischen KörpersFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Der tierischen Körper besteht zu 60-80% aus Wasser
� davon ist ca. 1/3 extrazelluärer Flüssigkeit
� dazu gehört auch die transzelluäre Flüssigkeit, die ebenfalls zum Extrazellularraum gerechnet wird, befindet sich im:
Pleura-, Peritoneal- und Perikardhöhlen ,Liquor cerebrospinalis, Augenkammer, Harn- und Magen-Darm-Trakt
leben im inneren Millieu aus extrazelluärer Flüssigkeit
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Resorption
Stoffkinetik im KörperFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
ExkretionVerteilung
5)5)5)5)
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Aufnahme und ExkretionFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Extrazelluäres Volumen
Intrazelluäres Volumen
Lungen / Kiemen
HautNieren etc.
Darm
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AufnahmeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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-oral
-Lunge
-Kiemen
-Haut
(- i.v., i.m., i.p. etc.)
Aufnahme IIFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Resorption / Absorption
- Aufnahme von Substanzen ins
> Blut oder Lymphe
Hauptresorptionsorgane
- Gastro-Intestinal-Trakt, Haut und Lungen/Kiemen
> primär Überwindung der Phospholipidmembran
Resorption / Absorption
- Aufnahme von Substanzen ins
> Blut oder Lymphe
Hauptresorptionsorgane
- Gastro-Intestinal-Trakt, Haut und Lungen/Kiemen
> primär Überwindung der Phospholipidmembran
ResorptionFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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(Resorption, Verteilung, Exkretion)
Stoffkinetik: - Zeitlicher Verlauf im Blut, Plasma, Urin - abhängig von Stoffeigenschaften, Organismus,Stoffwechselrate
Kinetik Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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AufnahmewegeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Aufnahme im Magen-DarmtraktFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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VerdauungstraktFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Der Begriff Verdauungstrakt fasst die Organe zusammen, deren Aufgabe die Aufnahme, das Zerkleinern, der Weitertransport und das Verdauen der Nahrung ist
- diese geschieht um die in der Nahrung enthaltenen Nährstoffe verwertbar zu machen
Syn. Gastrointestinaltrakt, von griech. gaster Magen und lat. intestinum Darm
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Spezialanpassungen des GITsFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Multiple Mägen z. B. bei Wiederkäuern oder Kamelen
- Pansen- Blättermagen- Netzmagen- Labmagen
(Drüsenmagen)- Dünndarm- Blinddarm
(da aber funktionslos)- Dickdarm
10)10)10)10)
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Wiederkäuer MägenFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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EvolutionsfaktorFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Magen vergleichendFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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AusscheidungFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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AusscheidungswegeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Ionen- + WasserhaushaltFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Osmoregulation im wäßrigem Milieu :
- euryhaline (große) stenohaline (kleine Konzentrationsbereiche
tolerierende) Tiere
Süßwassertiere:
- sind hyperosmotisch: Gefahren: - Wasser dringt ein
- Ionenverlust
Lösungen: - wässriger Harn
- aktive Ionenaufnahme
bzw. - geringe Ionenabgabe über Haut
Osmoregulation im wäßrigem Milieu :
- euryhaline (große) stenohaline (kleine Konzentrationsbereiche
tolerierende) Tiere
Süßwassertiere:
- sind hyperosmotisch: Gefahren: - Wasser dringt ein
- Ionenverlust
Lösungen: - wässriger Harn
- aktive Ionenaufnahme
bzw. - geringe Ionenabgabe über Haut
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Ionen- + Wasserhaushalt IIFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Salzwassertiere:
- sind z.T. isoosmotisch: - keine Osmoregulation nötig bzw.
- geringer Austausch (Elektrolyte und Harnstoff)
- bzw. hypoosmotisch: Gefahren:
- Wasserverlust
- Ionen dringen ein
Lösungen:
- trinken Wasser
- aktive Ionenabgabe
bzw. - Ionenabgabe über spezielle Drüsen
oder hoch effiziente Nieren
Salzwassertiere:
- sind z.T. isoosmotisch: - keine Osmoregulation nötig bzw.
- geringer Austausch (Elektrolyte und Harnstoff)
- bzw. hypoosmotisch: Gefahren:
- Wasserverlust
- Ionen dringen ein
Lösungen:
- trinken Wasser
- aktive Ionenabgabe
bzw. - Ionenabgabe über spezielle Drüsen
oder hoch effiziente Nieren
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Ionen- + Wasserhaushalt IIIFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Landtiere:
- Hauptproblem: Wasserverlust
Lösungen:
- Oberflächenversiegelung
- trinken Wasser
- z.T. Wasserrückgewinnung
Landtiere:
- Hauptproblem: Wasserverlust
Lösungen:
- Oberflächenversiegelung
- trinken Wasser
- z.T. Wasserrückgewinnung
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Folie 26 von 59
Ionen- + Wasserhaushalt IVFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Ionen- + Wasserhaushalt V
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Exkretionsorgan LeberFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
- Harnstoff/säuresynthese, bereitet auf die Exkretion durch die Niere vor
- Cholesterin und gealtertes Hämoglobin
- Harnstoff/säuresynthese, bereitet auf die Exkretion durch die Niere vor
- Cholesterin und gealtertes Hämoglobin
Gallensalz ausgeschieden
Gallensalz ausgeschieden
Gallenfarbstoff ausgeschiedenGallenfarbstoff ausgeschieden
++ Enterohepatischer -Kreislauf
Enterohepatischer -Kreislauf
- Steroidhormone löslich gemacht für die Exkretion durch die Niere- Steroidhormone löslich gemacht für die Exkretion durch die Niere
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ExkretstoffeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Verbrennung Kohlehydrate und Fette
Fast vollständig abgeatmet
Abbau von stickstoff-haltigen Verbindungen wie z.B. Aminosäuren
Ammoniotelische Tiere
Über die Oberfläche
abgegeben (z.B. Haut, Kiemen)
ureotelische Tiere
Gut löslich: mit Urin aus-geschieden
schlecht löslich:
mit Kot aus-geschieden
NH3 Harnsäure
Harnstoff
CO2
Nahrung:
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Hauptausscheidung der NierenFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Renale ExkretionFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Renale Exkretion IIFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Ultrafiltration Rückresorption
Blut /Hämolymphe
Primär-Harn
Harn
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Renale Exkretion IIIFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Bei fast allen Exkretionsorganen:hydrostatischer Druck (Blutkapilaren) > hydrostatischer Druck (Harnseite)
Gefolgt von Transportvorgängenaktive und passive
=> Ultrafiltration*
=> da aktive Transportvorgänge begrenzte Kapazität sind,
kann es zu Ausscheidung von bestimmten Substanzen
ab einer bestimmten Plasmakonzentration kommen
* Druckfiltration (Plathelminten, Mollusken, Crustaceen und Vertebraten) oder durch Sekretion (Insekten) erfolgen.
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Unterschiedliche Exkretionsorgane Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Evolution bis zum Vertebratennephron:
Protozoen und Hohltiere - pulsierende Vakuole
Platt- und Rundwürmer - Protonephrieden
Rundwürmer - Metanephrieden
Weichtiere - Wimperntrichter, Nierensack+Harnleiter
Gliederfüssler - Antennendrüse oder Labial-, Koxaldrüsen
Insekten - Malphigi-Gefäße
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Kontraktile Vakuolen II Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
- Mit Protonenpumpen pumpt die Zelle Protonen in die kontraktile Vakuole
- entstehende Protonengradient dient dann als Energie-quelle für den Ionentransport in die Vakuole
- H2O folgt in die Vakuole, bei genügender Füllung fusioniert sie mit der Zellmembran,H2Owird abgegeben
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Protonephridien IIFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Plattwurm: Lage der Protonephridien und dem verbindendem Tubulus. Die Terminalzelle mit Wimpernflamme. Die Röhre mündet an der Körperoberfläche in eine Exkretionspore.
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Metanephridien IIFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Beispiel eines Regenwurms
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Malpighischen Gefäße III Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Die WirbeltierniereFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Funktionelle Einheit der Wirbeltierniere ist das Nephron
> proximaler und distaler Tubulus
> dazwischen Henlesche Schleife
- im Tubulus, Großteil rückresorbiert
- Teil auch sezerniert
- Gegenstrom Prinzip
- Ionen-/ Harnstoffgradienten
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Die NiereFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
- (lat. ren, Adjektiv renal; griech. nephros)
- paarig angeordnetes Organ der Wirbeltiere
- Aufgabe ist die Ausscheidung von überflüssigen Stoffen wie Endprodukten des Stoffwechsels und Giftstoffen durch Bildung des Harns
- Kontrolliert mit der Zusammensetzung des Harns den Wasserhaushalt, die Elektrolytzusammensetzung des Extrazellulärraums, den Blutdruck, den Säure-Basen-Haushalt, die Mineralisierung des Knochens
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Die Niere IVFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Die TemperaturhaushaltFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Die TemperaturhaushaltFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Bei der Regulation der Körpertemperatur der Tiere gibt es klassischerweise zwei Typen:
Homoiotherme (gleichwarme) Lebewesen regulieren die Körpertemperatur auf einen konstanten Sollwert hin
Poikilotherme (wechselwarme) Lebewesen haben keine konstante Körpertemperatur
Bei wechselwarmen Tieren hängt die Körpertemperatur von der jeweiligen Umgebungstemperatur und der Kreislaufaktivität ab
Bei gleichwarmen Tieren wird die Körpertemperatur unabhängig von der Umgebungswärme und Körperaktivität weitgehend konstant halten
Endothermie und Ektothermie sind keine synonymen Begriffe
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Die TemperaturhaushaltFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Endotherme Tiere regulieren ihre Körpertemperatur durch eigene Wärmeproduktion von innen (Vögel und Säugetiere)
Ektotherme Tiere, regulieren ihre Körpertemperatur primär über die Umgebung (Reptilien, die meisten Fische)
Dazwischen stehen Lebewesen, deren Wärmeproduktion schwankt (z. B. Schnabeligel, Säuger im Winterschlaf), und die als heterotherm bezeichnet werden.
Endothermie erhöht den Energieverbrauch, beeinflusst den Körperbau (Energieverlust durch Abstrahlung), erleichtert aber wiederum eine wetterunabhängige Aktivität
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Die TemperaturhaushaltFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Die TemperaturhaushaltFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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12b)12b)12b)12b)
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Die TemperaturhaushaltFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
11)11)11)11) 12)12)12)12)
Ausnahmen bei der Regulation der Körpertemperatur :
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John Haldanes Beobachtung (Haldane-Prinzip)
Einfluss von Größe auf PhysiologieFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Die bloße Größe bestimmt, die körperliche Ausstattung eines Tieres:
Insekten haben keinen Blutkreislauf, um O2 zu verteilen, weil sie so klein sind
> Der wenige O2, den ihre Zellen benötigen, kann durch Diffusion aufgenommen werden
> bei größeren Tieren (Vertebraten) braucht es ein komplexes O2-Verteilungssystem, um alle Zellen zu erreichen
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Herz/Kreislaufsystem
Da Wirbeltiere „zu groß“ sind um jeder Zelle einen nahen Platz um wässrigen Milieu zu bieten brauchen sie ein Herz/Kreislaufsystem
> die höchstentwickelten Kreislaufsysteme im Tierreich
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Herz/KreislaufsystemFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Herz/KreislaufsystemFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Schematische Darstellung des Blutkreislaufs
der Amphibien der Reptilien der Säuger
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AtmungFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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Atmungx
AtmungFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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KiemenFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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AmphibienkiemenFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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VogellungeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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VogellungeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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VogellungeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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VogellungeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Luftstrom durch Lunge und Luftsäcke bei VögelnA normale AtmungB forcierte Atmung
1 Trachea2 Palaeopulmo3 Neopulmo4 hinteres Luftsack-system5 vorderes Luftsack-system
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SinnesorganeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
- sind Organe, die Informationen in Form von Reizen aus der Umwelt aufnimmt
- diese in elektrische Impulse umwandelt
> die entlang von Nervenfasern weitergeleitet und dann vom Gehirn in Wahrnehmungen umgewandelt werden
- die eigentliche Umwandlung der eintreffenden Reize durch die spezifischen Rezeptoren der Sinnesorgane vollzogen
> durch chemische und/oder physikalische Prozesse
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SinnesorganeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Für folgende Reize:
Licht
- mit dem Auge wird (sichtbare) elektromagnetische Strahlung wahrgenommen
z.T. auch kurzwelligere ultraviolette Licht (Infrarot z.T. über Augen oder andere spezielle Organe)
Schall(wellen)
- fließender Übergang zum Tastsinn Infraschall: 0-16Hz → z.B. Elefanten und Eulen Hörschall: 16–20000 Hz → Gehörsinn des MenschenUltraschall: ~20 kHz – 200 kHz → z.B. Fledermäuse und
Delfine
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SinnesorganeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Temperatur
- Infrarotstrahlung/Wärme: Wellenlänge 750 nm-0,01 mm → Wärme-und Kälterezeptoren in der Haut (Temperatur- wahrnehmung), Grubenorgane bei Schlangen
Druck und Bewegung
- Druck → Tastrezeptoren in der Haut (Tastsinn)- Berührung → Tastrezeptoren in der Haut (Tastsinn)- Wasserdruck und -bewegung → Seitenlinienorgan bei Fischen
- Bewegung → Gleichgewichtsorgan im Innenohr (Gleichgewichtssinn)
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SinnesorganeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
- Position der Körperteile → Rezeptoren in den Muskeln und Gelenken (Golgi-Sehnenorgan, Muskelspindel
Chemische Reize
- Riechschleimhaut (Geruchssinn)- Geschmacksknospen auf der Zunge (Geschmackssinn)
Elektrische Felder
- Lorenzinische Ampullen bei Haien und Rochen- Wahrnehmung elektrischer Felder bei manchen Raubfischen
(Elektrische Fische) wie Zitteraal und Zitterrochen
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SinnesorganeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Magnetische Felder
- Wahrnehmung des Erdmagnetfeldes z.B. bei Zugvögeln aufgrund eines Magnetsinns (bei Rotkehlchen im Auge, bei Tauben in der Schnabelhaut)
Starke magnetische Wechselfelder können auch vom Menschen durch Vibration der Augen erkannt werden
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SinnesorganeFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
Schmecken/FühlenKontakt
Elektrische FelderEinige cm
Druck (Seitenlinienorgan)Einige m
Sehen10-100 m
Riechen100 m+
Hörenmehrere km
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1) privat
2) http://kids.britannica.com/elementary/art-87434/Animal-cells-do-not-have-cell-walls
3) http://rothwellrecap.blogspot.de/2013/09/so-whats-it-like-to-sail-on-mercy-ship.html
4) http://www.dailymail.co.uk/tvshowbiz/article-2508188/Cameron-Diaz-spills-rubbish-window-Quvenzhane-Wallis-sings-sweeps-set-Annie.html
5) Matt Groening bearbeitet
6) http://sonnennews.de/wp-content/uploads/Fotolia_28596865_S.jpg
7) http://www.laborlexikon.de/Lexikon/Abbildungen/48-abb-Zellteilung.htm
8) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Cell_membrane_detailed_diagram_de.svg
9) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Endocytosis_types_de.png
10) http://www.rund-ums-rind.at/fileadmin/user_upload/Bilder_allgemein/Download/Verdauung_Rind.jpg/
11) http://www.queposfishadventure.com/tuna.jpg
12) http://images.fotocommunity.de/bilder/bienen-wespen-ameisen/bienen-incl-hummeln/bienenstock-cea73498-44aa-4126-ab90-c66509fba67a.jpg
12b) http://petethomas.typepad.com/.a/6a0120a77b966b970b01b8d0901783970c-640wi
BildquellenFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, für Mathematik und Naturwissenschaften, Biologie, Institut für Zoologie, Molekulare Zellphysiologie und Endokrinologie
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1. Was ist die zentrale Aufgabe der Physiologie ?
2. Was macht den Verdauungstrakt von Wiederkäuern soviel effizienter?
3. Welche Probleme haben Tiere bei der Osmoregulation im wässrigem Milieu?
4. Welche Möglichkeiten des Abbaus von stickstoff-haltigen Verbindungen gibt es?
5. Wie wird im Allgemeinem der Primärharn gebildet?
6. Was definieren sie die Begriffe Homoiothermie, Poikilothermie, Endothermie und Ektothermie ?
7. Geben sie ein Beispiel an warum die bloße Größe, die körperliche Ausstattung eines Tieres bestimmt?
8. Welche Unterschiede bestehen zwischen dem Herz/Kreislaufsystem von Amphibien, Reptilien und Säugern?
9. Warum ist die Vogellunge soviel effizienter als die Lunge der Säugetiere?
10. Welches physikalische Grundprinzip wird in der Säugerniere genauso wie in Fischkiemen genutzt?
11. Für welche Umweltreize gibt es im Tierreich Sinnesorgane?
12. Erläutern sie kurz das Grundprinzip der Sinnesorgane.
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Übungsfragen
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