physiologische besonderheiten bei vögeln und reptilien · das vogelskelett geringes gewicht...
Post on 10-Aug-2018
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Einige Merkmale von Vögeln
•Wirbeltiere•Vorderextremitäten dienen als Flügel. •Gefieder •Schnabel •konstante Körpertemperatur •Leichtes Skelett (hohle Knochen ca. 8-9% der Gesamtmasse) •Hohe Herzschlagfrequenz (maximale Herzschlagfrequenz eines Strauß = 178 Schläge/Minute, Haussperling = 900 Kolibri = 1260 Schläge/Minute). •Sehr leistungsfähiges Auge •Die Stimmbildung erfolgt nicht im Kehlkopf, sondern in der Syrinx•Komplexe Lunge mit Luftsacksystem•Eierlegend
Voraussetzungen für die Flugfähigkeit
Leichtes, stabiles Skelett
Flügel
Gut ausgebildete Flugmuskulatur
Körpergröße begrenzt
Leistungsfähiges Kreislaufsystem
Leistungsfähiges respiratorisches System
Befiederung
Entsprechende Sinnesleistungen
Das Vogelskelett
Geringes GewichtStabilität der Knochen durch TrabekelGroßes Brustbein mit ausgeprägtem KammLanger, sehr beweglicher HalsSchnabelKnochen z.T. verwachsenMedullärer Knochen nur temporär (bei weibl.)
Die Muskulatur macht den größten Teil des Gesamtgewichts aus
größermittelgeringerLaktatbildung
hochmittelniedrigKreatinphosphat
niedrigmittelhochMyoglobingehalt
niedrigmittelhochFettgehalt
hochmittelniedrigGlykogengehalt
niedrigmittelhochMitochondriengehalt
schnellmittelgeringErmüdbarkeit
schnelle Zuckungmittlere/schnelle Zuckung
langsame Zuckung
Kontraktionsform
kleinmittelgroßErregbarkeitszeit
weißrosarotFarbe
Anaerobe Aktivität (Maximal - und Schnellkraft)
Aerobe und anaerobe Aktivität
Aerobe Aktivität (Ausdauer)
Funktion
Fasertyp IIBFasertyp IIAFasertyp IEigenschaften
Die Muskulatur besteht aus verschiedenen Fasertypen
Hühner-Typ: IIB > I > IIA
Enten-Typ: IIA > IIB > I
Tauben-Typ: IIA > IIB
Milan/Weihen-Typ: I
Staren-Typ: IIA > I
Spatzen-Typ: IIA
Unterteilung der Vögel nach den hauptsächlichen Muskelfasertypen in ihrer Flugmuskulatur
Hühnervögel
Hauptsächlich IIB-Fasern in der Brustmuskulatur
Kleines Herz aber große Brustmuskulatur
Daher nur kurze anaerobe Flüge
Lebensraum: Waldrand
Flucht durch kurze Flüge in die dichte Vegetation
Enten, Gänse Schwäne und Tauben
Am häufigsten IIA Fasern
Herz ist relativ größer als bei den Hühnervögeln
Größere Schwingen
Lange Flugstrecken
Federtypenzwei grundsätzliche Arten der Federn. Konturfedern, Unterfedern (auch Daunen oder Dunen),
Die Konturfedern (Pennae conturae) Körperfedern (Pennae conturae generales): Deckfedern des Rumpfes Schwungfedern (Remiges): bilden die eigentliche Tragfläche, an Hand und Unterarm Deckfedern (Tectrices): übrige Federn am Flügel Steuerfedern (Rectrices): Schwanzfedern
Die Dunen (Plumae) bilden das Unterkleid, bei einigen Vögeln (z.B. Laufvögel) sind sie nicht vorhanden.
Die Nestlingsdunen, das Federkleid der Jungvögel, sind keine echten Dunen,sondern modifizierte Konturfedern.
Verschiedene Federtypen I
Spezialfedern:Halbdunen (Semiplumae): stehen im Bau zwischen Konturfedern und Dunen
Fadenfedern (Filoplumae): ihre Follikel sind gut innerviert, sie der Propriozeption der Federstellung (fehlen den Straußenvögeln und Kasuaren)
Borstenfedern (Setae): ersetzen die Augenwimpern
Puderfedern (Pulviplumae): bei einigen Vögeln (z.B. Tauben, Wasservögel) produzieren einen feinen, wasserabweisenden Staub aus Keratingranula
Verschiedene Federtypen II
Es gibt verschiedene Flugarten beim Vogel
Gleitflug und Segelflug (schlagfreies Fliegen)
Schlagflug
„Unterwasserflug“
Gleitflug und Segelflug
Gleiten:Immer Abwärts,
Antriebskraft ist das KörpergewichtGleitverhältnis (Gleitstrecke/Höhenverlust)
z.B. Greifvögel 10, Albatrosse bis 20,Segelflugzeuge 40, kleine Finken 1
Geschwindigkeit hängt ab von der Flächenbelastungz.B. Schwalbe 1,5kg/m²; Taube 2,4 kg/m²; Albatross 15kg/m²
Erhöhung der Gleitzahl in Bodennähe oder über dem Wasser
Nutzung von Thermik (Steiggeschwindigkeit (Luft) ≥ Sinkgeschwindigkeit (Vogel)
„dynamisches Gleiten“ beim Albatross
Segeln = Gleiten in aufwärtsgerichteten Windströmungen
Zahl der maximalen Flügelschläge pro Sekunde bei Vögeln:
Kolibri: 78 Meisen: 25 Stockente: 10 Taube: 8 Amsel: 6 Schwan: 3 Storch: 2
Maximale Geschwindigkeit von Vögeln beim Fliegen (km/h):
Stachelschwanzsegler: 335 km/h Mauersegler: 180 km/h Stockente: 104 km/h Gänse: 91 km/h Rebhuhn: 85 km/h Star: 81 km/h Brieftaube: 80 km/h Falken: 79 km/h Albatros: 70 km/h
• Körperoberfläche: verhornte epidermale Schuppen
• Gliedmaßenpaare, fünf Zehen (außer Schlangen und einige Echsen)
• Verknöchertes Skelett
• Lungenatmung, keine Kiemen
• Herz meist 3 Kammern (außer Krokodile)
• Ektotherm
• Innere Befruchtung, unterschiedliche Geschlechter
• Eischalen beinhalten extraembryonale Membranen (Amnion, Chorion, Dottersack und Allantois)
Charakteristika von Reptilien
Systematik
ReptilienReptilia
Diapside ReptilienDiapsida
Anapside ReptilienAnapsida
Schuppenechsen Herrscherreptilien
Rhychocephalia Schuppenkriechtiere Krokodile Schildkröten
Klasse
Unterklasse
Überordnung
Ordnung
Echsen Schlangen Halswender HalsbergerUnterordnung
Herz/Kreislauf System
FischeSäuger/Vögel
Reptilien (außer Krokodil)
Aber: kein wahlloses Mischen von Blut im Reptilienherz !
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Aber wie ???
2 Möglichkeiten
Pressure Shunting
oder
Washout Shunting
linker Aortenbogen
rechter Aortenbogen
Pulm
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Pulmonararterie
Pressure ShuntingAbhängig vom Gefäßwiderstand
R-L-ShuntRezirkulation in den Körperkreislauf
L-R-ShuntRezirkulation in den Lungenkreislauf
Parasympathikus (Lunge)NO (Körperkreisl.)
Sympathikus (Körperkreisl.)
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Washout ShuntingDurch Muskelleisten im Ventrikel
CavumArteriosum
CavumVenosum
CavumPulmonale
CavumArteriosum
CavumVenosum
CavumPulmonale
Diastole Systole
Anatomie der Atmungsorgane
Gesamtvolumen der AtmungsorganeVogel 15% > Säuger 7% des Körpervolumens
Volumen der LungeVogel 1% < Säuger 3% des Körpervolumens
Atemgaskonzentrationen in den vorderen und hinteren Luftsäcken
35100Ausatmungsluft
<1160Einatmungsluft
28115Bauchluftsack
28115hinterer Brustluftsack
35100vorderer Brustluftsack
35100Schlüsselbeinluftsack
CO2 in mmHgO2 in mmHg
Gastransport im Vogelblut
Sauerstofftransport: an Hämoglobin gebundenUnterschiedliche P 50- Werte je nach Spezies
Hämatokrit:bei einige Spezies mit guter Flugleistung sehr hochKolibri bis 62%
Kohlendioxidtranport: als BicarbonatCO2-Konzentration z.T. erheblich niedriger als beim Säuger
Gesichtssinn
•Vermutlich der wichtigste Sinn beim Vogel
•Große Augen (Mensch 1% der Kopfmasse, Stare 15%)
••WichtigsterWichtigster Sinn Sinn zurzurEntdeckungEntdeckung von von Feinden/BeuteFeinden/Beute
••FlugFlug, , KommunikationKommunikation
••VisuellesVisuelles WeltbildWeltbild
Aufbau des Auges II
Reduktion von Gewicht und Größe ohne die Sehschärfezu beeinträchtigen. Aber instabiler als rundes Auge
Fovea I
Zentrale fovea. Bei seitlichen Augen. Fürsenkrecht einfallendes Licht
Küstenseeschwalbe
Mensch
Fovea II
Temporale Fovea = FürLicht von vor dem Vogel liegenden Objekten. Besonders bei Vögeln mitbinokularem Gesichtsfeld, die Distanzen und Geschwindigkeiten genauabschätzen müssen.
Gesichtssinn bei Reptilien
Gecko AugeHalsbandleguan - Auge Tagaktiv Leopardengecko - Auge Nachtaktiv
Pupillen an Tag- oder Nachtaktivität angepasst
In der Retina Stäbchen und Zapfen, Farbensehen trichromatisch (auch bei rel. schlechten Lichtverhältnissen)
Parietalauge: extraokulärer Photorezeptor
Rezeption im Infrarotbereich (Wärme)Fig. 1. (A) Western diamondbackrattlesnake (C. atrox) showing lorealpit organ (arrow). (B) Gaboon viper (B. gabonica) showing location of thesupranasal sac (arrow).
Fig. 1. Side view of the face of a ball python, Python regius. Arrows mark the five pit organsin the upper labial scales and the two pit organs in the lower labials at the corner of themouth.
Gehör3 Teile des Ohres (wieSäuger)1.Äußeres Ohr (engerknöcherner Gang; spezialisierte Federn)2.Mittelohr (nurSteigbügel)3.Innenohr
Gehör und Gleichgewichtssinn
Das Hörvermögen ist bei den Echsen unterschiedlich ausgeprägt. Geckos haben ein verhältnissmässig gutes Gehör.
Bartagamen – Ohr Leopardgecko - Ohr Halsbandleguan - Ohr
Gehör
Tastsinn• Herbst-Korpuskel• Auf Fadenfedern (Filoplumae) und
Borstenfedern• Auf Schnabel (Schnepfen) oder
Zunge (Specht)
Geruchssinn
Nur mäßig ausgebildetAusnahmen z.B.
Truthahngeier (ethyl mercaptan)
Seevögel (Röhrennasen)
Kiwis
Geschmackssinn
Wenig Geschmacksknospen
Kolibris: Zuckerkonzentrationen
Strandvögel: “verwurmterSand”
Große Toleranz gegenüberSäuren und Laugen
Magnetsinn
Orientierung am Erdmagnetfeld
Keine Orientierung nach Nord/Süd
Orientierung Polnah/Polfern
Zugvögel: Ausrichtung auf der Stange
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