Bouwplannen

Computer Ondersteund Onderwijs
Biodiversiteit: bouwplannen
Hand-out behorende bij de COO-module
versie 5 – januari 2011
Afstammingsboom
1. Er zijn in het dierenrijk ongeveer 35 fyla te onderscheiden. Wat zijn de namen van deze fyla?
2. Er zijn een groot aantal belangrijke eigenschappen in de loop van de evolutie van eukaryoten
naar de bestaande fyla ontstaan. Zes hiervan staan hier aangegeven. Geef voor elk fylum aan
of het deze eigenschap bezit.
Hebben weefsels:
Bilaterale symmetrie:
Hebben lichaamsholte:
Lichaamsholte aan twee zijden
bekleed door mesoderm:
Blastopore vormt anus:
Dorsale, holle zenuwstreng:
3. Deze eigenschappen zijn in de loop van de evolutie na elkaar ontstaan. Geef aan in welke
volgorde deze zijn ontstaan door er nummers voor te zetten.
4. Met behulp van deze eigenschappen kan een hypothetische afstammingsboom worden
gemaakt. Rangschik de fyla nu van meest primitief naar meest afgeleid naar aanleiding van
deze vijf eigenschappen door er nummers boven te zetten.
Spons
Er bestaan ongeveer 9000 soorten “Porifera” (sponzen), waarvan er circa 100 in
zoet water leven.
Porifera zijn losse federaties van cellen. Ze bevatten geen echte weefsels en
worden daarom tot de Parazoa gerekend.
De andere phyla van het dierenrijk worden de Eumetazoa genoemd.
“Porifera” kunnen zich zowel asexueel als sexueel voortplanten. Sponzen zijn
hermafrodiet en de gameten ontstaan uit de choanocyten of de amoebocyten.
De bevruchting vindt plaats in het mesohyl waar zich de eicellen bevinden.
Uit de zygote ontwikkelt zich een flagelbevattende larve die zich ergens vestigt
en weer uitgroeit tot een volwassen dier.
1. Hier zie je een schematische tekening van een spons.
Benoem de structuren in deze tekening.
2. Sponzen zeven hun voedsel uit het water dat via kleine openingen in de centrale holte
terechtkomt.
A. Hoe noemen we dieren die op deze wijze voedsel vergaren?
B. Welke cellen vangen het voedsel?
3. Hier zie je een detailtekening van een choanocyt.
A. Benoem de onderdelen.
B. Geef de functie van de flagel.
C. Wat is de functie van de amoebocyten?
D. Via welk proces wordt het voedsel opgenomen in de choanocyt?
4. Sponzen kunnen in verschillende verschijningsvormen voorkomen:
- ascontype: eenvoudigste type, vaasvormig, bestaat uit een dunne lichaamswand bekleed
met choanocyten dat het spongocoel omgeeft.
- sycontype: de choanocyten bevinden zich in de radiaire kanalen (vingervormige
instulpingen), terwijl het spongocoel bekleed is met pinacocyten.
- leucontype: bestaan uit afzonderlijke kamertjes met choanocyten (geselkamertjes), van het
spongocoel zijn alleen nog kanalen over die naar de uitstroomopeningen leiden.
A. Benoem de vier schematisch weergegeven sponzen.
B. Geef in de figuren de choanocyten aan.
C. Geef in de figuren pinacocyten aan.
D. Geef in de figuren aan waar het water de spons instroomt.
E. Geef in de figuren aan waar het water de spons weer uitstroomt.
Hydra
Hydra's (zoetwaterpoliepen) leven in plassen, meren en rivieren. Ze
hangen aan waterplanten met hun voetschijf, die een kleverige stof
afscheidt. Ze leven van kleine diertjes (watervlooien, zoetwateréénoogjes)
die ze met hun tentakels vangen.
Gezonde en weldoorvoede Hydra's vermenigvuldigen zich ongeslachtelijk
via knopvorming. In de herfst en winter, als de watertemperatuur daalt,
planten ze zich ook geslachtelijk voort. Meestal rijpt er één eicel tegelijk,
die wordt bevrucht door zaadcellen uit het water.
Zij hebben een simpele radiale symmetrie.
1. A. Welke kiembladen komen tot ontwikkeling bij de Hydra?
B.-E. Hier zie je een gedetailleerde tekening van de
dwarsdoorsnede door Hydra. Benoem de structuren in de
afbeelding.
De Hydra heeft een diffuus zenuwnetwerk, zonder zenuwknopen of centralisatie. De blauwe cellen
met hun uitlopers in epidermis en gastrodermis zijn daar een onderdeel van. In de epidermis
liggen zintuigcellen met een flagellum, dat gevoelig is voor aanraking of chemische stoffen in het
water.
In de basis van de cellen van de epitheelcellen van de epidermis en gastrodermis liggen
myofibrillen (spiervezels) die voor beweging van de tentakels en het hele organisme zorgen. In de
gastrodermis zitten ook kliercellen, die slijm en verteringsenzymen produceren.
Niet al deze structuren zijn in de preparaten te zien.
2. Benoem de structuren in dit preparaat.
3. Dit is een detail van de doorsnede. In het basale
gedeelte van de epidermiscellen zijn rode ronde
structuren te zien. Wat zijn dit?
4. Dit is een detail van de doorsnede met een andere kleuring. Probeer alle structuren hier weer
in te herkennen. Wat is de buitenzijde van de Hydra?
Planaria
Planaria's (zoetwaterplatwormen) leven in plassen, meren en rivieren van dierlijke resten.
De farynx kan door de mond uitgestulpt worden. Opvallend zijn de lichtgevoelige pigmentvlekken
in de kop (ocelli). De 'oortjes' bevatten chemoreceptoren, en ze nemen er voedsel en
waterstromen mee waar.
Zij hebben een duidelijke bilaterale symmetrie, met een dorso-ventraal afgeplat lichaam. Er is
geen segmentatie.
Platwormen planten zich voort:
- ongeslachtelijk: ze snoeren het deel achter de farynx af, dat weer de ontbrekende onderdelen
vormt.
- geslachtelijk: ze zijn hermafrodiet (tweeslachtig) en produceren één bevrucht ei tegelijk dat
aan waterplanten wordt gehecht.
1. A Welke kiembladen komen tot ontwikkeling bij de Acoelomata, zoals Planaria?
B. Dit is een gedetailleerde tekening van de dwarsdoorsnede door de platworm, ter hoogte
van de (uitstulpbare) farynx. Benoem de structuren.
2. Benoem de structuren in het preparaat.
3. Deze doorsnede is op een andere plek gemaakt. Probeer de onderdelen van het vorige
preparaat ook hierin te herkennen. Geef in de tekening aan waar deze doorsnede is genomen.
4. Dit is een detailfoto van de epidermis met de basaalmembraan. Hoe noemt men het weefsel
dat met de pijl wordt aangeduid?
Ascaris
Ascaris suum (varkensspoelworm) leeft parasitair in de darmen van varkens. De darmen kunnen
zo vol zitten dat ze compleet verstopt raken.
De mannelijke wormen zijn iets kleiner dan de vrouwelijke en hebben een haakje aan de staart,
dat dienst doet als copulatie-orgaan. De vrouwelijke spoelworm kan wel 200.000 eieren per dag
leggen. Als deze via uitwerpselen in de grond terechtkomen kunnen ze jaren blijven leven.
De nematoden (rondwormen) zijn pseudocoelomaat, met een cylindrisch lichaam en een bilaterale
symmetrie.
1. A. Welke kiembladen komen tot ontwikkeling bij de
Pseudocoelomata, zoals Ascaris?
B. Tussen het endoderm en het mesoderm is een holte
ontstaan. Hoe heet deze holte?
C. Dit is een gedetailleerdere tekening van een doorsnede door een vrouwelijke Ascaris.
Benoem de onderdelen.
De spiervezels zitten in de spiercellen. Elke spiercel bestaat
uit:
- een spoelvormig contractiel deel, dat tegen de
hypodermis aanligt, en
- een protoplasmatisch deel inclusief kern dat in het
pseudocoeloom uitsteekt.
Dit protoplasmatisch deel bevat een lange uitloper die naar
de dorsale of ventrale zenuwstreng gaat. Het zijn hier dus de
spieren die verbinding maken met de zenuwen, en niet de
zenuwen die met uitlopers de spieren innerveren.
2. Dit is een preparaat van de dwarsdoorsnede door de voorste helft van Ascaris. Benoem de
onderdelen.
3. Dit is een detailopname van de buitenwand van Ascaris. Benoem de onderdelen.
4. Bekijk dit preparaat ter hoogte van de zenuwstreng. Probeer hierin de onderdelen te vinden.
Geef van deze weefsels aan uit welk kiemblad ze zijn ontstaan:
Spieren
Geslachtsapparaat
Zenuwstelsel
Hypodermis
Cuticula
Mollusca
Het phylum Mollusca dankt zijn naam aan het feit dat de leden ervan zijn
opgebouwd uit zeer weke weefsels (molluscus = zacht). Het enige harde
is een eventueel aanwezige in- of uitwendige schelp.
De meeste mollusken zijn marien, maar sommige leven in zoetwater of
zelfs op het land. Een voorbeeld van een mollusk die op het land leeft is
de overheerlijke escargot.
De ongeveer 150.000 soorten tellende Mollusca kunnen worden onderverdeeld in 8 klassen.
Hiervan behandelen wij er vier, namelijk de Polyplacophora (chitons), Gastropoda (slakken),
Bivalvia (mossels) en de Cephalopoda (inktvissen). Ondanks hun ogenschijnlijke verscheidenheid
in uiterlijk, delen ze een basaal bouwplan.
In de meeste Mollusca zijn de sexen gescheiden. Er zijn echter ook
soorten die tweeslachtig zijn (hermafrodiet). Een voorbeeld hiervan is de
poelslak Lymnaea, die in vele sloten in Nederland voorkomt.
De voortplantingsstrategie is zeer gevarieerd. Er zijn mollusken die
gebruik maken van externe bevruchting, zoals veel mariene mollusken. Er
zijn ook soorten met een interne bevruchting, zoals de bovengenoemde
poelslak. De zygote ontwikkelt zich tot een vrijzwemmende Trochophora larve die weer uitgroeit
tot een volwassen dier.
1. Benoem de structuren in deze tekening van het basale bouwplan van de mollusken.
Dit is een schematische tekening van een mossel. Benoem de structuren in deze tekening.
2. Op het practicum heb je de inktvis als vertegenwoordiger van de koppotigen (Cephalopoda)
gezien. De koppotigen zijn de enige Mollusca met een gesloten bloedomloop. Verder hebben
zij goed ontwikkelde ogen en een vrij geavanceerd zenuwstelsel. Waarom zijn een goed
ontwikkeld zenuwstelsel en sensorische organen van belang voor de levensstijl die een inktvis
heeft?
Lumbricus
In droge tijden en in de winter overleeft de aardworm door zich op te rollen in
een holte diep onder de grond. Lumbricus terrestris (regenworm) kan tot 30 cm
lang worden en leeft in vochtige voedselrijke grond. Ze leven voornamelijk van
verrot organisch materiaal. Ze hebben een gesloten circulatiesysteem met
hemaglobine als zuurstofbindend eiwit.
De regenworm is hermafrodiet (tweeslachtig). Na de paring wordt er slijm
afgescheiden dat een cocon vormt om het clitellum (zadel). In deze cocon
worden de nog onbevruchte eieren afgezet samen met sperma van de partner
en voedingsstoffen.
De regenworm is bilateraal symmetrisch, en het lichaam is ook uitwendig gesegmenteerd.
In tegenstelling tot Ascaris (spoelworm) vormt zich bij de regenworm door splijting van het
mesoderm een echte secundaire lichaamsholte of coeloom (Eucoelomata).
Daarnaast behoort Lumbricus tot de protostomia, met als opvallend kenmerk dat de oermond de
plaats is waar de mond wordt aangelegd, en de anus in tweede instantie wordt gevormd.
1. A. Welke kiembladen komen tot ontwikkeling bij de eucoelomata, zoals Lumbricus?
B. Benoem de structuren in deze schematisch weergegeven doorsnede.
Dit is een gedetailleerdere tekening van een doorsnede door een Lumbricus. Benoem de
structuren.
Tussen het darmepitheel en chloragogeen weefsel liggen nog darmspieren (circulair en
longitudinaal). Deze worden gevormd uit het mesoderm , dat na splijting rond het entoderm van de
darm is komen te liggen (visceraal of darmmesoderm).
De lichaamsspieren voor de voortbeweging zijn gevormd uit de buitenste laag mesoderm
(somatisch mesoderm). Het grote voordeel hiervan is dat voortbeweging en darmperistaltiek
onafhankelijk van elkaar kunnen plaatsvinden.
Er is een gesloten circulair systeem, met hemaglobine als zuurstofbindend eiwit. Op de doorsnede
zijn vijf bloedvaten te zien.
Per segment ligt er een niereenheid in het coeloom. Dit noemt men het nefridium. Elk nefridium
heeft een uitgang naar buiten (nefridiopore). Afvalstoffen uit het bloed en coeloom worden door
deze nefridia uitgescheiden.
De regenworm heeft per segment vier paar borstels (setae) waarmee hij zich stevig kan
verankeren in zijn gang, maar ze dienen toch voornamelijk om de voortbeweging te ondersteunen.
De verankering door borstels zorgt ervoor dat vogels de worm moeilijk uit zijn gang kunnen
trekken. Tevens is in de laatste staartsegmenten een tegengestelde oriëntatie van de borstels,
zodat de worm zich bij onraad snel in zijn gang kan terugtrekken. De borstels worden door kleine
spiertjes bewogen.
2. Benoem de structuren in dit preparaat.
3. Hier zie je een detailopname van de ventrale zijde van de dwarsdoorsnede. Benoem de
onderdelen.
Sprinkhaan
De geleedpotigen kenmerken zich door een exoskelet, segmentatie en gelede poten. Door het
exoskelet konden ze zich ook buiten het water ontwikkelen. Dankzij de segmentatie kunnen ze de
verschillende segmenten ook verschillende functies geven.
De gelede aanhangsels zijn zeer beweeglijk en kunnen zich specialiseren voor zeer uiteenlopende
functies: poten, scharen, antennen, vleugels, vinnen, kieuwen, copulatie-organen, legboor etc. Dit
alles maakt de Arthropoda tot het succesvolste fylum, met ruim een miljoen soorten.
bruine sprinkhaan (kortspriet, dus
'echt')
sabelsprinkhaan (langspriet)
pas uitgekomen nimfen
Wereldwijd zijn er ongeveer 17000 soorten krekels en sprinkhanen, in Europa slechts 600. In de
Benelux leven zo'n zestig soorten sprinkhanen. De 'echte' sprinkhanen onderscheiden zich van de
krekelachtigen en sabelsprinkhanen door kortere sprieten. Caelifera zijn allemaal planteneters.
Ze vervellen zo'n 6 keer, en pas na de laatste vervelling zijn ze geslachtsrijp. Tot die tijd noemt
men ze nimfen, daarna imago's. De eieren, die in een schuimnest in de grond worden gelegd,
komen na 2 weken tot (bij sommige soorten) een jaar uit.
Er is één vraag over de schematische opbouw van een 'echte' sprinkhaan. Er zijn geen
preparaten. Klik op de groene pijl voor een lengtedoorsnede van deze sprinkhaan.
1. Dit is een gedetailleerdere tekening van een doorsnede door een vrouwelijke sprinkhaan.
Benoem de structuren in deze tekening.
Asteroidea (zeesterren)
Alle Echindermata worden gekenmerkt door een watervaatstelsel,
dat in verbinding staat met het buitenwater. Speciale gespierde
voetjes aan de onderzijde kunnen met behulp van dit stelsel
opzwellen of klein worden (zie afbeelding hiernaast).
Zeesterren eten door een schelp te omarmen, langzaam open te
trekken en vervolgens zijn maag uit te stulpen in de schelp.
Een gewonde arm kan actief worden afgestoten, en groeit weer aan. Sommige soorten
vermenigvuldigen behalve geslachtelijk ook ongeslachtelijk door zich precies door midden te
delen, en de armen weer aan te laten groeien.
Volwassen zeesterren zijn secundair radiair symmetrisch. In het begin ontwikkelen ze zich tot
bilateraal symmetrische larven, die zich met de buikzijde vasthechten aan een ondergrond.
Hierna ondergaan ze metamorfose, en vormen een mond en anus aan laterale zijden, en een
radiale symmetrie. Daarna komen ze uit de doorschijnende larvenhuid tevoorschijn en beginnen
hun leven als kleine zeesterren.
Dit is een foto van de bovenkant van een zeester. De volgende
afbeelding is een schematische tekening van de doorsnede door
het midden van de centrale schijf (witte lijn).
1. Benoem de structuren in deze tekening.
2. Dit is een schematische tekening van een dwarsdoorsnede door de arm van een zeester.
Benoem de structuren in dit preparaat.
Branchiostoma
Branchiostoma lanceolatum (lancetvisje) behoort tot het kleine subfylum Cephalochordata,
bestaand uit dunne, doorzichtige zeedieren van 5 tot 7 cm lang.
Ze komen voor in zandige bodems langs kusten overal ter wereld. In Nederland komt het
lancetvisje als enige soort van dit subfylum voor op de Klaverbank: een zandbank van grof zand
en grind voor de kust van Den Helder.
Ze zijn vrij zeldzaam, maar als ze er zijn komen ze in grote dichtheden voor: tot 5000 per m².
De larven zwemmen vrij rond, en zijn ook al in staat tot reproductie (neotonie). Ze voeden zich met
voedseldeeltjes (bacteriën, plankton, afval) in het water (filtervoeders).
Je krijgt eerst een vraag over de schematische opbouw van het lancetvisje. Daarna moet je
dezelfde structuren herkennen in een foto.
1. Dit is een sterk versimpelde weergave van de opbouw van het lancetvisje. Benoem de
structuren in deze tekening.
2. Dit is een preparaat van een heel lancetvisje. Benoem nu dezelfde structuren in dit preparaat.
3. Het lancetvisje is een chordaat, maar nog geen gewervelde: het heeft geen wervelkolom. Zet
ook bij dit preparaat de namen bij de onderdelen. Welke vier onderdelen zijn kenmerkend voor
de chordaten?