Kato, Chiharu: Ultrastruktur der Kopfnieren (head kidneys) von sedentären Polychaeten und ihre Bedeutung für die Phylogenie der Annelida. - Bonn, 2013. - Dissertation, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn.
Online-Ausgabe in bonndoc: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-31753
@phdthesis{handle:20.500.11811/5660,
urn: https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:5n-31753,
author = {{Chiharu Kato}},
title = {Ultrastruktur der Kopfnieren (head kidneys) von sedentären Polychaeten und ihre Bedeutung für die Phylogenie der Annelida},
school = {Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn},
year = 2013,
month = apr,

note = {Die Phylogenie der sedentären Polychaeten ist bisher ungeklärt. Die Polychaetentaxa Terebelliformia, Arenicolidae und Capitellidae sowie die Echiura zeigen jedoch in vielen Phylognieanalysen eine nahe Verwandschaft. Innerhalb dieser Verwandschaftsgruppe, dem sogenannten TAEC-Cluster, sind die phylogenetischen Beziehungen weitgehend unbekannt. Nur für die Capitellidae und Echiura kann ein Schwestergruppenverhältnis sicher angenommen werden. Morphologische Merkmale, die das TAEC-Cluster oder das Schwestergruppenverhältnis zwischen Capitellidae und Echiura unterstützen, sind bisher nicht bekannt.
Innerhalb der Annelida tritt in den Larven fast aller Taxa ein Paar Protonephridien, die sogenannten head kidneys, auf. Wegen ihres Vorkommens in vielen Annelidentaxa und bei anderen Trochozoa, wie den Mollusca und Entoprocta, werden sie als phylogenetisch konserviert angesehen. In ultrastrukturellen Untersuchungen zeigen die head kidneys häufig taxonspezifische Merkmale. Mit dieser Arbeit wird überprüft, ob morphologische Merkmale der head kidneys das TAEC-Cluster als Teiltaxon der Anneliden unterstützen und Hinweise auf die Verwandschaftsbeziehungen innerhalb des Clusters liefern. Dazu werden die head kidneys von fünf Arten innerhalb des TAEC-Clusters ultrastrukturell untersucht.
Bei den untersuchten Capitellidae Capitella teleta und Notomastus lineatus sind Terminalzellen der head kidneys monociliär und besitzen circumciliäre Mikrovilli. Die Filterstruktur der Zellen wird von einem cytoplasmatischen Zylinder mit längs verlaufenden Schlitzen gebildet. Bei N. lineatus hat jedes head kidney am Ende des Nephridialkanals zwei Terminalzellen, während bei C. teleta bis zu acht Terminalzellen auftreten. Diese Terminalzellen sitzen als laterale Verzweigungen einem langen Nephridialkanal an. Die monociliären Terminalzellen mit circumciliären Mikrovilli sind mögliche Apomorphien der Capitellidae.
Für die Capitellidae und Echiura ergeben sich keine eindeutigen Merkmale in der Morphologie der head kidneys, die ein Schwestergruppenverhältnis unterstützen. Die für die Echiura untersuchte Art Thalassema thalassemum besitzt kurze, nur aus einer Terminal- und einer Kanalzelle bestehende head kidneys. Der Filter wird von Mikrovilli gebildet, die in zwei bis drei Kreisen um mehrere zentrale Cilien angeordnet sind. Zwar stimmen die head kidneys von T. thalassemum und N. lineatus darin überein, dass sie keine Nephroporuszelle besitzen, da diese aber bei C. teleta und den anderen untersuchten Arten auftritt, ist unklar, welcher Zustand ursprünglich für Capitellidae und Echiura ist. Gleichzeitig weist C. teleta Übereinstimmungen mit der Echiura-Art E. abyssalis auf, für die komplexe head kidneys mit lateralen Verzweigungen beschrieben wurden.
Bei Terebella lapidaria (Terebelliformia) besitzen die head kidneys zwei multiciliären Terminalzellen, bei denen die Cilien von Mikrovilli umgeben sind. Allerdings handelt es sich nicht um circumciliäre Mikrovilli. Der Filter besteht aus einem cytoplasmatischen Zylinder mit Spalten. Eine multiciliäre Kanalzelle und eine aciliäre Terminalzelle bilden den Nephridialkanal. Im Vergleich mit den Außengruppen können zwei Terminalzellen und eine aciliäre Nephroporuszelle als Apomorphien der Terebelliformia angenommen werden.
Bei Arenicola brasiliensis (Arenicolidae) zeigt die Filterstruktur der head kidneys eine Besonderheit, da sie gemeinsam von der Terminal- und Kanalzelle gebildet wird. Cytoplasmaausbuchtungen der Terminalzelle und der Kanalzelle greifen abwechselnd ineinander. Die Spalten zwischen den Cytoplasmausbuchtungen besitzen eine Filtrationsmembran. Die Terminalzelle ist multiciliär, wobei die Cilien wie bei T. lapidaria von Mikrovilli umgeben sind. Die multiciliäre Terminalzelle kann jedoch nicht als Apomorphie einer Schwestergruppe Terebelliformia und Arenicolidae gedeutet werden, da dieses Merkmal wahrscheinlich schon früher innerhalb der Annelida entstanden ist. Eine Merkmalsoptimierung der ultrastrukturellen Daten mit variierten Verwandschaftshypothesen zeigt keine Unterstützung für ein bestimmtes Verwandschaftsverhältnis zwischen den TAEC-Taxa. Gleichzeitig ergibt sich aber, dass bestimmte Merkmale, wie der Verlust der Nephroporuszelle, monociliäre Terminalzellen und verzweigte head kidneys mehrfach konvergent innerhalb der Anneliden entstanden sind. Durch einen Vergeich der Larvalentwicklung kann gezeigt werden, dass vergrößerte und nach caudal verlagerte head kidneys wahrscheinlich mit einer langen lecithotrophen Entwicklung zusammen hängt, bei der viele Segmente bereits im Larvalstadium ausgebildet werden. Der mehrfache Verlust von Nephroporuszellen kann dagegen mit der planktotrophen Lebensweise der Larven erklärt werden, da die Anforderungen an Exkretion und Osmoregulation in diesen Larven geringer sind.
Innerhalb der Anneliden zeigen die head kidneys eine große morphologische Variabilität. Mit den hier bearbeiteten Arten sind für die bisher wenig untersuchten sedentären Polychaeten vergleichbare ultrastrukturelle Daten gewonnen worden. Damit ist die Basis für detailiertere Untersuchungen zur Evolution der head kidneys innerhalb der sedentären Polychaeten geschaffen.},

url = {http://hdl.handle.net/20.500.11811/5660}
}

The following license files are associated with this item:

InCopyright